一种单边自紧螺栓紧固件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单边自紧高强螺栓紧固件，包括扭剪型高强螺栓，扭剪型高强螺栓一端为突出栓杆的螺栓头，另一端为梅花头，螺栓头与梅花头之间的栓杆为全螺纹栓杆；从螺栓头一端起依次紧密套有套筒、垫片和螺母；套筒内部靠近螺栓头的一端设置有内螺纹；套筒内部设置有薄弱处，薄弱处发生塑性变形的临界强度低于套筒上其他位置。组装好本装置并穿入待连接件的预留孔中，在可操作一侧用扭剪扳手拧螺栓，在两边挤压力的作用下使得套筒薄弱处首先屈服带动周围形成扩大头从而锁定待连接件、并能够达到规范规定的摩擦型螺栓预紧力。本装置在强度上满足钢结构设计要求，并且结构简单、造价低廉、装配方便，可广泛应用于土木建筑工程、机械工程等领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及土木工程及机械连接紧固领域，特别是单侧安装操作的螺栓紧固件。
技术介绍
目前，在土木工程和机械连接紧固领域，对于结构件连接紧固的安装需求量非常庞大。就当前来看，传统的也是被当前普遍使用的螺栓分为螺杆和螺母两部分，需要在一侧插入螺杆并夹紧螺母，然后在另一侧用工具将螺母拧紧。这使得在对构件实施连接紧固作业时，工作人员需要在构件两侧作业。这种连接紧固方法构造简单、操作方便、承载力好，但仅局限适用于开口截面构件的连接，对于某些闭口截面构件或是不方便接触到其中一面的构件来说，许多情况下，在施工过程中需要开手孔，会进一步削弱截面强度，导致螺栓强度达不到理论值；甚至还存在许多空间狭小的情况，致使接近被连接的工件其中一面受阻碍或受限时，即使开手孔也根本无法完成操作；更有很多闭口截面构件，不允许开手孔导致无法解除到受阻碍一面。例如，在钢管结构(方钢管或圆钢管)及钢管混凝土结构中，梁柱连接节点处，由于柱截面为闭口截面，不能同时在两边进行操作，只能在单侧进行操作连接安装，因此传统的螺栓螺母连接紧固件无法满足类似结构的紧固安装。
技术实现思路
要解决的技术问题:针对现有技术的不足，本技术提供一种单边自紧螺栓紧固件，解决现有技术中常见的螺栓无法进行单边紧固作业的不足。技术方案:为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案:一种单边自紧螺栓紧固件，包括扭剪型高强螺栓，扭剪型高强螺栓一端为突出栓杆的螺栓头，另一端为梅花头，螺栓头与梅花头之间的栓杆为全螺纹栓杆；在扭剪型高强螺栓的栓杆上从螺栓头一端起依次紧密地套有套筒、垫片和螺母；所述套筒的外径小于螺母的外径，并且套筒内部靠近螺栓头的一端设置有内螺纹；所述套筒内部还设置有薄弱处，薄弱处位于内螺纹以外的区域，薄弱处发生塑性变形的临界强度低于套筒上的其他位置。在需要连接的两个构件的可操作一侧开孔，该孔穿过靠近可操作一侧的构件并穿到另一个构件内部。将本技术的一种单边自紧螺栓紧固件中的套筒拧进螺栓杆至螺栓头处，再将垫片套上螺栓杆并用螺母拧上使得螺栓头、套筒、垫片、螺母顺次紧密接触；将组装好的紧固件的螺栓头一侧从孔中伸入到不可操作一侧的构件内部，垫片和螺母或者仅螺母由于直径较大无法进入孔中而抵在可操作一侧的构件表面。将该紧固件的梅花头插进扭剪扳手的内套筒中，在梅花头完全进入扭剪扳手的内套筒时内套筒后退，然后把扭剪扳手的外套筒完全插到螺母上。打开扭剪扳手的开关，扭剪扳手的内套筒旋转，开始拧紧螺栓，螺栓头与螺母之间的距离有变小的趋势，一方面螺栓头在不可操作一侧挤压套筒，另一方面螺母在可操作一侧挤压套筒。套筒上的薄弱处受力率先屈服带动周边向外膨胀形成大于孔内其他部分构件的外径的扩大头，由于螺栓杆与套筒在靠近螺栓头的部分有螺纹连接，可以防止该部分的套筒向外扩张，以免套筒靠近螺栓头的一端也因挤压而过度向外扩张导致套筒冲出螺栓头，整体稳定性无法保证；一般的扭剪型高强度螺栓都带有梅花头，梅花头为易剪切部分，随着紧固程度加深，旋转速度逐渐减慢，最后使梅花头部分达到一定扭矩，梅花头处的易剪切部分剪断，安装完毕。进一步的，在本技术中，所述套筒的材料屈服强度大于200MPa且套筒的伸长率在35%以上。套筒具有良好的形变能力，在其形变成后直径大于开孔才能实现待紧固件不可操作一侧的紧固。进一步的，在本技术中，套筒上的薄弱处的具体实现方法有多种，比较简单的方式是采用削弱截面积的方式，如将薄弱处设置为一圈环状凹槽。有益效果:本技术在传统的扭剪型高强螺栓的基础上设置上套接一个套筒，套筒在靠近螺栓头的一端与螺栓杆以螺纹连接，套筒上面还设置有发生塑性变形临界应力最小的薄弱处，在安装紧固套筒的过程中，薄弱处受挤压后自动实现屈服强度较低的套筒的变形，形成扩大头抵在可操作一侧的构件的背面从而起到类似垫片的固定作用，螺栓头与套筒靠螺纹连接咬住套筒使其与螺栓头接触处不会“溢”出螺栓头；本技术在强度上满足钢结构设计要求，可以完全达到规范规定的摩擦型螺栓的预紧力，可以很好地应用于钢结构节点连接，并且结构构造简单、造价低廉、装配方便、易于操作，广泛适用于土木建筑工程、机械工程等领域对闭口截面进行螺栓紧固作业，如方钢管与圆钢管的结构等，只需要在可操作的单侧安装螺栓，从而实现了单边作业，节点安装完成后，可靠性尚、能有效提尚节点承载力；本技术的紧固螺栓的综合力学性能强，紧固效果优良，可以施加与国内现有高强度螺栓同等的预拉力形成摩擦型高强度螺栓连接接头。【附图说明】图1为本技术中扭剪型高强螺栓的示意图；图2为本技术中套筒示意图；图3为本技术拼装后的螺栓紧固件示意图；图4为将螺栓头一侧伸入不可操作一侧的示意图；图5为将螺栓杆与扭剪扳手连接的示意图；图6为第二套筒变形的示意图；图7为梅花头被剪断的不意图；图8为最终紧固好后的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作更进一步的说明。一种新式扭剪型高强度单边自紧螺栓紧固件，包括扭剪型高强度螺栓1、螺母6、套筒4和垫片5 ；如图1所示，扭剪型高强度螺栓I 一端有大于螺杆的螺栓头2，另一端有易剪切的梅花头3，梅花头3与螺栓头2之间的螺杆为全螺纹螺杆。如图2所示，套筒4由屈服强度大于200MPa且伸长率在35%以上的材料制成，使得套筒4能够较为容易形变但不断裂，套筒4内部靠近螺栓头2的一端设置有内螺纹；所述套筒4内部还设置有薄弱处7，薄弱处7位于内螺纹以外的区域并且未一圈环状凹槽，薄弱处7发生塑性变形的临界强度低于套筒4上的其他位置。如图3所示，将套筒4、垫片5和螺母6先后套在螺栓杆上，将套筒4拧紧至靠到螺栓头2上，然后拧紧螺母6使得螺栓杆上的组件依次紧密贴合。图4所示，第一构件8与第二构件9是需要紧固的两个构件，这两个构件之间形成闭口截面的形式，在第一构件8与第二构件9的可操作一侧开孔，使得孔穿过靠近可操作一侧的第一构件8并穿到第二构件9内部，如图3所示将本技术的紧固件拼装之后，如图5所示将螺栓头2 —侧伸入至孔中并将垫片5紧贴在第一构件8的表面进行准确定位；如图6所示，将该紧固件的梅花头3插进扭剪扳手的内套筒中，在梅花头3完全进入扭剪扳手的内套筒时内套筒后退，然后把扭剪扳手的外套筒完全套到螺母6上；如图7所示，打开扭剪扳手的开关，内套筒旋转，开始拧紧螺栓，套筒4上的环状凹槽7处开始变形带动套筒4膨胀成扩大头，螺栓杆无法从孔中移出并锁住待连接的第一构件8与第二构件9 ;如图8所示，随着紧固程度加深，旋转速度逐渐减慢，最后使梅花头3达到一定扭矩，梅花头3剪断，安装完毕。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出:对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。【主权项】1.一种单边自紧螺栓紧固件，其特征在于:包括扭剪型高强螺栓(I)，扭剪型高强螺栓(I) 一端为突出栓杆的螺栓头(2)，另一端为梅花头(3)，螺栓头(2)与梅花头(3)之间的栓杆为全螺纹栓杆；在扭剪型高强螺栓(I)的栓杆上从螺栓头(2) —端起依次紧密地套有套筒(4)、垫片(5)和螺母(6);所述套筒(4)的外径小于螺母(6)的外径，并且套筒(4)内部靠近螺栓头(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单边自紧螺栓紧固件，其特征在于：包括扭剪型高强螺栓(1)，扭剪型高强螺栓(1)一端为突出栓杆的螺栓头(2)，另一端为梅花头(3)，螺栓头(2)与梅花头(3)之间的栓杆为全螺纹栓杆；在扭剪型高强螺栓(1)的栓杆上从螺栓头(2)一端起依次紧密地套有套筒(4)、垫片(5)和螺母(6)；所述套筒(4)的外径小于螺母(6)的外径，并且套筒(4)内部靠近螺栓头(2)的一端设置有内螺纹；所述套筒(4)内部还设置有薄弱处(7)，薄弱处(7)位于内螺纹以外的区域，薄弱处(7)发生塑性变形的临界强度低于套筒(4)上的其他位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范圣刚，刘飞，桂鹤阳，孙文隽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32