一种可拆卸翻转式单边螺栓紧固件

1.本发明属于单边螺栓相关技术领域，更具体地，涉及一种可拆卸翻转式单边螺栓紧固件。


背景技术：

2.目前，在土木工程领域和机械安装领域，对结构件连接紧固的需求越来越大。就普遍使用的螺栓而言，需要在连接件一侧固定插入的螺杆，在另一侧拧紧螺母。虽然这种连接方式简单便捷、承载性能优秀，但是对于封闭截面构件及不方便在其中一侧进行操作的构件来说并不能很好适用。例如，在钢管结构、钢管混凝土结构以及梁柱连接节点等处，由于构件截面为封闭截面，很难同时在两侧进行操作。多数情况下，在连接构件前需要预留安装孔，会削弱截面强度，加大安装成本。
3.而单边螺栓仅需要在连接件一侧固定及拧紧，更适用于上述场合。普通膨胀单向螺栓因难以实现螺栓预紧力的施加，紧固效果也无法达到较大荷载下设计要求。而现有技术中的穿芯螺栓对螺栓孔洞的预留精度要求特别高，现场安装难度大，且在边柱和角柱节点处难以应用。现有的单边螺栓中，有的螺栓构造过于复杂、难以生产拼装，有的螺栓需要特殊安装工具、安装步骤复杂，有的螺栓拆卸困难、无法重复利用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可拆卸翻转式单边螺栓紧固件，所述紧固件提高了螺栓紧固效果及重复利用性，克服了现有螺栓不能单边紧固的不足。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可拆卸翻转式单边螺栓紧固件，所述紧固件包括主螺杆、套筒组件、垫圈、大螺母及小螺母，所述套筒组件套设在所述主螺杆的一端上，所述小螺母螺纹连接于所述主螺杆的另一端；所述垫圈及所述大螺母均套设在所述套筒组件上，且所述大螺母螺纹连接于所述主螺杆；
6.所述主螺杆包括螺杆及连接于所述螺杆一端的螺帽；所述套筒组件包括套筒主体及多个分体垫片，所述分体垫片的一端转动地连接于所述套筒主体的一端，且多个所述分体垫片绕所述套筒主体的中心轴均匀排布；所述分体垫片通过朝向所述螺杆转动或者朝远离所述螺杆的方向转动，以贴合在所述螺杆上或者展开而与所述垫圈共同将待固定的连接件夹紧。
7.进一步地，多个所述分体垫片贴合在所述螺杆上所形成的筒体的外径小于等于所述螺帽的外径。
8.进一步地，所述分体垫片贴合在所述螺杆上时，将所述螺帽及所述分体垫片依次穿过待紧固的至少两个连接件，并通过移动所述螺杆而使得所述分体垫片展开后与所述连接件接触，所述大螺母用于限定所述垫圈在所述套筒主体上的位置，使得所述垫圈与所述分体垫片将连接件夹紧。
9.进一步地，所述小螺母用于限定所述套筒组件在所述螺杆上的位置；所述螺杆的另一端切割形成有夹持部；所述螺帽靠近所述螺杆的柱面边缘形成有圆角，所述螺帽与所述螺杆的连接处设置有圆角。
10.进一步地，所述螺杆采用半牙式，一半光杆，一半螺纹，光杆的长度小于所述套筒组件的套筒主体的长度，所述螺帽连接于光杆。
11.进一步地，所述套筒主体为圆筒状，其形成有第一通孔，所述第一通孔用于供所述主螺杆穿过，所述第一通孔的直径与所述螺帽的外径相对应；所述套筒主体的一个端面开设有多个套筒主体凹槽，多个所述套筒主体凹槽绕所述套筒主体的中心轴均匀排布，所述套筒主体凹槽用于收容所述分体垫片。
12.进一步地，所述套筒主体凹槽相对的两侧壁上分别开设有安装孔，所述套筒主体通过所述安装孔与所述分体垫片形成转动连接。
13.进一步地，相邻所述套筒主体凹槽之间的槽壁的外缘均形成有圆角，所述分体垫片包括矩形体、半圆盘及四分之一圆盘，所述半圆盘的直径与所述四分之一圆盘的半径相同，所述半圆盘的平面端连接于所述矩形体的一端，所述矩形体的另一端连接于所述四分之一圆盘的平面侧，如此所述四分之一圆盘的一个平面侧与所述矩形体的一侧形成第一连接平面，所述矩形体的另一平面侧分别连接所述半圆盘的第一弧形面及所述四分之一圆盘的第二弧形面。
14.进一步地，所述分体垫片邻近所述半圆盘的一端开设有分体垫片开孔，所述分体垫片通过所述分体垫片开孔转动地连接于所述套筒主体。
15.进一步地，所述分体垫片开孔的直径小于或者等于所述安装孔的直径。
16.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的可拆卸翻转式单边螺栓紧固件主要具有以下有益效果：
17.1.本发明只需要在连接件一侧进行安装，实现单边紧固。
18.2.本发明的分体垫片在安装前已经与套筒连接在一起，与普通垫片相比，省去了普通垫片的安装过程；在安装完成后，各分体垫片同时与螺帽内端面接触，且垫片厚度足够大，受力均匀可靠，可提供较大的承载力，使紧固件在荷载作用下不容易被拔出，紧固效果良好。
19.3.本发明在安装前已将垫圈、大螺母事先安装在套筒组件上，小螺母也已被安装在高强主螺杆上，在安装时仅需为分体垫片留出翻转空间，然后约束住螺杆，依次拧紧小螺母、大螺母，便可完成紧固；在拆卸时，仅需依次放松大螺母、小螺母，然后为分体垫片留出翻转空间，便可抽出紧固件。与现有技术相比，安装简单，拆卸方便，可重复利用。
20.4.与现有的利用特殊材料制成的单边紧固螺栓相比，不需使用特殊材料，不依靠材料变形形成支撑，杜绝了材料疲劳进一步变形带来的隐患。
21.5.本发明结构简单紧凑，成本低廉，安装装配方便，不需要特殊的安装工具便可完成单边紧固，易于在实际操作中使用，既可提高装配效率，又受力可靠，拆卸办法简单明了，并可重复利用，利于可持续发展。
附图说明
22.图1是本发明提供的可拆卸翻转式单边螺栓紧固件的使用状态示意图；
23.图2是图1中的可拆卸翻转式单边螺栓紧固件的主螺杆的示意图；
24.图3是图1中的可拆卸翻转式单边螺栓紧固件的套筒组件的示意图；
25.图4是图1中的可拆卸翻转式单边螺栓紧固件的分体垫片的示意图；
26.图5是图3中的套筒组件的套筒主体的示意图；
27.图6a为紧固件送入连接件孔洞的示意图；图6b为小螺母拧紧时的示意图；图6c为依次拧紧小螺母、大螺母后的示意图；
28.图7a为依次放松大螺母、小螺母后的示意图；图7b为紧固件抽出时的示意图；图7c为紧固件抽出后的示意图。
29.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-主螺杆，1a-螺帽，1b-螺杆，1c-夹持部，2-套筒组件，2a-分体垫片，2b-套筒主体，2c-分体垫片头部，2d-分体垫片根部，2e-分体垫片开孔，2f-套筒主体凹槽，2g-安装孔，3-垫圈，4-大螺母，5-小螺母，6-第一连接件，7-第二连接件。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
31.请参阅图1，本发明提供了一种可拆卸翻转式单边螺栓紧固件，所述紧固件包括主螺杆1、套筒组件2、垫圈3、大螺母4及小螺母5，所述套筒组件2套设在所述主螺杆1的一端上，所述垫圈3套设在所述套筒组件2上。所述大螺母4螺纹连接于所述套筒组件2的一端上，且其邻近所述套筒组件2设置。所述小螺母5螺纹连接于所述主螺杆1，所述大螺母4位于所述小螺母5与所述垫圈3之间。其中，所述大螺母4用于对所述垫圈3进行限位，所述小螺母5用于对所述套筒组件2进行限位。
32.请参阅图2，所述主螺杆1包括螺帽1a及螺杆1b，所述螺帽1a设置在所述螺杆1b的一端，所述螺杆1b的另一端形成有夹持部1c，所述夹持部1c是对所述螺杆1b的对应端进行切割形成的。所述螺杆1b邻近所述加持部的一端外周上形成有外螺纹，所述小螺母5通过所述外螺纹与所述螺杆1b形成螺纹连接。所述螺帽1a靠近所述螺杆1b的柱面边缘形成有圆角，以用于促进所述套筒组件2的分体垫片2a的展开。所述螺帽1a与所述螺杆1b的连接处设置有圆角，以减少应力集中。
33.本实施方式中，所述螺杆1b采用半牙式，一半光杆，一半螺纹，光杆的长度小于所述套筒组件2的套筒主体2b的长度；所述夹持部1c存在有两个平行的切面，用于约束所述主螺杆以进行所述紧固件的安装及拆卸；当然在其他实施方式中，所述夹持部1c可以设置为多个切面。
34.请参阅图3、图4及图5，所述套筒组件2包括套筒主体2b及多个分体垫片2a，多个所述分体垫片2a的一端转动的连接于所述套筒主体2b的一端。所述套筒主体2b为圆筒状，其形成有第一通孔，所述第一通孔用于供所述主螺杆1穿过。其中，所述第一通孔的直径与所述螺帽1a的外径相对应。所述套筒主体2b的一个端面开设有多个套筒主体凹槽2f，多个所述套筒主体凹槽2f绕所述套筒主体2b的中心轴均匀排布，所述套筒主体凹槽2f用于收容所
述分体垫片2a。
35.所述套筒主体凹槽2f与所述第一通孔相连通，其深度方向与所述套筒主体2b的轴向平行。所述套筒主体凹槽2f相对的两侧壁上分别开设有安装孔2g，所述套筒主体2b通过所述安装孔2g与所述分体垫片2a形成转动连接。
36.相邻所述套筒主体凹槽2f之间的槽壁的外缘均形成有圆角，以利于与所述主螺杆1贴合，施加预紧力。本实施方式中，所述分体垫片2a的数量为8个，所述分体垫片2a根部的厚度与所述套筒主体2b的厚度相同，所述分体垫片2a根部宽度与所述套筒主体2b端部的套筒主体凹槽2f的宽度相同，每个分体垫片2a均可相对于所述主螺杆1转动，以贴合在所述主螺杆1上或者展开后贴合在第一连接件6上，与所述垫圈3共同将所述第一连接件6及第二连接件7固定。多个所述分体垫片2a收紧时所围成的筒体的内径及外径分别与套筒主体2b的内径及外径相同，且分别与所述螺杆1b的直径及所述第一通孔的直径相对应。
37.所述分体垫片2a为爪体，其包括矩形体、半圆盘及四分之一圆盘，半圆盘为形成所述分体垫片2a的分体垫片根部2d，四分之一圆盘形成分体垫片头部2c。所述半圆盘的直径与所述四分之一圆盘的半径相同，所述半圆盘的平面端连接于所述矩形体的一端，所述矩形体的另一端连接于所述四分之一圆盘的平面侧，如此所述四分之一圆盘的一个平面侧与所述矩形体的一侧形成第一连接平面，所述矩形体的另一平面侧分别连接所述半圆盘的第一弧形面及所述四分之一圆盘的第二弧形面。所述分体垫片2a邻近所述半圆盘的一端开设有分体垫片开孔2e，所述分体垫片2a通过所述分体垫片开孔2e转动地连接于所述套筒主体2b。本实施方式中，所述分体垫片开孔2e的直径小于或者等于所述安装孔2g的直径，便于所述套筒组件2的拼装。
38.其中，分体垫片2a通过连接组件连接于所述套筒主体2b，所述连接组件包括弹簧及两个分别连接于所述弹簧相背的两端的圆柱体，两个所述圆柱体的一端分别设置在相对的两个所述安装孔2g内，所述弹簧及部分所述圆柱体收容在所述分体垫片开孔2e内。所述分体垫片2a完全展开之后，所述半圆盘的第一弧形面与所述螺帽1a及所述螺杆1b连接处的圆角贴合。
39.所述紧固件安装之前，所述分体垫片2a与所述套筒主体2b拼装为套筒组件，再将垫片3及所述大螺母4套设在所述套筒主体2b上。所述主螺杆1的一端穿过所述套筒主体2b，将所述小螺母5螺纹链接在所述螺杆1b上，露出所述夹持部1c即可。所述分体垫片2a处于未展开状态，且与所述螺杆1b贴合。
40.所述紧固件的安装过程如下：
41.1.如图6a所示，沿着主螺杆1的轴向，将拼装好的紧固件的螺帽1a所在的一端依次穿过所述第二连接件7及所述第一连接件6，直至大螺母4将垫圈3顶到与第二连接件7贴合，为分体垫片2a留出翻转空间。
42.2.如图6b所示，约束住主螺杆1，旋转小螺母5，分体垫片2a在螺帽1a的侧向压力下朝向所述第一连接件6翻转，直至完全展开，螺帽1a平面与分体垫片2a的一侧平面重合。
43.3.如图6c所示，沿轴向回拉主螺杆1，使分体垫片2a顶住第一连接件6，旋转大螺母4，施加预紧力以使得所述分体垫片2a及所述垫片夹紧所述第一连接件6及所述第二连接件7，完成安装。
44.所述紧固件的拆卸过程如下：
45.1.如图7a所示，约束住主螺杆1，依次放松大螺母4及小螺母5，直至小螺母5回到夹持部1c旁的位置；
46.2.如图7b所示，沿轴向移动主螺杆1直至小螺母5将大螺母4顶到与垫圈3贴合，为分体垫片2a留出翻转空间，将大螺母4朝向所述小螺母5拉，此过程中分体垫片2a与第一连接件6的孔洞边缘接触，分体垫片2a在第一连接件6的侧向压力下朝向所述螺杆1b翻转。
47.3.如图7c所示，待分体垫片2a完全闭合，其展开最大范围直径小于所述第一连接件6及所述第二连接件的孔直径，夹住大螺母4将紧固件自所述第一连接件6及所述第二连接件7完全拉出，完成拆卸。
48.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。