一种钢构件之间的摩擦自锁连接件的制作方法

本发明属于建设工程技术领域，具体是一种钢构件之间的摩擦自锁连接件。

背景技术：

在钢结构或组合结构中，钢构件之间的连接一般采用螺栓连接或焊接连接，现有的连接形式在连接过程中需要一定的操作的空间和较长的连接时间。但对于某些部位或某些区域，却需要在缺乏操作空间和时间的情况下进行连接。例如对于模块化钢结构，在中柱节点位置布置有多个梁柱和多面墙体、楼板等构件，若采用现有的连接形式，则缺乏操作空间，无法在不破坏这些周围构件的情况下实现连接；模块化结构对于连接时间的长短较为敏感，而现有的连接形式都难以在短时间内完成连接过程。因此，采用一种不需要操作空间和较短的连接时间的连接形式，是解决模块化钢结构中柱节点连接问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种钢构件之间的摩擦自锁连接件，只需将预装有这种连接件的钢构件在对应位置处插入贴近即可实现可靠连接，不需要额外的连接操作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钢构件之间的摩擦自锁连接件，用于上部钢构件和下部钢构件之间的自锁连接，包括插杆、锥形卡笋、套筒、复位弹簧、安全弹簧、限位块、内定位筒、外定位筒、定位板和定位螺杆，所述插杆与所述下部钢构件固定，插杆的侧面设有第一环形齿，所述锥形卡笋的形状为分瓣式的锥台形，锥形卡笋的內孔壁上设有与所述第一环形齿相配合的第二环形齿，所述限位块设置于锥形卡笋内，所述套筒的内壁与所述锥形卡笋的外壁相配合，所述套筒的外壁设有用于与所述复位弹簧相连的凸边，所述定位板通过定位螺杆与所述上部钢构件固定，用于为所述复位弹簧和安全弹簧提供支撑面；所述内定位筒固定于所述定位板上，外定位筒套接于内定位筒的外侧，所述安全弹簧设置于内定位筒和外定位筒之间。

所述锥形卡笋和套筒的接触面为圆锥面，所述圆锥面与圆锥轴线之间的夹角小于锥形卡笋与套筒之间的摩擦角。

自锁连接前，所述限位块位于所述锥形卡笋内，锥形卡笋受到限位块的限制无法合拢；自锁连接过程中，插杆插入预定位置处时将所述限位块推开，锥形卡笋合拢实现自锁连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

本发明连接件当插杆插入锥形卡笋内的预先设定的位置处时，即可实现钢构件之间的连接，不需要额外的操作过程；套筒与锥形卡笋的接触面为圆锥面，圆锥面与圆锥轴线之间的角度小于锥形卡笋与套筒之间的摩擦角，通过摩擦自锁的原理，使合拢后的锥形卡笋无法再次张开，从而实现可靠地抗拔连接；连接过程前，安全弹簧处于压缩或拉伸状态，对限位块施加一定的力使限位块保持在预先设定的位置处，避免限位块受到震动或其他因素影响而离开预先设定的位置处，从而避免锥形卡笋收到影响而错误合拢；整体具有结构简单紧凑，施工方便，工作可靠等特点。

附图说明

图1为本发明连接件在仰视视角下的分解状态立体结构示意图；

图2为本发明连接件在俯视视角下的分解状态立体结构示意图；

图3为本发明连接件在连接前的剖面结构示意图；

图4为本发明连接件在连接过程中的剖面结构示意图；

图5为本发明连接件在连接之后的剖面结构示意图；

图中：1-内定位筒，2-安全弹簧，3-外定位筒，4-定位螺杆，5-限位块，6-下部钢构件，7-定位板，8-复位弹簧，9-套筒，10-锥形卡笋，11-上部钢构件，12-插杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1和图2所示，一种钢构件之间的摩擦自锁连接件，它包括插杆12、锥形卡笋10、套筒9、复位弹簧8、安全弹簧2、限位块5、内定位筒1、外定位筒3、定位板7和定位螺杆4。用于上部钢构件11和下部钢构件6之间的自锁连接，插杆12通过螺纹或其他方式固定在下部钢构件6上，插杆12的侧面设置有第一环形齿。锥形卡笋10的形状为分瓣式的锥台形，锥形卡笋10的内孔壁上设置有第二环形齿，第二环形齿的形状可以和插杆12侧面上的第一环形齿相互配合，外壁为圆锥面。套筒9为整体的圆环形，其内孔壁为圆锥面，其角度与锥形卡笋10的外壁相同，因此可以互相配合。套筒9与锥形卡笋10的接触面为圆锥面，圆锥面与圆锥轴线方向之间的角度小于锥形卡笋与套筒的摩擦角，应用了摩擦自锁的原理实现连接。复位弹簧8处于压缩状态，对套筒9施加了一定的挤压力使套筒9内壁与锥形卡笋10外壁互相贴紧。连接过程前，安全弹簧2处于压缩或拉伸状态，对限位块5施加一定的力使限位块保持在预先设定的位置处，避免限位块5受到震动或其他因素影响而离开预先设定的位置处，从而避免锥形卡笋9收到影响而错误合拢。定位板7通过定位螺杆4固定在距离上部钢构件11的一定位置处，可以为复位弹簧8和安全弹簧2提供支撑面。内定位筒1通过焊接或其他方式连接在定位板7上，外定位筒3套在内定位筒1外侧，安全弹簧2设置在内定位筒1与外定位筒3之间。

本发明连接件使用时的过程如下：

在连接过程前，见图3，处于压缩状态的复位弹簧8对套筒9施加压力，套筒9通过其内壁的圆锥面挤压锥形卡笋10，使锥形卡笋10有合拢的趋势；锥形卡笋10受到限位块5的限制无法合拢；此时锥形卡笋10处于张开状态，内孔的空间能够允许插杆12插入；

在连接过程中，见图4，插杆12插入锥形卡笋10内孔中，在接近预定位置时，插杆12与限位块5发生接触并推动限位块5；在限位块5被插杆12推出锥形卡笋10的内孔范围后，处于压缩状态的复位弹簧8推动套筒9沿着锥形面运动，套筒9挤压锥形卡笋10合拢；在锥形卡笋10合拢后，锥形卡笋10内孔壁的第二环形齿与插杆12侧面的第一环形齿发生接触并咬合，实现连接过程；本发明所公开的连接件在连接过程中仅需将插杆12插入锥形卡笋10内孔中，不需要额外的操作过程。

在连接过程完成后，见图5，当被连接的两个钢构件产生分离的趋势时，插杆12上是拉力通过第一环形齿和第二环形齿传递给锥形卡笋10，使锥形卡笋10产生分离的趋势，但由于锥形卡笋10与套筒9之间的接触面为圆锥面，此圆锥面与圆锥轴线方向之间的角度小于锥形卡笋10与套筒9之间的摩擦角，在分离作用下处于摩擦自锁状态，因此套筒9与锥形卡笋10之间不会发生相对运动，套筒9阻碍了锥形卡笋10的分离趋势，防止了钢构件之间的分离。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种钢构件之间的摩擦自锁连接件，用于上部钢构件和下部钢构件之间的自锁连接，包括插杆、锥形卡笋、套筒、复位弹簧、安全弹簧、限位块、内定位筒、外定位筒、定位板和定位螺杆，插杆与下部钢构件固定，插杆的侧面设有第一环形齿，锥形卡笋的形状为分瓣式的锥台形，锥形卡笋的內孔壁上设有与第一环形齿相配合的第二环形齿，限位块设置于锥形卡笋内，套筒的内壁与锥形卡笋的外壁相配合，定位板通过定位螺杆与所述上部钢构件固定；内定位筒固定于定位板上，外定位筒套接于内定位筒的外侧，安全弹簧设置于内定位筒和外定位筒之间。只需将预装有这种连接件的钢构件在对应位置处插入贴近即可实现可靠连接，不需要额外的连接操作。

技术研发人员：戴骁蒙;宗亮;丁阳;罗云标;严加宝
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2017.05.12
技术公布日：2017.07.21