复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒及安装工具的制作方法

本发明属于建筑结构中的钢筋连接应用及预制构件中的钢筋连接应用技术。特别是涉及复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒及安装工具。

背景技术：

现有钢筋机械连接方式主要有螺纹套筒连接，灌浆接头连接，冷挤压径向连接。

螺纹连接主要是通过在钢筋上加工出螺纹，通过套筒内螺纹将两根钢筋拧紧达到连接效果。该方式需要加工钢筋，增加工序，浪费工时，且钢筋误差范围大，螺纹加工质量难制。现场安装质量难以管理控制。

灌浆接头通过在套筒内灌注专用水泥灌浆料与螺纹钢筋连接，待浆料凝结后达到连接效果。该方式需预制水泥浆料，现场施工难控制浆料使用周期，且工作人员需特殊培训，工艺繁琐，质量难控制。

传统冷挤压套筒径向连接通过挤压机将连接套筒沿径向挤压，使套筒产生变形，与钢筋相互咬合，达到连接目的。该方式对现场钢筋同轴度要求更高，且挤压时在接头处易产生弯折，难控制。挤压机过于笨重，只适用于单根连接，且该连接方式效率较低，浪费工时。

技术实现要素：

本发明为克服现有技术中存在的技术问题而提供一种复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒，该复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒可提高工程的施工效率，提高工程质量，适用于整体及单根等不同的连接形式。

复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒，包括内套和外套，内套具有内套套筒部，内套套筒部为沿内套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形，内套套筒部的外表面的至少一端设有外锥形部，外锥形部的沿内套套筒部的长度方向的外端的直径小于外锥形部的沿内套套筒部的长度方向的内端的直径；

外套具有外套套筒部，外套套筒部为沿外套套筒部的长度方向贯穿的筒形，外套套筒部的内表面的一端设有内锥形部，内锥形部的沿内套套筒部的长度方向的外端的直径大于内锥形部的沿内套套筒部的长度方向的内端的直径。

通过设置内套和外套，并且外套的外套套筒部的内径小于内套的内套套筒部的外径，利用内套和外套的相对滑动实现外套对内套的挤压，以使得内套的内壁的直径逐渐缩小，与被连接的钢筋接触并发生塑性变形，使得二者逐渐紧密的接触，并且紧密接触的部位逐渐增多，从而能够将对接的两根钢筋都固定连接在内套筒的内壁上，也不会发生相对的滑动。

由于是采用液压缸的一次性的作用即可完成被连接的钢筋在被连接的部位上全部长度的卡紧，所以效率较现有技术中的钢筋连接方法有显著的提高，可大幅度缩短钢筋工程施工时间。

此外，本产品相比现在市面上产品生产简单，产量高，造价低，原材料易取。安装简单，质量可保证，受影响因素少。提高工程施工效率，明显缩短钢筋工程施工时间。可用于工程中单根钢筋连接也适用于大型工程整体连接及装配式建筑整体连接等方式。价格低廉，安装工具轻巧。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：内套套筒部的一端设置外锥形部或圆弧倒角，内套筒部的另一端还设置外法兰部。

当一端为外锥形部，一端为法兰部时，只需要在一端设置外套筒，即可完成挤压作业。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：内套套筒部的两端均设置外锥形部或圆弧倒角。

当采用两端设置外锥形部时，可以从两端分别推动外套筒，所以可以提高压缩内套筒的速度。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：外套的内锥形部的最小端的直径大于内套的外锥形部的最小端的直径。

当使得外套的内锥形部的最小端的直径大于内套的外锥形部的最小端的直径时，可以控制内套的压缩程度，避免压缩程度过大而引起的不必要的压缩的载荷负担，同时也可以保证钢筋、内套等不会因为受力过大而发生损坏。

进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于：内套外圆周面的中部设有环形轴台。

通过设置环形轴台，可以限制外套在内套上的压缩程度，只要保证内套与钢筋有充分的接触即可，无需将两个外套全部推动至两个外套本身发生接触。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：内锥形部和外锥形部的圆锥角为10°～170°，外锥形部和内锥形部的长度为3～50mm。

当外锥形部和内锥形部的圆锥角角度和长度为上述数值时，不但可以保证内套和外套能够方便的对齐，而且还可以控制压缩时的作用力，以控制液压缸的载荷。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：外套的远离内锥形部的一端设有收口倒角，收口倒角的圆锥角为10°～170°，收口倒角的长度为3～50mm。

通过设置收口倒角，可以明显的扩大内锥形部前进时所遇到的阻力，以限制内锥形部的前进距离，避免内锥形部前进过多而造成的时间和能源的浪费。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：内套套筒部的外表面设有轴向凸棱，轴向凸棱沿轴向延伸，轴向凸棱的朝向内套套筒部的端面的表面为外锥形部的延伸。

通过在内套套筒部的外部设置轴向凸棱，当外套的内锥形部对内套套筒部进行挤压时，可以将轴向凸棱压平，进而内套套筒部的内壁上会产生朝向内套套筒部横截面圆心的凸棱，同样可以在钢筋的非螺纹位置产生较大的压缩形变，也能够防止钢筋与内套发生相对位移。而且，由于产生的凸棱与变形的钢筋之间为楔形接触，会显著的提高内套与钢筋之间的摩擦作用力，也可以提高对抗内套与钢筋之间位移的能力。

含上述的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具，包括套筒上定位件和套筒下定位件，套筒上定位件和套筒上定位件分别套装在设在内套筒两端的两个外套筒的两端，套筒上定位件和套筒下定位件分别与压板连接，每个压板均与液压缸的活塞杆连接，分别位于复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒上方和下方的液压缸相对固定的设置。

通过从上下两个方向共同设置液压缸，可以从两个方向共同推动外套筒向内套筒的中部移动，以提高挤压速度，提高钢筋连接作业的工作效率。

含有上述的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具，包括套筒上定位件和套筒下定位件，套筒上定位件套装在一个外套筒的外侧，套筒下定位件套装在另一个外套筒的外侧或内套筒的外侧，套筒上定位件与压板连接，每个压板均与液压缸的活塞杆连接，位于套筒下定位件外侧的压板与液压缸相对固定的设置。

当仅仅在内套的一个方向设置定位件时，可以在单方向设置套筒定位件，以利于在较短的长度上实现钢筋连接，同时也可以避免两个液压缸共同挤压可能造成的钢筋位移的问题。

附图说明

图1是实施例1的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒的外套的剖视图；

图2是实施例1中的内套的剖视图；

图3是实施例1套装在钢筋上的剖视图。

图4是实施例2中的内套的横截面的剖视图；

图5是实施例2中的内套卡在钢筋上的横截面的剖视图；

图6是实施例2中的内套卡在钢筋上的沿钢筋轴线方向剖切的剖视图。

图7是实施例3中的内套的剖视图；

图8是实施例3中的外套套装在内套上对内套进行挤压的示意图。

图9是实施例4的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具的结构示意图。

图10是实施例5的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1：

图1是实施例1的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒的外套的剖视图；图2是实施例1中的内套的剖视图；图3是实施例1套装在钢筋上的剖视图。图中，各个标记的表示含义如下：

11、内套套筒部；12、外锥形部；2、外套；21、内锥形部；22、收口倒角。

复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒，包括内套和外套2，内套具有内套套筒部11，内套套筒部11为沿内套套筒部11的长度方向贯穿的一个完整的筒形，内套套筒部11的外表面的至少一端设有外锥形部12，外锥形部12的沿内套套筒部11的长度方向的外端的直径小于外锥形部12的沿内套套筒部11的长度方向的内端的直径；

外套2具有外套2套筒部，外套2套筒部为沿外套2套筒部的长度方向贯穿的筒形，外套2套筒部的内表面的一端设有内锥形部21，内锥形部的沿内套套筒部11的长度方向的外端的直径大于内锥形部的沿内套套筒部11的长度方向的内端的直径。

通过设置内套和外套2，利用内套和外套2的相对滑动实现外套2对内套的挤压，以使得内套的内壁的直径逐渐缩小，与被连接的钢筋接触并发生塑性变形，使得二者逐渐紧密的接触，并且紧密接触的部位逐渐增多，从而能够将对接的两根钢筋都固定连接在内套筒的内壁上，也不会发生相对的滑动。

由于是采用液压缸5的一次性的作用即可完成被连接的钢筋在被连接的部位上全部长度的卡紧，所以效率较现有技术中的钢筋连接方法有显著的提高，可大幅度缩短钢筋工程施工时间。

此外，本产品相比现在市面上产品生产简单，产量高，造价低，原材料易取。安装简单，质量过关，可用于钢筋工程的整体连接和单根连接，价格低廉，安装工具轻巧。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：内套套筒部11的两端均设置外锥形部12。

当采用两端设置外锥形部12时，可以从两端分别推动外套2筒，所以可以提高压缩内套筒的速度。

优选的，外套2的内锥形部21的最小端的直径大于内套的外锥形部12的最小端的直径。

当使得外套2的内锥形部21的最小端的直径大于内套的外锥形部12的最小端的直径时，可以控制内套的压缩程度，避免压缩程度过大而引起的不必要的压缩的载荷负担，同时也可以保证钢筋、内套等不会因为受力过大而发生损坏。

进一步优选的，内套外圆周面的中部设有环形轴台。

通过设置环形轴台，可以限制外套2在内套上的压缩程度，只要保证内套与钢筋有充分的接触即可，无需将两个外套2全部推动至两个外套2本身发生接触。

优选的，内锥形部21和外锥形部12的外端设有引头倒角，引头倒角的圆锥角为10°～170°，引头倒角的长度为3～50mm。

通过设置引头倒角，可以降低对于内套与外套2之间的对正精度的要求。即使二者之间的定位稍差，也可以通过引头倒角方便地使内套与外套2在外套2的推进过程中对正，缩短了定位所消耗的时间，从而提高了加工效率。

优选的，外套2的远离内锥形部21的一端设有收口倒角22，收口倒角22的圆锥角为10°～170°，收口倒角22的长度为3～50mm。

通过设置收口倒角22，可以明显的扩大内锥形部21前进时所遇到的阻力，以限制内锥形部21的前进距离，避免内锥形部21前进过多而造成的时间和能源的浪费。

本实施例的动作原理为：

当外套2被外力向内套的中部推进时，由于在外锥形部12的外端和内锥形部21的外端均设置有引头倒角，所以可以方便快捷的使得外套2的外端套在内套的外端上，加快了定位过程。然后，随着外套2的内锥形部21在内套的外锥形部12上的推进，内套的外锥形部12在逐步的靠近钢筋，并且被压缩到钢筋上。同时，内套的内壁表面和钢筋的外壁表面也都产生形变，直至二者完全贴合，二者之间产生较大的压紧力。

当外套2的内锥形部21在内套的外锥形部12滑动结束时，还会继续压缩内套套筒部11，以使得内套套筒部11的内壁完全与钢筋表面贴合，并且产生足够的抱紧钢筋的力量，以使得两根钢筋之间不会发生相对位移。

当在移动过程中，收口倒角22遇到外锥形部12时，由于内套已经进行了较大程度的压缩，外锥形部12无法继续向内收缩，而且外套2也难以向外扩张。所以内套和外套2的相对移动会停止，从而完成紧固作业。

实施例2：

图4是实施例2中的内套的横截面的剖视图；图5是实施例2中的内套卡在钢筋上的横截面的剖视图；图6是实施例2中的内套卡在钢筋上的沿钢筋轴线方向剖切的剖视图。图中，与实施例1附图相同的标记，仍沿用实施例1对该标记的定义。新出现的各个标记表示含义如下：13、轴向凸棱。

本实施例与上述实施例的不同之处在于：内套套筒部11的外表面设有轴向凸棱13，轴向凸棱13沿轴向延伸，轴向凸棱13的朝向内套套筒部11的端面的表面为外锥形部12的延伸。具体的，轴向凸棱13可以在内套套筒部11的外表面的周向上均匀分布。

通过在内套套筒部11的外部设置轴向凸棱13，当外套2的内锥形部21对内套套筒部11进行挤压时，可以将轴向凸棱13向内套的轴线方向压缩，进而内套套筒部11的内壁上会产生朝向内套套筒部11横截面圆心的凸棱，该凸棱也可以嵌入到钢筋的表面，可以在钢筋的非螺纹位置产生较大的压缩形变，也能够防止钢筋与内套发生相对位移。而且，由于产生的凸棱与变形的钢筋之间为楔形接触，会显著的提高内套与钢筋之间的摩擦作用力，也可以提高对抗内套与钢筋之间位移的能力。

实施例3：

图7是实施例3中的内套的剖视图；图8实施例3中的外套套装在内套上对内套进行挤压的示意图。图中，与实施例1附图相同的标记，仍沿用实施例1对该标记的定义。新出现的各个标记表示含义如下：14、外法兰部。

本实施例与实施例1的不同之处在于：内套套筒部11的一端设置外锥形部12，内套筒部的另一端还设置外法兰部14。

当一端为外锥形部12，一端为法兰部时，只需要在一端设置外套2筒，即可完成挤压作业。

实施例4：

图9是实施例4的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具的结构示意图。新出现的各个标记表示含义如下：3、压板；4、套筒下定位件；5、液压缸；51、活塞杆；52、活塞；7、套筒上定位件。

含上述的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具，包括套筒上定位件7和套筒下定位件4，套筒上定位件7和套筒上定位件7分别套装在设在内套筒两端的两个外套2筒的两端，套筒上定位件7和套筒下定位件4分别与压板3连接，每个压板3均与液压缸5的活塞杆51连接，活塞52滑动设置在液压缸5中，分别位于复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒上方和下方的液压缸5相对固定的设置。具体说来，位于上方和位于下方的液压缸5均安装在一个共同的刚性支架上。具体说来，可以在单侧设置8个液压缸5实现外套和内套的相对移动，以提高作业效率。

通过从上下两个方向共同设置液压缸5，可以从两个方向共同推动外套2筒向内套筒的中部移动，以提高挤压速度，提高钢筋连接作业的工作效率。

实施例5：

图10是实施例5的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具的结构示意图。图中，与上述实施例附图相同的标记，仍沿用上述实施例对该标记的定义。新出现的各个标记表示含义如下：6、液压缸保护罩。

含有上述的复合式轴向冷挤压钢筋连接套筒安装工具，包括套筒上定位件7和套筒下定位件4，套筒上定位件7套装在一个外套2筒的外侧，套筒下定位件4套装在另一个外套2筒的外侧或内套筒的外侧，套筒上定位件7与压板3连接，每个压板3均与液压缸5的活塞杆51连接，位于套筒下定位件4外侧的压板3与液压缸5相对固定的设置。具体说来，位于图示下方的压板3可以与液压缸5共同安装在一个刚性的支架上。液压缸5外还设置有液压缸保护罩6。

当仅仅在内套的一个方向设置定位件时，可以在单方向设置套筒定位件，以利于在较短的长度上实现钢筋连接，同时也可以避免两个液压缸5共同挤压可能造成的钢筋位移的问题。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：

⑴可以利用圆弧倒角代替内套上的外锥形部。

⑵实施例1或上述变例1中，可以选择外套的厚度为内套厚度的2～3倍或更多。

这些均属于本发明的保护范围之内。