专利名称：无法拆卸的螺栓型铆钉及其在现场施工时的铆接使用方法
技术领域：
本发明涉及铆钉的技术，尤其涉及了一种无法拆卸的螺栓型铆钉及其在现场(例如高空或水下)施工时的“铆接”使用方法。
背景技术：
目前，一般大中型工程当中的桥梁，尤其是超高层建筑，以及军工涉及的各种钢构结构形式的工程，都少不了铆钉这种无法拆卸的紧固件，因为，铆钉具有在强烈而频繁震动情况下具有永远不会松动的特点(除非将铆钉彻底破坏)。
然而，现有铆钉的不足在于难以在地面以上的高空或水下现场施工，因为它必须在地面烧红后才能够对需要铆接的工件进行煅打之后才能够完成铆接的全过程，因此，在各种地面以上的铆接工程当中，都少不了人们不愿意采用的会产生脆性应力集中的表面焊接工艺参合在其中。国外最现代的楼房或特高层建筑，往往也都是需要采用钢架结构铆接的形式成型才能够得到最大的“性价比”、最快的建设速度与最安全可靠的程度(抗震性能极好)。因此，是否能够发明一种铆钉结构，并让它的铆接工艺能够适合各种铆接施工现场的条件，即让铆钉的铆接工艺能够在任何地面或人能够到达的最高建筑物顶部施工现场，或者，人携带潜水装置能够到达的任何水下的施工现场来完成铆接工艺的过程，是人们一直欲设法解决的“瓶颈”大问题。
发明内容
本发明之目的提出一种解决上述的“瓶颈”大问题。本发明的关键在于
让可拆卸的螺栓与螺母的常规结构形式，根据俗语所述的“四两拨千斤”机理，设计出让上述的螺栓与螺母实现不可拆卸的结构形式。——通过增加了 “设置有嵌入尖角的坡形止退卡簧”(含配用的将其嵌入进螺栓与螺母之间的专用工具)以及具体的使用方法来实现。本发明与现有技术比较的特点
既能够实现永久性“不可拆卸”的功能(具有与现有铆钉在地面烧红锻打成型的“铆接”方式类似的无法拆卸的特征)，又能够在包括高空与水下各种施工现场的条件下方便地就地施工(与可拆卸的现有螺栓与螺母紧固的方式基本上相当)。一只有破坏了构成螺栓型铆钉的结构，才能将其在被使用的钢构结构形式中拆除，本发明中的设卡止退机构具有俗语所说的“四两拨千斤”的性质或功能，而不是并非可靠的防松的性质或功能。
图I示意了螺栓型铆钉的结构形式。图2示意了构成螺栓型铆钉的关键部件“设置了嵌入尖角的坡形止退卡簧”。
图3示意了图2的左侧视图。图4示意了图2的“D-D”断面图。图5示意了配用螺栓型铆钉的专用工具的仰视图。图6示意了配用螺栓型铆钉的专用工具的正视图。I :常规螺栓；2 :特殊螺母；3 :工件的上板块；4 :工件的下板块；H :常规螺栓与特殊螺母两者通过常规螺纹密合接触部分的高度(常规螺纹部分的高度);V :特殊螺母中增加的呈锥型内扩口部分的高度；κ :坡形止退卡簧；Ρ :设置了至少一个坚硬而锋利的嵌入尖角；Α :常规螺栓中螺纹凹槽两壁的断面夹角；Β :坡形止退卡簧下部的断面夹角；5 :作为专用工具的手动输力扳手柄；6 :作为专用工具的螺母型旋紧驱动套筒7 :常规内螺纹；8 :凸起结构。
具体实施例方式为了实现本发明目之目的，拟采用以下的技术
一.构成本发明的螺栓型铆钉的结构形式包括
它包括由常规螺栓I和与之配用的一端呈锥型内扩口特殊螺母2，以及嵌入在该常规螺栓I和该特殊螺母2两者之间的螺纹缝隙中嵌入了具有内嵌尖角P的坡形止退卡簧K ；—只要坡形止退卡簧K上的内嵌尖角P稍许嵌入到常规螺栓I中的金属螺纹凹谷内，即可有效地阻止整个坡形止退卡簧K的后退位移，进而也就有效地阻止了特殊螺母2反旋退位移的可能，维持住了螺栓型铆钉“铆接”的固有功能。
所述的设置有内嵌尖角P的坡形止退卡簧K的材质硬度应该大于螺栓I的材质硬度；它可以通过通过金属板材同时批量冲压剪切成型，再经过增加其硬度的热处理即可达到其提高硬度的要求；——确保上述坡形止退卡簧K上的内嵌尖角P在外力的压迫下可以稍许嵌入(扎入)常规螺栓I中的金属螺纹凹谷中，而这样的“嵌入(扎入)”只要达到“稍微”的程度就可以了；
所述的螺栓型铆钉实施的铆接件受到外界的影响而震动得越是厉害，促使特殊螺母2反向旋转位移(欲退出常规螺栓I的力度)的力度就越是大，然而，由于坡形止退卡簧K的存在，通过坡形止退卡簧K上的坡度阻止特殊螺母2反向旋转位移的力度也越是大；同时特殊螺母2被坡形止退卡簧K卡住的力度也越是大，此时压迫嵌入(扎入)常规螺栓I中的内嵌尖角P的力度也越是大，而这个力度强有力地阻止了坡形止退卡簧K在常规螺栓I螺纹凹谷内的相对位移，该坡形止退卡簧K不会发生位移，也就阻止了特殊螺母2发生松脱趋势的位移；
所述的坡形止退卡簧K下部的断面夹角B应该小于常规螺栓I中螺纹凹槽两壁的断面夹角A ；—确保上述坡形止退卡簧K上的内嵌尖角P可以嵌入(扎入)常规螺栓I中的金属螺纹凹谷内，这就需要让该坡形止退卡簧K在常规螺栓I中的金属螺纹凹谷内具有一定的左右间隙(活动余地)，当内嵌尖角P嵌入(扎入)常规螺栓I中的金属螺纹凹谷之后，整个坡形止退卡簧K即被最终定位住了 ；
所述的特殊螺母2的总高度由常规螺栓I与特殊螺母2两者通过常规螺纹密合接触部分的高度H与增加的锥型内扩口部分的高度V两者组成，并且，这个高度H应该与常规螺栓I所要求配用的普通螺母具有的总高度(总厚度)应该相同(使得本发明的螺栓型铆钉的承受拉力符合相同直径螺栓与配用螺母的国家标准要求);—上述的常规螺纹密合接触部分的高度H与上述的锥型内扩口部分的高度V两者的取值比例最好为2:1 ;
所述的特殊螺母2中两种不同螺纹(锥型内扩口壁上的非常规螺纹与直筒内壁上的常规螺纹)能够从其两端实施相对的先后加工，并且，确保上述密合接触部分的高度H，即常规螺纹部分的高度H范围的螺纹能够与常规螺栓I的螺纹实施任何相对位置的密合旋动接触。一显然特殊螺母2内壁上的常规螺纹与特殊螺母2的非常规锥型内扩口壁上的螺纹的结合部位的要求是
所述的特殊螺母2内壁上的常规螺纹必须是完整的，能够让常规螺栓I从上述的结合部位旋进通过，而特殊螺母2的非常规锥型内扩口壁上的螺纹在上述的结合部位位置上可以是不完整的，即没有必要让该非常规锥型内扩口壁上的螺纹与特殊螺母2内壁上的常规螺纹必须相互吻合；如此的要求在使用过程中不会影响坡形止退卡簧K的旋进；——通常情况下，在对坡形止退卡簧K的设计时，很容易就可以做到不允许坡形止退卡簧K的尖端旋进至上述特殊螺母2内壁上的常规螺纹的位置，即很容易让坡形止退卡簧K的尖端无法到达上述两种螺纹的结合部位位置的。 二.配用螺栓型铆钉的“铆接”专用工具在结构上包括
它包括螺母型旋紧驱动套筒6，以及位于该螺母型旋紧驱动套筒6下端的水平顶托凸起结构8与定位在该螺母型旋紧驱动套筒6上端的手动输力扳手柄5或常规模式的机械或电动输力机构；
输力扳手柄5 (通过前后两者的焊接成型)；一该水平顶托凸起结构8的形状可以在一个螺母上通过铣床的切削加工成型，或者，将单独的该水平顶托凸起结构8实为一个金属块)参照图5与图6的位置焊接在螺母的一端即可成型。所述的螺母型旋紧驱动套筒6的内螺纹7规格与构成螺栓型铆钉的常规螺栓I外螺纹是能够相互匹配吻合的；——目的在于让坡形止退卡簧K能够通过该专用工具将其准确地而且非常紧凑地嵌入在构成螺栓型铆钉的标准螺栓I与特殊螺母2两者之间的螺纹缝隙当中。所述的螺母型旋紧驱动套筒6采用了能够在常规电力充磁之后成为永久磁体的钢材制作的；——目的在于以磁力暂时吸附住坡形止退卡簧K并将其方便而顺利地送进至常规螺栓I与特殊螺母2两者之间的螺纹缝隙当中。所述的配用螺栓型铆钉的“铆接”施工专用工具在结构上能够显示力量输出数据或预先能够设定好力量输出的大小(均属于现有技术)。——目的在于确保一下的“b”款程序是否符合需要达到的技术要求。三.螺栓型铆钉在现场施工时(例如在高空或水下施工人员可以到达的位 置)的具体“铆接”使用方法包括
a.首先，在需要铆接的上板块3与下板块4洞孔中穿过常规螺栓1，并按照常规的螺丝旋紧方式将特殊螺母2的具有常规内螺纹一端朝着常规螺栓I旋进，再利用常规扳手正旋特殊螺母2，让该特殊螺母2在该常规螺栓I上旋紧(紧紧压住上述的上板块3与下板块4——达到“铆接”的压紧程度)；——该过程当中无需使用本发明的专用工具，而且也无法使用。b.然后，依靠螺母型旋紧驱动套筒6的磁力让坡形止退卡簧K暂时附着在该套筒6的下端，并让该套筒6下端的凸起结构8接触到坡形止退卡簧K的非尖形的尾部，再通过与该套筒6上的输力扳手柄5，以常规正旋的方式让该套筒6的上述凸起结构8来驱动坡形止退卡簧K紧凑地嵌入特殊螺母2与常规螺栓I两者之间的锥形螺纹缝隙中间；一以此完成“铆接”的第一步。所述的紧凑地嵌入是指应该在上述旋紧过程的之后，即将坡形止退卡簧K紧凑地嵌入特殊螺母2与常规螺栓I两者之间的锥形螺纹缝隙中间之后，再利用人手直接出力的方式或借助于其他专用的旋动出力机械工具出力的方式，再实施更进一步地将坡形止退卡簧K向上述的锥形螺纹缝隙中间用力(含利用器具敲击的出力举措)推进的过程。c.之后，通过反旋(逆时针方向)螺母型旋紧驱动套筒6，即可将让该套筒6脱离已经紧凑嵌入在上述螺纹缝隙中的坡形止退卡簧K，方便而轻松地从上述常规螺栓I上退出。所述的坡形止退卡簧K只要不发生反向旋转性位移，被该坡形止退卡簧K的坡度所卡住的特殊螺母2也就难以发生反向旋转性位移，一只要外力欲促使特殊螺母2反向、旋转性位移(欲由原路退出与它配用的常规螺栓1)，则坡形止退卡簧K以其斜坡形式对特殊螺母2的顶托力度就会越来越大(特殊螺母2越反旋就越紧就越不会松脱)；—显然，在震动或强烈震动的情况下欲制止该坡形止退卡簧K反向位移就显得尤其重要了。d.最后，还是通过常规扳手对特殊螺母2的反旋，尽管几乎不会将其旋动，但是，足以能够将位于常规螺栓I与特殊螺母2锥型螺纹之间的坡形止退卡簧K上的内嵌尖角P扎进常规螺栓I上的螺纹凹槽内而不再会复出。——以此完成“铆接”中的最为关键的第二步，即通过上述内嵌尖角P的扎进(嵌入)实现“四两拨千斤”的机械受力放大作用小小的内嵌尖角P哪怕让它稍许扎进(嵌入)常规螺栓I的螺纹凹槽中，就可以在特殊螺母2高压的情况下起到阻止整个坡形止退卡簧K发生反向旋转性位移，即阻止整个坡形止退卡簧K发生倒退性的反向位移。所述的还是利用常规扳手对特殊螺母2的反旋，如果感到反向用力旋过但又旋不动即可，但是，如果感到能够明显地反向旋动了则说明了上述“b”款程序不一定符合要求——显然“b”款的紧凑地嵌入，即锁紧程度最好通过相关的常规机械或机电专用锁紧量具来确认，为此，上述的配用螺栓型铆钉的“铆接”专用工具在结构上最好具备测量该锁紧程度的力学测量功能或预先设定好专用工具的处理大小(均属于现有技术)。—显然，本发明实现“铆接”过程中最为关键的就是上述的第二步，只要坡形止退卡簧K由于其内嵌尖角P的上述“扎进(嵌入)”作用的存在，就不会允许被无法反向旋动位移的特殊螺母2紧压其中的整个坡形止退卡簧K发生反向旋转性位移(倒退型位移)现象，只要坡形止退卡簧K不会发生反向位移(倒退型位移)现象(本发明的关键所在)，就能够确保特殊螺母2也不会反向位移(倒退型位移)，使得本发明的螺栓型铆钉结构形式就此能够成立，即便是强烈的震动也是不可能有损于合理配置的螺栓型铆钉的结构形式的。—上述最为关键的“第二步”螺栓型铆钉的“铆接”程序，即制止坡形止退卡簧K“倒退性位移”的“铆接”程序，显然是利用了构成螺栓型铆钉的金属具有的微量塑性与弹性形变的特点来实现的，并使得该微量形变来完成俗语所述的“四两拨千斤”的机械受力放大作用，即形成构成螺栓型铆钉的常规螺栓I与特殊螺母2之间强大的“铆接”紧固作用。—不难设想若欲让特殊螺母2退出常规螺栓I的唯一可能就是将该螺栓型铆钉的整个结构彻底破坏掉，因为，本发明螺栓型铆钉的“铆接”作用机理不属于俗称的“放松”原理。一如此的结构特点与难以实施现场施工的现有技术常规传统型铆钉的特点是
一致的。
权利要求
1.一种无法拆卸的螺栓型铆钉， 一.无法拆卸的螺栓型铆钉的结构形式 它包括由常规螺栓(I)和与之配用的一端呈锥型内扩口的特殊螺母(2)，以及在该常规螺栓(I)和该特殊螺母(2)两者之间的螺纹缝隙中嵌入了具有内嵌尖角(P)的坡形止退卡簧(K)； 所述的设置有内嵌尖角P的坡形止退卡簧(K)的材质硬度应该大于螺栓(I)的材质硬度； 所述的坡形止退卡簧(K)下部的断面夹角(B)应该小于常规螺栓I中螺纹凹槽两壁的断面夹角(A)； 所述的特殊螺母(2)的总高度由常规螺栓(I)与特殊螺母(2)两者通过常规螺纹密合接触部分的高度(H)与增加的锥型内扩口部分的高度(V)两者组成，并且，常规螺纹密合接触部分的高度(H)应该与常规螺栓(I)所要求配用的普通螺母具有的总高度应该相同； 所述的特殊螺母(2)中两种不同螺纹能够从其两端实施相对的先后加工，并且，确保确保常规螺纹密合接触部分的高度(H)范围的螺纹能够与常规螺栓(I)实施任何相对位置的密合接触； 二.为无法拆卸的螺栓型铆钉配用的“铆接”施工专用工具 它包括螺母型旋紧驱动套筒(6)，以及位于该螺母型旋紧驱动套筒(6)下端的水平顶托凸起结构(8)与定位在该螺母型旋紧驱动套筒(6)上端的手动输力扳手柄(5)或常规模式的机械或电动输力机构； 所述的螺母型旋紧驱动套筒(6)的内螺纹规格与构成螺栓型铆钉的常规螺栓(I)外螺纹是能够相互匹配吻合的； 所述的螺母型旋紧驱动套筒(6)采用了能够在充磁之后成为永久磁体的钢材制作的； 所述的配用螺栓型铆钉的“铆接”施工专用工具在结构上能够显示力量输出数据或预先能够设定好力量输出的大小。
2.一种无法拆卸的螺栓型铆钉在现场施工时具体的“铆接”使用方法， a.首先，在需要铆接的上板块(3)与下板块(4)洞孔中穿过常规螺栓(I)，并按照常规的螺丝旋紧方式将特殊螺母(2)的具有常规内螺纹一端朝着常规螺栓(I)旋进，再利用常规扳手正旋特殊螺母(2)，让该特殊螺母(2)在该常规螺栓(I)上旋紧； b.然后，依靠螺母型旋紧驱动套筒(6)的磁力让坡形止退卡簧(K)暂时附着在套筒(6)的下端，并让该套筒(6)下端的凸起结构8接触到坡形止退卡簧(K)的非尖形的尾部，再通过与该套筒(6)上的输力扳手柄(5)，以常规正旋的方式让该套筒(6)的上述凸起结构(8)来驱动坡形止退卡簧(K)紧凑地嵌入特殊螺母(2)与常规螺栓(I)两者之间的锥形螺纹缝隙中间； c.之后，通过反旋(逆时针方向)螺母型旋紧驱动套筒(6)，即可将让该套筒(6)脱离已经紧凑嵌入在上述螺纹缝隙中的坡形止退卡簧(K)，方便而轻松地从上述常规螺栓(I)上退出； d.最后，还是通过常规扳手对特殊螺母(2)的反旋，尽管几乎不会将其旋动，但是，足以能够将位于常规螺栓(I)与特殊螺母(2)锥型螺纹之间的坡形止退卡簧(K)上的内嵌尖角(P)扎进常规螺栓(I)上的螺纹凹槽内而不再会复出。
全文摘要
一种无法拆卸的螺栓型铆钉及其在现场施工时的“铆接”使用方法，它既具有实现永久性“无法拆卸”的功能(具有与现有铆钉在地面烧红锻打成型的铆接方式类似的无法拆卸的特征——并非防松的概念)，又能在各种施工现场(例如高空或水下)的条件下就地实施”铆接”(其施工过程与可拆卸的现有常规的螺栓与螺母紧固方式大同小异)，并且具有总成成本很低(铆接元件与施工之和低于现有的常规铆钉技术)，即“性价比”很高的特点。——只有破坏了构成螺栓型铆钉的结构，才能将其在被使用的钢构结构形式中拆除；它尤其适合于高层或超高层地面与水下框架建筑结构、桥梁、铁路以及军工所涉及到的几乎所有钢构结构形式的工程项目中进行现场就地”铆接”施工与取代原来需要焊接的部位。
文档编号B25B13/48GK102705345SQ201210194128
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者梁嘉麟 申请人:梁嘉麟