一种建筑用机械连接件的制作方法

1.本实用新型涉及建筑技术领域，尤其涉及一种建筑用机械连接件。


背景技术：

2.现在基础桩多采用在工厂生产的预制混凝土桩，施工时将预制桩运抵工地现场，采用锤击、静压等方式将桩送至地下设计规定的深度，承受上部建(构)筑物传递的荷载。受限于生产和运输条件，预制混凝土桩的单节长度往往小于设计规定的深度，因而在实际施工过程中，需要进行接桩操作。
3.传统的接桩方式采用端板焊接，受天气因素和人为因素影响较大，存在焊缝质量不易保证、施工难度高、且易受到地下土壤的腐蚀的缺陷。因此出现了无需焊接、能够直接插接的接桩用机械连接件，这种机械连接件包括小螺母套筒和大螺母套筒，小螺母套筒固定安装有插接件，插接件的连接端与小螺母套筒螺纹固定，插接件的插接端具有卡接台阶，卡接台阶具有水平的卡接面，大螺母套筒内安装有扣筒，扣筒的一端设置有多个卡台，供插接件的插接端插入并形成卡接配合，其中，卡台具有与卡接面形成卡接配合的止脱面，从而防止插接件从大螺母套筒中拔出。
4.虽然上述方案的机械连接件在使用时可以省去端板焊接操作，具有对接快速、连接强度高等优点，但依然存在不足之处，由于卡接面和止脱面均为水平面，只有当插接件插接到扣筒内的指定位置时，卡接面与止脱面才能形成卡接配合，当扣筒和/或插接件存在尺寸制造误差或者插接件没有插接到位时，容易导致卡接面与止脱面存在轴向间隙而无法形成卡接固定，使得两个桩体之间出现较大的间隙，影响两个预制混凝土桩连接的可靠度，造成抗拔抗拉能力下降。


技术实现要素：

5.为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种连接可靠性高、减小相邻预制构件连接间隙的建筑用机械连接件。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种建筑用机械连接件包括具有变径插接头的插接件，可供所述变径插接头插入的连接套筒，内置于所述连接套筒用以逆向卡止所述变径插接头的弹性夹套，安装于所述连接套筒筒口位置的止脱挡环，内置于所述连接套筒且向所述止脱挡环抵推所述弹性夹套的弹性元件，距所述连接套筒筒底预定深度且与所述弹性元件相抵的承托件；其中，所述变径插接头具有锥台形插脖段，所述弹性夹套于朝向止脱挡环的一端设置外锥形面和夹持所述锥台形插脖段的内锥形夹持面，所述止脱挡环具有与所述外锥形面相抵接的锥形挡面；所述插接件和所述止脱挡环间具有径向间隙。
8.进一步的，所述承托件与所述止脱挡环轴向对接。
9.进一步的，所述承托件呈筒状，所述承托件的顶部与所述止脱挡环的底部可形成弹性卡接配合。
10.进一步的，所述止脱挡环的底部设有第一安装部，所述承托件呈筒状，所述承托件靠近所述止脱挡环的一端部设有第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部采用旋转卡扣对接。
11.进一步的，所述止脱挡环的底部设有第一螺纹，所述承托件呈筒状，所述承托件靠近所述止脱挡环的一端部设有第二螺纹，所述第一螺纹和所述第二螺纹螺纹连接。
12.进一步的，所述弹性夹套包含：与所述弹性元件相抵的底托、位于所述底托上方且沿周向间隔设置的两个以上楔片、连接所述底托和所述楔片的弹性片，所述内锥形夹持面和所述外锥形面位于所述楔片。
13.进一步的，所述锥形挡面与所述止脱挡环的中心轴线形成夹角a1，所述外锥形面与所述弹性夹套的中心轴线形成的夹角a2，其中夹角a1的角度值小于或等于夹角a2的角度值，a1满足：10
°
≤a1≤60
°
。
14.进一步的，所述外锥形面的硬度值大于所述锥台形插脖段的硬度值，和/或，所述外锥形面的硬度值大于所述锥形挡面的硬度值。
15.进一步的，建筑用机械连接件还包括与所述插接件固定的螺母套筒，所述螺母套筒与所述连接套筒轴向对齐，所述螺母套筒和所述连接套筒之间填充有结构胶。
16.进一步的，所述插接件位于所述止脱挡环内的至少部分外壁设有结构胶填充槽，和/或，所述止脱挡环的内壁设有结构胶填充槽。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.建筑用机械连接件包括具有变径插接头的插接件，可供变径插接头插入的连接套筒，内置于连接套筒用以逆向卡止变径插接头的弹性夹套，安装于连接套筒筒口位置的止脱挡环，内置于连接套筒且向止脱挡环抵推弹性夹套的弹性元件，距连接套筒筒底预定深度且与弹性元件相抵的承托件；变径插接头具有锥台形插脖段，弹性夹套于朝向止脱挡环的一端设置外锥形面和夹持锥台形插脖段的内锥形夹持面，止脱挡环具有与外锥形面相抵接的锥形挡面。弹性夹套同时受到止脱挡环施加朝向锥台形插脖段的抵接力和弹性元件的向上抵推力，插接件受到轴向拉拔力逐渐增大时，止脱挡环的锥形挡面存在进一步楔紧弹性夹套的趋势，使得弹性夹套夹持锥台形插脖段的夹持力更大，避免插接件轴向脱离连接套筒，弹性夹套的内锥形夹持面能与插入弹性夹套内任意位置的变径插接头的外周壁面形成逆向卡止配合，有利于减小或消除两个预制构件之间的连接间隙，提高连接处的抗拔、抗拉强度。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中建筑用机械连接件的立体图；
20.图2为本实用新型实施例中建筑用机械连接件的爆炸图；
21.图3为本实用新型实施例中建筑用机械连接件的剖视图；
22.图4为图3中b部的放大示意图；
23.图5为图3中c部的放大示意图；
24.图6为本实用新型实施例中止脱挡环的结构示意图；
25.图7为本实用新型实施例中止脱挡环的剖视图；
26.图8为本实用新型实施例中承托件的结构示意图；
27.图9为本实用新型实施例中弹性夹套的结构示意图；
28.图10为本实用新型实施例中弹性夹套的剖视图；
29.图11为本实用新型实施例中插接件的结构示意图；
30.图12为本实用新型实施例中第二种止脱挡环与承托件未组装固定前的示意图；
31.图13为本实用新型实施例中第三种止脱挡环与承托件未组装固定前的示意图；
32.图14为本实用新型实施例中第四种止脱挡环与承托件未组装固定前的示意图。
33.附图中：插接件1；变径插接头11；锥台形插脖段111；等径段112；变径导向段113；锥形防脱卡接面114；轴向挡面115；插接导向段12；结构胶填充槽121；螺纹连接段13；连接套筒2；弹性夹套3；底托31；弹性片32；楔片33；外锥形面331；内锥形夹持面332；卡齿333；止脱挡环4；锥形挡面41；环形凸肋42；第一安装部43；第一凸块431；第一螺纹44；结构胶填充槽45；弹性元件5；承托件6；弹性卡片61；卡台611；第二安装部62；第二凸块621；竖向滑槽622；第二螺纹63；螺母套筒7；结构胶8。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
35.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
36.请参见图1至图14，本实用新型提供一种建筑用机械连接件，用于竖向间隔设置的两个预制构件对接，该建筑用机械连接件包括具有变径插接头11的插接件1，可供变径插接头11插入的连接套筒2，内置于连接套筒2用以逆向卡止变径插接头11的弹性夹套3，安装于连接套筒2筒口位置的止脱挡环4，沿朝向止脱挡环4的方向轴向抵推弹性夹套3的弹性元件5，距连接套筒2筒底预定深度且与弹性元件5相抵的承托件6，变径插接头11具有锥台形插脖段111，弹性夹套3于朝向止脱挡环4的一端设置外锥形面331和夹持锥台形插脖段111的内锥形夹持面332，止脱挡环4具有与外锥形面331相抵接的锥形挡面41，结合参见图5，插接件1和止脱挡环4间具有径向间隙d。
37.请参见2和图4，弹性夹套3的内锥形夹持面332夹持锥台形插脖段111的外周壁面，使得弹性夹套3与锥台形插脖段111能在竖直方向上的多个位置相抵接，提高弹性夹套3与锥台形插脖段111连接的可靠性。止脱挡环4的锥形挡面41与外锥形面331相抵接，止脱挡环4能够防止弹性夹套3、弹性元件5以及承托件6脱出连接套筒2，并且将弹性夹套3朝向靠近锥台形插脖段111一侧压紧以使内锥形夹持面332与锥台形插脖段111的外周壁面紧密抵接。弹性夹套3同时受到止脱挡环4施加朝向锥台形插脖段111的抵接力和弹性元件5的向上抵推力，插接件1受到轴向拉拔力逐渐增大时，止脱挡环4的锥形挡面41存在进一步楔紧弹性夹套3的趋势，使得弹性夹套3夹持锥台形插脖段111的夹持力更大，弹性夹套3与锥台形插脖段111夹持更紧密，避免插接件1轴向脱离连接套筒2，弹性夹套3的内锥形夹持面332能与插入弹性夹套3内任意位置的变径插接头11的外周壁面形成逆向卡止配合，有利于减小
或消除两个预制构件之间的连接间隙，提高连接处的抗拔、抗拉强度。
38.弹性元件5的下端抵接承托件6，承托件6为弹性元件5提供平稳支撑和轴向安装定位，避免现有连接件中弹性元件的下端直接抵接在预制构件的钢筋镦头或连接套筒2筒底附近的锥形孔壁而造成弹性元件5受力不均匀，使弹性元件5易发生倾斜甚至过度变形而失去作用的问题，并且能确保弹性元件5安装至连接套筒2内预定深度。
39.请参见图3，连接套筒2预埋于某一待连接的预制构件中，连接套筒2的筒口外露于预制构件的端面。连接套筒2内部形成有插接腔，插接腔的上部的内壁面设有内螺纹，止脱挡环4的外周壁面设有与插接腔内壁面的内螺纹配合的外螺纹，止脱挡环4与连接套筒2螺接固定。承托件6、弹性元件5、弹性夹套3、止脱挡环4容置于插接腔，插接腔的下端形成有缩口部，用于卡接或螺接预制构件的受力筋端部。
40.承托件6与止脱挡环4轴向对接，承托件6呈筒状，弹性元件5和弹性夹套3的至少部分位于承托件6内，在将止脱挡环4安装至连接套筒2之前，可先将弹性元件5和弹性夹套3依次安装至承托件6，然后将承托件6与止脱挡环4轴向对接固定，使承托件6、弹性元件5、弹性夹套3、止脱挡环4形成一个整体，最后，将形成整体的承托件6、弹性元件5、弹性夹套3、止脱挡环4一起安装至连接套筒2内，止脱挡环4与连接套筒2固定连接，这样设计有利于简化现场安装步骤，降低安装难度，并且还能确保弹性夹套3安装至连接套筒2内预定深度。
41.为实现承托件6与止脱挡环4轴向对接，可采用的第一种技术方案如下：承托件6呈筒状，承托件6的顶部与止脱挡环4的底部可形成弹性卡接配合，具体地，请参见图6和图8，承托件6为弹性套筒结构，其在径向方向上能够扩张和收缩，止脱挡环4的底部外周壁向外凸设有环形凸肋42，承托件6呈筒状，承托件6靠近止脱挡环4的一端部沿周向间隔设有两个以上弹性卡片61，弹性卡片61的上端部设有卡台611，止脱挡环4的底部插入承托件6内并向外撑开各弹性卡片61，各弹性卡片61能够向内聚拢使得环形凸肋42与卡台611形成弹性卡接配合；或者，请参见图12，止脱挡环4的底部沿周向间隔设有两个以上弹性卡片61，各弹性卡片61在径向方向上能够扩张和收缩，弹性卡片61的下端部设有卡台611，承托件6呈筒状，承托件6靠近止脱挡环4的一端部的周向内壁设有环形凸肋42，各弹性卡片61插入承托件6内并各弹性卡片61能够向内聚拢越过环形凸肋42，弹性卡片61的卡台611与环形凸肋42形成弹性卡接配合。
42.请参见图13，为实现承托件6与止脱挡环4轴向对接，可采用第二种技术方案如下：止脱挡环4的底部设有第一安装部43，承托件6呈筒状，承托件6靠近止脱挡环4的一端部设有第二安装部62，第一安装部43和第二安装部62采用旋转卡扣对接。在本实施例中，第一安装部43可向下插入第二安装部62内，并通过旋转第一安装部43使第一安装部43与第二安装部62卡接固定，具体地，第一安装部43包括设于止脱挡环4底部的外周壁面且等间距分布的两个以上第一凸块431，第二安装部62包括设于承托件6靠近止脱挡环4的一端部的内周壁面的两个以上第二凸块621，第二凸块621自承托件6的内周壁面向靠近承托件6的中轴线方向凸设形成，承托件6于相邻两个第二凸块621之间形成竖向滑槽622，竖向滑槽622可容纳第一凸块431，两个以上竖向滑槽622等间隔设置，竖向滑槽622的数量、第一凸块431的数量以及第二凸块621的数量相同，每一第一凸块431沿竖直方向进入对应的每一竖向滑槽622内，然后旋转止脱挡环4一定角度，使得每一第一凸块431位于对应的每一第二凸块621下方并且第一凸块431的上表面与第二凸块621的下表面卡接。在其他实施例中，第一安装部43
和第二安装部62的结构可相互调换，第二安装部62可向上插入第一安装部43内，并通过旋转第二安装部62使第二安装部62与第一安装部43卡接固定，也能实现承托件6与止脱挡环4竖向套接并通过旋转卡接固定。
43.请参见图14，为实现承托件6与止脱挡环4轴向对接，可采用的第三种技术方案如下：承托件6与止脱挡环4螺纹连接，具体地，止脱挡环4的底部设有第一螺纹44，承托件6呈筒状，承托件6靠近止脱挡环4的一端部设有第二螺纹63，第一螺纹44和第二螺纹63螺纹连接。优选地，在本实施例中，第一螺纹44为外螺纹，第二螺纹63为内螺纹，止脱挡环4的底部外周壁面向内凹陷形成环形容纳槽，环形容纳槽的侧壁设有第一螺纹44，承托件6靠近止脱挡环4的一端部的内周壁面设有第二螺纹63，在其他实施例中，第一螺纹44为内螺纹，第二螺纹63为外螺纹。除上述列举的三种技术方案之外，还可采用销接或焊接或箍接或粘接等方式将承托件6与止脱挡环4轴向对接固定。
44.请参见图9和图10，弹性夹套3呈筒状结构，为使弹性夹套3具有一定硬度和韧性，满足抗拉抗拔连接性能的要求，弹性夹套3可以由40cr或者其他具有类似性能或更优性能的材料制成。弹性夹套3包含与弹性元件5相抵的底托31、位于底托31上方且沿周向间隔设置的两个以上楔片33、连接底托31和楔片33的弹性片32，内锥形夹持面332和外锥形面331位于楔片33。优选地，底托31、弹性片32、楔片33为通过一体成型的一体结构，当然也可以分开成型，例如，弹性片32与楔片33一体成型，再将弹性片32的底部与底托31通过焊接或粘接或插接或销接等连接方式固定。内锥形夹持面332沿轴向间隔形成有多个卡齿333，卡齿333由内锥形夹持面332向内凹陷形成。
45.请参见图2和图11，插接件1呈回转体形状，且在从上至下的轴向方向上，插接件1依次具有螺纹连接段13、插接导向段12、变径插接头11，螺纹连接段13用于和其他预制构件上设有内螺纹的螺母套筒7螺接，插接导向段12大体呈上端直径大于下端直径的倒锥形形状，在插接过程中，通过插接导向段12和止脱挡环4的插接通道相配合，可引导插接件1基本上沿止脱挡环4的中心轴线插入连接套筒2，并在完成插接后，使两者的中心轴线基本重合。变径插接头11还具有位于锥台形插脖段111下方的变径导向部113、连接锥台形插脖段111和变径导向部113的等径段112，优选地，变径导向部113呈球缺状，变径导向部113的外壁面为弧面，能够为插接件1的插入提供导向并且能够减小插入阻力，当然变径导向部113可以呈锥台状。锥台形插脖段111的外表面形成有锥形防脱卡面114，防脱卡接面113上沿轴向间隔形成有两道以上轴向挡面115，楔片33的底部或卡齿333的底部可卡止在轴向挡面115上，以防止插接件1在受到拉力作用时，弹性夹套3相对于插接件1向下滑动而导致相邻预制构件间的连接间隙变大而降低连接可靠性。
46.请参见图3、图7以及图10，锥形挡面41的轮廓母线与止脱挡环4的中心轴线形成夹角a1，外锥形面331的轮廓母线与弹性夹套3的中心轴线形成的夹角a2，其中夹角a1的角度值小于或等于夹角a2的角度值，避免弹性夹套3在承受轴向拉拔力过程中从止脱挡环4和插接件2之间的容纳空间滑脱，楔片33楔紧在止脱挡环4和锥台形插脖段111之间，使得弹性夹套3能够发挥逆向卡止变径插接头11的作用，进而提高插接后的连接可靠性，同时还能减小楔片33沿锥形挡面41聚拢在锥台形插脖段111外周部的摩擦阻力，确保楔片33在弹性元件5的抵推作用下顺利嵌入锥形挡面41和锥台形插脖段111之间。优选地，a1满足：10
°
≤a1≤60
°
，使锥形挡面41与外锥形面331的连接处能承受较大的拉力，避免楔片33厚度过薄而易
受力断裂，更进一步的，a1满足：37
°
≤a1≤39
°
，a2满足：41
°
≤a2≤44
°
，锥形挡面41与外锥形面331的连接处承受达到拉力值达到最大范围，弹性夹套3与锥台形插脖段111在受到轴向上较大的拉拔力时始终保持卡接，两者连接可靠性高，使相邻两个预制构件间的连接间隙尽可能小。
47.请参见图10和图11，为进一步提高机械连接件的抗拔性能，内锥形夹持面332与弹性夹套3的中轴线形成夹角a3，锥形防脱卡接面114的轮廓母线与插接件1的中轴线形成夹角a4，夹角a3的角度值小于或等于夹角a4的角度值。
48.外锥形面331的硬度值大于锥台形插脖段111的硬度值，和/或，外锥形面331的硬度值大于锥形挡面41的硬度值，进一步提高楔片33与锥台形插脖段111连接强度，楔片33不易受到外力变形而断裂。优选地，外锥形面331的硬度值在45hrc-62hrc之间，使得楔片33具有足够的硬度和一定的韧性，不易脆裂，提高楔片33与锥台形插脖段111连接可靠性。
49.请参见图2和图3，建筑用机械连接件还包括与插接件1固定的螺母套筒7，连接套筒2预埋于另一待连接的预制构件中，螺母套筒7的一端部与预制构件的受力筋端部卡接或螺接，螺母套筒7的另一端与插接件1的螺纹连接段13螺接，螺母套筒7与连接套筒2轴向对齐，螺母套筒7的中轴线与连接套筒2的中轴线大致重合，螺母套筒7和连接套筒2之间填充有结构胶8，提高两个预制构件的连接强度。往螺母套筒7内灌入结构胶，在插接件1插入到螺母套筒7后，结构胶溢出螺母套筒7外，从而填充螺母套筒7和连接套筒2之间的孔隙，由于插接件1和止脱挡环4之间具有径向间隙d，因此结构胶会填充径向间隙d，插接件1位于止脱挡环4内的至少部分外壁设有结构胶填充槽121，更具体的，插接导向段12的外壁设有结构胶填充槽121，和/或，止脱挡环4的内壁设有结构胶填充槽45，使结构胶进入并填充结构胶填充槽，提高结构胶与插接件1和/或止脱挡环4的咬合力，增强插接件1和止脱挡环4之间的连接强度，在一定程度上防止插接件1在受到初始的轴向拉拔力作用时，避免弹性夹套3相对插接件1向下滑移而导致相邻预制构件之间产生接桩间隙，从而避免腐蚀性物质侵蚀金属材料制作的机械连接件，提高耐久性。优选地，插接件1上的结构胶填充槽121为周向连续的环形凹槽，止脱挡环4上的结构胶填充槽45为周向连续的环形凹槽；插接件1上的结构胶填充槽121和止脱挡环4上的结构胶填充槽45沿轴向错位分布，进一步提高结构胶与插接件1和止脱挡环4连接强度。
50.以上对本实用新型所提供的机械连接件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。