一种锚栓及在混凝土上的安装方法和安装结构与流程

本发明涉及一种锚栓，尤其涉及一种用于混凝土场合下的快装式重荷锚栓，本发明还涉及在混凝土上的安装结构。

背景技术：

自切底锚栓，在锚栓底部的扩张件上焊有刀刃和镀上金刚钻石，通过电动工具对套筒的钻动和人力压紧，获得底部扩张，其一造价较高；其二扩张件、套管容易掉出；其三切底时高速旋转传力导致套管转力处凹口处打滑而失败使得拆装二难。

金属壁锚，其锚杆的扩张件安装段凹下较细，承载力大大低于锚杆其它部位，并且扩张件为进入扩张件安装段，只能采用钢板先冲成U状或者C状，然后通过冲压使扩张件卷入于扩张件安装段内，而卷入的扩张件。其M12的锚栓在承力下，约1毫米厚的扩张件套在承受1-3KN就会出现整个扩张件套跃过锚杆锥头而拉脱，其主因由于厚钢板与硬质钢无法卷服贴只能用薄软材料、扩张件开口无阻力通过椎头、冲片太软被压回原平板等导致。如专利号93114954.1扩张式金属壁锚及其制造方法。

技术实现要素：

本发明首先所要解决的技术问题提供一种锚栓，能在安装过程中在线横切孔壁，形成上部倒锁，能够承受螺杆所能极限承载的载荷，并且结构简单低成本。为此，本发明采用以下技术方案：

一种锚栓，包括金属锚杆、金属扩张套筒，所述扩张套筒下部设有具有缝的扩张件，锚杆底部设有用于撑开扩张件的锥体，其特征在于：锚杆上部设有连接段，锚杆靠近锥体的那一段设有所述扩张套筒的扭力传递结构，所述扩张套筒连接在锚杆上，并与所述扭力传递结构连接；

所述扩张套筒在未扩张前的尺寸能够使其穿过金属锚杆的连接段，并一直到达所述锥体或接近所述锥体，使其能与所述扭力传递结构形成连接；

所述锚栓还设置有轴向限位结构，使所述扩张套筒到达所述锥体或接近所述锥体时保持其轴向位置；

所述扩张套筒上部外表面沿周向设有多个横切定位凸部，所述横切定位凸部在将锚杆置入所连接的混凝土安装孔时能够切入孔壁，在锚杆旋转时，能够在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽槽壁形成倒锁配合。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案或对这些技术方案进行组合使用：

所述横切定位凸部的侧面呈尖形，上部能与孔壁的所述横槽槽壁形成倒锁配合，本发明中，上述实心体的尖形能够提供强大的倒锁力。

所述横切定位凸部的外侧具有能切入混凝土的刃部，所述刃部在锚杆置入混凝土安装孔时能够切入孔壁，在锚杆旋转时，能够沿周向横切混凝土安装孔孔壁。

所述扩张件外侧具有能切孔壁的刃部。所述刃部可以是横条、点状、或者下旋条，但优先选择为横条，其不仅可以帮助扩张件挤压嵌入混凝土孔壁中，还可以辅助横切定位凸部在线横切孔壁的进程，且提供一定的扩张套筒自锁力。

所述锚杆底部设有灰屑储屑穴和灰屑流通槽，以确保初始锚栓装入时能直接将锚杆装到孔底，有效解决钻孔时留下的余剩灰屑问题。

所述轴向限位结构包括处在锚杆表面的槽和与所述槽连接的卡圈。

所述轴向限位结构包括限位螺帽以及锚杆上的处在限位位置处与所述限位螺帽连接的螺纹。

所述轴向限位结构包括扩张套筒内壁的限位台阶或扣以及锚杆表面的限位台阶或槽。当锚杆表面的为限位台阶时，在扩张件的头部内侧设置有与锚杆表面的限位台阶配合的导入斜面。进一步地，所述扩张套筒内壁的限位台阶或扣处在扩张件处。

所述扭力传递结构为锚杆表面的锁键或齿。

所述扭力传递结构包括锚杆表面的锁键或齿，扩张套筒的所述缝与所述锁键或齿进行所述初步防转的配合。

所述锚杆上设有锚杆的定长结构，所述定长结构用于限定锚杆在所连接的混凝土安装孔中的长度。

所述连接段设有连接螺纹，锚杆上锚杆的定长结构，所述连接螺纹一直到所述限位位置处，所述定长结构用于限定锚杆在所连接的混凝土安装孔中的长度，其为所述连接螺纹上的螺纹被破坏或中断部位。

进一步地，所述限位螺帽构成锚栓的定位环且设置有防转凸部，所述防转凸部能够与所述横切定位凸部沿轴向纵切混凝土安装孔孔壁时在孔壁形成的直槽形成防转配合，所述定位环能和所述混凝土安装孔孔壁形成定位配合。

所述锚栓还配置有定位环，所述定位环能套在锚杆处并和混凝土安装孔孔壁形成定位配合

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种利用上述锚栓的混凝土上的安装方法，为此，本发明采用以下技术方案：

一种混凝土上的安装方法，其特征在于它对混凝土钻尺寸与上述的锚栓尺寸匹配的直孔，直孔的孔径略比锚栓的横切定位凸部的直径小；

在直孔中，敲入尺寸匹配的上述锚栓的锚杆，所述锚栓的横切定位凸部切入混凝土孔壁，并沿轴向下切，在孔壁形成直槽；

待所述锚杆敲入所述直孔到位后，在锚杆上具备定位环的状态下，用工具连接锚杆的连接段，采用以下方式操作锚杆，其中，所述定位环和直孔孔壁形成定位配合：

旋转锚杆，使所述横切定位凸部在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽槽壁形成倒锁配合；然后一边旋转锚杆以带动扩张套筒旋转，一边使锚杆向孔外方向运动，其锥体扩张扩张套筒的扩张件，使扩张件挤压嵌入混凝土孔壁中；或者：

旋转锚杆，使横切定位凸部在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽槽壁形成倒锁配合；同时，使锚杆向孔外方向运动，其锥体扩张扩张套筒的扩张件，使扩张件挤压嵌入混凝土孔壁中；或者：

旋转锚杆，使所述横切定位凸部在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽槽壁形成倒锁配合；然后使锚杆向孔外方向运动，其锥体扩张扩张套筒的扩张件，使扩张件挤压嵌入混凝土孔壁中。

进一步地，所述锚栓的轴向限位结构包括限位螺帽以及锚杆上的处在限位位置处与所述限位螺帽连接的螺纹，所述连接段设有连接螺纹，所述连接螺纹一直到所述限位位置处；所述限位螺帽构成锚栓的定位环且设置有防转凸部，所述防转凸部能够与所述孔壁直槽形成防转配合；

旋转锚杆，直到所述限位螺帽依靠锚杆的旋转和限位螺帽与所述孔壁直槽的防转配合而上升到直孔的上部，然后再使锚杆向孔外方向运动。

本发明再一个所要解决的技术问题是提供一种利用上述锚栓的混凝土上的安装结构，为此，本发明采用以下技术方案：

一种混凝土上的安装结构，其特征在于其包括上述的锚栓以及在混凝土上的与锚栓适配的直孔，直孔的孔径略比锚栓的横切定位凸部的直径小，所述安装结构包括：

所述扩张套筒的扩张件受锥体作用而挤压嵌入混凝土孔壁中；

由横切定位凸部沿周向横切混凝土孔壁，与孔壁被在线切出的横槽槽壁形成锚栓和孔壁的防退出倒锁配合。

由于采用本发明的技术方案，本发明所提供的锚栓，结构简单合理并能实现自动化安装，与以往的锚栓相比，其结构可以采用冷镦方法直接制造，强度大成本低；且能够使利用所述锚栓的混凝土上的安装方法和安装结构在线形成嵌入结构和倒锁结构相结合的强大连接强度，能够承受螺杆所能极限承载的载荷。

附图说明

图1为本发明实施例1锚栓的主视图。

图2为本发明实施例1锚杆的主视图。

图3为本发明实施例1扩张套筒的主视图。

图4为本发明实施例1扩张套筒的剖视图。

图5为本发明实施例1扩张套筒的俯视图。

图6为本发明实施例2锚栓的主视图。

图7为本发明实施例2锚杆的主视图。

图8为本发明实施例2扩张套筒剖视状态下的锚栓主视图。

图9为本发明实施例2扩张套筒的俯视图。

图10为本发明实施例3锚栓的主视图。

图11为本发明实施例3锚杆的主视图。

图12、13、14、15依次为应用本发明实施例1锚栓的安装步骤示意图，其中，图14a为定位环的俯视图。

图16a为横切定位凸部轴向下切孔壁到位时，孔壁的示意图。。

图16b为横切定位凸部在图16a的基础上横切孔壁后，孔壁的示意图之一。

图16c为横切定位凸部在图16a的基础上横切孔壁后，孔壁的示意图之二。

图17、18依次为应用本发明实施例3锚栓的安装步骤示意图。

具体实施方式

参照附图1-5。本发明所提供的锚栓，包括金属锚杆1、金属扩张套筒2，所述扩张套筒2下部设有具有缝20的扩张件21，锚杆底部设有供扩张件撑开的锥体11，锚杆上部设有连接段12，锚杆靠近锥体的那一段设有所述扩张套筒的扭力传递结构。

所述扩张套筒2在未扩张前的尺寸能够使其穿过金属锚杆的连接段12并一直到达所述锥体或接近所述锥体，使其能与所述扭力传递结构形成连接；扩张套筒2可以是一个圆柱套形，强度大且能够通过冷镦制造，其上的横切定位凸部、扩张件上的刃均可冷镦制造成型。

所述锚栓还设置有轴向限位结构，使所述扩张套筒2到达所述锥体或接近所述锥体11后保持其轴向位置.

所述扩张套筒2上部外表面沿周向设有多个横切定位凸部22，所述横切定位凸部22在将锚杆1置入所连接的混凝土安装孔时能够切入孔壁，在锚杆1旋转时，能够在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽槽壁形成倒锁配合。所述扭力传递结构在锚栓的预装阶段还起到保持扩张套筒和锚杆处于不能相对转动的状态的作用。

扩张套筒上部段为无缝的整个圆形，所述横切定位凸部22的侧面呈尖形221，上部222能与孔壁的所述横槽槽壁形成倒锁配合，横切定位凸部22优先考虑为能高度承力的冷镦完成的实心体。

所述横切定位凸部的外侧具有能切入混凝土的刃部220，所述刃部220在锚杆置入所述锚栓所连接的混凝土安装孔时能够切入混凝土安装孔孔壁，在锚杆旋转时，能够沿周向横切孔壁。

所述扭力传递结构包括锚杆表面的锁键或齿13。所述锚杆表面的锁键或齿13也可采用另一种方式，即锚杆表面的锁键或齿延长到锥体11或者设在锚杆表面的锥体上时，扩张套筒2的所述缝20与所述锁键或齿13进行所述扭力传递结构，但效果不及前者，因为当扩张件被扩张时，所述缝也逐渐抬起，扩张件向锁键或齿13下部滑动时，扩张件受旋转切入混凝土的扭力影响，容易产生二个金属之间的相切或者增加阻力。

所述扩张件外侧具有能切孔壁的刃部210。所述刃部为横条。

所述锚杆1底部设有灰屑储屑穴14和灰屑流通槽15。

所述轴向限位结构包括处在锚杆表面的槽16和与所述槽连接的卡圈3。当锚杆1被置入所连接的混凝土安装孔时，横切定位凸部22沿轴向纵切混凝土安装孔孔壁遇到阻力向后退时，会被所述轴向限位结构阻止，而在锚杆1旋转上升扩张扩张件时，尽管轴向限位结构的限位也相应上升，但所述横切定位凸部22与所述横槽槽壁形成的倒锁配合防止了扩张套筒的轴向上升退出。

所述连接段12设有连接螺纹，锚杆1上可设有锚杆的定长结构，所述连接螺纹用于和使锚杆旋转的工具100连接以及与固定物品的紧固螺母连接，所述定长结构用于限定锚杆在所连接的混凝土安装孔中的长度。

所述锚栓还配置有定位环4，其外形和混凝土安装孔孔壁相配，所述定位环能套在锚杆上处于孔口的部位处，和所述锚栓所连接的混凝土安装孔孔壁形成定位配合，使锚杆1在与混凝土安装孔连接时在混凝土安装孔中保持垂直。

如图6-9所示，在该实施方式中，所述轴向限位结构采用另一种方式，包括扩张套筒内壁的限位台阶223以及锚杆表面的限位台阶17。所述扩张套筒内壁的限位台阶223处在扩张件21处，所述限位台阶17处在靠近锥体11，与锥体11的斜面构成对扩张套筒的限位槽。在扩张件的头部内侧设置有与锚杆表面的限位台阶17配合的导入斜面224。图6-9中附图标号和图1-5相同的代表相同的含义。

如图10、11所示，在该实施方式中，所述轴向限位结构采用再一种方式，所述轴向限位结构包括限位螺帽5以及锚杆上的处在限位位置处与所述螺帽连接的螺纹18。

在本实施方式中，所述连接段的连接螺纹一直到所述限位位置处，在限位位置处的螺纹为所述螺纹18，这样，在安装时可以直接将螺帽5旋入，然后将锚杆上的处在该定长部位的连接螺纹破坏或中断部位形成所述定长结构19。

在本实施例中，所述限位螺帽5构成所述锚栓的定位环，限位螺帽5的外形和所述锚栓所连接的混凝土安装孔孔壁相配，且设置有防转凸部51，所述防转凸部51能够与横切定位凸部22沿轴向纵切混凝土安装孔孔壁时在孔壁形成的直槽形成防转配合，这样，当锚杆1旋转时，其能够利用该防转配合而向上升起，形成上述定位环的作用，使锚杆1在混凝土安装孔中保持垂直。

图10-11中附图标号和图1-5相同的代表相同的含义。

参照图12-15、16a、16b。本发明提供的混凝土上的安装方法包括以下步骤：

对混凝土钻尺寸与上述的锚栓尺寸匹配的直孔101，也即上述的混凝土安装孔，直孔101的孔径略比锚栓的横切定位凸部22的直径小；

在直孔101中，敲入尺寸匹配的上述锚栓的锚杆1，所述锚栓1的横切定位凸部22切入混凝土孔壁，并沿轴向下切，待所述锚杆敲入所述直孔到位后，在横切定位凸部后部的孔壁上形成轴向直槽102，此结果见图16a；

在锚杆1上具备定位环4的状态下，用工具的动力连接头100连接锚杆的连接段12的端部，工具的螺纹连接部200与连接段12的螺纹部连接，直至工具的端部300碰到混凝土体400，采用以下方式操作锚杆：

旋转锚杆1，使所述横切定位凸部22在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽103槽壁104形成倒锁配合；然后工具的动力连接头100一边旋转，一边螺纹连接部200所在的螺纹拉力头500及动力连接头100开始慢速提升，使锚杆1也因此向孔外方向运动，其锥体11扩张扩张套筒的扩张件21，使扩张件21在刃210旋切孔壁的辅助下挤压嵌入混凝土孔壁中，如图16b所示，横槽103被打通呈环形，其中，附图标号105为孔壁被扩张件21压挤和刃210切后形成的结果，如图16c所示，该实施方式中，横切定位凸部旋转角度不大，扭力传递结构即消失，比如键、齿被磨掉，横槽103呈一段一段。

或者：

旋转锚杆1，使横切定位凸部22在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽103槽壁104形成倒锁配合；同时，螺纹连接部200所在的螺纹拉力头500及动力连接头100开始提升，使锚杆1向孔外方向运动，其锥体11扩张扩张套筒的扩张件21，使扩张件21在刃210旋切孔壁的辅助下挤压嵌入混凝土孔壁中，此结果也参见图16b、16c。

或者：

旋转锚杆1，使横切定位凸部22在所述扭力传递结构的连接传力下，沿周向横切孔壁，与孔壁被其切出的横槽103槽壁104形成倒锁配合；然后，螺纹连接部200所在的螺纹拉力头500和动力连接头100开始提升，使锚杆1向孔外方向运动，其锥体11扩张扩张套筒的扩张件21，使扩张件21挤压嵌入混凝土孔壁中，此结果也参见图16c，但效果会低于前二者。

由此，通过所述横切定位凸部22侧面尖形221，横槽103为倒锥形，横切定位凸部22与倒锥形横槽103的槽壁形成倒锁配合，防止锚杆1向后退出，并与扩张件21嵌入混凝土锁形成的强大连接力结合在一起，产生除非拉断锚杆否则不会松脱的连接效果。

如图17、18所示，如果所述锚栓的轴向限位结构、定位环采用图10-11的方式；

旋转锚杆1，直到所述限位螺帽5依靠锚杆1的旋转和限位螺帽5与所述孔壁直槽102的防转配合而上升到直孔的上部，然后动力连接头100再一边旋转一边上升，使锚杆1向孔外方向运动。此结果的孔壁如图16b所示，

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。