CN203248492U - 注脂单向螺栓 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于结构紧固件技术领域，具体涉及到一种新型的螺栓及使用方式---“注脂单向螺栓”，由螺母、螺杆、颈垫、橡胶垫圈、套筒、锥形螺母组成。螺母、颈垫和橡胶垫圈上留有注脂孔道，方便胶脂由孔道注入单向螺栓内部填充套筒与螺杆之间的间隙以及套筒与螺栓孔壁之间的间隙。解决了闭口截面构件中一般形式的螺栓无法使用的难题，同时解决了螺栓预紧力较小时螺栓在螺栓孔中滑移导致连接初始刚度较低的问题。这种螺栓施工便捷，受力性能优越，连接安全可靠，具有广阔的应用前景。

Description

注脂单向螺栓

技术领域

本实用新型属于结构紧固件领域，具体涉及一种新型的螺栓形式及其使用技术----注脂单向螺栓。 

背景技术

螺栓作为紧固件在建筑钢结构装配中使用已非常广泛，相对于焊缝、铆钉等其它连接形式，具有以下优点： 

（1）受力性能好。铆钉靠受剪和承压传力，钉孔周边产生较高的应力集中；现场焊接的焊缝热影响区形成严重的焊接残余应力，这些都会影响接头的安全使用。而螺栓连接，特别是摩擦型高强度螺栓连接是靠钢板间接触表面的摩擦力传递外力的，接头中的应力集中现象得到改善，提高了连接件的抗疲劳性能。

（2）施工时劳动强度减轻，改善了劳动条件。 

（3）施工速度快，安装简便，便于工厂化、标准化生产；拆换灵活，利于检修。 

目前在结构中使用的螺栓有高强螺栓连接副、普通的单向螺栓等，由于它们自身的特点，应用在某些方面受到限制： 

（1）高强螺栓连接副从构成上可分为螺帽、螺杆、螺母和垫圈，作为紧固件使用时需要操作人员能够自由地在被紧固构件的两侧作业---螺杆由被紧固件一侧的螺栓孔穿入，操作人员需在另一侧安放垫圈、旋拧螺母。如此，当被连接件是闭口截面（如矩形管、圆管）时，操作人员只能在闭口截面的外侧作业，高强螺栓无法紧固，使用受到限制。

（2）在钢结构螺栓连接时，通常会要求螺栓孔直径比螺杆直径大1～2mm，如果不对螺栓施加一定程度的预紧力，螺栓在构件受力较小时会在螺栓孔中发生滑移。高强螺栓通过施加预紧力时可解决这种问题，但单向螺栓由于构造原因无法施加较大的预紧力，存在滑移问题，连接初始刚度较低。 

发明内容

本实用新型目的在于克服现有技术的局限，公开一种易于施工、性能优越的新型单向螺栓，解决了闭口截面构件无法使用常规螺栓连接的问题，同时也解决了螺栓滑移的问题，可在螺栓施加较小预紧力的状态下提供较大的初始刚度。 

本实用新型给出的技术方案为： 

一种注脂单向螺栓，其特征在于，包括螺帽、螺杆、颈垫、套筒和锥形螺母。所述螺帽和颈垫上都设有注脂孔，两注脂孔对接连通，注脂孔内部都注入胶脂。所述颈垫套在螺杆上，颈垫外周上至少有一组相对直边。套筒套在螺杆上，套筒上开有槽口。锥形螺母拧在螺杆的末端，锥形螺母的最大处外径与套筒外径相同，且控制在小于颈垫外径但大于颈垫内径的范围内。

进一步优化技术方案，根据需要本实用新型结构还可以加设橡胶垫圈，橡胶垫圈套在螺杆上，位于颈圈与套筒之间，所述橡胶垫圈内孔径大于螺杆，橡胶垫圈外径与套筒外径相同，橡胶垫圈上与相邻注脂孔对应位置处也设有注脂孔。由此实现所述螺帽、颈垫和橡胶垫圈上都设有注脂孔，各注脂孔对接连通。 

进一步优限定技术方案，所述套筒内径可呈锥形，套筒两端厚度不一致，离螺杆尾部近端较薄。 

进一步优限定技术方案，所述槽口呈条形细缝结构。 

增加说明，所述注脂孔功能可由通过增大颈垫和橡胶垫圈的内径来代替实现。 

螺母、螺杆、颈垫、橡胶垫圈、套筒、锥形螺母的材料可根据具体需要选用。胶脂的种类可根据使用条件选用。 

本实用新型将单向螺栓的结构进行改造，在闭口截面构件安装时发挥螺栓连接的优势。该单向螺栓可由被连接件的一侧穿入，在同侧旋拧螺帽即可完成紧固，因此可解决闭口截面无法为操作人员提供双侧操作空间的问题。在单向螺栓开孔注入胶脂，利用胶脂填充螺栓孔与螺杆之间的缝隙，可为节点提供较大的初始刚度，使得单向螺栓可以在不允许有滑移的节点中使用。 

本实用新型相对与现有技术具有以下优点： 

（1）注脂单向螺栓相对于焊接、铆钉等连接方式，施工速度快，安装便捷，更能适用于装配式的生产加工。

（2）闭口截面构件的连接无法为一般使用的螺栓提供双侧操作空间，螺栓的使用受到限制。单向螺栓只需一侧的操作空间即可完成紧固，因而能方便的在闭口截面构件的连接中使用。 

（3）单向螺栓由于自身的构造限制，无法施加较大的预紧力，因此被连接构件无法靠接触面之间的摩擦承载。由于施工要求，螺杆比螺栓孔直径一般小1～2mm，接触面之间如果没有较大的摩擦承载力，螺杆可能会在螺栓孔中滑移，连接初始刚度较低。本实用新型通过在单向螺栓中留注脂孔，在螺栓螺杆与套筒壁之间的空隙以及套筒与螺栓孔壁之间的间隙之中注入某种特殊的胶脂（可根据使用情况选择合适类型的AB胶），待胶脂凝固之后依靠胶脂承压可防止螺栓与孔壁之间的滑移，提高连接刚度。 

附图说明

图1为注脂单向螺栓总体图，包括平视图和侧视图。 

图2为注脂单向螺栓剖切图，包括平视图和侧视图。 

图3为注脂单向螺栓拧紧后总体图，包括平视图和侧视图。 

图4为注脂单向螺栓拧紧后剖切图，包括平视图和侧视图。 

图中标号：1为螺帽，2为螺杆，3为颈垫，4为橡胶垫圈，5为套筒，6为锥形螺母，7为螺帽上的注脂孔，8为颈垫上的注脂孔，9为橡胶垫圈上的注脂孔，10为胶脂，11为套筒上的槽口，12为颈垫上的平行直边，13为被紧固板件。

具体实施方式 

如图1、图2所示：该注脂单向螺栓，由包括螺帽1、螺杆2、颈垫3、橡胶垫圈4、套筒5、锥形螺母6组成。所述螺帽1、颈垫3和橡胶垫圈4上都设有注脂孔（7，8，9），各注脂孔对接连通。套筒5上开有槽口11。锥形螺母6的最大处外径、套筒外径和橡胶垫圈外径三者等大，且控制在小于颈垫外径、大于颈垫内径之间的范围内。螺帽1与螺杆2是一体的，螺帽1外径大于螺杆2的直径。所述颈垫3套在螺杆2上，位于螺帽1与橡胶垫圈4之间。颈垫3外周上至少有一组相对直边12。橡胶垫圈4套在螺杆2上，位于颈圈3与套筒5之间。套筒5套在螺杆2上，位于橡胶垫圈4与锥形螺母6之间。锥形螺母6拧在螺杆2的末端。螺帽1有注脂孔7。颈垫3有注脂孔8。橡胶垫圈4上有注脂孔9。注脂孔7、8、9内部都注入胶脂10。

所述螺帽1为外六角或内六角或其他螺母形式，螺帽1外径大于螺杆2的直径，该螺帽1上在与螺杆2根部对应位置处钻注脂孔7。 

所述螺杆2上有螺纹，该螺杆螺纹间距根据实际需要可改变。 

所述颈垫3内部开孔便于套入螺杆2上。所述颈垫3上与所述螺帽的注脂孔7对应位置处有注脂孔8。 

所述套筒5内径略大于螺杆2的直径。 

所述锥形螺母6内孔螺纹与螺杆2螺纹匹配，所述锥形螺母6外径大小与套筒5尾孔大小匹配。锥形螺母6的形状和外表面特征根据实际需要可改变。 

进一步优限定技术方案，所述套筒5内径可呈锥形，套筒5两端厚度不一致，离螺杆2尾部近端较薄。 

套筒5上槽口11的数目和形状可改变。进一步优限定技术方案，所述槽口11呈条形细缝结构。 

所述各注脂孔大小形状可变化。增加说明，所述注脂孔8、9功能可由通过增大颈垫3和橡胶垫圈4的内径来代替实现。 

所述胶脂10充满套筒5与螺杆2之间的间隙，同时充满套筒5与螺栓2孔壁之间的间隙。 

本实用新型提供了一种结构紧固件。在设计中根据承载力及变形要求确定注脂单向螺栓的材料、直径和个数。根据被紧固构件的总厚度确定单向螺栓的长度。根据被紧固构件的类型、使用环境、使用期限等条件确定所注胶脂的类型。胶脂的初凝时间15～45min为宜。 

螺帽1上的注脂孔7呈外大内小的阶梯状，主要是为了适应注脂工具出脂管嘴的形状，较大侧直径可取5.5mm，较小侧直径可取3.2mm，中间可用锥形孔过渡，注脂孔7中心轴线离螺杆2外径母线距离1.5mm。为方便胶脂从注脂孔7通过颈垫3的内径孔流入螺栓内部，颈垫3的内径呈阶梯状，内径较小侧比螺杆2外径至少大1mm，较大侧比较小侧内径大3mm。橡胶垫圈4内径至少比螺杆2的外径大2mm。套筒5内径比螺杆2外径大1.5～2mm，以方便胶脂填满之间的缝隙。 

在施工中，按照相关标准、规范的要求，在被紧固件上钻好螺栓孔。螺栓孔孔径比单向螺栓套筒外径大1～2mm。螺栓孔准备好之后将注脂单向螺栓穿入螺栓孔。在螺帽一侧用开口扳手固定颈垫3的位置，开口扳手的尺寸要与颈垫3上的相对平行直边12的间距匹配。然后用扭矩扳手旋拧螺母到指定的扭矩（如螺杆2名义直径为16mm，扭矩为190N·m，具体扭矩还要根据套筒材料、形状等条件确定），拧螺栓的过程中可分初拧和终拧。终拧之后单向螺栓的形状如图3。然后将预先准备好的胶脂由注脂孔7注入单向螺栓内部，直至胶脂10将套筒5与螺杆2之间的间隙以及套筒5与螺栓孔壁之间的间隙全部充满，如图4。 

Claims (2)

1.一种注脂单向螺栓，其特征在于，包括螺帽、螺杆、颈垫、套筒和锥形螺母；

所述螺帽和颈垫上都设有注脂孔，两注脂孔对接连通，注脂孔内部都注入胶脂；

所述颈垫套在螺杆上，颈垫外周上至少有一组相对直边；

所述套筒套在螺杆上，套筒上开有槽口；

所述锥形螺母拧在螺杆的末端，锥形螺母的最大处外径与套筒外径相同，且控制在小于颈垫外径但大于颈垫内径的范围内。

2.根据权利要求1所述的注脂单向螺栓，其特征在于：还包括橡胶垫圈，所述橡胶垫圈套在螺杆上，位于颈圈与套筒之间，所述橡胶垫圈内孔径大于螺杆，橡胶垫圈外径与套筒外径相同，橡胶垫圈上与相邻注脂孔对应位置处也设有注脂孔。

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