抗滑移扣件及冷压印平台和哈夫卡夹紧方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗滑移扣件。抗滑移扣件是在扣件盖板外表面中间制造一个纵向矩形凸台，在扣件盖板紧固端开口下部制造两个延长筋板，距形凸台和延长筋板改变了扣件盖板内部应力结构，使扣件在T型螺栓单边夹紧力作用下能克服扣件盖板与钢管产生的初始接触压痕阻力，围绕钢管移动，最终牢固夹紧钢管。距形凸台平面还具有冷压印永久性信息标志的功能。本发明还提供一种哈夫卡式单边夹紧方法。
【专利说明】抗滑移扣件及冷压印平台和哈夫卡夹紧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抗滑移扣件及冷压印平台和哈夫卡式单边夹紧方法。模锻钢质脚手架扣件属于建筑施工领域临时工作设备。
【背景技术】
[0002]模具热锻钢质扣件是建筑施工领域临时工作设备钢管脚手架系统中的重要组成部分。钢管脚手架依靠直角扣件和旋转扣件将许多单根钢管连接在一起组成具有各种功能的脚手架系统。
直角扣件和旋转扣件由半圆形底座和半圆形盖板组合成哈夫卡式夹紧机构(哈夫是英文“HALF”的音译，就是一半的意思)包覆在钢管外圆表面，在T型螺栓单边紧固下将钢管紧紧包裹在哈夫卡夹紧机构内，就能将两根钢管连接固定在一起。
[0003]普通哈夫卡夹紧机构是两个对称的半圆形哈夫卡，两边同时用螺栓紧固，哈夫卡两边同时受力，同时缩小内径，使哈夫卡与钢管保持较大的接触面，所以普通哈夫卡能将钢管夹得很紧。
[0004]扣件属于单边夹紧特殊型哈夫卡，因为扣件的盖板与底座组合成的哈夫卡一端用销钉铰接，另一端用T型螺栓紧固，扣件销钉铰接端只有转动连接作用，没有夹紧功能。只有T型螺栓端才有夹紧功能，所以扣件哈夫卡两边不能同时夹紧，通常扣件T型螺拴紧固端能夹紧钢管，销钉铰接端不容易夹紧钢管。
[0005]扣件盖板初始夹紧时就与普通哈夫卡夹紧状态不同，因为扣件盖板与底座一端用销钉铰接，铰接端是固定的，不能与T型螺栓同时夹紧扣件。当T型螺栓紧固时，扣件底座和盖板内圆弧中间最先接触钢管表面，扣件单边受到紧固拉紧力，整体向内弯曲变形。T型螺栓端底座和盖板弯曲变形后可以向T型螺栓端伸长移动，而销钉端底座和盖板弯曲变形后伸长部分受到铰接销钉阻挡，无法移动，只能克服底座和盖板内圆弧中间最先接触钢管时产生的接触压痕阻力，反方向朝T型螺栓紧固端移动才能夹紧钢管。扣件夹紧钢管只能依靠T型螺栓单边紧固。随着T型螺栓紧固力增大，扣件盖板中间刚度最差，变形最大，盖板中间和盖板紧固端与钢管接触压痕更深，扣件盖板很难克服盖板中间和盖板紧固端的压痕阻力向螺栓紧固端移动。当T型螺栓紧固端达到规定扭矩时，扣件盖板T型螺栓紧固端夹得很紧，而扣件盖板销钉铰接端只是局部受到拉紧力，并未完全处于夹紧状态。一旦脚手架系统受到震动扣件盖板压痕点会向T型螺栓紧固端蠕动，使T型螺栓紧固端盖板产生微小移动，本来未完全夹紧的扣件出现轻微松动，扣件抗滑移能力迅速下降。
[0006]由于扣件盖板紧固端为悬臂式结构，当扣件盖板受到T型螺栓紧固时，扣件盖板会受到两种力的作用。一种力是扣件盖板紧固端受到T型螺栓紧固时产生一个与T型螺栓拉力方向一致的向下力。另一种力是扣件盖板悬臂式结构受到T型螺栓拉紧力后会将拉紧力向下传递到扣件盖板紧固端开口下部与扣件盖板内圆弧的结合部，并以结合部轴线为圆心将向下的T型螺栓拉力变为旋转力距，向下的力和旋转力距形成的合力有杠杆加力作用，能将扣件盖板紧固端开口下部与扣件盖板内圆弧结合部深深压入钢管外壁内，形成一个较深的接触压痕点，扣件盖板很难克服较深的压痕阻力向T型螺栓紧固端伸展移动夹紧钢管。
[0007]由于这种特殊型哈夫卡式扣件单边夹紧微观状态一直未被人们充分认识，使扣件夹紧状态从发明初期到现在，近百年间没有重大改进。在扣件近百年发展过程中，世界各国对扣件夹紧方面做了大量研究工作。许多国外专利在扣件盖板和底座内圆弧上设计制造出各种网格筋或条形沟槽。试图增加扣件盖板和底座与钢管的接触面，进而提高扣件抗滑移能力。在一些重要工程为了满足抗滑移能力的要求，设计人员不断加大扣件外形尺寸，采用高强度钢材和高强度T型螺栓，生产抗滑移能力更大的重型扣件。国外专利甚至运用微积分概念将扣件内圆弧设计成多个小直线段圆弧。在直线段内设计制造矩形网格筋，试图将钢管夹的更紧。中国有专利提出在扣件盖板和底座内圆弧面贴橡胶块或聚氨酯塑料弹性块来提高扣件抗滑移能力。这些专利对提高扣件抗滑移能力做出了很大的贡献。但是由于不能有效解决扣件盖板和底座在夹紧过程中的移动问题，扣件的抗滑移能力始终没有重大突破。
[0008]传统高温模锻钢质扣件的安全性好，欧美等发达国家相关法规不允许使用可锻铸铁扣件，(又称玛钢扣件)因为可锻铸铁扣件在使用中会断裂。按照欧洲标准EN74规定，扣件必须采用钢材锻造，扣件盖板上必须压印永久性标志，比如欧洲标准“EN74”字样，扣件载荷等级，制造厂代码或商标，制造年代(年代后两位数字)扣件表面处理等级，质量管理标识如“M”表示按IS09001质量管理。如此多的可追索信息标识给高温锻造扣件生产带来一定难度。首先在锻造模具上要雕刻英文字母，阿拉伯数字，字高不小于4毫米，字深不小于
0.2毫米。而高温锻造时800-900度的高温腐蚀和氧化，压印标志很快模糊不清，即使字高在10毫米，字深度1.0-1.5毫米也只能锻造6000-8000件盖板后信息标志就模糊不清，难以辨认，需要更换锻造模具。换下的模具要用数控线切割机床割去破损字体和热疲劳应力层，重新用数控电火花机床雕刻字体。一副热锻模具只能切割5-8次就不能继续使用。目前国内高温模锻扣件行业还没有性价比理想的锻模材料，热锻模具制造成本高，扣件是附加值低，劳动力密集型产品，信息标志热压印成本居高不下。虽然欧洲标准EN74规定压印如此多的永久性标志，但是各国通常只压印EN74和厂家商标，其他信息受产品成本限制很少有厂家压印，只有少数国外知名扣件厂商才会全部压印。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是在上述扣件基础上，提供一种抗滑移能力更好的扣件，本发明还提供一个冷压印永久性信息标志的平台和一种哈夫卡单边夹紧的方法。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0011]本发明的技术方案由两个改进结构组成。第一个改进结构在抗滑移扣件盖板外表面中间设计制造一个纵向布置的矩形凸台，矩形凸台是在扣件盖板中间位置增加一定的材料厚度形成的，矩形凸台也可以是其他形状结构的平面凸台。
[0012]本发明的技术方案第一个改进结构是:所述的抗滑移扣件盖板上设置的矩形凸台可根据扣件载荷等级和扣件不同外形结构，选择最佳凸台位置，宽度和凸台厚度。
[0013]本发明的技术方案第一个改进结构是:所述的抗滑移扣件盖板上纵向设置的矩形凸台利用自身位置，宽度和厚度改变扣件盖板内部应力分布状态，提高扣件盖板中间段的局部刚度，改变扣件盖板在受到T型螺栓单边紧固时变形的排列顺序。
[0014]本发明的技术方案第一个改进结构是:所述的抗滑移扣件盖板在受到T型螺栓紧固夹紧时，扣件盖板中间矩形凸台刚度大，弹性变形小。矩形凸台两边盖板厚度薄，弹性变形大，虽然扣件盖板中间矩形凸台内圆弧部分最先接触钢管，由于应力分布合理，不会在钢管外圆弧表面形成深的压痕点。销钉端扣件盖板从销钉铰接处，随着扣件盖板内圆弧半径弹性变形缩小，逐渐与钢管贴合。扣件销钉段盖板内圆弧缩小后，多余的展开长度能够克服扣件盖板中间矩形凸台内圆弧与钢管外表面产生的压痕阻力向T型螺栓紧固端移动。当T型紧固螺栓达到规定扭矩时，扣件盖板凸台部位内圆弧已产生弹性变形包紧钢管外表面，此时扣件盖板按照设计要求，依次在钢管外表面产生弹性变形，有序移动，使扣件与钢管之间产生最大接触面。
[0015]本发明的技术方案第一个改进结构是:所述的矩形凸台表面为平面结构，扣件盖板距形凸台平面还具有冷压印永久性信息标志的功能。平面冷压印工艺模具制造简单，生产成本低，使用寿命长，并可随时调整压印信息内容，距形凸台平面可同时压印欧洲标准规定的全部信息标志。
[0016]本发明的技术方案第二个改进结构是:在抗滑移扣件盖板紧固端开口下部各设计一个三角形延长筋板，延长筋板与紧固端开口下端是一个完整的结合体。
[0017]本发明的技术方案第二个改进结构是:所述的抗滑移扣件盖板紧固端开口下部与盖板内圆弧结合部的延长筋板可根据扣件的载荷等级和不同外形结构，选择最佳形状，尺寸，厚度和脱模斜度。
[0018]本发明的技术方案第二个改进结构是:所述的抗滑移扣件盖板紧固端开口下部延长筋板利用自身延长部分支撑在钢管外圆弧表面，改变了扣件盖板在受到T型螺栓紧固时的受力状态。
[0019]本发明的技术方案第二个改进结构是:所述的抗滑移扣件盖板紧固端为悬臂式带延长筋板结构。当扣件盖板受到T型螺栓紧固时，仍然会受到二种力的作用。一种力是T型螺拴单边夹紧扣件时产生一个与T型螺栓拉力方向一致的向下的力。另一种力是T型螺栓单边夹紧扣件盖板，扣件盖板紧固端悬臂受到拉力后会将拉力传到紧固端下部延长筋板与扣件盖板内圆弧结合部，形成一个旋转力距，但由于两个延长筋板的支撑作用，整个旋转力距被延长筋板矩形接触面分解成多个小旋转力距，每个小旋转力的压强小，分散的小旋转力与T型螺栓轴向拉力形成的合力，方向与T型螺栓轴向拉力角度小，产生的杠杆加力作用不大，不会在扣件盖板内圆弧与紧固端开口下部结合处产生深的压痕坑。这种延长筋板改进结构使扣件盖板在受到紧固螺栓拉紧时能克服扣件盖板内圆弧与紧固端开口下部结合处产生的压痕阻力向T型螺栓方向伸展移动，使扣件盖板与钢管之间接触面增大，提高了扣件抗滑移能力。
[0020]由于采用上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
[0021]使用本发明抗滑移扣件，可使扣件抗滑移能力提高50%以上，大幅提高脚手架系统整体载荷能力。
[0022]使用本发明抗滑移扣件可在扣件盖板距形凸台平面上进行冷压印永久信息标志，降低扣件盖板锻造模成本，提高盖板锻造模使用寿命，有效减少碳排放，冷压印是绿色环保压印工艺。
[0023]使用本发明抗滑移扣件冷压印信息标志工艺，可有效缩短扣件生产周期。传统模锻钢质扣件淡季只锻造扣件底座，不锻造扣件盖板，只有客商订货并确认信息标志后，制造厂才开始锻造压印扣件盖板，扣件盖板与底座库存件不能配套。虽然模锻扣件大多采用欧洲EN标准，由于OEM生产方式，各种客户信息标志不相同，制造厂只能先生产扣件底座。采用冷压印信息标志工艺，扣件制造厂一年四季都可大量生产扣件盖板，客商订货时确认信息标志后，当天即可冷压印库存扣件盖板的信息标志，几天内即可装箱发货，缩短了扣件生产周期。
[0024]使用本发明抗滑移扣件，可使扣件盖板在高温模锻时挤出的飞边废料，进入模腔变成盖板凸台，有效减少产品材料成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是抗滑移扣件整体结构示意图。
[0026]图2是抗滑移扣件盖板结构示意图。
[0027]图3是抗滑移扣件盖板凸台表面示意图。
[0028]其中:1.销钉，2.销钉孔，3.扣件盖板4.盖板内圆弧，5.盖板销钉段，6.钢管外圆弧，7.矩形凸台，8.脱模斜度，9.盖板紧固段，10.T型螺栓，11.六角螺母，12.平垫片，13.盖板紧固开口端，14.开口端下部，15.盖板悬臂，16.悬臂与内圆弧结合部，17.延长筋板与内圆弧结合部，18.延长筋板，19.扣件底座，20.钢管，21.底座内圆弧面，22.销钉铰接端,23.信息标志，
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0030]如图1、图2、图3所示，抗滑移扣件在扣件盖板外圆弧表面中间制造一个纵向布置的矩形凸台7，矩形凸台7与扣件盖板3是完整的结合体。矩形凸台7可根据扣件载荷等级和不同外形结构选择最佳凸台位置、宽度和凸台厚度。矩形凸台7利用自身位置、宽度和厚度改变扣件盖板内部应力分布状态，可以提高扣件盖板圆弧中间的局部刚度，使扣件盖板3在受到T型螺栓10紧固时能按照事先设计的变形顺序，依次变形夹紧钢管。
[0031]如图1所示，本发明抗滑移扣件盖板3在受到T型螺栓10紧固夹紧时，扣件盖板中间矩形凸台7刚度大，弹性变形小，矩形凸台7两边盖板销钉段5和盖板紧固段9厚度薄变形大，虽然扣件盖板内圆弧4中间部分最先接触钢管20，由于盖板内圆弧4中间外表面有矩形凸台7，扣件盖板3在受到T型螺栓紧固时应力分布合理，不会在钢管外圆弧表面6形成深的压痕坑，扣件盖板销钉段5随着盖板内圆弧4弹性变形半径缩小，扣件盖板销钉段5逐渐与钢管20贴紧，扣件盖板销钉段5缩小后多余的长度能够克服扣件盖板矩形凸台7下面内圆弧与钢管外圆弧6接触面形成的较小接触压痕阻力，向T型螺栓10的方向移动。当T型螺栓10达到规定扭矩时，扣件盖板3的销钉段5已包紧钢管外圆弧6。
[0032]如图1、图2所示，本发明在抗滑移扣件盖板紧固端开口下部14两边各制造一个延长筋板18，延长筋板18与紧固端下部14是一个完整结合体。延长筋板18可根据扣件载荷等级和不同外形结构选择最佳形状、厚度和脱模斜度。延长筋板18利用延长段增加扣件盖板包复钢管的弧度，使扣件盖板包圆角度等于180度。改变了扣件盖板3在受到T型螺栓10单边紧固时的受力状态。
[0033]如图1所示，本发明抗滑移扣件盖板紧固端15是悬臂式带延长筋板18的结构。当扣件盖板3的盖板悬臂15受到T型螺栓10单边紧固时，仍会受到二种力的作用，一种力是扣件盖板悬臂15受到单边夹紧时产生一个与T型螺拴10夹紧力方向一致的轴向力，另外一种力是扣件盖板悬臂15受到单边夹紧时会将拉压力通过扣件盖板紧固开口端13将拉力传递到扣件盖板开口端下部14与盖板内圆弧4的结合部16，形成一个顺时针旋转力距。由于扣件盖板开口端下部14有两个筋板18，它们是扣件盖板内圆弧4的延长段，延长的矩形接触面使旋转力距与轴向拉力形成合力后产生的杠杆加力作用被分散到较大面积上，不会使扣件盖板紧固端15与盖板内圆弧4结合部产生较深的接触压痕点。延长筋板18的结构使扣件盖板紧固段9在受到T型螺栓10紧固拉紧时，能克服扣件盖板悬臂延长筋板18与盖板内圆弧4结合部产生的小压痕点阻力，围绕钢管圆周移动，使扣件盖板紧固段9与钢管20接触面增加，提高扣件抗滑移能力。
[0034]本发明还提供一种哈夫卡式单边夹紧方法。
[0035]本发明哈夫卡式单边夹紧方法是:
[0036]本发明哈夫卡式单边夹紧方法是在单边夹紧的哈夫卡外圆弧中部根据需要增加一定的材料厚度，形成类似凸台的结构。如果哈夫卡内圆弧包圆角小于180度还可以在哈夫卡紧固端与内圆弧结合部设置延长筋板，用来改变单边夹紧哈夫卡内部应力结构，改善单边夹紧哈夫卡中间和紧固端受力状态，减少哈夫卡与圆管接触形成的初始压痕阻力，使单边夹紧哈夫卡在紧固过程中能克服哈夫卡初始压痕阻力，顺利伸展并围绕圆管移动，最终夹紧圆管。凡是在单边夹紧哈夫卡中间增加材料厚度或类似的加强装置，改变哈夫卡单边夹紧内部应力结构，减少哈夫卡与圆管形物体接触形成的初始压痕阻力都属于本发明哈夫卡式单边夹紧方法。
【权利要求】
1.一种抗滑移扣件。其特征在于:扣件盖板外表面中间有一个矩形凸台，扣件盖板紧固端开口下部有两个延长筋板。它们与扣件盖板是完整的结合体。扣件盖板中间矩形凸台平面还具有冷压印永久性信息标志功能。抗滑移扣件利用特有结构，可使扣件在单边夹紧状态下，牢固夹紧钢管。
2.根据权利要求1所述的扣件盖板。其特征在于:盖板外表面中间的矩形凸台是在扣件盖板中间位置增加材料厚度形成的。凸台也可以是其他形状结构。
3.根据权利要求1所述的扣件盖板。其特征在于:矩形凸台可根据扣件载荷等级和不同外形结构选择最佳位置、宽度和凸台厚度。
4.根据权利要求1所述的扣件盖板。其特征在于:扣件盖板紧固端开口下部有两个延长筋板。延长筋板是扣件盖板内圆弧的延长段。延长段可以是三角形或其他形状。
5.根据权利要求1所述的扣件盖板。其特征在于:扣件盖板紧固端开口下部延长筋板可根据扣件载荷等级和不同外形结构，选择最佳的三角形尺寸、厚度和脱模斜度。
6.根据权利要求1所述的扣件盖板。其特征在于:抗滑移扣件在T型螺栓单边夹紧钢管的过程中，能使扣件盖板利用距形凸台和延长筋板结构，克服扣件盖板与钢管在夹紧初期形成的接触压痕阻力，围绕钢管旋转移动，增加扣件盖板与钢管的接触面，有效提高扣件抗滑移力。
7.—种冷压印永久信息标志平台，其特征在于:抗滑移扣件所有可追索安全信息标志，都可以在扣件盖板全部制造完成后进行冷压印。冷压印永久信息标志模具制造成本低，使用寿命长，生产周期短，有效减少碳排放。
8.本发明还提供一种哈夫卡式单边夹紧方法。在哈夫卡外圆弧中部根据需要增加一定的材料厚度，形成类似凸台的结构。在哈夫卡的紧固端开口下部两边制造延长筋板，改变哈夫卡受力状态，使单边夹紧哈夫卡在夹紧过程中能克服初始压痕阻力，牢固夹紧圆形物体。
【文档编号】E04G7/06GK104251054SQ201310257603
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】张连元 申请人:张连元