CN211901236U - 一种金属建筑结构连接件紧固结构及其中的螺纹预制件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种金属建筑结构连接件紧固结构，其包括一螺纹预制件，所述螺纹预制件的轴向上设有一内孔，该内孔为螺纹孔，在金属结构件上设有一孔，该孔与所述螺纹预制件的外廓匹配，该螺纹预制件穿设在该孔中且与所述金属结构件构成轴向固定结构使其不会从该孔中脱出，以在该金属结构件上构成一连接螺栓孔。本实用新型还提供该紧固结构中的螺纹预制件。本实用新提供的紧固结构和螺纹预制件可以在金属建筑结构的相互连接的构建上设置用于螺纹连接的螺纹孔。进一步地，还可以包容连接件之间的轻微错位。

Description

一种金属建筑结构连接件紧固结构及其中的螺纹预制件

技术领域

本实用新型涉及一种紧固件技术领域，提供一种金属建筑结构中各个连接构件之间的紧固结构，还提供在该紧固结构中所使用的核心部件—一种螺纹预制件。

背景技术

在现有技术中，金属建筑结构连接件之间通常采用铆钉、螺钉螺母、自攻螺丝等部件进行紧固。但这些紧固部件在实践中暴露出了若干不便的问题：例如，在紧固时，因结构连接件预制误差导致的螺孔轻微错位致使紧固工序费时费力甚至出现螺栓滑丝的问题；再如，在拆卸时需要对部件进行破坏性损伤，导致浪费资源，从而降低使用效率；又如，因螺钉螺母连接部分局部生锈而无法脱丝的问题；又如将螺母焊接预制在连接件上导致安全性能降低的问题等等。

市场上亟需一种小巧轻便、结构简单，可以满足连接件轻微错位使用条件的且无需采用焊接方式便能避免上述现象发生的部件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种金属建筑结构连接件紧固结构。

本实用新型的另一个目的是提供在所述紧固结构中所使用的螺纹预制件。

本实用新提供的紧固结构和螺纹预制件可以在金属建筑结构的相互连接的构建上设置用于螺纹连接的螺纹孔。

本实用新型进一步地目的是提供可以包容连接件之间的轻微错位的紧固结构和螺纹预制件。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种金属建筑结构连接件紧固结构，包括一螺纹预制件，所述螺纹预制件的轴向上设有一内孔，该内孔为螺纹孔，在金属结构件上设有一孔，该孔与所述螺纹预制件的外廓匹配，该螺纹预制件穿设在该孔中且与所述金属结构件构成轴向固定结构使其不会从该孔中脱出，以在该金属结构件上构成一连接螺栓孔。

所述金属结构件上的所述孔与所述螺纹预制件外壁之间设有一间隙。优选地，该间隙为0.2mm-1mm。

所述金属结构件为一金属框架空心杆，在该空心杆相对的侧壁上分别设有一孔，所述螺纹预制件的两端头分别插设在两个相对的孔中，该螺纹预制件的两个端面与所述空心杆相对的两个外壁平齐，在所述螺纹预制件上设置轴向固定结构，与所述空心杆的内壁配合，使得该螺纹预制件与该空心杆固定。

所述轴向固定结构可以是设置在所述螺纹预制件外壁上的卡簧，通过该卡簧形成与所述空心杆的内壁的轴向固定结构。

优选地，所述轴向固定结构为两个，其中一个是设置在所述螺纹预制件外壁上的凸肩，另一个是设置在所述螺纹预制件外壁上的卡簧，在所述螺纹预制件的一端构成所述凸肩与所述空心杆的内壁相抵，另一端设置卡簧与空心杆的内壁相抵。

具体地，所述螺纹预制件包括一筒体和一卡簧，

所述筒体内部具有一轴向贯穿的所述螺纹孔，在该筒体的外部，在该筒体的一端具有截面较小的柱状小端头，另一端具有截面较大的柱状大端头，所述小端头最大的宽度等于所述大端头最小的宽度，该小端头和该大端头之间形成一凸肩，在所述筒体的所述大端头一侧的外表面上设有一卡簧槽，所述卡簧卡设在该卡簧槽中；

所述空心杆相对的空心杆壁上分别设置一孔，两孔分别与所述筒体的两个端头截面相匹配，当所述筒体插入到所述空心杆中，两端的端头分别设置在两个相对的孔中，两端的端面与该空心杆的外表面平齐上，所述凸肩和所述卡簧分别抵在该空心杆相对的两个内壁上。

优选地，所述筒体的所述小端头为小圆柱体端头，该小圆柱体端头的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头为在一大圆柱体的基础沿与筒体的轴线平行的方向对称地在该大圆柱体的两侧各切掉一个圆缺截面的柱体后得到的非圆形截面的柱体，所述大圆柱体的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头上，切掉两个圆缺的柱体后切口即两个相对的平面之间的宽度与所述小端头的小圆柱体的直径相等。

所述筒体的所述小圆柱体的外径小于所述空心杆外壁上的孔径0.5mm-1mm；所述筒体的所述大端头的外廓与所述空心杆外壁上的相应异形孔的孔壁之间的间隙为0.2mm-0.5mm。

一种金属建筑结构连接件紧固结构中所使用的螺纹预制件，其轴向上设有一内孔，该内孔为螺纹孔，该螺纹预制件上设有轴向固定结构。

具体地，该螺纹预制件包括一筒件和一卡簧，

所述筒体内部具有一轴向贯穿的所述螺纹孔，在该筒体的外部，在该筒体的一端具有截面较小的柱状小端头，另一端具有截面较大的柱状大端头，所述小端头最大的宽度等于所述大端头最小的宽度，该小端头和该大端头之间形成一凸肩，在所述筒体的所述大端头一侧的外表面上设有一卡簧槽，所述卡簧卡设在该卡簧槽中。

优选地，所述筒体的所述小端头为小圆柱体端头，该小圆柱体端头的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头为在一大圆柱体的基础上沿与筒体的轴线平行的方向对称地在该大圆柱体的两侧各切掉一个圆缺截面的柱体后得到的非圆形截面的柱体，所述大圆柱体的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头上，切掉两个圆缺的柱体后切口即两个相对的平面之间的宽度与所述小端头的小圆柱体的直径相等。

大端头和小端头的大小最好是这样的：所述大端头的作为基础的大圆柱体的直径为圆柱体形的所述小端头直径的1-2倍。

所述大端头的作为基础的大圆柱体的直径为圆柱体形的所述小端头直径的1.2倍。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.本紧固结构是在金属框架杆的连接端设置一螺纹预制件，且螺纹预制件与金属框架杆之间无需焊接固定，只需要在金属框架杆上打孔安装螺纹预制件即可，不会因为焊接而破坏金属框架杆性能，也不会因将螺纹预制件通过铆接或螺接连接造成结构的复杂化和使用上的繁琐。

2.螺纹预制件上两个端头的巧妙的不同形状的设计，特别是大端头的设计，可以同时防止因螺丝生锈而导致在松下螺丝时，长筒跟随螺丝一起运动，而导致无法完成拆卸的问题发生。

3.本紧固结构中的螺纹预制件设计其中一个端头与金属框架杆之间为非圆截面孔插接，而进一步地，非圆截面是在圆柱体的基础上的改造，该螺纹预制件仅需使用车床一次铣切到位，无需进行单独焊接、打磨，工艺简单、便捷，实施成本低廉。

4.由于螺纹预制件的两端与金属框架杆的杆壁的接触部位巧妙地采用不同的形状设计，并通过卡簧和凸肩配合进行轴向固定，可避免通过性松动、滑出等问题发生。

5.螺纹预制件与金属框架杆上的孔壁之间保持一定合理的空隙，在具体使用中，可通过微小的调整，可以轻松满足因测量不精确、热胀冷缩、材料变形等原因导致的紧固部位轻微错位时紧固螺丝的需要。

6.该螺纹预制件如应用于铝合金建筑结构框架的连接件的紧固部件，将有利于发挥铝合金建筑结构的可任意拼插性、轻便性、操作简易性、可多次重复利用等优势。

下面通过附图和实施例对本实用新型提做详细说明。

附图说明

图1为本实用新型提供的螺纹预制件的立体结构示意图。

图2a和图2b为安装在螺纹预制件上固定的卡簧的主视结构示意图和侧视结构示意图。

图3为螺纹预制件小端头的端面结构示意图。

图4为螺纹预制件大端头的端面结构示意图。

图5至图9为将螺纹预制件安装到金属框架杆上的示意图。

图10为安装有螺纹预制件的金属框架杆的立体结构示意图。

图11为显示安装在金属框架杆上的螺纹预制件的另一个侧面的立体结构示意图。

图12为螺纹预制件安装在金属框架杆上大端头一侧的结构示意图。

图13为螺纹预制件安装在金属框架杆上小端头一侧的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供的螺纹预制件包括一筒体a和一卡簧e，如图1所示，筒体a为中空结构，一个可供螺丝紧固的螺纹孔b从筒体a的中心穿过。筒体a的一端为圆形截面c1的较小的圆柱体构成的小端头a1，螺纹孔b1与圆形截面c1为同心圆，位于该圆形截面c1的中心点。筒体a的另一端为大端头a4，大端头a4为由基础圆形的较大圆柱体裁切而成的异形截面c2的柱体。螺纹孔b与形成异形截面c2的基础圆形为同心圆，位于异形截面c2的中心点。螺纹孔b2的直径为 d，形成异形截面c2的基础圆形的柱体的直径是筒体a的圆形截面c1的较小的圆柱体的小端头a1直径的 1.2 倍。由此，在小端头a1和大端头a4之间形成一个凸肩g。异形截面c2的大端头a4是这样通过基础圆形的较大的圆柱体变成的：即将基础圆形的较大的圆柱体沿着与筒体的轴线平行的方向对称地在该较大的圆柱体的两侧各切掉一个圆缺截面的柱体，剩下的部分即为异形截面c2的大端头a4。在加工过程中，是通过铣切的方式从较大的圆柱体上切掉两个圆缺截面的柱体，相对的两个表面a2为平行于筒体a的中心线的平面。大端头a4上的两个相对表面a2之间的距离等于小端头a1较小的圆柱体的直径。异形截面c2的轮廓形状近似于民航客机的舷窗的形状。在筒体a的大端头距离端面设定距离处的圆弧面上设有一卡簧槽a3，该卡簧槽a3中卡设固定卡簧e，卡簧e的一部分露出在圆弧面之外构成一个轴向定位部，在小端头a1和大端头a4之间形成的凸肩g构成另一个轴向定位部。

在本实施例中，所述螺纹预制件安装在矩形截面中空的金属框架杆f上，在金属框架杆f上形成一个贯穿金属框架杆f横向的螺栓孔。如图5和图10所示，在矩形截面的金属框架杆f相对的两个侧壁上相对地分别开设一个安装孔，其中安装孔f1的形状和大小是与螺纹预制件中的筒体a上小端头的截面形状匹配的圆孔，安装孔f2的形状和大小是与筒体a上大端头的截面形状匹配的异形孔。与金属框架杆f相匹配地筒体a上的小端头的长度与金属框架杆f的壁厚相等，筒体上的卡簧槽的靠外侧的槽边缘到大端头的端面的长度与金属框架杆f的壁厚相等。这样，当筒体a插设在金属框架杆f上时，筒体a上的凸肩g和卡于其上的卡簧刚好抵在金属框架杆f的内壁上，而小端头的端面c1和大端头的端面c2刚好与金属框架杆的外壁面平齐，如图9所示。

如图5至图9示出了将筒体a安装到金属框架杆上的过程：

第一步，将筒体a从金属框架杆f上的异形孔洞f2处插入，插入时，筒体上的小端头a1向内（见图6）。

第二步，当小端头a1和大端头之间的凸肩g抵紧金属框架杆f的内壁且小端头a1的圆形端面c1和大端头的异形截面的端面c2分别与金属框架杆的外壁处于平齐状态，则视为插入到位（见图7）。

第三步，将卡簧e推入筒体a上大端头附近的卡簧槽a3，直至卡簧e完全嵌入卡簧槽a3，

且无法徒手拉出时为止（见图8和图9）。

第四步，从金属框架杆f的小圆孔洞f1处向内推动筒体a，当筒体a无法被推出时，则视为螺纹预制件在金属框架杆上安装到位。

此时该螺纹预制件即为安装完毕，之后即可根据使用需要进行不同金属框架杆之间的螺丝紧固作业。

螺纹预制件与金属框架杆的相关尺寸的匹配关系是：

筒体的小端头a1截面尺寸与其端面c1一致，小端头的轴向长度与金属框架杆f的壁厚一致。

筒体的大端头a4截面尺寸与其端面c2一致，大端头上的卡簧槽a3为深 1mm、宽1.5mm，筒体大端头a4的长度加上卡簧槽a3宽度之后的总长度与金属框架杆中空管内壁之间的间距一致。

大端头a4截面尺寸与其端面c2一致，卡簧槽a3的外侧的槽边缘到端面c2的轴向长度与金属框架杆f的壁厚一致。

小端头a1的圆形截面和大端头a4的两个平面a2之间的距离相等，这样，可以使得筒体a的小端头从金属框架杆的异形截面大孔f2穿入至相对的圆形小孔f1进行安装。

另外，筒体的两个端头与金属框架杆上相应的孔的孔壁之间需要留有一间隙，以使得具有微小的调整能力，满足因测量不精确、热胀冷缩、材料变形等原因导致的紧固部位轻微错位时紧固螺丝的需要。例如，金属框架杆上的小孔f1的直径与筒体a的小端头的直径大 0.5mm~1mm，异形截面的大端头a4与异形截面大孔f2之间的间隙可以是0.2mm-1mm。

大端头和小端头的大小最好是这样的：所述大端头的作为基础的大圆柱体的直径为圆柱体形的所述小端头直径的1-2倍。

在一个具体实施例中，所述大端头的作为基础的大圆柱体的直径为圆柱体形的所述小端头直径的1.2倍。

Claims (11)

1.一种金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：包括一螺纹预制件，所述螺纹预制件的轴向上设有一内孔，该内孔为螺纹孔，在金属结构件上设有一孔，该孔与所述螺纹预制件的外廓匹配，该螺纹预制件穿设在该孔中且与所述金属结构件构成轴向固定结构使其不会从该孔中脱出，以在该金属结构件上构成一连接螺栓孔。

2.根据权利要求1所述的金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：所述金属结构件上的所述孔与所述螺纹预制件外壁之间设有一间隙；和/或，

所述金属结构件为一金属框架空心杆，在该空心杆相对的侧壁上分别设有一孔，所述螺纹预制件的两端头分别插设在两个相对的孔中，该螺纹预制件的两个端面与所述空心杆相对的两个外壁平齐，在所述螺纹预制件上设置轴向固定结构，与所述空心杆的内壁配合，使得该螺纹预制件与该空心杆固定。

3.根据权利要求2所述的金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：该间隙为0.2mm-1mm。

4.根据权利要求2所述的金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：所述轴向固定结构是设置在所述螺纹预制件外壁上的卡簧，通过该卡簧形成与所述空心杆的内壁的轴向固定结构；或者，

所述轴向固定结构为两个，其中一个是设置在所述螺纹预制件外壁上的凸肩，另一个是设置在所述螺纹预制件外壁上的卡簧，在所述螺纹预制件的一端构成所述凸肩与所述空心杆的内壁相抵，另一端设置卡簧与空心杆的内壁相抵。

5.根据权利要求4所述的金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：所述螺纹预制件包括一筒体和一卡簧，

所述筒体内部具有一轴向贯穿的所述螺纹孔，在该筒体的外部，在该筒体的一端具有截面较小的柱状小端头，另一端具有截面较大的柱状大端头，所述小端头最大的宽度等于所述大端头最小的宽度，该小端头和该大端头之间形成一凸肩，在所述筒体的所述大端头一侧的外表面上设有一卡簧槽，所述卡簧卡设在该卡簧槽中；

所述空心杆相对的空心杆壁上分别设置一孔，两孔分别与所述筒体的两个端头截面相匹配，当所述筒体插入到所述空心杆中时，两端的大端头和小端头分别设置在两个相对的孔中，所述筒体两端的端面与该空心杆的外表面平齐，所述凸肩和所述卡簧分别抵在该空心杆相对的两个内壁上。

6.根据权利要求5所述的金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：所述筒体的所述小端头为小圆柱体端头，该小圆柱体端头的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头为在一大圆柱体的基础上沿与筒体的轴线平行的方向对称地在该大圆柱体的两侧各切掉一个圆缺截面的柱体后得到的非圆形截面的柱体，所述大圆柱体的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头上，切掉两个圆缺的柱体后切口即两个相对的平面之间的宽度与所述小端头的小圆柱体的直径相等。

7.根据权利要求6所述的金属建筑结构连接件紧固结构，其特征在于：所述筒体的所述小圆柱体的外径小于所述空心杆外壁上的孔径0.5mm-1mm；所述筒体的所述大端头的外廓与所述空心杆外壁上的相应异形孔的孔壁之间的间隙为0.2mm-0.5mm。

8.一种金属建筑结构连接件紧固结构中所使用的螺纹预制件，其特征在于：其轴向上设有一内孔，该内孔为螺纹孔，该螺纹预制件上设有轴向固定结构。

9.根据权利要求8所述的螺纹预制件，其特征在于：所述螺纹预制件包括一筒体和一卡簧，所述筒体内部具有一轴向贯穿的所述螺纹孔，在该筒体的外部，在该筒体的一端具有截面较小的柱状小端头，另一端具有截面较大的柱状大端头，所述小端头最大的宽度等于所述大端头最小的宽度，该小端头和该大端头之间形成一凸肩，在所述筒体的所述大端头一侧的外表面上设有一卡簧槽，所述卡簧卡设在该卡簧槽中构成所述轴向固定结构。

10.根据权利要求9所述的螺纹预制件，其特征在于：所述筒体的所述小端头为小圆柱体端头，该小圆柱体端头的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头为在一大圆柱体的基础上沿与筒体的轴线平行的方向对称地在该大圆柱体的两侧各切掉一个圆缺截面的柱体后得到的非圆形截面的柱体，所述大圆柱体的轴线与所述螺纹孔同轴，所述大端头上，切掉两个圆缺的柱体后切口即两个相对的平面之间的宽度与所述小端头的小圆柱体的直径相等；和/或，

所述大端头的作为基础的大圆柱体的直径为圆柱体形的所述小端头直径的1-2倍。

11.根据权利要求10所述的螺纹预制件，其特征在于：所述大端头的作为基础的大圆柱体的直径为圆柱体形的所述小端头直径的1.2倍。

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