专利名称：一种凸球面万向垫块组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种垫圈或垫块，具体来说涉及一种凸球面万向垫块组件。特别
适于斜孔、斜杆或斜管在平面上锁紧时的衬垫和连接。
背景技术：
垫圈是垫在被连接件和螺母之间的零件，用来保护被连接件的表面不受螺母擦 伤，分散螺母对被连接件的压力。当被连接件的连接平面与螺母的平面形成夹角时，通常的 做法是将其连接平面修整成与螺母的平面相平行，这将大大增加加工的难度，提高加工成 本和工时。特别是在岩石或混凝土的锚固支护或结构加固或设备安装的过程中，锚杆与连 接平面形成一定夹角的现象经常发生，对锚固体如锚基的连接平面进行修整，不仅工程量 大，施工不便，而且难以满足锚杆快速安装的需要。 中国专利公告号CN86201097U，公告日1987年2月4日，实用新型名称《胀楔式 岩石锚杆》，提出了在杆体外露端装上凹球面垫板并经带凸球面的异形螺母进行锁紧的技 术方案。它可以在不修整连接平面的前提下，完成倾斜锚杆与锚基的快速连接，适于倾斜锚 杆与锚基的锁紧和固定。但由于凹球面垫板与锚基平面相贴合，其凹球面紧靠锚孔，当锚杆 的倾斜角度较大时，凹球面垫板上的中心孔就会与锚杆发生干涉，即使加大中心孔的孔径， 也会导致异形螺母与凹球面垫板和锚杆发生干涉，使锚杆的受力状态发生改变。因此，该技 术方案只适于小倾斜角度的被连接件与连接平面的锁紧连接。
发明内容本实用新型的目的是针对现有凹球面垫板易与被连接件产生干涉，操作不便的缺 陷和不足，提出一种结构简单，适应大斜度连接件快速安装的凸球面万向垫块组件。它安装 方便，传递压力均匀，操作方便，制作成本较低。 本实用新型的技术解决方案是一种凸球面万向垫块组件，包括万向垫块和螺母， 所述万向垫块的一面为平面，另一面为锥面，并在锥面的顶部设置有凸球台，在万向垫块平 面的中心开有贯通凸球台的圆锥台孔，圆锥台孔的大直径一端设置在万向垫块的平面上， 小直径一端设置在凸球台的外表面上，有一凹球面垫圈或凹球面螺母与凸球台的外表面相 配合。 所述圆锥台孔孔壁的斜度为5。 -20° ，圆锥台孔小直径一端的直径是被连接件 直径的1.5-2倍。 所述圆锥台孔的高度是被连接件直径的1. 5-4倍。 所述凸球台的球面直径是被连接件直径的2-5倍，凸球台的高度是被连接件直径 的0. 6-2倍。 所述凹球面螺母的一个面上设置有凹球形槽，且在凹球形槽的底部设置有通向另 一个面的内螺孔。 所述凹球面垫圈的一个面为平面，另一个面上设置有凹球形槽，且在凹球形槽的底部设置有通向另一个面的直孔。 所述凹球形槽的深度是被连接件直径的0. 4-1. 5倍。 所述直孔的直径是被连接件直径的1. 05-1. 5倍。 所述的锥面上设置有连通圆锥台孔的灌浆孔，或者分别设置有连通圆锥台孔的灌 浆孔和溢浆孔。 与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是1.将万向垫块的中心孔设计成下 大上小的圆锥台孔并在万向垫块的上部采用凸球台结构，既解决了被连接件与中心孔发生 干涉的问题，又避免了螺母与万向垫块和被连接件之间的干涉现象。改善了被连接件的受 力状态，可以适应有较大斜度的被连接件在基座平面上的锁紧固定，拓宽了万向垫块的应 用领域和范围。2.万向垫块上的凸球台与凹球面螺母相配合并与被连接件锁固连接，或与 凹球面垫圈相配合并经普通螺母与被连接件锁固连接，传递压力均匀，由于球面接触的面 积较大，使其锁紧连接的自锁性较好，锁紧牢固可靠。3.本实用新型结构简单，体积小，适应 被连接件的倾斜范围较宽，且被连接件的受力状态稳定，螺母锁紧的操作空间较大，操作方 便，便于实现被连接件的快速锁紧和安装，可广泛应用于被连接件与锁紧平面呈各种夹角 的场合，特别适于在锚固支护或结构加固或设备安装工程中锚杆的锁紧安装中应用。
图1是本实用新型万向垫块6的结构示意图； 图2是本实用新型凹球面垫圈64的结构示意图； 图3是本实用新型凹球面螺母65的结构示意图； 图4是本实用新型中的第一种安装结构示意图； 图5是本实用新型的第二种安装结构示意图。 图中被连接件18，普通螺母19，锚基41，万向垫块6，灌桨孔60，锥面61，凸球台 62，圆锥台孔63，凹球面垫圈64，凹球面螺母65，凹球形槽66，内螺孔67，直孔68，溢桨孔 69。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述 参见图1-图5，本实用新型的一种凸球面万向垫块组件，包括万向垫块和螺母，所 述万向垫块6的一面为平面，另一面为锥面61，并在锥面61的顶部设置有凸球台62，在万 向垫块6平面的中心开有贯通凸球台62的圆锥台孔63，圆锥台孔63的大直径一端设置在 万向垫块6的平面上，小直径一端设置在凸球台62的外表面上，有一凹球面垫圈64或凹球 面螺母65与凸球台62的外表面相配合。 如图1，图4，万向垫块6在锚杆锁固中应用，即所述的被连接件18为锚杆，所述圆 锥台孔63孔壁的斜度为5。 -20° ，圆锥台孔63小直径一端的直径是被连接件18直径的 1.5-2倍。最好取1.8倍。所述圆锥台孔63的高度是被连接件18直径的1.5-4倍。最好 取2倍。所述凸球台62的球面直径是被连接件18直径的2-5倍，最好取3倍，凸球台62 的高度是被连接件18直径的0.6-2倍。最好取1.2倍。由于圆锥台孔63的斜度和小直径 一端的直径较大，使得被连接件18可以在锚基41的平面上倾斜较大的角度如被连接件锚杆倾斜的角度可以达到15° -30° 。 如图2，图4，凸球台62的外表面与一凹球面垫圈64相配合，所述凹球面垫圈64的 一个面为平面，另一个面上设置有凹球形槽66，且在凹球形槽66的底部设置有通向另一个 面的直孔68。直孔68套在被连接件18上，在一凹球面垫圈64的上方采用普通螺母19与 被连接件18即锚杆连接锁紧。所述直孔68的直径比普通垫圈内孔的直径要大，但比凸球 台62的外表面上锥孔小端的直径要小，直孔68的直径可以是被连接件18直径的1. 05-1. 5 倍。最好取1.2倍。以保证普通螺母18上锁紧力的均匀传递。 如图3，图5，凸球台62的外表面与一凹球面螺母65相配合，所述凹球面螺母65 的一个面上设置有凹球形槽66，且在凹球形槽66的底部设置有通向另一个面的内螺孔67。 凹球面螺母65与被连接件18的外螺纹直接旋合锁紧。 图2，图3中，所述凹球形槽66的深度是被连接件18直径的0. 4_1. 5倍。凹球形 槽66的深度太小会导致凹球形槽66与凸球台62接触的面积过小，深度太大，会导致凹球 面螺母65或凹球面垫圈64与万向垫块6上部的锥面61发生干涉。最好取0. 8倍。 如图4，图5，为提高被连接件18在锚孔内的后续锚固力，并对锚杆起到保护作用， 通常应向锚孔内灌入灌浆料，所述的灌浆料为水泥浆、水泥砂浆或树脂类灌浆料。为方便本 实用新型安装后向锚孔中灌入灌浆料，可以在所述的锥面61上设置有连通圆锥台孔63的 灌浆孔60，灌浆时，可以将灌浆管从灌浆孔60中插入锚孔底部，将灌浆料灌入锚孔中，灌浆 管的外径与灌浆孔60的孔壁之间留的较大的间隙，当灌浆料从灌浆管与灌浆孔60空隙中 的溢出后，表明锚孔已灌满，抽出灌浆管即可。 也可以在所述的锥面61上分别设置有连通圆锥台孔63的灌浆孔60和溢浆孔59， 灌浆时，将气管从溢浆孔59内插入锚孔中，直接从灌浆孔60中灌入灌浆料，锚孔中的空气 通过及溢桨孔59被压出，桨料从溢桨孔59溢出后，表明锚孔已灌满，抽出气管即可。
权利要求一种凸球面万向垫块组件，包括万向垫块和螺母，其特征在于所述万向垫块(6)的一面为平面，另一面为锥面(61)，并在锥面(61)的顶部设置有凸球台(62)，在万向垫块(6)平面的中心开有贯通凸球台(62)的圆锥台孔(63)，圆锥台孔(63)的大直径一端设置在万向垫块(6)的平面上，小直径一端设置在凸球台(62)的外表面上，有一凹球面垫圈(64)或凹球面螺母(65)与凸球台(62)的外表面相配合。
2. 根据权利要求1所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述圆锥台孔(63) 孔壁的斜度为5° -20° ，圆锥台孔(63)小直径一端的直径是被连接件(18)直径的1. 5-2 倍。
3. 根据权利要求1所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述圆锥台孔(63) 的高度是被连接件(18)直径的1. 5-4倍。
4. 根据权利要求l所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述凸球台(62)的 球面直径是被连接件(18)直径的2-5倍，凸球台(62)的高度是被连接件(18)直径的O. 6-2倍。
5. 根据权利要求1所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述凹球面螺母(65) 的一个面上设置有凹球形槽(66)，且在凹球形槽(66)的底部设置有通向另一个面的 内螺孔(67)。
6. 根据权利要求l所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述凹球面垫圈 (64)的一个面为平面，另一个面上设置有凹球形槽(66)，且在凹球形槽(66)的底部设置有 通向另一个面的直孔(68)。
7. 根据权利要求5或6所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述凹球形槽(66) 的深度是被连接件(18)直径的0. 4-1. 5倍。
8. 根据权利要求l所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述直孔(68)的直 径是被连接件(18)直径的1. 05-1. 5倍。
9. 根据权利要求1所述的一种凸球面万向垫块组件，其特征在于所述的锥面(61)上 设置有连通圆锥台孔(63)的灌浆孔(60)，或者分别设置有连通圆锥台孔(63)的灌浆孔 (60)和溢桨孔(69)。
专利摘要一种凸球面万向垫块组件，属于连接件之间的衬垫或垫圈。万向垫块(6)的一面为平面，另一面为锥面(61)，并在锥面(61)的顶部设置有凸球台(62)，在万向垫块(6)平面的中心开有贯通凸球台(62)的圆锥台孔(63)，圆锥台孔(63)的大直径一端设置在万向垫块(6)的平面上，小直径一端设置在凸球台(62)的外表面上，有一凹球面垫圈(64)或凹球面螺母(65)与凸球台(62)的外表面相配合。结构简单，体积小，适应被连接件(18)的倾斜范围较宽，受力状态稳定，自锁性较好，拓宽了万向垫块的应用领域和范围。特别适于在锚固支护或结构加固或设备安装工程中锚杆的锁紧安装中应用。
文档编号F16B43/00GK201502619SQ20092022898
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者何龙飞, 周剑波, 唐福林, 苏明君, 陈幼康 申请人:武汉武大巨成加固实业有限公司