专利名称：锥塞式高锚固力膨胀螺栓的制作方法
技术领域：
本实用新型属于将物体固定在混凝土及砖石砌体表面的金属紧固连接件。
目前，套管式膨胀螺栓作为建筑五金产品在建筑设备安装、建筑装饰工程、建筑结构维修等方面得到了广泛应用。这种螺栓的锚固端为“莲蓬”形，栓杆上空套一短钢管，钢管下端留有十字形开口，将螺栓放入在混凝土或砖石砌体表面钻好的孔洞内后，将套管砸入孔洞底部，旋紧螺栓外露端上的螺母，使螺栓向孔外移动，螺栓锚固端的“莲蓬”头将套管胀开，依靠胀开套管与孔洞内壁间的摩擦力，螺栓被锚紧在孔洞内。现有套管式膨胀螺栓由于套管外表为光滑面，孔洞内壁也为光滑面，两个光滑面相接触不利于提高摩擦力，这种螺栓的锚固破坏形式均为螺栓与套管一起被拔出；由于膨胀螺栓的膨胀力大小取决于套管被胀开的程度，而套管胀开程度又取决于套管的管壁厚度，现使用的套管壁厚约为1mm，螺栓膨胀后的最大直径增量值仅为2mm左右，这种膨胀方式限制了螺栓的膨胀力；由于套管与螺栓杆之间留有较大的空隙，锚固之后，螺栓仍可在套管内水平晃动，影响了这种螺栓锚固之后的水平方向的稳固性，而不适用于连接承受震动或多方向水平荷载的物件；这种膨胀螺栓膨胀后，套管与孔洞的摩擦面积仅限于锚固端最大直径截面圆周附近，从结构上限制了提高套管与孔洞内壁之间的摩擦力；这种螺栓的使用难度大，用电锤(冲击电钻)钻孔时，需精确控制孔径的正偏差不大于套管壁厚度，否则会造成螺栓锚固性能的不稳定。
本实用新型的目的为改进套管式膨胀螺栓的上述缺陷，为建筑工程提供一种锚固强度大、稳定性好、使用难度小、性能稳定可靠的锥塞式高锚固力膨胀螺栓。
本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓由等直径螺杆和锥形塞组成。等直径螺栓全长表面设有螺纹，当螺杆较长时，也可只在螺杆两端一定长度内设螺纹；螺杆的一端为外露端，外露端顶部凸起为半球状，另一端为锚固端，锚固端底部有一个圆锥形孔，并开有十字缝，螺杆直径较小时为一字缝，开缝长度大于圆锥形孔深度；圆锥形孔内设置锥形塞，锥形塞与圆锥形孔的角度相同，使用时锥形塞外露部分的最大直径不大于螺杆的直径。
本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓的工作原理是在混凝土或砖石砌体表面钻孔，孔径与螺杆外径相同，将螺杆放入孔洞后，锤击螺杆外露的半球状顶部，锚固端锥形孔内的锥形塞被反顶入锥形孔，使螺杆锚固端在孔洞内沿螺杆锚固端上开缝胀开，螺杆表面螺纹在膨胀力作用下嵌入孔壁，螺杆的锚固端在孔洞内形成一锥体。锚固端胀开后形成的锥体为螺杆提供了同孔壁的接触摩擦面积及接触面上的挤压应力，表面螺纹与孔洞内壁的机械咬合增强了二者之间抵抗滑移的能力。
本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓与现有的套管式膨胀螺栓在相同外径情况下的锚固性能对比结果是在发生明显拔出位移之前，锥塞式高锚固力膨胀螺栓的抗拔力是套管式膨胀螺栓的3倍；极限抗拔力为2倍以上；在极限拔出荷载条件下，锥塞式高锚固力膨胀螺栓随拔出位移增加，螺栓的锚固力衰减很慢，有利于提高螺栓锚固性能的安全度。本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓由于螺杆表面有螺纹，增大了螺杆与孔壁的接触面，所以螺栓在孔洞内水平方向的稳固性明显提高；对混凝土和砖石砌体螺杆用孔洞直径正偏差的要求明显降低，方便了施工。
本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓的锚固性能试验还表明，螺栓被拔出时的锚固端的螺纹会受到破坏，螺栓钢材的强度与表面螺纹的硬度有直接关系，因此，适当提高螺栓用钢的强度，有利于提高螺栓的抗拔力，以及螺栓外露端受到锤击时表面螺纹抵抗变形的能力。
以下结合附图及实施例对本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓作进一步描述。
图1是本实用新型锥塞式高锚固力膨胀螺栓的结构示意图。
由图可见，长螺杆1的外露端为凸起的肭蜃矗潭丝惺中畏 ，螺杆长150mm，直径12mm，螺杆全长设置螺纹2，螺杆锚固的开缝长度为50mm，锥形塞4长为30mm，最大直径为8mm，钢质为45＃钢。
锥塞式高锚固力膨胀螺栓可按照目前标准机械螺栓的直径模数生产，直接使用相应规格的螺母及垫圈，形成适用于多方面用途的系列产品。
权利要求1.一种锥塞式高锚固力膨胀螺栓，其特征是由等直径螺杆和锥形塞组成，等直径螺杆上端设有一凸起的半球状，下端开有十字缝和锥形孔，开缝长度大于锥形孔深度，等直径螺杆表面全长或两端设置螺纹；锥形塞设在等直径螺杆的锥形孔内，锥形塞的锥度与螺杆的圆锥形孔的锥度相同。
2.如权利要求1所述的锥塞式高锚固力膨胀螺栓，其特征是等直径螺杆一端开缝可以是一字缝。
专利摘要一种可将物体固定在混凝土及砖石砌体表面的金属紧固连接件锥塞式高锚固力膨胀螺栓，由螺杆和锥形塞组成。螺杆一端凸起为半球状，另一端部有一个圆锥孔，并开有十字缝或一字缝，圆锥孔内放置锥形塞。本实用新型的锥塞式高锚固力膨胀螺栓与现有的套管式膨胀螺栓的性能相比具有抗拔力高、锚固性能的安全度高、螺栓在孔洞内水平方向的稳固性高及施工方便的优点。
文档编号F16B13/06GK2050500SQ8920376
公开日1990年1月3日 申请日期1989年4月4日 优先权日1989年4月4日
发明者潘立 申请人:中国建筑科学研究院建筑结构研究所