一种单侧螺栓紧固件的制作方法

本实用新型属于装配技术领域，尤其涉及装配技术中的螺栓紧固技术领域。

背景技术：

当前在装配过程中应用到的紧固件，大都需要在一侧夹紧螺栓，另一侧拧紧螺母以实现锁紧，但对于特殊场合，比如一侧不易触及或为封闭的空间，无法实现两侧同时操作，此时螺栓的使用则受到限制，改用焊接或其它方式有时又会带来这样或那样的问题，比如施工不便、周期长、成本高、振动严重时焊缝容易开裂等。故此，国内外一些单侧螺栓应运而生，但也有这样那样的弊端，比如结构复杂、成本高，缺乏性价比；或者装配过程过于复杂甚至装配有时失败等等，导致难以普及。比如授权公告号为cn100482959c的单边螺栓紧固件，采用两个半环螺母作为螺栓在不易触及区域的限位件，半环螺母之间用短轴连接。安装时，两半环螺母分开成“s”型挂在“几”字型的安装工具上，因成”s”型后螺母变得狭长从而可以通过连接孔、随著螺栓一起进入到被连接件不易触及的一侧，然后在重力的作用下，两半环螺母闭合成一螺母卡在螺栓头部与被连接件之间，外拉工具及螺栓头部、锁上螺母实现紧固。该方案要运用到重力的作用，装配麻烦，还易发生半环螺母滑落、掉入被封闭区域的问题；生产工艺较复杂、成本较高；对于被连接物体的不易触及一侧为斜面、球面、锥面或弧面时，也不适用；因为原理、结构限制，分体式螺母与被连接件的接触面积很有限，如果被连接件不是很硬或较脆时，承载力不能太大否则被连接件容易被压溃、压碎或损坏或连接失效；而且拆卸更麻烦甚至无法拆卸，也存在半环螺母容易掉落、取不出来的问题；对于被连接孔是椭圆形孔、长腰形等非圆形的孔也不适用。

还有一种公开号为cn108547845a设有弧面的变形收缩自回复分体式单边螺栓紧固件，其分体式垫片分为若干部分，各垫片通过外部的橡皮圈连为一体，利用分体式垫片受力可变形收缩、撤去力后可自动回复原状的特性，使其能够在变形后通过相对狭小的连接件安装孔，在到达连接件另一侧后受橡皮圈弹力作用而自动回复原状，在保证力学性能的前提下使紧固件的分体式垫片能够正常回复，从而实现在被连接件单侧完成紧固件的安装。但是其结构组装依然复杂，并且在垫片变形和自回复的过程中，也容易受重力的影响及橡皮圈弹力不均匀的作用而影响装配效率甚至装配失败；对于被紧固物体的另一侧为斜面、球面、锥面或弧面时，也不适用；同样因为原理、结构限制，分体式螺母与被连接件的接触面积很有限，如果被连接件不是很硬或较脆时，承载力不能太大否则被连接件容易被压溃、压碎或损坏或连接失效；拆卸时也存在分体垫片脱落、取不出来的可能；对于被连接孔是椭圆形孔、长腰形等非圆形的孔也不适用。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种能够从一侧装配、并从该侧实现紧固的螺栓紧固件。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种单侧螺栓紧固件，包括螺栓、还包括能套在螺栓上的一体式垫片和螺母；所述螺栓远离头部的一端设有与安装工具相适配的连接部。

进一步的，所述螺栓的头部和杆部均能沿轴线穿过被连接件孔，所述垫片外轮廓最宽位置的尺寸大于被连接件孔的径向尺寸或最小尺寸使得所述垫片与被被连接件贴合后至少有一种位置不会从被连接孔中脱出，且所述垫片至少有一种姿态能穿过被连接件孔。

进一步的，所述螺栓的头部带凸缘，所述一体式垫片的孔能穿过所述螺栓的杆部但不能穿过所述螺栓的带凸缘的头部。

可选的，所述垫片的外轮廓呈圆形、长条形、矩形、腰形或椭圆形。

可选的，所述螺栓远离头部一端的所述连接部为内螺纹孔或小于螺栓杆部直径的外螺纹段。

可选的，所述垫片为单个垫片或一对垫片；

所述一对垫片包括第一垫片和第二垫片；第一垫片和第二垫片上的垫片孔共同套于所述螺栓的杆部，且第一垫片和第二垫片相互靠近的一侧分别设置有第一槽和第二槽，所述第一槽与第二槽能相互卡接。

可选的，所述垫片与所述螺栓之间设有止转结构，垫片紧靠在所述螺栓的头部状态下，所述止转机构能耦合，所述止转机构耦合状态下，垫片与螺栓构成同步耦合件。

可选的，所述垫片上的一侧至少设置有一个拆卸孔或辅助缺口。

可选的，所述垫片上的一侧至少设置有一个凸台。

可选的，所述垫片在垫片孔的一面上有与孔相通的斜狭槽，所述垫片在垫片孔的另一面上也有与垫片孔相通的斜狭槽，两所述斜狭槽可以共同套在一个直杆上。

可选的，所述螺栓的杆部还套接有套筒、平垫、弹垫中的一种或若干种。

可选的，所述垫片的两侧分别设置有第一u型槽和第二u型槽；所述第一u型槽与所述垫片孔一侧的面相通，所述的第二u型槽与所述垫片孔另一侧的面相通，两所述u型槽可以共同套在一个直杆上。

螺栓紧固件的工具，包括安装工具，所述安装工具沿长度方向依次包括柄部、杆部、圆锥过渡部和连接末端；所述圆锥过渡部的圆锥粗端连接所述连接末端，所述圆锥过渡部的圆锥粗端与所述螺栓的杆部直径相同，所述杆部成“几”字型或直线型；所述安装工具的连接末端为与螺栓连接部相适配的连接结构；所述连接末端为螺纹结构；所述连接末端的螺纹结构与螺栓连接部处的螺纹孔螺纹配合。

有益效果：本实用新型结构简单、装配方便、成本低廉、性价比高，可适用于被连接件不易触及一侧为斜面、球面、锥面、弧面等情况，可适用于被连接孔是圆形，也可适用于被连接孔是椭圆形、长腰形等非圆形孔的情况。除此之外，本实用新型还有另外一个有益效果，只要不易触及侧的空间足够，垫片的长度可以做的很长，这使得不易触及侧被连接件与垫片的接触面积达到很大，从而避免被连接件被压溃或压碎实现保护被连接件或提高承载能力。

附图说明

图1～图3为本实用新型中紧固件及安装工具用于被连接件一侧是圆管、另一侧是平板时的一种结构示意图，其中：

图1为安装过程示意图，

图2为安装后的结构示意图，

图3为一种垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是圆管状时的情况；

图4～图6为本实用新型中两种安装工具及一种安装辅助工具的结构示意图，其中：

图4为杆部成“几”字形的安装工具71的结构示意图，

图5为杆部成直线式的安装工具72的结构示意图，

图6为安装辅助工具拨杆11的结构示意图，

图7～图9为本实用新型中紧固件及安装工具用于被连接件两侧均是平板状、采用2个垫片时的一种结构示意图，其中：

图7为安装过程示意图，

图8为安装后的结构示意图，

图9为一种采用双垫片时的垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是平板状时的情况。

图10～图12为本实用新型中紧固件及安装工具用于被连接件两侧均是平板状、采用带u型槽的垫片时的一种结构示意图；其中：

图10为安装过程示意图，

图11为安装后的结构示意图，

图12为一种带u型槽的垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是平板状时的情况。

图13～图17为本实用新型中紧固件、安装工具及拆卸工具用于被连接件一侧是带斜面的槽钢、一侧是平板状，采用带斜面垫片时的一种安装、拆卸示意图；其中：

图13为安装示意图，

图14为拆卸步骤示意图1，

图15为拆卸步骤示意图2，

图16为拆出示意图，

图17为一种带斜面垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是斜面时的情况。

图18为本实用新型中拆卸工具的结构示意图；

图19～图21为本实用新型中紧固件及安装工具用于被连接件两侧均是平板状时的一种结构示意图；其中：

图19为安装过程示意图，

图20为安装后的结构示意图，

图21为一种结构比较简单的垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是平板状时的情况。

图22～图23为本实用新型中紧固件及安装工具用于被连接件两侧均是平板状时的一种结构示意图；其中：

图22为安装过程示意图，

图23为一种两侧带狭槽的垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是平板状时的情况。

图24～图26为本实用新型中紧固件及安装工具用于被连接件一侧是圆管、另一侧是平板时的一种结构示意图；其中：

图24为安装过程示意图，

图25为安装后的结构示意图，

图26为一种垫片结构示意图，用于同垫片相接触的被连接件的面是圆管状时的情况。

图27为被连接孔为腰形孔时的安装示意图；

图28为被连接孔为腰形孔时安装结束后的结构示意图示意图。

图中标记说明：

1—螺栓，1a—螺栓凸缘，1b—螺栓杆部，1c—螺栓尾部，1d—螺栓与与安装工具相适配的连接部，1e—螺栓上与垫片之间的止动口；

21—一种用于被连接件不易触及一侧的面是圆管状时的垫片，21a—与圆管状不易触及面相贴合的垫片侧面，21b—垫片上与螺栓之间的止动凸起；21c—垫片上的拆卸孔或让垫片转动的拨孔；

22—一种用于被连接件不易触及一侧的面是平板状、采用2个垫片时的垫片，22a—垫片中心孔一侧的面，22b—垫片中心孔另一侧的面；22c—垫片上的卡槽；22d—垫片上用于让垫片转动的拨孔；

23—一种用于被连接件不易触及一侧的面是平板状、采用带u型槽垫片时的垫片，23a—垫片中心孔一侧的面，23b—垫片上的u型槽；23c—垫片上的另一侧的u型槽；23d—垫片中心孔另一侧的面；

24—一种用于被连接件不易触及一侧的面是斜面时的垫片，24a—垫片上与被连接件不易触及的面相接触的面，24b—垫片上的拆卸孔；

25—一种用于被连接件不易触及一侧的面是平板状面时的垫片；

26—一种用于被连接件不易触及一侧的面是平板状面时的垫片；26a—垫片上的狭槽；26b—垫片上的另一侧的狭槽；

27—一种用于被连接件不易触及一侧的面是圆管状时的垫片，27a—与圆管状不易触及面相贴合的垫片侧面，27b—垫片上凸台；27c—垫片上让垫片转动的拨孔；

3—套筒；

4—平垫；

5—螺母；

6—弹垫；

7a—安装工具71或安装工具72的带螺纹的头部；7b—安装工具71或安装工具72的过渡部；7c—安装工具71或安装工具72的手柄；7d—安装工具71“几”字形杆部；7e—安装工具72杆部；

81—为处于不易触及一侧的被连接面是圆管状的被连接件；

82—为处于不易触及一侧的被连接面是平板状的被连接件；

83—为处于不易触及一侧的被连接面是斜面的被连接件，槽钢；

9—为处于易触及一侧的被连接面是平板状的被连接件；

10—拆卸工具，10a—拆卸工具上的带销轴孔的螺钉，10b—拆卸工具上的销轴，10c—拆卸工具上带销轴孔的杆部及手柄。

11—拨杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

安装背景：

准备两个待紧固连接的被连接体，并且将两个被连接体上的安装孔相互对齐重合，此时两个对齐重合的安装孔构成被连接件孔s1，并且此状态下，由于各种特殊情况的限制，被连接件孔s1的一侧为人工易触及一侧，被连接件孔s1另一侧为人工不易触及一侧；具体应用场景在具体多种实施例中阐述；

该紧固件的具体结构介绍：

如附图1至26所示的一种单侧螺栓紧固件，包括螺栓1、还包括能套在螺栓1上的垫片和螺母5；所述螺栓1远离头部的一端设有与安装工具相适配的连接部，本实施例的连接部为螺纹孔；

本实施例的螺栓1的头部带凸缘，所述一体式垫片的孔能穿过所述螺栓的杆部但不能穿过所述螺栓带凸缘的头部；所述螺栓1的头部和杆部均能沿轴线穿过被连接件孔s1，所述垫片外轮廓最宽位置的尺寸大于被连接件孔s1的径向尺寸或孔内最窄位置尺寸，且所述垫片至少有一种姿态能穿过被连接件孔s1；根据被连接孔的形状或被连接件不易触及侧的形状垫片可以有多种形状，本实施例的垫片的外轮廓呈长条形、矩形、腰形、椭圆形或其他形状；如垫片孔的轴线方向为上下方向的话，则所述垫片左右方向上的尺寸小于被连接孔的最大尺寸以使得垫片能从被连接孔中穿过去，而垫片前后方向上的尺寸大于被连接孔的最小尺寸，使得套上垫片的螺栓1的尾部穿过所述被连接件孔s1后，垫片会被挡住而使得螺栓1头部不能穿过被连接件孔s1。

本实施的垫片为单个垫片或一对垫片；垫片的两侧面中的一面的形状与被连接件人工不易接触侧的形状相适配，为平面、球面、斜面、锥面、弧面或其它与被连接件不易触及侧的形状相适配的形状；所述垫片上孔的两侧面中的另一面的形状同与之相接触的所述螺栓头部的形状相适配，为平面、球面、斜面、锥面、弧面或其它与所述螺栓头部侧面的形状相适配的形状；

一对垫片包括第一垫片和第二垫片；第一垫片和第二垫片上的垫片孔共同套于所述螺栓1的杆部，且第一垫片和第二垫片相互靠近的一侧分别设置有第一槽和第二槽，所述第一槽与第二槽能相互卡接；卡接住之后两个垫片的孔与孔同轴形成一个共同的通孔，所述通孔两侧的侧面分别与螺栓头部及被连接件不易触及一侧的被连接面相贴合并形状相适配；这样可以增大垫片与螺栓头部、及与被连接面的接触面积，提高了紧固件的承载力。

垫片与所述螺栓1之间设有止转结构，垫片紧靠在所述螺栓1的头部状态下，所述止转机构能耦合，所述止转机构耦合状态下，垫片与螺栓1构成同步耦合件，止转机构耦合后，垫片会随螺栓1的转动一起转动而不会产生相对滑动；这样，对于被连接面不易触及的一面是斜面或其它形状的情况，可以通过转动螺栓1、继而带动垫片一起旋转，使得垫片同被连接面之间贴合的更容易、更紧密，提高这种工况下的装配效率和质量；具体的止转结构在后续的实施例中有举例介绍。

所述垫片上的一侧至少设置有一个拆卸孔或辅助缺口；使得垫片进入被连接件不易触及的一侧后，可以通过辅助工具可以让垫片旋转以贴合被连接件不易触及的一面；通过安装工具，可以拆卸垫片及紧固件、重复利用。

所述垫片上的一侧至少设置有一个凸台；凸台可以伸进被连接孔里以减小螺栓1的晃动；

所述垫片在垫片孔的一面上有与中心孔相通的斜狭槽，所述垫片在垫片孔的另一面上也有与中心孔相通的斜狭槽，两所述斜狭槽可以共同套在一个直杆上；这样做的有益效果是，安装工具的杆部可以成直杆形式、没有“几”字形结构，垫片直接套在安装杆上，安装更容易。

所述垫片的两侧分别设置有第一u型槽和第二u型槽；所述第一个u型槽与所述垫片孔一侧的面相通，所述的第二个u型槽与所述垫片中心孔另一侧的面相通；第一u型槽和第二u型槽可以共同套在一个直杆上。这样做的有益效果是，安装工具可以成直杆形式、没有“几”字形结构，垫片直接套在安装杆上，安装更容易。

所述螺栓1的杆部还套接有套筒、平垫、弹垫中的一种或若干种；所述套筒的内径略大于所述螺栓1杆部的直径而小于所述螺栓1的头部的最大外形尺寸；所述套筒如有时则套在螺栓1上、填充螺栓1与被连接孔孔壁之间的间隙；套筒起避免螺栓1晃动、同时提高紧固件的抗剪切力，弹垫起调节套筒与被连接件总连接厚度尺寸不一致的问题、避免套筒因振动而产生的噪音。

还包括安装工具，所述安装工具沿长度方向依次包括柄部7c、杆部、圆锥过渡部7b和连接末端7a；所述圆锥过渡部7b的圆锥粗端连接所述连接末端7a，所述圆锥过渡部7b的圆锥粗端与所述螺栓1的杆部直径相同，所述杆部成“几”字型或直线型；所述安装工具的连接末端为与螺栓连接部相适配的连接结构；所述连接末端7a为螺纹结构；所述连接末端7a的螺纹结构与螺栓连接部处的螺纹孔螺纹配合。

还包括拆卸工具，所述拆卸工具延长度方向依次包括拆卸柄部10c、拆卸杆部和拆卸连接部10a，所述拆卸连接部与拆卸杆部之间铰接连接；所述拆卸连接部为与垫片上的拆卸孔相适配的连接结构，所述拆卸连接部为螺纹连接结构，所述拆卸连接部为螺纹连接结构与所述垫片上的拆卸孔螺纹配合。

本方案的紧固件安装方法如下：

准备两个待紧固连接的被连接体，并且将两个被连接体上的安装孔相互对齐重合，此时两个对齐重合的安装孔构成被连接件孔s1，并且此状态下，被连接件孔s1的一侧为人工易触及一侧，被连接件孔s1另一侧为人工不易触及一侧；

然后将螺母5套设在安装工具的杆部，并且将垫片以特定姿态套在安装工具的杆部，该特定姿态下垫片能穿过被连接件孔s1，与此同时将安装工具的连接末端连接在螺栓1远离头部一端连接部上，然后操作手在人工易触及一侧把持安装工具，并且将螺栓1的头部和杆部沿轴线穿过被连接件孔s1，垫片也随之跟着螺栓1穿过被连接件孔s1，进而使螺栓1和垫片从人工易触及一侧到达人工不易触及一侧；

然后回拉安装工具，在圆锥过渡部的引导下，必要时侧移安装工具并动用辅助工具，使垫片上的垫片孔套入在螺栓1的杆部上，此时垫片上的垫片孔与被连接件孔s1处于重合状态，由于垫片外轮廓最宽位置的尺寸大于被连接件孔s1的径向尺寸，进而此时垫片的姿态不能穿过被连接件孔s1，随着安装工具的继续回拉，最终使垫片夹设于螺栓头部与被连接件孔s1人工不易触及一侧面之间，而螺栓1的杆部回插入被连接件孔s1中；

将螺母5拧紧在螺栓1的杆部，进而使两个待紧固连接的被连接体被紧固连接在垫片与螺母5之间；

最后将安装工具的连接末端与螺栓1远离头部一端连接部脱离，完成整个安装步骤。

本方案提供了以下实施例：

实施例1：

图1～图3给出了一种单侧螺栓紧固件的安装，适用于被连接件不易触及一侧的面是圆管状、容易触及一侧的面是平板状的情况。安装时，先将安装工具71与螺栓1的头部连接起来，再将垫片21套在工具的“几”字形杆部。因垫片21成长条形、其较窄部分的宽度小于被连接件81、9的被连接件孔s1的尺寸，而其较长部分的长度大于被连接件81、9的被连接件孔s1的尺寸，所以使得垫片21可以随安装工具一起穿过被连接件81、9的被连接件孔s1而到达不易触及的圆形封闭区域，到达封闭区域后，侧移工具、使垫片21的一侧被连接件挡住；再回拉安装工具，在安装工具过渡部7b的导引下垫片比较容易的套在螺栓上；继续回拉工具、螺栓尾部伸出、垫片被卡在螺栓头部1a与被连接件81不易触及一侧之间；再用拨杆11从被连接孔伸入到垫片上的孔21c.拨动垫片21使其旋转达到垫片上的凸起21b与螺栓上的止动口1e耦合；再转动螺栓使得垫片的侧面21a与被连接件81的内表面贴合，因两者形状一样所以可以达到非常吻合、全面接触；再套上套筒3、平垫4、弹垫6、螺母5并锁紧。图12为锁紧后的状态。

实施例2：

图7～图9给出了一种单侧螺栓紧固件的安装，适用于被连接件两侧均是平板状、采用2个垫片的情况。安装过程同实施例1，先是将第1个带卡槽的垫片送入不易触及的一侧；回拉工具，套上第2个带卡槽的垫片，送入不易触及的一侧；再伸入拨杆11到垫片22上的孔22d并使之旋转让两个垫片对卡在一起；再拉出螺栓尾部、套上并旋紧法兰螺母55实现紧固。

实施例3：

图10～图12给出了一种单侧螺栓紧固件的安装，适用于被连接件两侧均是平板状、采用带u型槽垫片的情况。安装过程类似实施例1，先是将带u型槽的垫片套在安装工具72的直杆上、送入不易触及的一侧；回拉工具，伸出螺栓尾部，套上套筒3、平垫4、弹垫6、螺母5并锁紧。

实施例4：

图13～图17给出了一种单侧螺栓紧固件的安装、拆卸方法，适用于被连接件一侧是带斜面的槽钢、一侧是平板，采用带斜面的垫片的情况。

其中图13为安装示意图，安装过程同实施例1，先是将带斜面的垫片24套在安装工具71的“几”字形杆上、送入不易触及的一侧；回拉工具，伸出螺栓尾部；伸入拨杆11到垫片24上的拆卸孔24b并使之旋转让垫片的斜面24a与槽钢的斜面吻合；再外拉螺栓使两个斜面贴紧；取出拨杆11，套上套筒3、平垫4、弹垫6、螺母5并锁紧。

图14～图16为紧固件拆卸示意图。第一步是拆卸掉螺母5、弹垫6、平垫4、套筒3；将拆卸工具10的头部螺钉10a旋入垫片24上的拆卸螺孔24b里；然后用安装工具71将螺栓1往里伸、给垫片24提供可旋转的空间，用拆卸工具10拖动垫片24移动、旋转、套入安装工具71上的“几”字形杆部；最后将紧固件、安装工具、拆卸工具一起从连接孔里拉出来完成拆卸。

实施例5：

图19～图21出了一种单侧螺栓紧固件的安装，适用于被连接件两侧均是平板状、采用1个垫片的情况。安装过程类似实施例2，先是将垫片25套在安装工具71的“几”字形杆部、送入不易触及的一侧；回拉工具，套上套筒3、第一个弹垫6、平垫4、第二个弹垫6、螺母5并锁紧。

实施例6：

图22～图23给出了一种单侧螺栓紧固件的安装，适用于被连接件两侧均是平板状、采用1个垫片的情况。安装过程类似实施例3，先是将带狭槽的垫片套在安装工具72的直杆上，因狭槽的宽度略大于安装工具72的直杆72e的直径，直杆72e卡在两个狭槽之间，垫片26被送入不易触及的一侧；回拉工具，伸出螺栓尾部，套上套筒3、平垫4、弹垫6、螺母5并锁紧。

实施例7：

图24～图26给出了一种按本实用新型权利要求书设计的单侧螺栓紧固件的安装，适用于被连接件侧一是圆管状、另一侧是平板状、采用1个垫片的情况。垫片27最大外形尺寸整体上成长条形，垫片27中心孔一侧的面27a的形状、尺寸与不易触及侧的被连接件圆管81的内表面相适配，面27a上还有凸台27b，27b在径向上成圆形其直径略小与被连接件孔s1的尺寸。紧固件的安装过程类似实施例1，先是将垫片27套在安装工具71的“几”字形部并随之一起进入不易触及侧的空间区域，随后外拉安装工具71，在安装工具过渡部7b的导引下垫片27比较容易的套在螺栓上；继续回拉工具、螺栓尾部伸出、垫片被卡在螺栓头部1a与被连接件81不易触及一侧之间，同时使垫片27上的凸台27伸入被连接孔里；再用拨杆11从被连接孔伸入到垫片上的槽27c.拨动垫片27使其旋转达到垫片的弧面27a与被连接件圆管81的内表面贴合；撤出拨杆11、拧上法兰螺母55并锁紧。因垫片上的凸台27b的作用，螺栓不易径向晃动。

实施例8：

如图27至28，用于被连接件孔s1为腰形孔的情况的具体安装方式与前述实施例5的安装方法类似，本实施例不在详述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。