CN214146187U - 一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，包括螺母、外楔形头螺栓、调高垫片预埋套筒；外楔形头螺栓设有螺杆和外楔形支撑块模组，螺杆的下端的外缘设有若干外楔形支撑块模组，螺杆的外缘上端安装有螺母和位于螺母下方调高垫片，每一外楔形支撑块模组包括若干外楔形支撑块，每相邻的两外楔形支撑块之间形成外楔形避障通道，预埋套筒内壁上设有若干内楔形支撑块模组，每一内楔形支撑块模组包括若干内楔形支撑块，且每相邻的两内楔形支撑块之间形成一外楔形支撑块置入通道，每一外楔形支撑块可分别沿外楔形支撑块置入通道滑动；每一内楔形支撑块可分别沿外楔形避障通道滑动。在使用时，可调整支撑高度、强度强、拆卸方便。

Description

一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通剪力铰螺栓紧固和支撑的技术领域，尤其涉及一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置。

背景技术

螺栓和螺母配合紧固是最常用的一种紧固形式，品种规格繁多，性能用途各异，并且通用化，标准化和系列化的程度很高。它的优点是：可以拆卸连接，可以很快的转配，连接可靠，成本低，适用于工地安装连接。实际轨道交通剪力铰螺栓紧固应用中都设有螺栓紧固，螺栓与预埋的带内螺纹的套筒一起完成紧固。

在现有轨道交通剪力铰螺栓紧固技术中，预埋的带内螺纹的钢套筒，与产生预紧力的螺栓，在实施该技术过程中存在以下缺点：

1、预埋的带内螺纹的钢套筒一旦安装后不可更换，而实际使用过程中螺栓受很大的剪力，内外螺纹旋入接触位置作为剪切破坏的危险点，一旦发生破坏修复困难，即便修复后也难以恢复原有的工作状态，在保证长期的使用过程中难以保证其可靠性。

2、内外螺纹在长期使用过程中，暴露在湿润、周期载荷的环境中，容易发生螺纹粘连、生锈，后期维修更换拆卸也面临很大的困难。

3、在经常接触震动的交变载荷环境中，螺栓容易发生松动，影响行车的安全，需要定时重新预紧螺栓，需要很大的检修资源。

4、剪力铰安装位置不在一个平面上，紧固后剪力板弯曲，或者紧固螺栓弯曲，影响道床的整体性，减振减噪效果变差。

实用新型内容

针对现有的存在的上述问题，现提供一种利用楔形几何原理调整支撑高高度同时具有抗腐蚀、完整性好、预埋套筒使用可靠性高、螺栓拆卸方便和固定强度强的的紧固装置。

具体技术方案如下：

一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置包括：螺母、外楔形头螺栓、调高垫片、和预埋套筒；所述外楔形头螺栓包括螺杆和外楔形支撑块模组，所述螺杆的下端拆卸地设于所述预埋套筒内，所述螺杆的下端的外缘由上至下依次设有若干外楔形支撑块模组，其中，所述螺杆的上端安装有所述螺母和所述调高垫片，所述螺母位于所述调高垫片上方，所述螺母和所述调高垫片分别位于所述螺杆的上端的外缘；每一所述外楔形支撑块模组均包括若干外楔形支撑块，且每相邻的两所述外楔形支撑块之间形成一外楔形避障通道，若干所述外楔形避障通道相互导通；所述预埋套筒内壁上由上至下依次设有若干内楔形支撑块模组，每一所述内楔形支撑块模组均包括若干内楔形支撑块，若干所述内楔形支撑块呈圆周阵列，且每相邻的两所述内楔形支撑块之间形成一外楔形支撑块置入通道，且若干所述外楔形支撑块置入通道相互导通，每一所述外楔形支撑块可分别沿一所述外楔形支撑块置入通道滑动；每一所述内楔形支撑块可分别沿一所述外楔形避障通道滑动。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，还包括防松套，所述防松套安装在所述螺杆外缘，且所述防松套位于所述调高垫片与所述外楔形支撑块模组之间，所述防松套的外缘与所述预埋套筒的上端内壁相抵。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，所述防松套包括防松套塞块和防松套头部，所述防松套头部的一端与所述防松套塞块的一端连接，所述防松套塞块的外缘以及所述防松套头部的外缘分别与所述预埋套筒的上端的内壁相抵。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，所述预埋套筒还包括套筒本体和防脱出筋，所述防脱出筋安装在所述套筒本体外壁上。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，所述套筒本体为中空的圆台状结构。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，所述调高垫片的高度小于10mm。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，还包括弹簧垫片、所述弹簧垫片安装在所述螺母和所述调高垫片之间，所述弹簧垫片位于所述外楔形头螺栓的外缘。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，所述螺母和所述外楔形头螺栓采用不锈钢材料。

上述的一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其中，所述螺杆和所述预埋外楔形支撑块模组一体成型。

上述技术相比现有技术具有的积极效果是：

(1)紧固装置采用楔形相互支撑每组外楔形和内楔形的斜面彼此相对互补，靠膨胀预紧起支撑作用，分离的外楔形头螺栓可以更换，保证预埋套筒的完整性，增加预埋套筒的使用可靠性。

(2)紧固装置在螺母、弹簧垫片和螺杆的配合下，使得轴力同时由楔形几何面和弹簧垫片平衡，螺杆始终呈拉紧的平衡状态，提高了紧固装置的防松能力，同时受螺纹副轴力平衡，螺母不易松动，保证了紧固装置的连接强度。

(3)紧固装置设有小于10mm的调高垫片，调高垫片的设置使得内楔形和内楔形组成支撑连接更加紧固，保证预埋套筒的完整性，提高了紧固装置防松能力。

(4)套筒本体内安装有防松套，起到防止外楔形头螺栓的旋转，防松效果更明显。

(5)预埋套筒采用尼龙加玻纤阻燃材料制成以及螺母采用不锈钢制成，使得紧固装置良好的防潮和防锈功能。

(6)调整紧固位置到一个平面上，紧固件受力均匀和剪力铰安装牢固，从而使得紧固装置减振降噪效果更好。

附图说明

图1为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的第一实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的图1中预埋套筒详细示意图；

图3为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的图1中预埋套筒的俯视图；

图4为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的图3中的A-A的剖面；

图5为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的图1中外楔形头螺栓详细示意图；

图6为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的图5中外楔形头螺栓的俯视图；

图7为本实用新型一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置的图1中的防松套详细示意图。

附图中：1、螺母；2、弹簧垫片；3、外楔形头螺栓；4、调高垫片；5、防松套；6、预埋套筒；7、套筒本体；8、防脱出筋；9、外楔形支撑块置入通道；10、内楔形支撑块模组；11、螺杆；12、外楔形支撑块模组；13、外楔形避障通道；14、防松套塞块；15、防松套头部。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

结合图1-7所示，一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置包括：螺母1、外楔形头螺栓3、调高垫片4、和预埋套筒6；外楔形头螺栓3包括螺杆11和外楔形支撑块模组12，螺杆11的下端拆卸地设于预埋套筒6内，螺杆11的下端的外缘由上至下依次设有若干外楔形支撑块模组12，其中，螺杆11的上端安装有螺母1和调高垫片4，螺母1位于调高垫片4上方，螺母 1和调高垫片4分别位于螺杆11的上端的外缘；每一外楔形支撑块模组12 均包括若干外楔形支撑块，且每相邻的两外楔形支撑块之间形成一外楔形避障通道13，若干外楔形避障通道13相互导通；预埋套筒6内壁上由上至下依次设有若干内楔形支撑块模组10，每一内楔形支撑块模组10均包括若干内楔形支撑块，若干内楔形支撑块呈圆周阵列，且每相邻的两内楔形支撑块之间形成一外楔形支撑块置入通道9，且若干外楔形支撑块置入通道9相互导通，每一外楔形支撑块可分别沿一外楔形支撑块置入通道9滑动；每一内楔形支撑块可分别沿一外楔形避障通道13滑动。

紧固装置采用楔形相互支撑每组外楔形和内楔形的斜面彼此相对互补，靠膨胀预紧起支撑作用，分离的外楔形头螺栓3可以更换，保证预埋套筒6 的完整性，增加预埋套筒6的使用可靠性。且紧固装置在螺母1、弹簧垫片2 和螺杆11的配合下，使得轴力同时由楔形几何面和弹簧垫片2平衡，螺杆 11始终呈拉紧的平衡状态，提高了紧固装置的防松能力，同时受螺纹副轴力平衡，螺母1不易松动，保证了紧固装置的连接强度。

其中，预埋套筒6起到保护连接作用，一方面起到保护安装在预埋套筒 6内的外楔形头螺栓3受潮或者压力损坏同时也保护预埋套筒6内的内楔形支撑块模组10。另一方面起到将外楔形支撑块模组12和楔形支撑排列置入通道固定连接作用。螺母1起到固定作用，将外楔形头螺栓3固定在预埋套筒6内，同时螺母1的安装过程简便，容易安装和拆卸。有利于外楔形头螺栓3的更换，延长了紧固装置的使用寿命。

其中，调高垫片4的设置使得外楔形支撑块模组12和内楔形支撑块模组 10连接更加紧固，保证预埋套筒6的完整性，提高了紧固装置防松能力。防松套5起到防止外楔形头螺栓3的旋转，防松效果更明显。

其中，外楔形头螺栓3设有螺杆11和预埋外楔形支撑块模组12，螺杆 11起到安装连接调高垫片4的作用。

其中，每一外楔形支撑安装在每一外楔形支撑块置入通道9内；每一内楔形支撑安装在每一外楔形避障通道13，每一外楔形支撑与每一内楔形支撑相抵。楔形相互支撑，每组外楔形和内楔形的斜面彼此相对互补，靠膨胀预紧起支撑作用，分离的外楔形头螺栓3可以更换，保证预埋套筒6的完整性，增加预埋套筒6的使用可靠性。

结合图1和图7所述，还包括防松套5，防松套5安装在螺杆11外缘，且防松套5位于调高垫片4与外楔形支撑块模组12之间，防松套5的外缘与预埋套筒6的上端内壁相抵。

其中，防松套5包括防松套5塞块和防松套5头部，防松套5头部的一端与防松套5塞块的一端连接，防松套5塞块的外缘以及防松套5头部的外缘分别与预埋套筒6的上端的内壁相抵。起到防止外楔形头螺栓3的旋转，防松效果更明显。防松套头部15呈圆筒状，内径大于螺栓螺杆11，防松套头部15完全置入阶梯调高套筒，有利于小于10mm调高垫片4直接预埋套筒6的顶面。防松套5圆筒头部带若干防松塞块，防松塞块截面呈扇形面，防松塞块的高度要保证螺杆11旋转到预定位置后不再转动。

其中，每一防松塞块分别与预埋外楔形支撑块模组12相抵。起到防止外楔形头螺栓3的旋转，防松效果更明显。松塞块阻挡螺杆11旋转到一定顶部向相反的方式旋转从而导致紧固装置松动。同时使用防松套5安装简单，固定方式简单有利于外楔形头螺栓3的拆卸和安装。

其中，预埋套筒6还包括套筒本体7和防脱出筋8，防脱出筋8安装在套筒本体7外壁上，若干内楔形支撑块模组10套筒本体7的内壁上，且若干内楔形支撑块模组10由上至下等间距设置。套筒本体7起到载体的作用，固定安装防脱出筋8和内楔形支撑块模组10。防脱出筋8用于增加预埋接触面积，使得增大紧固装置与外界之间的摩擦面积，从而加固紧固装置与外界连接强度，提高紧固装置与外界的连接强度。优选地，防脱出筋8为螺旋筋，提高紧固装置与外界的连接强度。

其中，套筒本体7为中空的圆台状结构。圆台状体状的竖截面为圆台形起到提高预埋装置横向承受力强度的作用，同时降低重心高度，稳定性更强具有更强的机械强度。同时圆台状体状的横截面为圆形，具有最大的横向承受力。所以使用圆台状的预埋套筒6提高了紧固装置本身的强度和承受力。

其中，调高垫片4的高度小于10mm，调高垫片4且包括1mm，2mm， 5mm，调高垫片4可以根据套筒内的倍数从而调整自身的高度。调高垫片4 的设置使得内楔形和内楔形组成支撑连接更加紧固，保证预埋套筒6的完整性，提高了紧固装置防松能力。

结合图1所述，还包括弹簧垫片2、弹簧垫片2安装在螺母1和调高垫片4之间，弹簧垫片2位于外楔形头螺栓3的外缘。弹簧垫片2起到提供弹簧弹力的作用使得轴力同时由楔形几何面和弹簧垫片2平衡，从而提高防松效果和加固螺母1连接强度。弹簧垫圈的通过其弹性和斜口摩擦来减少螺杆 11与螺母1孔之间的摩擦，保护螺母1工件表面。

其中，预埋套筒6由尼龙加玻纤阻燃材料制成。使用尼龙加玻纤阻燃材料增加紧固装置的拉伸强度、弯曲强度、提高热变形温度、提高材料的模量和减小材料的收缩率。同时使得紧固装置良好的防潮和防锈功能。

其中，预埋套筒6制造工艺采用铸造工艺。使用铸造工艺可以生产形状复杂的预埋套筒6和内楔形支撑块模组10；同时铸件的应用范围广泛，不受尺寸、形状和重量的限制且铸造生产成本较低和铸件切削加工量较少，减少加工成本的支出。

其中，螺母1和外楔形头螺栓3采用不锈钢材料。使用不锈钢材料不仅提高螺母1和外楔形头螺栓3自身的强度、硬度和抗压性的情况下，同时使得紧固装置良好的防潮和防锈功能。

其中，螺杆11和预埋外楔形支撑块模组12一体成型，一方面增加外楔形头螺栓3自身的强度的同时增加了外楔形头螺栓3的整体性，减少细纹、裂纹等情况出现，从而提高了紧固装置的松紧效果。

本实施例中，预埋套筒6内壁设有若干内楔形支撑块模组10和外楔形避障通道13，外楔形头螺栓3经外楔形支撑块置入通道9和外楔形避障通道13 安装到需要的高度位置，旋转到内楔形支撑块模组10端面共面，即完成外楔形头螺栓3的安装，然后依次安装防松套5，需要的小于10mm的调高垫片 4，弹簧垫片2，和螺母1，拧紧螺母1完成紧固安装。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，包括螺母(1)、外楔形头螺栓(3)、调高垫片(4)和预埋套筒(6)；所述外楔形头螺栓(3)包括螺杆(11)和外楔形支撑块模组(12)，所述螺杆(11)的下端拆卸地设于所述预埋套筒(6)内，所述螺杆(11)的下端的外缘由上至下依次设有若干外楔形支撑块模组(12)，其中，所述螺杆(11)的上端安装有所述螺母(1)和所述调高垫片(4)，所述螺母(1)位于所述调高垫片(4)上方，所述螺母(1)和所述调高垫片(4)分别位于所述螺杆(11)的上端的外缘；每一所述外楔形支撑块模组(12)均包括若干外楔形支撑块，且每相邻的两所述外楔形支撑块之间形成一外楔形避障通道(13)，若干所述外楔形避障通道(13)相互导通；所述预埋套筒(6)内壁上由上至下依次设有若干内楔形支撑块模组(10)，每一所述内楔形支撑块模组(10)均包括若干内楔形支撑块，若干所述内楔形支撑块呈圆周阵列，且每相邻的两所述内楔形支撑块之间形成一外楔形支撑块置入通道(9)，且若干所述外楔形支撑块置入通道(9)相互导通，每一所述外楔形支撑块可分别沿一所述外楔形支撑块置入通道(9)滑动；每一所述内楔形支撑块可分别沿一所述外楔形避障通道(13)滑动。

2.根据权利要求1所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，还包括防松套(5)，所述防松套(5)安装在所述螺杆(11)外缘，且所述防松套(5)位于所述调高垫片(4)与所述外楔形支撑块模组(12)之间，所述防松套(5)的外缘与所述预埋套筒(6)的上端内壁相抵。

3.根据权利要求2所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，所述防松套(5)包括防松套(5)塞块和防松套(5)头部，所述防松套(5)头部的一端与所述防松套(5)塞块的一端连接，所述防松套(5)塞块的外缘以及所述防松套(5)头部的外缘分别与所述预埋套筒(6)的上端的内壁相抵。

4.根据权利要求1所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，所述预埋套筒(6)还包括套筒本体(7)和防脱出筋(8)，所述防脱出筋(8)安装在所述套筒本体(7)外壁上。

5.根据权利要求4所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，所述套筒本体(7)为中空的圆台状结构。

6.根据权利要求1所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，所述调高垫片(4)的高度小于10mm。

7.根据权利要求1所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，还包括弹簧垫片(2)，所述弹簧垫片(2)安装在所述螺母(1)和所述调高垫片(4)之间，所述弹簧垫片(2)位于所述外楔形头螺栓(3)的外缘。

8.根据权利要求1所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，所述螺母(1)和所述外楔形头螺栓(3)均为不锈钢材料。

9.根据权利要求1所述运用楔形几何原理防松锁紧的紧固装置，其特征在于，所述螺杆(11)和若干所述外楔形支撑块模组(12)一体成型。

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