CN1305568A - 制造缆索固定卡爪的单件部件以及该卡爪的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造缆索固定卡爪(10)的单件部件(20),包括若干个绕一个通常为圆柱形的孔(5)设置的扇段(22),所述扇段由与所述孔相邻的接合部(27)连接,每个接合部位于各自径向槽(25)的底部,径向槽(25)在两个来自所述部件周边的扇段之间延伸。每个接合部朝向其各自的槽具有一个表面,此表面具有至少一个相对于垂直于所述槽的径向平面的方向(X)倾斜的部分,这样所述接合部(27)的径向厚度在沿所述方向(X)的一个确定位置处最小,从而确保其中卡爪(27)将断裂以从部件部(22)获得卡爪楔块的位置,从而较好地控制将缆束卡紧在卡爪中。

Description

制造缆索固定卡爪的单件部件以及该卡爪的制造方法

本发明涉及用于将缆索固定在固定块上的卡爪，例如用于土木工程中的预张紧缆索、桥梁撑杆缆索等。

这些卡爪通常是截头圆锥形，并且具有一个通常为圆柱形的轴向孔，用于承接要固定的缆索束。它们与具有至少一个相匹配的截头圆锥部分的底座共同合作，这些底座通过固定块切割，其中要固定的缆索束通过其中延伸。

所述的卡爪包括几个(通常两个、三个或四个)来自一个原始部件的相同的零件-以下称为“楔块”，在其外侧由一个截头圆锥表面界定并具有一个贯穿其延伸的圆柱形轴向孔，孔的内表面最好刻有条纹。原始部件由锯刀分成两个、三个或四个(或更多)径向平面。

通过锯割形成的楔块经过热处理以提供表面硬化。一个由钢制成的圆环放置在靠近原始部件外截头圆锥表面上较宽的底端附近加工的一个圆槽中，以便组装卡爪。

法国专利2586076描述了一种固定卡爪，包括都来自于相同的原始部件的若干个楔块。要将此部件分割成楔块的锯刀故意未修整，以便沿部件的中心孔在相邻的楔块之间留下厚度很小的接合部。

这种形成卡爪的方法适合批量生产。尽管形成楔块的刀具不需要非常规则和相同，但应该确保其组装成一个卡爪不会在楔块之间引起不互配的、可能使其中卡有缆束的圆柱形孔变形的支撑面。因此加工公差和质量控制就低于其中楔块完全切开并在切割和组装过程之间成批储存的方法。

图1示出了一个单件部件1，其中带有三个根据法国专利2586076制成的楔块9。与圆柱形孔3相邻的接合部7位于径向槽6的底部，径向槽6由锯刀从部件1的周边贯穿其整个长度形成。接合部厚度很小(小于1mm)，其主要的作用是将楔块保持在一起直到接合部断裂。通常使其断裂的方法是将一个分离件插入孔3中，分开的楔块随后由安装环保持在一起。

这种卡爪所面临的一个问题在于，接合部的断裂不容易控制。槽6的底部是平的，这样断裂就可能会沿槽的厚度(方向垂直于径向平面)在任何点上发生。由于通过在圆柱形孔3的壁上攻丝形成竖直条纹4，断裂可能是Z字形。此外接合部通常在几个点处断裂。

这些问题会影响固定的质量。如果一个接合部只在卡爪长度的特定点上保持在一个楔块的径向面上，这会由于在相邻的楔块之间不良好的接触支撑引起圆柱形孔的变形，这样会影响卡紧作用的均匀性。接合部还会在固定过程中施加的应力的影响下从楔块变形或分离，在此情况下这些接合部可能会在楔块之间、楔块和缆束之间或楔块和固定块的截头圆锥孔之间以一种不希望有的方式变形或分离。

应该指出对于要均匀卡紧的缆束而言，其圆柱形孔的直径略小于要固定的缆束的直径。相应地，一旦卡爪的条纹渗入束的金属中并且在卡紧力的影响下在缆束中略微产生径向收缩，孔基本恢复其圆柱形形状，这样应力均匀传递到缆束的周边上。

在楔块之间形成的锯口在其之间留下传递卡紧应力的必要的空间。如果这些空间不存在，施加在截头圆锥界面上的径向卡紧作用会沿径向平面产生一个楔块的相互卡紧，而不是将卡紧作用传递到缆束上。

在固定过程中，应该避免其中一些空间尺寸的减少而另一些空间尺寸变大。在对带有N个楔块的卡爪最坏的情况下，这会导致失去N-1个空间并形成一个增大N倍的空间。这还会导致缆束的无效卡紧，从而产生滑动。在N=3且在楔块之间留下1.5mm的切口的典型情况下，可能会产生一个4.5mm的空间，这会严重影响其周边钢丝的直径为5mm的常规7根钢丝束的固定。

接合部的断裂不能很好控制事实不能避免常规卡爪的缺点。

本发明的一个目的是通过减小上述问题的影响而改进法国专利2586076中所述类型的卡爪。

相应地，本发明提供了一种用于制造缆索固定卡爪的单件部件，包括若干个绕一个通常为圆柱形的孔设置的扇段，所述扇段由与所述孔相邻的接合部连接，每个接合部位于各自径向槽的底部，径向槽在两个来自所述部件周边的扇段之间延伸。根据本发明，每个接合部朝向其各自的槽具有一个表面，此表面具有至少一个相对于垂直于所述槽的径向平面的方向倾斜的部分，这样所述接合部的径向厚度在沿所述方向的一个确定位置处最小。

当单件部件分开产生相应于扇段的楔块时，接合部更容易在其厚度最小的点处断裂，即在通过使用一个适当的切割工具在部件中形成径向槽而可以控制的点处断裂。

结果，卡紧力可以在接合部中覆盖卡紧面更好地分布在部件周边上。

断开的接合部在卡爪的圆柱形孔的边缘在楔块径向表面上留下的突出部具有确定的形状，并且可以帮助将力传递给缆束。这样通过利用扇段的整个宽度，力的分布也得到改进(峰值压力减小)。

此外，这些突出部大大避免了上述有关在楔块之间其中一个空间过宽的问题。

在一个优选实施例中，每个接合部指向其各自槽的表面基本为V形。V形面的斜度使卡紧力可以在通常位于圆柱形孔壁上的条纹的整个表面上传递，这样大大增加了在每个形成固定的缆束或股的钢丝上卡紧作用的均匀性。V形面的斜度还可以使楔块定位成可以由楔块在V形部分上的通常的滑动作用均匀间隔开。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种制造由N个楔块的组件形成的缆索固定卡爪的方法，包括以下步骤：

-在一个单件部件中形成一个通常为圆柱形的孔；

-在单件部件中沿径向平面从其周边形成N个切口，以形成界定部件的N个扇段的N个径向槽，至少N-1个切口在到达孔之前中断，以在相应的槽的底部上留下连接扇段的接合部；

-使这样获得的部件经受硬化处理；以及

-分开这N个扇段以断开接合部，卡爪的每个楔块从一个扇段获得。

所述中断的切口做成使得可以对每个接合部施加一个表面，指向相应的槽，其至少部分相对于垂直于所述槽的径向平面的方向倾斜，这样所述接合部在沿所述方向的确定位置断裂。

本发明的其他特征和优点从以下参照附图对实例的描述中显而易见，其中这些实例不是限定性的，在附图中：

图1是上述法国专利2586076中所述类型的用于固定卡爪的一个单件坯料的端视图；

图2是本发明用于固定卡爪的一个单件坯料的立体图；

图3是用于图2中所示类型的一个卡爪的单件坯料的端视图。

图2示出本发明的一个固定卡爪的形状，用于卡紧一个缆束8，例如一个预张紧或固定缆束。此示例的卡爪10具有一个通常为截头圆锥形状，带有一个中心圆柱形孔5，缆束8可以通过此孔插入，孔的内壁具有垂直的条纹，以提供在束上的卡紧。这种截头圆锥形状分成三个120°的扇段，由三个相同的楔块12形成。这些楔块12由位于一接近卡爪最宽端的一个周向槽14中的环13组装。

卡爪10与一个设置在固定块16中的互配的截头圆锥孔15配合。固定一个缆束的步骤如下：缆束8成螺线状通过孔15；卡爪10围绕此缆束设置；在例如一个千斤顶的帮助下在伸出固定块16外表面17的缆束部上施加牵引力；并且环绕缆束的卡爪10被拉入截头圆锥孔15中。一旦松开牵引力，卡爪10在块16中牢固地卡紧缆束8。

如图2所示，缆束8可以包括7股金属线。

制造这种类型的卡爪10的起始是一个公知的单件部件，其外部由一个截头圆锥表面界定。一个轴向圆柱孔5通过此截头圆锥部件形成。图3示出了这样一个部件20。孔5的内表面竖直方向设有条纹，例如具有三角形轮廓的螺旋线，由攻丝形成，这样在楔块12的内表面上产生条纹11。在图3中看不见的环槽14在部件20的宽底附近加工到其截头圆锥表面中。

所述的部件20最好由容易加工的低碳钢制成，但在由一种热处理例如渗碳处理进行表面硬化。

在部件20中切割径向槽25，槽25沿经过部件轴线的平面延伸并界定将形成卡爪的楔块12的扇段22。

在所示的实施例中，槽25的数量是三个，并且绕孔的轴线间隔120°。这些槽的厚度由用于加工它们的刀具30的厚度决定，例如1.5mm。槽25不会通过部件20的材料延伸到孔5；每个槽都中断以沿孔5留下一个接合部27。

如图3所示，每个槽25的底部是V形，顶点指向部件20的轴线，即指向孔5。为此，所使用的可以是一个铣刀或圆锯的刀具在其切削刃上具有齿31，齿31具有基本为V形的垂直于切削平面的轮廓，即齿31的突出形状与槽25的底部所需的形状相匹配。

槽25底部的V形使其可以控制当楔块12折断时接合部27断裂的点。接合部27将根据V形的顶点的高度而断裂，即大约在槽25的厚度的中心处断裂。

在另一个实施例中，槽25的底部可以是一个喇叭形而不是一个V形。无论如何，此形状应使得至少指向槽的接合部的部分表面相对于垂直于所述槽的径向平面X方向倾斜，这样接合部的径向厚度沿此X方向在一个确定的位置最小。这样在此最小值处就会产生断裂。使用V形的优点就在于可以容易取得以上效果。

示例性地，例如在V形顶点和孔5的壁之间测量的接合部的厚度可以在0.8mm(在条纹11底部处)和1.3mm(在条纹顶部处)之间，V形的两个倾斜面之间的夹角为90°。

应该指出，尽管槽25的厚度和形状要求非常严格，但可以相对容易地控制锯割过程，因为可以使用三个精加工刀具同时加工这三个槽，其各自的尺寸和位置将严格确定，而在其之间部件20将轴向受压。

以这种方式加工的卡爪坯料保持为一个单件，并可以与其他类似的部件成批存放。

在此阶段施加在接合部27上的力实际比需要使其断裂的力小很多。由于在此阶段的渗碳处理，接合部不会很脆，而且其作用基本是在相应于楔块12的扇段22之间保持一个连接。

还没有裂成单独楔块的单件部件20将被一个一个地拿去在每个槽14中设置安装环13，此环通常由弹簧钢制成。

然后安装好的组件承受渗碳处理，对楔块12和接合部27提供表面硬化。

这种处理可以是这样一种热处理：在碳化物的环境中在900-1000℃之间加热45分钟，然后进行淬火。

以此方式处理的钢的表面会非常硬，而接合部27相对较脆并容易断裂。

在此阶段，用手就足以使接合部27断裂。否则，在孔5的开口处设置一个分离件，并且可以通过敲击此分离件而使接合部断裂。卡爪的楔块12则彼此分离，由安装环13保持连接。

如图2所示，断裂的接合部在每个楔块的径向面上留下带有几乎为三角形截面的突出部28。这些突出部28与孔5相邻，在孔中卡爪卡紧缆束8。因此它们可以帮助将卡紧力传递给缆束，防止缆束上的卡紧力在楔块之间经过很长的距离后减小。相应地，施加在缆束上的峰值压力减小。

在固定过程中，突出部28还防止一些内部楔块空间收缩而另一些空间扩张。

可以在不背离本发明范围的前提下对所述的实施例进行许多修改，例如：

-楔块的数量N可以不是3个；

-卡爪的周边可以不是整体的截头圆锥形；而是可以作成几个连续的截头圆锥段，也可以是弧形的；

-在部件20中制成的N个切口之一可以是一个完整的切口，部件保持一个单件而带有N-1的接合部；

-用于加工卡爪的方法的特定步骤的顺序可以改变。

Claims (7)

1．一种用于制造缆索固定卡爪(10)的单件部件(20)，包括若干个绕一个通常为圆柱形的孔(5)设置的扇段(22)，所述扇段由与所述孔相邻的接合部(27)连接，每个接合部位于各自径向槽(25)的底部，径向槽(25)在两个来自所述部件周边的扇段之间延伸，其特征在于：每个接合部朝向其各自槽的具有一个表面，此表面具有至少一个相对于垂直于所述槽的径向平面的方向(X)倾斜的部分，这样所述接合部(27)的径向厚度在沿所述方向(X)的一个确定位置处最小。

2．根据权利要求1所述的单件部件，其特征在于：每个接合部(27)朝向其各自槽(25)的表面基本为V形。

3．一种加工由N个楔块(12)的组件形成的缆索固定卡爪(10)的方法，包括以下步骤：

-在一个单件部件中形成一个通常为圆柱形的孔(5)；

-在单件部件中沿径向平面从其周边形成N个切口，以形成界定部件的N个扇段(22)的N个径向槽(25)，至少N-1个切口在到达孔(5)之前中断，以在相应的槽的底部上留下连接扇段的接合部(27)；

-使这样获得的部件(20)经受硬化处理；以及

分开这N个扇段以断开接合部，卡爪的每个楔块(12)从扇段(22)获得，

其特征在于：所述中断的切口做成使得对每个接合部(27)施加一个表面，指向相应的槽，其至少部分相对于垂直于所述槽的径向平面的方向(X)倾斜，这样所述接合部在沿所述方向(X)的确定位置断裂。

4．根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述N-1个切口由一个或多个具有齿(31)的刀具(30)加工成，齿带有基本为V形的垂直于切割平面的轮廓。

5．根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：还包括对通常为圆柱形的孔(5)攻丝的步骤，以在每个楔块(12)的内表面上形成竖直的条纹(11)。

6．根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于：还包括在硬化处理之前在单件部件(20)的周边上形成一个环槽(14)和将一个安装环(13)放置在所述环槽中的步骤。

7．一种由权利要求3-6中任一项所述的方法获得的通过组装若干个楔块而形成的缆索固定卡爪(10)。

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