膨胀头、膨胀螺母及单边螺栓的制作方法

1.本技术涉及紧固件连接技术领域，特别是涉及一种膨胀头、膨胀螺母及单边螺栓。


背景技术：

2.在结构连接技术中，将两个构件采用螺栓进行连接紧固是一种通用方法，基本的连接紧固设计是利用螺栓和螺母的螺纹配合将两个构件的安装面夹紧固定。在操作过程中，必须使用二个扳手分别对螺栓和螺母中的任意一个进行旋转，同时另一个需保持固定，防止同时旋转而达不到紧固要求。当被连接的两个构件中有一个构件由于是封闭的(如钢管)，扳手无法对螺母进行固定。
3.因此通常采用以下几种方法来解决，如：在封闭构件的安装面上做螺纹孔，在封闭构件的安装面上安装铆螺母，或在封闭构件的安装面上焊螺母。然而，螺纹孔对构件的连接厚度有要求，过于薄壁的构件由于螺纹少而导致连接强度的下降，并且一旦螺纹损坏，对修复连接时会引起构件的性能损失或不可修复；铆螺母连接紧固技术虽然可以解决构件的薄壁问题，但安装铆螺母需要专用工具，并且铆螺母与安装孔是同心圆，在螺栓旋转紧固时，会出现同步跟转而达不到预定的紧固强度；采用焊接螺母对构件材质有限制，对超出可焊接的材质时无法采用该技术，如高分子材料、合金、高碳钢、植物材料、有色金属等都无法焊接，并且焊接时需要专业设备、专业技术及施工条件配套才能实施。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种单边螺栓，包括：
6.螺栓本体；
7.膨胀头，包括卡头和锥体，所述膨胀头具有贯穿所述卡头和所述锥体的内孔，所述锥体具有小头端和大头端，且所述小头端远离所述卡头，所述锥体外周设有多个等距离分布的卡筋，每一卡筋均与所述卡头垂直；和
8.膨胀螺母，呈圆柱形，具有膨胀端和螺纹端，所述膨胀端内里中空，沿所述膨胀端的外周设有与所述卡筋相配的卡槽，所述螺纹端内侧设有内螺纹，所述螺纹端一侧设有容纳所述螺栓本体通过的通孔。
9.可选地，所述卡头的端面为正方形、三角形、矩形、规则多边形或不规则多边形。
10.可选地，所述卡头的端面为圆柱形或椭圆形且在其外周设有若干凸起。
11.可选地，所述膨胀螺母为截面为圆形、椭圆形、正方形、长方形或多边形的柱体状。
12.可选地，所述卡头的端面与被固定连接面齐平。
13.可选地，所述卡头的边长不小于所述锥体大头端的直径，所述锥体大头端的直径与所述膨胀螺母的外直径相等。
14.可选地，所述锥体小头端的直径略小于所述膨胀螺母膨胀端的内直径。
15.根据本技术的另一个方面，提供了一种用于单边螺栓的膨胀头，包括卡头和锥体，
所述膨胀头具有贯穿所述卡头和所述锥体的内孔，所述锥体具有小头端和大头端，且所述小头端远离所述卡头，所述锥体外周设有多个等距离分布的卡筋，每一卡筋均与所述卡头垂直。
16.根据本技术的另一个方面，提供了一种用于单边螺栓的膨胀螺母，所述膨胀螺母具有膨胀端和螺纹端，所述膨胀端内里中空，沿所述膨胀端的外周设有多个用于卡住卡筋的卡槽，所述螺纹端内侧设有内螺纹，所述螺纹端一侧设有容纳所述螺栓本体通过的通孔。
17.本技术的单边螺栓，通过膨胀头的卡头以及锥体上的卡筋，约束了膨胀螺母的转动，实现单面使用工具达到连接固定的目的；其中膨胀头的锥体，起到了胀开膨胀螺母的作用，而膨胀螺母膨胀端的卡槽与膨胀头锥体上的卡筋相配合，起到了膨胀和约束转动的作用，实现单面使用工具在封闭构件任何材质的应用。
18.根据下文结合附图对本技术的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
19.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
20.图1是根据本技术实施例1的单边螺栓的爆炸图；
21.图2是图1所示单边螺栓的膨胀头的结构示意图；
22.图3是图1所示单边螺栓的膨胀螺母的结构示意图；
23.图4是根据本技术实施例2的单边螺栓的爆炸图；
24.图5是根据本技术实施例3的单边螺栓的爆炸图。
25.附图标记：
26.螺栓本体
‑
10；螺栓头
‑
11；外螺纹
‑
12；膨胀头
‑
20；卡头
‑
21；锥体
‑
22；
27.内孔
‑
23；小头端
‑
24；大头端
‑
25；卡筋
‑
26；膨胀螺母
‑
30；膨胀端
‑
31；
28.螺纹端
‑
32；卡槽
‑
33；内螺纹
‑
34；通孔
‑
35。
具体实施方式
29.图1是根据本技术实施例1的单边螺栓的爆炸图。参见图1，单边螺栓包括：螺栓本体10、膨胀头20和膨胀螺母30。
30.参见图1，螺栓本体10的一端具有螺栓头11，螺栓本体10外周自螺栓头11端至其另一端设有外螺纹12。
31.图2是图1所示单边螺栓的膨胀头20的结构示意图。参见图2，膨胀头20包括卡头21和锥体22。膨胀头20具有贯穿卡头21和锥体22的内孔23，锥体22具有小头端24和大头端25，且小头端24远离卡头21，锥体22外周设有4个等距离分布的卡筋26，每一卡筋26均与卡头21垂直。
32.锥体22的长度可以根据封闭构件的壁厚进行确定。
33.图3是图1所示单边螺栓的膨胀螺母30的结构示意图。参见图3，膨胀螺母30呈圆柱形，具有膨胀端31和螺纹端32，膨胀端31内里中空，沿膨胀端31的外周设有与卡筋26相配的
卡槽33，螺纹端32内侧设有内螺纹34，螺纹端32一侧设有容纳螺栓本体10通过的通孔35。
34.本技术中所述的膨胀螺母30的总长度、卡槽33的长度与宽度、内螺纹34的深度、以及膨胀螺母30的外直径、膨胀端31的壁厚等参数的设置，可以根据国家紧固件标准要求确定。
35.参见图2，卡头21的端面设为正方形。卡头21的边长与不小于锥体22大头端25的直径，锥体22大头端25的直径与膨胀螺母30的外直径相等。锥体22小头端24的直径略小于膨胀螺母30膨胀端31的内直径。
36.本技术的单边螺栓针对在封闭构件上通过螺栓固定另外一个构件时无法采用扳手固定的这个问题，主要解决了连接的强度下降和不稳定，简便了施工操作时的专用工具、设备和专业技能，同时可应用于不同的材质的构件。其在使用时的操作如下：
37.1、根据连接紧固强度要求，确定固定螺栓的规格；
38.2、将需要被固定的构件在其连接面上设置槽口，其宽度略大于卡头21的边长，槽口深度略大于卡头21的厚度，然后再在槽口中心设置与膨胀头20内孔23同心的螺栓安装孔，使卡头21嵌入到被固定构件的连接面内，限制膨胀头20的转动，卡头21的端面与被固定连接面齐平。
39.3、将螺栓本体10穿过被固定构件的安装孔、膨胀头20的内孔23，直至膨胀螺母30的螺纹端32，开始进行初步装配；
40.4、初步装配时，将膨胀螺母30的卡槽33与膨胀头20锥体22外侧的卡筋26对齐，使膨胀头20锥体22上的卡筋26在膨胀螺母30的卡槽33内滑动，通过膨胀头20的卡筋26和膨胀螺母30的卡槽33配合后，限制膨胀螺母30的转动；
41.5、在封闭构件的固定面上，开设略大于膨胀螺母30外直径的孔，(可使用普通的钻孔工具进行施工操作，工具、操作简单便捷)，再将初步装配好的被固定构件上膨胀螺母30塞入封闭构件的孔内，在外部用扳手旋转螺栓，使膨胀螺母30的膨胀端31相对膨胀头20的锥体22滑动并随之胀开，直至膨胀螺母30膨胀端31的边缘与封闭构件的内壁接触，紧固后实现两个结构件的连接固定。
42.图4是根据本技术实施例2的单边螺栓的爆炸图。参见图2，实施例2与实施例1的区别仅在于，膨胀螺母为截面为正方形的长方体形状。
43.除实施例1及实施例2所示之外，膨胀螺母还可以为截面为椭圆形、长方形或多边形的柱体状。
44.图5是根据本技术实施例3的单边螺栓的爆炸图。参见图3，实施例3与实施例1的区别仅在于，膨胀头的卡头截面为圆形。
45.当然，卡头21的最主要的作用是防止其在被连接构件的槽口中移动，因此，也可以将卡头21的截面设为圆形或椭圆形，并且在其外周设有若干凸起；或者将卡头的端面设为三角形、矩形、规则多边形或不规则多边形，都在本技术的保护范围之内。
46.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
47.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
48.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
49.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
50.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。