一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置及成型方法与流程

本发明涉及到剪力槽成型技术领域，具体涉及到一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置及成型方法。

背景技术：

钢筋连接用灌浆套筒是一种将相邻钢筋混凝土建筑构件中的螺纹钢相连接的零件，通过水泥基灌浆料的传力作用实现连接。灌浆套筒的使用使建筑行业的现场装配施工成为可能，极大提高了建筑施工效率，节约了时间、人力和场地成本。

灌浆套筒在行业内的使用量非常大，具有相当可观的经济效益，国家住房和城乡建设部近年来发布了多个灌浆套筒的相关标准，受到国家的支持和鼓励。

灌浆套筒的制造核心是剪力槽成型，成型的套筒具备高抗拉强度。

目前套筒制造方法主要有两种：铸造和机械切削加工。虽然他们都能满足使用要求，但两种制造方式都有共同的缺点：1.制造成本高；2.产品质量受制造方法的限制，产品合格率不高，尤其铸造方法的产品合格率低。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置及成型方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置，所述成型装置包括剪力槽成型凹模，所述剪力槽成型凹模中放置待成型钢管，所述待成型钢管中设有膨胀颗粒；所述剪力槽成型凹模的上下两端分别通过底部封盖法兰和顶部封盖法兰固定连接；所述顶部封盖法兰的中部开有通孔，所述通孔正对所述待成型钢管的中轴线，所述通孔直径小于所述待成型钢管的内径；所述通孔中设有可移动的膨胀挤压杆，所述膨胀挤压杆向下及四周挤压所述膨胀颗粒。

本钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置在符合灌浆套筒国家标准要求的钢管基础之上，配套剪力槽成型凹模、顶部封盖法兰、底部封盖法兰、膨胀挤压杆等辅件，利用膨胀颗粒的流动性，改变所述待成型钢管内封闭空间的填充体积的变化，使钢管在精确控制下发生变形，以达到成型效果；通过施加外力使所述膨胀挤压杆挤压所述膨胀颗粒，迫使所述膨胀颗粒向四周流动产生挤压力，挤压所述待成型钢管的内壁，从而使得所述待成型钢管产生形变，在剪力槽成型凹模的作用下，形成具有环形凹槽的灌浆套筒。

本成型装置较好的利用了膨胀颗粒的流动性的同时，还利用固体直接传递力的物理特性，最重要的是与液体传递压力相比，巧妙的避开了液体在高压下的密封问题，综合了膨胀颗粒在多数集合下的具有类似于液体的流动性与自身的固体特性。

配套设置的剪力槽成型凹模、顶部封盖法兰和底部封盖法兰便于本成型装置的拆卸和安装，能够重复使用，降低制作成本；

顶部封盖法兰上设置的通孔，用于填充膨胀颗粒，及为所述膨胀挤压杆提供导向的作用；通孔尺寸小于所述待成型钢管的内径，避免填充膨胀颗粒时膨胀颗粒落入所述剪力槽成型凹模与所述待成型钢管外壁之间的间隙中，以免产生废品。

优选的，在所述顶部封盖法兰和所述底部封盖法兰分别与所述待成型钢管接触的面上设有内凹的定位台阶，所述待成型钢管的两端分别置于所述定位台阶内，所述待成型钢管的长度略大于所述剪力槽成型凹模的长度。

采用定位台阶的设置，便于容纳和固定稍长的待成型钢管；当膨胀颗粒挤压待成型钢管变形时，稍长的待成型钢管有利于补缩，同时避免膨胀颗粒落入所述剪力槽成型凹模与所述待成型钢管外壁之间的间隙中。

进一步的，所述膨胀颗粒为具有流动性的固体颗粒介质。所述膨胀颗粒的粒径根据实际需求选配，其核心是膨胀颗粒具有流动性强，低摩擦挤压等特性。

优选的，所述固体颗粒介质为金属钢珠、沙子、二氧化硅颗粒、陶瓷颗粒、碳化硅颗粒中的一种或几种。

进一步的，所述待成型钢管中还填充有润滑剂；所述润滑剂为润滑脂、润滑油、水、二硫化钼、滑石粉中的一种。所述润滑剂有利于提高膨胀颗粒的流动性，并降低摩擦力，提高成型的效率。

进一步的，所述通孔为内螺纹孔，所述膨胀挤压杆上设有与所述内螺纹孔相配合的外螺纹；通过施加扭矩推动所述膨胀挤压杆进入所述待成型钢管中。

进一步的，所述通孔为光孔，所述膨胀挤压杆为光杆，所述光杆与所述光孔间隙配合；间隙配合的间隙小于所述膨胀颗粒的粒径；通过施加轴向外力推动所述膨胀挤压杆进入所述待成型钢管中。

进一步的，所述膨胀挤压杆插入所述待成型钢管的一端为锥形，便于端部顺利插入膨胀颗粒中；所述膨胀挤压杆的外部末端设有安装连接块，用于连接安装外部施压装置。

进一步的，所述剪力槽成型凹模的两端均设有直段，所述剪力槽成型凹模的中段为若干交替设置的环形凹槽及环形凸起；所述待成型钢管的外壁紧贴所述环形凸起；所述待成型钢管的外壁与所述直段之间的间隙小于所述膨胀颗粒的粒径。

所述剪力槽成型凹模为分体结构，如左右分型结构，包括一对对称设置的半模，所述半模分别通过螺栓与所述底部封盖法兰和所述顶部封盖法兰连接。

一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型方法，所述成型方法包括上述任一所述的钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置；所述成型方法具体包括如下步骤：

步骤(1)：根据工艺图纸制作剪力槽成型凹模，其内部沟槽采用环形凹槽设计；

步骤(2)：通过螺接的方式将顶部封盖法兰和底部封盖法兰固定在所述剪力槽成型凹模两端，将待成型钢管预设在所述剪力槽成型凹模中；并将该成型装置固定支撑在平整面上待用；

步骤(3)：从所述顶部封盖法兰的通孔中填入膨胀颗粒，并加入相应的润滑剂，将膨胀挤压杆插入所述通孔中；

步骤(4)：在所述膨胀挤压杆的顶部施加外力，压迫所述膨胀挤压杆向所述待成型钢管中移动，所述膨胀挤压杆挤压所述待成型钢管中的膨胀颗粒，在有限的空间内，所述膨胀颗粒将挤压力传递到所述待成型钢管的内壁，在持续挤压力的作用下，所述待成型钢管的内壁产生形变，直至变形量充满所述剪力槽成型凹模的内部空间，成型即完毕；

步骤(5)：依次取出所述膨胀挤压杆、拆开所述顶部封盖法兰和所述底部封盖法兰，取出已经成型的钢管，清理干净后，即得到成型灌浆套筒。

进一步的，所述步骤(2)中，将所述待成型钢管预设在所述剪力槽成型凹模中的操作方法为：首先将底部封盖法兰螺接在所述剪力槽成型凹模的下方，再将所述待成型钢管从上部插入所述剪力槽成型凹模中直至其端部紧密接触所述底部封盖法兰，然后再将所述顶部封盖法兰螺接在所述剪力槽成型凹模的上方，所述顶部封盖法兰中部的通孔正对所述待成型钢管的中部。

采用本成型装置的成型工艺，先进高效，材料利用率高，减少了应力集中，在同等受力情况下，套筒质量更轻，强度更高，成本更低；加工简单、效率高、产品一次合格率高、质量可靠、节能环保，巧妙地解决套筒冷加工难题。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本成型装置较好的利用了膨胀颗粒的流动性的同时，还利用固体直接传递力的物理特性，最重要的是与液体传递压力相比，巧妙的避开了液体在高压下的密封问题，综合了膨胀颗粒在多数集合下的具有类似于液体的流动性与自身的固体特性；2、通过施加外力使所述膨胀挤压杆挤压所述膨胀颗粒，利用所述膨胀颗粒的流动性向四周流动产生挤压力，挤压所述待成型钢管的内壁，从而使得所述待成型钢管产生形变，在剪力槽成型凹模的作用下，形成具有环形凹槽的灌浆套筒；3、各相配合的面产生的间隙均小于膨胀颗粒的尺寸，避免填充膨胀颗粒时膨胀颗粒落入所述剪力槽成型凹模与所述待成型钢管外壁之间的间隙中，以免产生废品；4、本成型工艺，先进高效，材料利用率高，减少了应力集中，在同等受力情况下，套筒质量更轻，强度更高，成本更低；加工简单、效率高、产品一次合格率高、质量可靠、节能环保，巧妙地解决套筒冷加工难题。

附图说明

图1为本发明一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置的结构示意图；

图2为本发明一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置的成型状态的示意图；

图3为本发明一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置的成型灌浆套筒结构示意图；

图中：1、膨胀挤压杆；101、安装连接块；2、螺栓；3、顶部封盖法兰；301、通孔；4、剪力槽成型凹模；401、直段；402、环形凹槽；403、环形凸起；5、待成型钢管；6、膨胀颗粒；7、底部封盖法兰；8、成型灌浆套筒。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1和图2所示，一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置，所述成型装置包括剪力槽成型凹模4，所述剪力槽成型凹模4中放置待成型钢管5，所述待成型钢管5中设有膨胀颗粒6；所述剪力槽成型凹模4的上下两端分别通过螺栓2与底部封盖法兰7和顶部封盖法兰3固定连接；所述顶部封盖法兰3的中部开有通孔301，所述通孔301正对所述待成型钢管5的中轴线，所述通孔301直径小于所述待成型钢管5的内径；所述通孔301中设有可移动的膨胀挤压杆1，所述膨胀挤压杆1向下及四周挤压所述膨胀颗粒6。

本钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型装置在符合灌浆套筒国家标准要求的钢管基础之上，配套剪力槽成型凹模4、顶部封盖法兰3、底部封盖法兰7、膨胀挤压杆1等辅件，利用膨胀颗粒6的流动性，改变所述待成型钢管5内封闭空间的填充体积的变化，使钢管在精确控制下发生变形，以达到成型效果；通过施加外力使所述膨胀挤压杆1挤压所述膨胀颗粒6，迫使所述膨胀颗粒6向四周流动产生挤压力，挤压所述待成型钢管5的内壁，从而使得所述待成型钢管5产生形变，在剪力槽成型凹模4的作用下，形成具有环形凹槽的成型灌浆套筒8。

本成型装置较好的利用了膨胀颗粒6的流动性的同时，还利用固体直接传递力的物理特性，最重要的是与液体传递压力相比，巧妙的避开了液体在高压下的密封问题，综合了膨胀颗粒在多数集合下的具有类似于液体的流动性与自身的固体特性。

配套设置的剪力槽成型凹模4、顶部封盖法兰3和底部封盖法兰7便于本成型装置的拆卸和安装，能够重复使用，降低制作成本；

顶部封盖法兰3上设置的通孔301，用于填充膨胀颗粒6，及为所述膨胀挤压杆1提供导向的作用；通孔301尺寸小于所述待成型钢管5的内径，避免填充膨胀颗粒时膨胀颗粒落入所述剪力槽成型凹模与所述待成型钢管外壁之间的间隙中，以免产生废品。

进一步的，所述膨胀颗粒6为具有流动性的固体颗粒介质，本实施例中选用金属钢珠。

进一步的，所述待成型钢管中还填充有润滑剂；所述润滑剂为润滑脂。所述润滑剂有利于提高膨胀颗粒6的流动性，并降低摩擦力，提高成型的效率。

进一步的，所述通孔301为内螺纹孔，所述膨胀挤压杆1上设有与所述内螺纹孔相配合的外螺纹；通过施加扭矩推动所述膨胀挤压杆1进入所述待成型钢管5中。

进一步的，所述膨胀挤压杆1插入所述待成型钢管5的一端的端部为锥形，便于端部顺利插入膨胀颗粒6中；所述膨胀挤压杆1的外部末端设有安装连接块101，用于连接安装外部施压装置。

进一步的，所述剪力槽成型凹模4的两端均设有直段401，所述剪力槽成型凹模4的中段为若干交替设置的环形凹槽402及环形凸起403；所述待成型钢管5的外壁紧贴所述环形凸起403；所述待成型钢管5的外壁与所述直段401之间的间隙小于所述膨胀颗粒6的粒径。

所述剪力槽成型凹模4为左右分型结构，包括一对对称设置的半模，所述半模分别通过螺栓2与所述底部封盖法兰7和所述顶部封盖法兰3连接。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述通孔与所述膨胀挤压杆设置不同。

具体的，所述通孔301为光孔，所述膨胀挤压杆1的杆体为光杆，所述光杆与所述光孔间隙配合；间隙配合的间隙小于所述膨胀颗粒6的粒径；通过施加轴向外力推动所述膨胀挤压杆进入所述待成型钢管中。光杆与光孔更易于加工，降低制作成本。

实施例三：

本实施例与实施例一的不同之处在于，顶部封盖法兰和底部封盖法兰设置不同。

具体的，所述顶部封盖法兰3和所述底部封盖法兰7分别与所述待成型钢管5接触的面上设有内凹的定位台阶，所述待成型钢管5的两端分别置于所述定位台阶内，所述待成型钢管5的长度略大于所述剪力槽成型凹模4的长度。

采用定位台阶的设置，便于容纳和固定稍长的待成型钢管5；当膨胀颗粒6挤压待成型钢管5变形时，稍长的待成型钢管有利于补缩，同时避免膨胀颗粒6落入所述剪力槽成型凹模4与所述待成型钢管5外壁之间的间隙中。

实施例四：

一种钢筋连接用灌浆套筒剪力槽的成型方法，具体包括如下步骤：

步骤(1)：根据工艺图纸制作剪力槽成型凹模，其内部沟槽采用环形凹槽设计；

步骤(2)：通过螺接的方式将顶部封盖法兰和底部封盖法兰固定在所述剪力槽成型凹模两端，将待成型钢管预设在所述剪力槽成型凹模中；并将该成型装置固定支撑在平整面上待用；

步骤(3)：从所述顶部封盖法兰的通孔中填入膨胀颗粒，并加入相应的润滑剂，将膨胀挤压杆插入所述通孔中；

步骤(4)：在所述膨胀挤压杆的顶部施加外力，压迫所述膨胀挤压杆向所述待成型钢管中移动，所述膨胀挤压杆挤压所述待成型钢管中的膨胀颗粒，在有限的空间内，所述膨胀颗粒将挤压力传递到所述待成型钢管的内壁，在持续挤压力的作用下，所述待成型钢管的内壁产生形变，直至变形量充满所述剪力槽成型凹模的内部空间，成型即完毕；

步骤(5)：依次取出所述膨胀挤压杆、拆开所述顶部封盖法兰和所述底部封盖法兰，取出已经成型的钢管，清理干净后，即得到如图3所示的成型灌浆套筒8。

进一步的，所述步骤(2)中，将所述待成型钢管预设在所述剪力槽成型凹模中的操作方法为：首先将底部封盖法兰螺接在所述剪力槽成型凹模的下方，再将所述待成型钢管从上部插入所述剪力槽成型凹模中直至其端部紧密接触所述底部封盖法兰，然后再将所述顶部封盖法兰螺接在所述剪力槽成型凹模的上方，所述顶部封盖法兰中部的通孔正对所述待成型钢管的中部。

采用本成型装置的成型工艺，先进高效，材料利用率高，减少了应力集中，在同等受力情况下，套筒质量更轻，强度更高，成本更低；加工简单、效率高、产品一次合格率高、质量可靠、节能环保，巧妙地解决套筒冷加工难题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。