一种多适应性U型紧固装置的制作方法

本实用新型涉及紧固件技术领域，特别涉及一种多适应性U型紧固装置。

背景技术：

U型螺栓为非标准件，主要用于固定管状物如水管或片状物如汽车板簧，通常在管道固定使用中与挡板支架或导向卡配合使用， U型螺栓用于约束管道径向位移，且安装便捷。

U型螺栓与管状物为线接触，对管状物的轴向位移约束有限，容易产生松动，在与管状物接触时，会对被约束的管状物表面造成形变，或使被约束的管状物表面产生划痕、脱漆等现象，减少管状物使用寿命；在实际使用中，被约束的物体多为非标件，U型螺栓很难通用，增加了生产加工成本。

技术实现要素：

为了克服以上缺陷，本实用新型要解决的技术问题是：提出一种多适应性U型紧固装置，可适应多种异型、非标件管材，通用性好；柔性面接触增加摩擦，减少应力对被约束物体的损伤。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多适应性U型紧固装置，包括U型螺栓组、换挡片、槽片、滑块和齿轮螺栓，所述U型螺栓组包括U片、螺杆、挡槽和定位槽，所述U片为U型冲压件，U片的中部顶面上凸，底面形成挡槽，U片两端正面上对称设有两个螺杆，U片两端背面上对称设有两个定位槽，所述挡槽顶面中心设有贯穿的螺孔，挡槽顶面在螺孔两侧对称设有两个上径向槽，所述换挡片设在挡槽中，换挡片两端顶部各设有一贯穿的斜槽，换挡片中间顶部设有贯穿的圆弧形周向槽，所述周向槽的一弧边上设有条齿，所述U片正下方设有与其外轮廓相适配的槽片，槽片顶面中心设有贯穿的螺孔，槽片上在螺孔两侧对称设有两个下凹的滑块槽，所述滑块槽中设有下径向槽，槽片两端设有定位头，所述滑块顶部设有凸台，底部设有凸块，滑块的一端面上设有橡胶托，滑块与滑块槽相适配，所述齿轮螺栓中部设有轮齿，齿轮螺栓的螺杆分别穿过U片的螺孔、换挡片的周向槽和槽片的螺孔与螺母螺纹连接。

优选的，所述U片上对称设有两个铆孔，槽片上对称设有两个铆孔，U片的铆孔在槽片的铆孔正上方，U片的定位槽与槽片的定位头相适配。

优选的，所述换挡片的厚度等于挡槽的高度，换挡片上周向槽的圆弧中心与U片的圆弧中心重合，换挡片的最大弧度小于挡槽的最小弧度；周向槽两端的弧度大于挡槽两端弧度与换挡片两端弧度之差；两所述斜槽轨迹各与其下方的下径向槽轨迹的夹角在第一象限内相等。

优选的，两所述上径向槽轨迹的夹角成90度，且上径向槽的轨迹延长线过U片的圆弧中心；所述下径向槽在上径向槽正下方，两所述下径向槽轨迹的夹角成90度，且下径向槽的轨迹延长线过U片的圆弧中心；所述下径向槽的侧面与滑块槽的侧面平行，滑块槽的深度等于滑块的厚度。

优选的，所述凸台为圆形，凸台的高度等于换挡片高度与上径向槽高度之和，凸台与斜槽和上径向槽相适配，凸块与下径向槽相适配。

优选的，所述齿轮螺栓上的轮齿与周向槽上的条齿相啮合。

优选的，橡胶托为橡胶材质制作而成，橡胶托外端面成弧形。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、U型螺栓组上设置有可通过电动扳手调节伸缩的滑块，紧固效果稳定；滑块端面设置的橡胶托随被约束物体表面而形变，增加与被约束物表面的摩擦，轴向约束力增加，作用在垂直管状物体上时，与其配套固定的挡板支架具有一定载荷能力，且对被约束物表面应力损伤较小。

2、结构设计简单，便于生产、组装、施工安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型使用状态的结构示意图。

图3为本实用新型的爆炸图。

图4为本实用新型U型螺栓组的结构示意图。

图5为本实用新型收缩状态下换挡片与滑块连接关系的结构示意图。

图6为本实用新型伸长状态下换挡片与滑块连接关系的结构示意图。

图7为本实用新型齿轮螺栓的结构示意图。

图8为本实用新型使用状态下的俯视图。

图9为本实用新型在不同应用场景中的使用状态示意图。

图中：1.U型螺栓组，11.U片，111.铆孔，12.螺杆，13.挡槽，131.螺孔，132.上径向槽，14.定位槽，2.换挡片，21.周向槽，211.条齿，22.斜槽，3.槽片，31.滑块槽，311.下径向槽，32.定位头，4.滑块，41.橡胶托，42.凸台，43.凸块，5.齿轮螺栓，51.轮齿，6.螺母，A.挡板支架，B.管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图7所示，一种多适应性U型紧固装置，包括U型螺栓组1、换挡片2、槽片3、滑块4和齿轮螺栓5，所述U型螺栓组1包括U片11、螺杆12、挡槽13和定位槽14，所述U片11为U型冲压件，U片11的中部顶面上凸，底面形成挡槽13，挡槽13为换挡片2位移预留空间，U片11两端正面上对称设有两个螺杆12，U片11两端背面上对称设有两个定位槽14，定位槽14用于约束U片11和槽片3两端的相对位移，所述挡槽13顶面中心设有贯穿的螺孔131，挡槽13顶面在螺孔131两侧对称设有两个上径向槽132，上径向槽132用于约束滑块4非径向方向的自由度，所述换挡片2设在挡槽13中，换挡片2的外轮廓与U片11的外轮廓相近，换挡片2用于同步调节两滑块4的伸缩状态，换挡片2两端顶部各设有一贯穿的斜槽22，斜槽22一端靠近换挡片2的内弧面，一端远离换挡片2的内弧面，用于约束滑块4的径向位移，斜槽22轨迹斜率越小，移动越顺滑，但所需换挡片2的位移空间越大，换挡片2中间顶部设有贯穿的圆弧形周向槽21，周向槽21用于为换挡片2的位移提供导向作用，所述周向槽21的一弧边上设有条齿211，条齿211用于形成齿条齿轮副，所述U片11正下方设有与其外轮廓相适配的槽片3，槽片3与U片11组合使内部形成装填换挡片2和滑块4的空间，槽片3顶面中心设有贯穿的螺孔131，槽片3上在螺孔131两侧对称设有两个下凹的滑块槽31，滑块槽31用于约束滑块4非径向方向的自由度，所述滑块槽31中设有下径向槽311，下径向槽311进一步约束滑块4在非径向方向的自由度，槽片3两端设有定位头32，所述滑块4顶部设有凸台42，底部设有凸块43，凸台42起调节作用，凸块43起限位作用，滑块4的一端面上设有橡胶托41，滑块4与滑块槽31相适配，所述齿轮螺栓5中部设有轮齿51，轮齿51与条齿211啮合驱动换挡片2转动，齿轮螺栓5的螺杆分别穿过U片11的螺孔131、换挡片2的周向槽21和槽片3的螺孔131与螺母6螺纹连接，螺母在调节滑块4行程时不使用，只在最后滑块4调整完毕后加之固定齿轮螺栓5，进而锁住滑块4。

所述U片11上对称设有两个铆孔111，槽片3上对称设有两个铆孔111，U片11的铆孔111在槽片3的铆孔111正上方，U片11与槽片3的连接通铆孔111铆钉连接，U片11的定位槽14与槽片3的定位头32相适配，定位槽14起工装定位和限位作用。

所述换挡片2的厚度等于挡槽13的高度，换挡片2上周向槽21的圆弧中心与U片11的圆弧中心重合，即换挡片2在U片11的弧形面内移动，不因位移而使部分露出U片11外部，换挡片2的最大弧度小于挡槽13的最小弧度，即换挡片2预留位移空间；周向槽21两端的弧度大于挡槽13两端弧度与换挡片2两端弧度之差，即通过齿轮螺栓5驱动换挡片2时，能使凸台42位移至斜槽22的全部轨迹范围；两所述斜槽22轨迹各与其下方的下径向槽311轨迹的夹角在第一象限内相等，即一斜槽22是另一斜槽22以U片11的圆弧中心为圆点转动90°而获得的。

两所述上径向槽132轨迹的夹角成90度，且上径向槽132的轨迹延长线过U片11的圆弧中心；所述下径向槽311在上径向槽132正下方，两所述下径向槽311轨迹的夹角成90度，且下径向槽311的轨迹延长线过U片11的圆弧中心；所述下径向槽311的侧面与滑块槽31的侧面平行，滑块槽31的深度等于滑块4的厚度，即滑块4只能进行径向位移。

所述凸台42为圆形，凸台42的高度等于换挡片2高度与上径向槽132高度之和，凸台42与斜槽22和上径向槽132相适配，凸台42受斜槽22和上径向槽132约束，故为圆形不会产生机构卡死，凸块43与下径向槽311相适配；所述齿轮螺栓5上的轮齿51与周向槽21上的条齿211相啮合；橡胶托41为橡胶材质制作而成，橡胶托41外端面成弧形，橡胶托41随被约束物体表面而形变，增加与被约束物表面的摩擦，轴向约束力增加，且对被约束物表面应力损伤较小。

如图8所示，工作原理：取下螺母6，用电动扳手转动齿轮螺栓5，轮齿51与条齿211啮合，换挡片2顺时针转动，斜槽22与上径向槽132重合面向U片11的内弧面移动，因凸台42受斜槽22与上径向槽132共同约束，故滑块4向内伸出，调整至橡胶托41与管B外径相适配后，在齿轮螺栓5底部套上弹簧垫圈和螺母6，手动调整到无法转动，再将螺杆12一端套入挡板支架A，挡板支架A一端多与地面、墙面或物体固定连接，在挡板支架A外侧的螺杆12上用螺母6紧固，最后，使用扳手旋紧螺母6，在螺母6最后旋紧的过程中，换挡片2有小段的顺时针转动位移，进一步使滑块4压向管B，从而引起橡胶托41形变，增大与管B接触面，使固定更为牢固。

如图9所示，使用中，通过调整齿轮螺栓5可使本实用新型适配不同直径的管B，尤其，作用在垂直管B上时，与其配套的悬臂挡板支架A具有一定载荷能力，且对管B表面应力损伤较小。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。