一种双重紧固的单边螺栓连接件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双重紧固的单边螺栓连接件，包括定位螺栓及穿设于定位螺栓上的刚性垫圈、第一定位筒、双向锥头、第二定位筒，刚性垫圈和第一定位筒两者与定位螺栓的螺杆间为间隙配合，双向锥头和第二定位筒两者均通过螺纹匹配的方式固定于定位螺栓的螺杆上。双向锥头中央部位的直径大于其两端的直径，第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端的圆周上均设置有多个沿定位螺栓轴向方向延伸的条形裂口，条形裂口分隔第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端构成多块条形定位片。本发明应用时采用单向紧固的方式进行连接，操作便捷，省时省力，便于闭口截面构件的连接，其受到不均匀力作用时不易出现松动，进而能保证连接结构的稳固性。
【专利说明】
一种双重紧固的单边螺栓连接件
技术领域
[0001]本发明涉及钢结构连接技术领域，具体是一种双重紧固的单边螺栓连接件。
【背景技术】
[0002]钢结构施工工程中常常采用螺栓实现构件之间的连接，其中，传统的螺栓主体由头部和带螺纹的螺杆两部分组成，其应用时通过螺杆穿过构件预设的通孔并在螺杆上套设螺母，然后将位于构件一侧的螺栓头部固定，再将位于构件另一侧的螺母拧紧。如此，构件之间在螺母和螺栓头部的夹持定位作用下实现紧固连接。采用上述螺栓并配套螺母的连接方式属于可拆卸连接，具有操作简单、紧固性好的优点，因此，其成为钢结构施工工程中最受青睐的连接方式之一。
[0003]闭口截面构件(如:钢管)为钢结构施工工程中的重要组成部分，在对其进行连接时，因闭口截面构件存在遮挡部分，不便于在其内部进行螺母的紧固，而传统螺栓配套螺母的连接方式需在构件的两侧进行操作，因此，传统螺栓配套螺母的连接方式应用于闭口截面构件的连接时受到很大限制。为解决上述问题，中国专利公布号CN 103511420 A公开了一种单边紧固螺栓，其包括螺杆及螺杆一端的螺栓头，螺杆上自螺栓头端依次穿设有垫圈、套管以及一锥头，套管近锥头端设有多条轴向的裂口，锥头的小头端卡入套管内。其应用时利用扭矩扳手拧紧螺杆头，通过锥头撑开套管，从而卡住螺栓孔，完成螺栓单向安装。该单边紧固螺栓虽然可以实现单向紧固的功能，但其螺栓与构件的紧固仅靠撑开的套筒环向卡住螺孔，接触面较小，在不均匀力作用或构件错动作用下容易出现松动，这会严重影响连接结构的稳固性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种双重紧固的单边螺栓连接件，其采用单向紧固的方式进行连接，操作便捷，省时省力，便于闭口截面构件的连接，且其受到不均匀力作用时不易出现松动，进而能保证连接结构的稳固性。
[0005]本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现:一种双重紧固的单边螺栓连接件，包括定位螺栓及穿设于定位螺栓上且从定位螺栓设有螺栓头的一端至定位螺栓另一端顺次设置的刚性垫圈、第一定位筒、双向锥头、第二定位筒，所述刚性垫圈和第一定位筒两者与定位螺栓的螺杆间为间隙配合，所述刚性垫圈的内径小于第一定位筒外径，所述双向锥头和第二定位筒两者均通过螺纹匹配的方式固定于定位螺栓的螺杆上;所述双向锥头中央部位的直径大于其两端的直径，所述第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端的内径小于双向锥头中央部位的直径且大于双向锥头两端的直径;所述第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端的圆周上均设置有多个沿定位螺栓轴向方向延伸的条形裂口，所述条形裂口分隔第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端构成多块条形定位片，所述第一定位筒的条形定位片与第二定位筒的条形裂口位置对应、宽度匹配，且第二定位筒的条形定位片与第一定位筒的条形裂口位置对应、宽度匹配。本发明通过在第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端的圆周上设置条形裂口，使得本发明应用时第一定位筒和第二定位筒两者正对双向锥头的一端可以被撑开。本发明用于闭口截面构件的连接时，双向锥头和第二定位筒均设于闭口截面构件内，第一定位筒穿过闭口截面构件预设的螺孔且其设有条形裂口的一端嵌入闭口截面构件内。在进行紧固操作时，先将刚性垫圈固定，并控制双向锥头和第二定位筒以防止两者出现转动，再旋拧定位螺栓的螺栓头，定位螺栓转动带动双向锥头和第二定位筒在定位螺栓的螺杆上向螺栓头侧移位，在双向锥头的作用下，第一定位筒和第二定位筒两者的条形定位片被撑开，第一定位筒中被撑开的条形定位片卡住构件上预设的螺孔，第二定位筒中被撑开的条形定位片在距离螺孔一定距离的部位环向撑住构件的连接板面，如此，即可实现螺栓的单面紧固安装。
[0006]进一步的，一种双重紧固的单边螺栓连接件，还包括弹簧垫，所述弹簧垫穿设于定位螺栓的螺杆上且设于定位螺栓的螺栓头与刚性垫圈之间。本发明通过在螺栓头与刚性垫圈之间设置弹簧垫，可以使螺栓预紧力均匀传递到刚性垫圈，从而使得本发明在进行紧固连接时螺孔周围处于均匀受压状态。
[0007]本发明的第一定位筒与螺杆之间存在间隙，螺栓头受到错动作用时易发生局部偏转，这会影响定位螺栓预紧力的正常施加。为了减小螺栓头受到错动作用对预紧力施加造成的影响，进一步的，一种双重紧固的单边螺栓连接件，还包括套设于定位螺栓的螺杆上的弹簧环套，所述弹簧环套设于第一定位筒内且其一侧与刚性垫圈接触。本发明应用时随着定位螺栓被拧紧，螺杆处于预紧力下会微微膨胀，使弹簧环套在第一定位筒内部与螺杆间隙处于充满状态，如此，能减小螺栓头受到错动作用对预紧力施加造成的影响。本发明在定位螺栓旋松失去预紧力后，弹簧环套可被拉出，也可配合工具(如:钳子等)卸下。
[0008]进一步的，所述第一定位筒和第二定位筒两者的条形定位片内壁、双向锥头的两个圆锥面上均设置有多个沿定位螺栓轴向方向延伸的条状凸纹，任意相邻两个条状凸纹之间构成一个条状沟槽，所述第一定位筒和第二定位筒两者的条状凸纹分别与双向锥头两个圆锥面上条状沟槽的位置一一对应。本发明通过将第一定位筒和第二定位筒两者与双向锥头进行齿合，使得第一定位筒和第二定位筒两者能与双向锥头紧密锁紧。
[0009]进一步的，所述第一定位筒和第二定位筒两者的条形裂口在两者的圆周上均匀分布。如此，本发明中第一定位筒和第二定位筒两者上的条形定位片也均匀分布，可保证本发明卡住螺孔和托住连接板面时作用力施加更加均衡，能进一步提升本发明结构的稳固性。
[0010]进一步的，所述第一定位筒和第二定位筒两者条形裂口的数量均为4个。
[0011]进一步的，所述第一定位筒内设置有与第一定位筒同轴设置的环状限位片，所述双向锥头正对第一定位筒的一端外凸构成有定位凸起，所述双向锥头向定位螺栓的螺栓头一侧移位使其定位凸起旋入环状限位片与定位螺栓的螺栓头之间时，环状限位片限制定位凸起脱离环状限位片与定位螺栓的螺栓头之间的区域。本发明在定位凸起旋入环状限位片与定位螺栓的螺栓头之间区域时，环状限位片可有效防止双向锥头向远离螺栓头的一侧移位，能避免双向锥头被反向拉出，从而能保证第一定位筒与双向锥头牢固锁紧。
[0012]进一步的，所述环状限位片的数量为多个，多个所述的环状限位片沿定位螺栓的轴向方向等间距排布。如此，本发明应用时可对双向锥头嵌入第一定位筒的深度进行控制，能扩展本发明对构件厚度的适用范围，使得本发明应用时更便于推广应用。
[0013]进一步的，所述环状限位片倾斜设置，且其内环侧与定位螺栓的螺栓头之间的间距小于其外环侧与定位螺栓的螺栓头之间的间距。本发明通过将环状限位片倾斜设置，使得其易发生塑性变形，便于定位凸起的挤入，且倾斜设置的环状限位片使得定位凸起更不易回退，使得本发明的结构更加稳固。
[0014]综上所述，本发明具有以下有益效果:(I)本发明整体结构简单，便于实现，成本低，本发明应用时通过双向锥头撑开第一定位筒和第二定位筒两者的条形定位片，第一定位筒被撑开的条形定位片卡住待连接构件的螺孔，同时第二定位筒被撑开的条形定位片在距离螺孔一定距离的部位环向托住连接板面，实现自锁。如此，本发明应用时增大了定位螺栓与构件的紧固接触面，使得本发明受到不均匀力作用时也不易出现松动，进而能保证连接结构的稳固性。
[0015](2)本发明的第一定位筒内设有套设于定位螺栓的螺杆上的弹簧环套，由于弹簧环套具有一定的刚度，能对螺杆与第一定位筒的变形进行协调，即使出现板件横向变形也能更好紧固。因此，相比现有技术而言，本发明具有更可靠的紧固保证，适用于局部不均匀变形的受力情况，安装方便，操作灵活。
[0016](3)本发明的第一定位筒内设有倾斜设置的环状限位片，当安装就位时双向锥头上的定位凸起可被环状限位片锁紧，从而避免了双向锥头端面始终与连接面平行，避免了双向锥头在力作用下的偏转，使得本发明结构更加稳固。
[0017](4)本发明对比同类螺栓，具有可靠的自锁系统，不仅在螺栓轴向方向可靠紧固，还可在横向方向避免松动，能达到双重锚固的效果。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图；
图2为图1中第一定位筒和第二定位筒透视后的结构示意图；
图3为图2的分解结构示意图；
图4为图2用于紧固构件时的结构示意图。
[0019]附图中标记所对应的零部件名称:1、定位螺栓，2、弹簧垫，3、刚性垫圈，4、弹簧环套，5、第一定位筒，501、环状限位片，6、双向锥头，601、定位凸起，7、第二定位筒。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0021]实施例1:
如图1?图4所示，一种双重紧固的单边螺栓连接件，包括定位螺栓1、刚性垫圈3、第一定位筒5、双向锥头6及第二定位筒7，其中，刚性垫圈3、第一定位筒5、双向锥头6及第二定位筒7均穿设于定位螺栓I上且四者从定位螺栓I设有螺栓头的一端至定位螺栓I另一端顺次设置。本实施例的刚性垫圈3和第一定位筒5两者与定位螺栓I的螺杆间为间隙配合，且刚性垫圈3的内径小于第一定位筒5外径。本实施例的第二定位筒7远离螺栓头的一端设置有封口板，该封口板和双向锥头6上均设置有定位螺孔，定位螺孔的内螺纹与定位螺栓I中螺杆的外螺纹匹配，定位螺栓I的螺杆穿过双向锥头6和第二定位筒7两者的定位螺孔，进而使得双向锥头6和第二定位筒7通过螺纹匹配的方式固定于定位螺栓I的螺杆上。
[0022]本实施例的双向锥头6从其中央部位至其两端的结构均为圆锥台状结构，且双向锥头6中央部位的直径大于其两端的直径。本实施例的第一定位筒5和第二定位筒7两者正对双向锥头6的一端的内径小于双向锥头6中央部位的直径且大于双向锥头6两端的直径，第一定位筒5和第二定位筒7两者正对双向锥头6的一端的圆周上均设置有多个沿定位螺栓I轴向方向延伸的条形裂口，条形裂口分隔第一定位筒5和第二定位筒7两者正对双向锥头6的一端构成多块条形定位片，其中，第一定位筒5的条形定位片与第二定位筒7的条形裂口位置对应、宽度匹配，且第二定位筒7的条形定位片与第一定位筒5的条形裂口位置对应、宽度匹配。本实施例在具体设置时，第一定位筒5和第二定位筒7两者的条形裂口在两者的圆周上均匀分布，且第一定位筒5和第二定位筒7两者条形裂口的数量均优选为4个。
[0023]本实施例用于紧固操作时，利用普通扳手固定刚性垫圈3，再利用扭矩扳手旋拧定位螺栓I的螺栓头，并控制双向锥头6和第二定位筒7以防止两者出现转动，并随着扭矩扳手拧紧，双向锥头6和第二定位筒7在螺纹带动下会逐渐向着螺栓头方向收紧，并最终使第一定位筒5和第二定位筒7交错部分撑开，不仅卡住待连接构件的螺孔，还在距离待连接构件螺孔一定距离的部位环向撑住连接板面，实现螺栓的单面紧固安装。
[0024]实施例2:
为了使螺栓头处施加的作用力均匀传递至第一定位筒5，本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定:本实施例还包括弹簧垫2，其中，弹簧垫2穿设于定位螺栓I的螺杆上，且其设于定位螺栓I的螺栓头与刚性垫圈3之间。
[0025]实施例3:
为了减小第一定位筒5与定位螺栓I的螺杆之间的间隙对本实施例应用时结构稳固性的影响，本实施例在实施例1或实施例2的基础上做出了如下进一步限定:本实施例还包括弹簧环套4，其中，弹簧环套4由多个横向弹簧层叠构成，构成弹簧环套4的所有横向弹簧均穿设于定位螺栓I的螺杆上，弹簧环套4设于第一定位筒5内且其一侧与刚性垫圈3接触。
[0026]实施例4:
本实施例在实施例1?实施例3中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的第一定位筒5和第二定位筒7两者的条形定位片内壁均设置有多个沿定位螺栓I轴向方向延伸的条状凸纹，双向锥头6的两个圆锥面上均设有从圆锥面一端至圆锥面另一端延伸的条状凸纹，第一定位筒5、双向锥头6及第二定位筒7三者上的任意相邻两个条状凸纹之间构成一个条状沟槽。第一定位筒5和第二定位筒7两者的条状凸纹分别与双向锥头6的两个圆锥面上条状沟槽的位置一一对应，如此，本实施例进行紧固连接时，第一定位筒5和第二定位筒7两者与双向锥头6齿合。
[0027]实施例5:
本实施例在实施例1?实施例4中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的第一定位筒5内设置有与第一定位筒5同轴设置的环状限位片501，双向锥头6正对第一定位筒5的一端外凸构成有定位凸起601。本实施例在具体设置时，环状限位片501的数量为多个，多个环状限位片501沿定位螺栓I的轴向方向等间距排布。本实施例的环状限位片501倾斜设置，且其内环侧与定位螺栓I的螺栓头之间的间距小于其外环侧与定位螺栓I的螺栓头之间的间距。
[0028]本实施例的双向锥头6向定位螺栓I的螺栓头一侧移位使其定位凸起601旋入环状限位片501与定位螺栓I的螺栓头之间时，环状限位片501限制定位凸起601脱离环状限位片501与定位螺栓I的螺栓头之间的区域。如此，本实施例应用时能避免双向锥头6被反向拉出，使得双向锥头6能与第一定位筒5牢固锁紧。
[0029]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，包括定位螺栓(I)及穿设于定位螺栓(1)上且从定位螺栓(I)设有螺栓头的一端至定位螺栓(I)另一端顺次设置的刚性垫圈(3)、第一定位筒(5)、双向锥头(6)、第二定位筒(7)，所述刚性垫圈(3)和第一定位筒(5)两者与定位螺栓(I)的螺杆间为间隙配合，所述刚性垫圈(3)的内径小于第一定位筒(5)外径，所述双向锥头(6)和第二定位筒(7)两者均通过螺纹匹配的方式固定于定位螺栓(I)的螺杆上；所述双向锥头(6)中央部位的直径大于其两端的直径，所述第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者正对双向锥头(6)的一端的内径小于双向锥头(6)中央部位的直径且大于双向锥头(6)两端的直径;所述第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者正对双向锥头(6)的一端的圆周上均设置有多个沿定位螺栓(I)轴向方向延伸的条形裂口，所述条形裂口分隔第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者正对双向锥头(6)的一端构成多块条形定位片，所述第一定位筒(5)的条形定位片与第二定位筒(7)的条形裂口位置对应、宽度匹配，且第二定位筒(7)的条形定位片与第一定位筒(5)的条形裂口位置对应、宽度匹配。2.根据权利要求1所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，还包括弹簧垫(2)，所述弹簧垫(2)穿设于定位螺栓(I)的螺杆上且设于定位螺栓(I)的螺栓头与刚性垫圈(3)之间。3.根据权利要求1所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，还包括套设于定位螺栓(I)的螺杆上的弹簧环套(4)，所述弹簧环套(4)设于第一定位筒(5)内且其一侧与刚性垫圈(3)接触。4.根据权利要求1所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，所述第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者的条形定位片内壁、双向锥头(6)的两个圆锥面上均设置有多个沿定位螺栓(I)轴向方向延伸的条状凸纹，任意相邻两个条状凸纹之间构成一个条状沟槽，所述第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者的条状凸纹分别与双向锥头(6)两个圆锥面上条状沟槽的位置一一对应。5.根据权利要求1所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，所述第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者的条形裂口在两者的圆周上均匀分布。6.根据权利要求5所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，所述第一定位筒(5)和第二定位筒(7)两者条形裂口的数量均为4个。7.根据权利要求1?6中任意一项所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，所述第一定位筒(5)内设置有与第一定位筒(5)同轴设置的环状限位片(501)，所述双向锥头(6)正对第一定位筒(5)的一端外凸构成有定位凸起(601)，所述双向锥头(6)向定位螺栓(I)的螺栓头一侧移位使其定位凸起(601)旋入环状限位片(501)与定位螺栓(I)的螺栓头之间时，环状限位片(501)限制定位凸起(601)脱离环状限位片(501)与定位螺栓(I)的螺栓头之间的区域。8.根据权利要求7所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，所述环状限位片(501)的数量为多个，多个所述的环状限位片(501)沿定位螺栓(I)的轴向方向等间距排布。9.根据权利要求7所述的一种双重紧固的单边螺栓连接件，其特征在于，所述环状限位片(501)倾斜设置，且其内环侧与定位螺栓(I)的螺栓头之间的间距小于其外环侧与定位螺栓(I)的螺栓头之间的间距。
【文档编号】F16B13/06GK106050883SQ201610448447
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】王志宇, 王清远
【申请人】四川大学