CN209781397U - 一种开槽液压膨胀螺栓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开槽液压膨胀螺栓，用于大规格法兰孔的紧配定位安装，液压膨胀螺栓包括螺栓、第一止动板、第二止动板、锥套和螺母，螺栓中间部分为锥形杆体，锥套为内锥面结构，第一止动板套设于锥形杆体的细端且抵触锥套的一侧端面，第二止动板套设于锥形杆体的粗端且抵触锥套的另一侧端面，锥套壁面上设有轴向分布且贯通锥套的开槽，本实用新型采用液压膨胀螺栓并配合液压拉伸器，通过开槽锥套的径向扩涨，使螺栓与孔壁的间隙配合变为过盈配合，传递扭矩大，螺栓拉伸产生的预紧力使螺母与法兰盘摩擦力大，液压螺栓可重复使用，使用成本低。

Description

一种开槽液压膨胀螺栓

技术领域

本实用新型涉及到机械紧固技术领域，尤其涉及到一种能多次重复使用、安装精度高、制造成本低的开槽液压膨胀螺栓。

背景技术

对于大规格法兰孔的紧配定位螺栓安装，常见的基本上是按照法兰孔的实际尺寸加以铰制，再配做铰制孔螺栓，铰制孔和螺栓的铰制加工精度均要求非常高，而且在安装时需要通过冷冻工艺，将螺栓放入液氮中冷却收缩，使其外径小于法兰孔径，再将螺栓迅速装进法兰孔内，当螺栓温度上升恢复尺寸后，完成与法兰孔的过盈装配，由于每个螺栓的外径均需要按照法兰孔的实际铰制尺寸配合加工，且螺栓不能重复使用，测量温度也需要在同一温度下进行（如20℃室温状态下），其制造周期长，安装难度大，成本高，而且不能重复使用。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有大规格螺栓定位安装的不足之处；提供了一种能多次重复使用、安装精度高、制造成本低的开槽液压膨胀螺栓。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案：

本实用新型的一种开槽液压膨胀螺栓，用于大规格法兰的紧配定位安装，所述液压膨胀螺栓包括螺栓、第一止动板、第二止动板、锥套和螺母，所述螺栓中间部分为锥形杆体，螺栓两端设有螺纹结构，所述锥套为内锥面结构，锥套内锥面与上述锥形杆体的外锥面锥度配合，锥套与法兰孔间隙配合，所述第一止动板套设于锥形杆体的小头端且抵触锥套的一侧端面，所述第二止动板套设于锥形杆体的大头端且抵触锥套的另一侧端面，采用液压膨胀螺栓并配合液压拉伸器，通过弹性锥套的径向扩涨，使螺栓与孔壁的间隙配合变为过盈配合，紧配量可以按照实际情况设定，传递扭矩大，而且螺栓拉伸产生的预紧力使螺母与法兰盘的摩擦力大，固定稳定可靠，同时，两侧的止动板又可作为法兰孔的密封装置，保证了法兰孔的内部清洁，拆卸时也能快速释放螺栓的膨胀力，不会损伤螺栓表面和锥套，可重复使用，降低使用成本。

作为优选，所述锥形杆体的表面排列有多条半环形油槽和至少一条纵向油槽，所述半环形油槽的环绕角度为180°～320°，其中两端的半环形油槽间距与所述锥套宽度相匹配，纵向油槽连通上述半环状油槽，螺栓上设有轴向油孔和径向油孔，所述轴向油孔位于螺栓的小头端面的轴线上且孔口位于小头端面，所述径向油孔的一端与轴向油孔相通，另一端与上述半环形油槽的其中一条相通，通过多条油槽的高压供油，在螺栓拆卸时可快速释放锥套内锥面与锥形杆体外锥面之间的膨胀力，使锥套和锥形杆体更容易分离，防止锥面拉毛或卡涩，延长了锥套和螺栓的使用寿命。

作为优选，所述锥套壁面上设有一条轴向且贯通锥套壁面的开槽，所述开槽对应上述锥形杆体的未开槽区域，锥套上的开槽便于锥套受挤压时的弹性变形和径向扩涨，达到与孔壁的过盈配合并连成一体。

作为优选，所述开槽的槽宽0.8～1.2mm。

作为优选，所述锥形杆体的表面对称排列有两个油槽组，每个油槽组包括多条半环形油槽和至少一条纵向油槽，所述半环形油槽的环绕角度为120°～160°，其中两端的半环形油槽间距与所述锥套宽度相匹配，纵向油槽连通上述半环状油槽，螺栓上设有轴向油孔和径向油孔，所述轴向油孔位于螺栓的小头端面的轴线上且孔口位于小头端面，所述径向油孔为两个且分别对应两个油槽组，径向油孔的一端与轴向油孔相通，另一端与上述油槽组中的半环形油槽的其中一条相通，两个油槽组可分别对锥套两侧提供高压力，在螺栓拆卸时使锥套和锥形杆体更容易分离。

作为优选，位于锥套大头端的锥套壁面上对称设有两条轴向开槽，所述开槽的长度为锥套长度的70%～90%，开槽的槽宽0.8～1.2mm，开槽对应上述锥形杆体的未开槽表面，位于锥套小头端的锥套壁面上设有沿圆周方向均匀分布的若干缺口，所述缺口与上述开槽相互错位，缺口底部环线越过开槽槽底环线，所述第一止动板的内端面上设有与上述缺口相对应且嵌入缺口的插头，均匀分布的缺口与开槽配合，有利于锥套扩涨时的膨胀均匀性，不会产生因锥套局部受力而使锥套与孔壁之间形成微量间隙，延长锥套的使用寿命，同时缺口与插头的配合也有利于止动板的定位，不会产生相互位移和磨损。

作为优选，所述锥套内锥面的锥面为1∶30。

作为优选，所述锥套材质为40CrNiMo，具有高强度，高韧性和良好的淬透性，使锥套有很强的弹性，可以重复使用。

一种开槽液压膨胀螺栓的使用方法，其步骤如下：

1）螺栓安装时，将锥套嵌入法兰孔内，螺栓的小头端插入锥套内且使螺栓中部的锥形杆体对应锥套；

2）在螺栓的小头端依次套入第一止动板和螺母，并拧紧螺母；

3）将液压拉伸器（7）固接螺栓的小头端，利用拉伸器牵引螺杆，由于第一止动板的作用，螺杆与锥套发生位移，锥套受到锥形杆体的挤压而变形扩涨并紧贴法兰孔壁；

4）拧紧螺杆小头端的螺母；

5）在螺栓的大头端依次套入第二止动板和螺母，并拧紧螺母；

6）再次利用液压拉伸器对螺栓拉紧，达到预定的螺栓预紧力，并拧紧螺母；

7）拆除液压拉伸器，完成液压螺栓的定位安装；

8）按照相同方法，依次安装其他液压螺栓；

9）螺栓拆除时，将液压拉伸器重新安装在螺栓的小头端并拉伸，拧松小头端螺母并将螺母退出20mm左右；

10）从小头端的轴向油孔处接入高压手动泵出油管，并缓慢加压，高压油通过轴向油孔、径向油孔进入半环形油槽和纵向油槽，对轴套施加压力，使螺栓与锥套分离；

11）然后将液压拉伸器拆除并安装在螺栓的大头端，液压拉伸器对螺栓进行反向拉伸，将整个螺栓从法兰孔内拉出并脱离法兰孔，完成螺栓的拆除。

本实用新型的有益效果是：采用液压膨胀螺栓并配合液压拉伸器，通过开槽弹性锥套的径向扩涨，使螺栓与孔壁的间隙配合变为过盈配合，紧配量可以按照实际情况设定，传递扭矩大，而且螺栓拉伸产生的预紧力使螺母与法兰盘的摩擦力大，固定稳定可靠，同时，两侧的止动板又可作为法兰孔的密封装置，保证了法兰孔的内部清洁，拆卸时也能快速释放螺栓的膨胀力，不会损伤螺栓表面和锥套，可重复使用，降低使用成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中的锥套结构剖视示意图。

图3是图1中的锥套结构侧视示意图。

图4是另一种锥套结构剖视示意图。

图5是图4中的锥套结构侧视示意图。

图6是本实用新型的使用示意图。

图中 1.法兰，2.螺栓，21.锥形杆体，22.半环形油槽，23.纵向油槽，3.第一止动板，4.第二止动板，5.锥套，51.开槽，6.螺母，7.液压拉伸器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例1的一种开槽液压膨胀螺栓，用于大规格法兰1的紧配定位安装，如图1所示，液压膨胀螺栓包括螺栓2、第一止动板3、第二止动板4、锥套5和螺母6，螺栓中间部分为锥形杆体21，螺栓两端设有螺纹结构，锥套材质为40CrNiMo，如图2和图3所示。锥套为内锥面结构，其锥面为1∶30，锥套内锥面与上述锥形杆体的外锥面锥度配合，锥套外侧面与法兰孔间隙配合，在锥套壁面上加工有轴向分布且贯通锥套的开槽51，槽宽为1mm，锥套端面的外侧加工有15°倒角，其内侧加工有圆角，第一止动板套设于锥形杆体的小头端且抵触锥套的一侧端面，第二止动板套设于锥形杆体的大头端且抵触锥套的另一侧端面，螺母套设于螺栓的两端并分别位于第一止动板和第二止动板的外侧。

螺栓安装时，如图6所示，将锥套嵌入相应的法兰孔内，螺栓的小头端插

入锥套内且使螺栓中部的锥形杆体对应锥套；在螺栓的小头端依次套入第一止动板和螺母，并拧紧螺母；然后将液压拉伸器7固定在螺栓的小头端并牵引螺杆，由于第一止动板的作用，螺杆与锥套发生相对位移，锥套受到锥形杆体的挤压而变形扩涨并紧贴孔壁；达到设计的膨胀量后，停止拉伸，拧紧螺杆小头端的螺母；继续，在螺栓大头端依次套入第二止动板和螺母，并拧紧螺母，完成锥套的拉伸扩涨。

再次利用液压拉伸器对螺栓拉紧，当达到预定的螺栓预紧力时，拧紧双侧的螺母；然后拆除液压拉伸器，完成螺母的预紧和液压螺栓的定位安装；按照相同方法，依次安装其他液压螺栓。

螺栓拆除时，将液压拉伸器重新安装在螺栓小头端并进行拉伸使螺栓松开，

拧松小头端螺母并退出第一止动板；再将液压拉伸器拆下并安装在螺栓大头端，液压拉伸器对螺栓进行反向拉伸，将整个螺栓从法兰孔内拉出并脱离锥套，完成螺栓的拆卸，同时，锥套回弹并复位。

实施例2：本实施例2的一种开槽液压膨胀螺栓，用于大规格法兰孔的紧配定位安装，液压膨胀螺栓包括螺栓、第一止动板、第二止动板、锥套和螺母，螺栓中间部分为锥形杆体，如图1所示，在锥形杆体的表面设计有五条半环形油槽22和一条纵向油槽23，半环形油槽的环绕角度为300°其中两端的半环形油槽间距与锥套宽度相吻合，纵向油槽连通上述五条半环状油槽，在螺栓上设计有轴向油孔和竖向油孔，轴向油孔位于螺栓的轴线上，轴向油孔的孔口位于螺栓的小头端端面并外接高压油泵，竖向油孔位于锥形杆体上，竖向油孔的一端与轴向油孔相通，另一端与上述半环形油槽的中间一条相通。

拆卸螺栓时，当液压拉伸器反向拉伸时，高压油泵通过轴向油孔、竖向油孔和纵向油槽对半环形油槽注油，高压油释放锥套的膨胀力，使锥套和锥状杆体松开，便于螺栓从孔内拉伸退出；本实施例2的其它部分均与实施例1的相应部分类同，本文不再赘述。

实施例3：本实施例3的一种开槽液压膨胀螺栓，用于大规格法兰孔的紧配定位安装，液压膨胀螺栓包括螺栓、第一止动板、第二止动板、锥套和螺母，螺栓中间部分为锥形杆体，如图4和图5所示，锥形杆体的表面对称排列有两个油槽组，每个油槽组包括五条半环形油槽和一条纵向油槽，半环形油槽的环绕角度为150°，其中两端的半环形油槽间距与锥套宽度相匹配，纵向油槽连通上述半环状油槽，螺栓上设计有一个轴向油孔和两个径向油孔，轴向油孔位于螺栓的小头端面的轴线上且孔口位于小头端面，径向油孔分别对应两个油槽组，径向油孔的一端与轴向油孔相通，另一端与上述油槽组中的半环形油槽的其中一条相通，位于锥套大头端的锥套壁面上对称设计有二条轴向开槽，开槽长度为锥套长度的80%，开槽槽宽1mm，而位于锥套小头端的锥套壁面上设计有沿圆周方向均匀分布的四个缺口52，缺口与上述开槽相互错位，缺口底部环线越过上述开槽的槽底环线，开槽和缺口交叉设置，有利于锥套扩涨时的膨胀均匀性，不会产生因锥套局部受力而使锥套与孔壁之间形成微量间隙，延长锥套的使用寿命，同时，第一止动板的内端面上设计有与上述四个缺口相对应且可嵌入缺口的插头，第一止动板可通过插头插入缺口而准确定位并固定，两者不会产生相互位移和磨损，本实施例3的其它部分均与实施例3的相应部分类同，本文不再赘述。

在本实用新型的描述中，技术术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“内”、“外”等表示方向或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述和理解本实用新型的技术方案，以上说明并非对本实用新型作了限制，本实用新型也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、增添或替换，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种开槽液压膨胀螺栓，用于大规格法兰（1）的紧配定位安装，其特征在于：所述液压膨胀螺栓包括螺栓（2）、第一止动板（3）、第二止动板（4）、锥套（5）和螺母（6），所述螺栓中间部分为锥形杆体（21），螺栓两端设有螺纹结构，所述锥套为内锥面结构，锥套内锥面与上述锥形杆体的外锥面锥度配合，锥套与法兰孔间隙配合，所述第一止动板套设于锥形杆体的小头端且抵触锥套的一侧端面，所述第二止动板套设于锥形杆体的大头端且抵触锥套的另一侧端面。

2.根据权利要求1所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：所述锥形杆体（21）的表面排列有多条半环形油槽（22）和至少一条纵向油槽（23），所述半环形油槽的环绕角度为180°～320°，其中两端的半环形油槽间距与所述锥套（5）宽度相匹配，纵向油槽连通上述半环形油槽，螺栓上设有轴向油孔和径向油孔，所述轴向油孔位于螺栓的小头端面的轴线上且孔口位于小头端面，所述径向油孔的一端与轴向油孔相通，另一端与上述半环形油槽的其中一条相通。

3.根据权利要求2所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：所述锥套（5）壁面上设有一条轴向且贯通锥套壁面的开槽（51），所述开槽对应上述锥形杆体的未开槽区域。

4.根据权利要求3所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：所述开槽（51）的槽宽0.8～1.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：所述锥形杆体（21）的表面对称排列有两个油槽组，每个油槽组包括多条半环形油槽（22）和至少一条纵向油槽（23），所述半环形油槽的环绕角度为120°～160°，其中两端的半环形油槽间距与所述锥套（5）宽度相匹配，纵向油槽连通上述半环形油槽，螺栓上设有轴向油孔和径向油孔，所述轴向油孔位于螺栓的小头端面的轴线上且孔口位于小头端面，所述径向油孔为两个且分别对应两个油槽组，径向油孔的一端与轴向油孔相通，另一端与上述油槽组中的半环形油槽的其中一条相通。

6.根据权利要求5所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：位于锥套（5）大头端的锥套壁面上对称设有两条轴向开槽（51），所述开槽的长度为锥套长度的70%～90%，开槽的槽宽0.8～1.2mm，开槽对应上述锥形杆体的未开槽表面，位于锥套小头端的锥套壁面上设有沿圆周方向均匀分布的若干缺口（52），所述缺口与上述开槽相互错位，缺口底部环线越过开槽槽底环线，所述第一止动板（3）的内端面上设有与上述缺口相对应且嵌入缺口的插头。

7.根据权利要求1所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：所述锥套内锥面锥度为1∶30。

8.根据权利要求1所述的一种开槽液压膨胀螺栓，其特征在于：所述锥套材质为40CrNiMo。