CN112576596A - 一种可重复利用的球头活接螺栓 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可重复利用的球头活接螺栓。本发明设计了特殊结构的翻转式垫片、翻转配合体及套筒，套筒斜面与垫片斜面相互配合，保证翻转式垫片在工作能够正确翻转，避免安装失效；翻转式垫片和翻转配合体通过凸头及凹槽连接成一体，结构紧凑，使该紧固件能够通过多个翻转式垫片的翻转运动实现快速精确的单边固定连接，解决了某些特殊工况下的螺栓安装失效问题；翻转式垫片在安装前已经与翻转配合体连接在一起，省去了垫片的安装过程，且安装完成后，圆头螺栓头内端面同时与多个呈平垫状的翻转式垫片接触，为周向多点受力，受力均匀，力学性能好，可承受大的承载力。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓结构技术领域，具体涉及一种可重复利用的球头活接螺栓。
背景技术
螺栓作为机械零件的一种配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件，由头部和螺杆两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。螺栓广泛应用在各行各业，但是在不同的行业对螺栓强度的要求,例如在航天、石油探测等领域，对螺栓强度的要求更高，但是目前市场上的螺栓很难完全满足各行各业的要求，而且，制造高强度螺栓的方式一般为车削的成型，强度往往难以保证，有时在使用中产生掉头、杆部断裂等不安全现象，对工业生产危害很大。
可重复利用的球头活接螺栓在使用时，将方形颈部嵌入被连接件的槽中，减小突出表面的高度，然后从反面将螺钉拧紧，这种结构的连接件具有防滑稳固作用，震动时也不易松动，广泛应用于汽车配件领域。
这种连接紧固方法结构简单、操作方便、承载好，但仅适用于开口截面构件中，而在某些特殊场合中，例如对封闭截面构 件或不方便在另外一侧操作的构件进行连接紧固时，就无法使用这种常用的螺栓螺母连接 紧固方法。比如：在钢管结构及钢管混凝土结构中，梁柱连接节点处，由于钢管柱为闭合截 面，不能在两边进行操作，只能单侧连接安装，因此无法采用这种常用的螺栓螺母连接紧固 法进行紧固安装。目前，国内市场上没有相应的单边螺栓产品，而已公开的相关专利或是对 螺栓杆削弱过多，或是螺栓头受力点过少；国外市场上虽然出现了类似产品，但该类产品难 以在安装阶段对螺栓施加较大的预拉力以形成摩擦型螺栓连接接头，其承载的综合力学性 能并不理想，在建筑结构抗震设计应用中受到很大限制。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了本发明要解决的技术问题是提供一种可重复利用的球头活接螺栓安装过程简单可靠，拆卸方便，可重复使用，力学性能好，可承受大的承载力。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
本发明提供一种可重复利用的球头活接螺栓，包括半球形圆头端的螺栓头部和设于螺栓头部一端与螺栓头部同轴的螺杆，还包括所述沿螺栓头部轴向依次套设在所述螺栓头部上的翻转式垫片组件、套筒、垫圈，所述翻转式垫片组件包括翻转配合体以及多个沿翻转配合体的周向均匀布设在翻转配合体上并与翻转配合体转动连接的翻转式垫片，所述翻转式垫片与套筒相适配，所述螺栓头部与螺杆相接处设有榫头，靠近榫头下方的柱体部外圆周面上设有圆周均布的细短齿体，所述细短齿体突出于柱体部的外圆周面，所述细短齿体的长度方向与所述螺杆的轴线方向一致，所述螺栓头部的另一端的中心处设有内螺孔，所述螺栓头部、方颈部及螺杆的杆部为冷镦成一体结构；所述螺杆的中心处开设有贯通的中心孔，所述中心孔内贯穿连接有传感器，所述中心孔的两端螺纹连接有限位头和紧固头，所述传感器的一端与所述限位头和/或紧固头旋合。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，所述细短齿体的截面为三角形的尖齿，细短齿体在固定螺栓的柱体部外圆周面上共设18-26颗，齿体高度不大于0.5mm，相邻齿体的相邻齿面之间的角度选择在60-75度之间。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，所述翻转式垫片的头端设有垫片斜面，尾端与翻转配合体转动连接，所述套筒的端部设有与垫片斜面相适配的套筒斜面。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，所述翻转配合体上沿周向均匀开设有多个与翻转式垫片相适配的垫片活动槽，所述翻转式垫片的尾端位于垫片活动槽内。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，所述翻转式垫片的尾端设有与垫片活动槽相适配的垫片弧面。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，所述翻转式垫片的尾端两侧均设有凸头，所述垫片活动槽内开设有与凸头相适配的凹槽，所述凸头与凹槽之间为过盈配合。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，该紧固件用于对连接件进行固定，所述连接件上开设有连接件安装孔，所述螺栓头部及翻转配合体的直径均小于连接件安装孔的内径。
上述的可重复利用的球头活接螺栓，所述套筒的外径小于或等于连接件安装孔的内径。
本发明这种可重复利用的球头活接螺栓设计了特殊结构的翻转式垫片、翻转配合体及套筒，套筒斜面与垫片斜面相互配合，保证翻转式垫片在工作能够正确翻转，避免安装失效；翻转式垫片和翻转配合体通过 凸头及凹槽连接成一体，结构紧凑，使该紧固件能够通过多个翻转式垫片的翻转运动实现 快速精确的单边固定连接，解决了某些特殊工况下的螺栓安装失效问题，且安装过程简单可靠，拆卸方便，可重复使用，力学性能好，可承受大的承载力；翻转式垫片在安装前已经与翻转配合体连接在一起，与普通垫片相比，省去了普通垫片的安装过程，且安装完成后，圆头螺栓头内端面同时与多个呈平垫状的翻转式垫片接触，为周向多点受力，受力均匀，力学性能好，可承受大的承载力；整体结构简单紧凑，加工费用低，安装装配方便，既不需要预先的垫片安装处理，也不需要额外的安装工具辅助，易于在实际操作中使用，能大大提高安装效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行 描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它 的实施例及其附图。
图1为本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的 前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
本发明的实施例提供一种目标轨道运动模拟装置，能够准确模拟目标的轨道运动姿态变化。
参阅图1，本发明提供一种可重复利用的球头活接螺栓，包括半球形圆头端的螺栓头部3和设于螺栓头部3一端与螺栓头部3同轴的螺杆2，还包括所述沿螺栓头部3轴向依次套设在所述螺栓头部3上的翻转式垫片组件、套筒、垫圈，所述翻转式垫片组件包括翻转配合体以及多个沿翻转配合体的周向均匀布设在翻转配合体上并与翻转配合体转动连接的翻转式垫片，所述翻转式垫片与套筒相适配，所述螺栓头部3与螺杆2相接处设有榫头4，靠近榫头4下方的柱体部外圆周面上设有圆周均布的细短齿体5，所述细短齿体5突出于柱体部的外圆周面，所述细短齿体的长度方向与所述螺杆2的轴线方向一致，所述螺栓头部3的另一端的中心处设有内螺孔，所述螺栓头部3、方颈部1及螺杆2的杆部为冷镦成一体结构；所述螺杆2的中心处开设有贯通的中心孔，所述中心孔内贯穿连接有传感器，所述中心孔的两端螺纹连接有限位头和紧固头，所述传感器的一端与所述限位头和/或紧固头旋合。所述传感器可以是光纤光栅应变计、金属电阻应变计或半导体应变计。安装时首先将限位头固接在载荷传感器上后，载荷传感器插接到中心孔内后在将限位头固定在螺杆2上，同时将载荷传感器的另一端旋合在紧固头上，采用限位头和紧固头的设计对载荷传感器进行双向夹紧固定，大大增强载荷传感器安装后的固定效果。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，所述细短齿体5的截面为三角形的尖齿，所述细短齿体5在螺杆2的柱体部外圆周面上共设18-26颗，齿体高度不大于0.5mm，相邻齿体的相邻齿面之间的角度选择在60-75度之间。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，所述翻转式垫片的头端设有垫片斜面，尾端与翻转配合体转动连接，所述套筒的端部设有与垫片斜面相适配的套筒斜面。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，所述翻转配合体上沿周向均匀开设有多个与翻转式垫片相适配的垫片活动槽，所述翻转式垫片的尾端位于垫片活动槽内。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，所述翻转式垫片的尾端设有与垫片活动槽相适配的垫片弧面。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，所述翻转式垫片的尾端两侧均设有凸头，所述垫片活动槽内开设有与凸头相适配的凹槽，所述凸头与凹槽之间为过盈配合。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，该紧固件用于对连接件进行固定，所述连接件上开设有连接件安装孔，所述螺栓头部3及翻转配合体的直径均小于连接件安装孔的内径。
进一步地，本发明一种可重复利用的球头活接螺栓的较佳的实施例中，所述套筒的外径小于或等于连接件安装孔的内径。
螺栓头部3包括圆头螺栓杆以及设置在圆头螺栓杆一端的圆头螺栓头，该圆头螺栓头与翻转配合体之间的配合面为平面。
安装前，将各个翻转式垫片的凸头放入翻转配合体的凹槽中，组成翻转式垫片组件。套筒斜面可与垫片斜面相互作用，引导各个翻转式垫片同步翻转。安装前将翻转式垫片组件和套筒套在圆头螺栓2的圆头螺栓杆上，并与圆头螺栓头一起从连接件安装孔的一侧穿过到达另一侧；之后顶住套筒，并回拉圆头螺栓杆，套筒斜面会挤压翻转式垫片上的垫片斜面，引导翻转式垫片发生整体翻转，翻转后的翻转式垫片组件的外径大于连接件安装孔的孔径；继续回拉圆头螺栓杆，使各个翻转式垫片紧压在翻转配合体和连接件的内壁之间，最后将螺母和垫圈紧固完成安装。其中，翻转式垫片可通过凸头和凹槽之间的配合在翻转配合体上转动，垫片弧面能够保证翻转式垫片转动的平滑无障碍。
本发明这种可重复利用的球头活接螺栓设计了特殊结构的翻转式垫片、翻转配合体及套筒，套筒斜面与垫片斜面相互配合，保证翻转式垫片在工作能够正确翻转，避免安装失效；翻转式垫片和翻转配合体通过 凸头及凹槽连接成一体，结构紧凑，使该紧固件能够通过多个翻转式垫片的翻转运动实现 快速精确的单边固定连接，解决了某些特殊工况下的螺栓安装失效问题，且安装过程简单可靠，拆卸方便，可重复使用，力学性能好，可承受大的承载力；翻转式垫片在安装前已经与翻转配合体连接在一起，与普通垫片相比，省去了普通垫片的安装过程，且安装完成后，圆头螺栓头内端面同时与多个呈平垫状的翻转式垫片接触，为周向多点受力，受力均匀，力学性能好，可承受大的承载力；整体结构简单紧凑，加工费用低，安装装配方便，既不需要预先的垫片安装处 理，也不需要额外的安装工具辅助，易于在实际操作中使用，能大大提高安装效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种可重复利用的球头活接螺栓，包括半球形圆头端的螺栓头部（3）和设于螺栓头部（3）一端与螺栓头部（3）同轴的螺杆（2）及方颈部（1），其特征在于，还包括所述沿螺栓头部（3）轴向依次套设在所述螺栓头部（3）上的翻转式垫片组件、套筒、垫圈，所述翻转式垫片组件包括翻转配合体以及多个沿翻转配合体的周向均匀布设在翻转配合体上并与翻转配合体转动连接的翻转式垫片，所述翻转式垫片与套筒相适配，所述螺栓头部（3）与螺杆（2）相接处设有榫头（4），靠近榫头（4）下方的柱体部外圆周面上设有圆周均布的细短齿体（5），所述细短齿体（5）突出于柱体部的外圆周面，所述细短齿体的长度方向与所述螺杆（2）的轴线方向一致，所述螺栓头部（3）的另一端的中心处设有内螺孔，所述螺栓头部（3）、方颈部（1）及螺杆（2）的杆部为冷镦成一体结构；所述螺杆（2）的中心处开设有贯通的中心孔，所述中心孔内贯穿连接有传感器，所述中心孔的两端螺纹连接有限位头和紧固头，所述传感器的一端与所述限位头和/或紧固头旋合。
2.根据权利要求1所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，所述细短齿体（5）的截面为三角形的尖齿，所述细短齿体（5）在螺杆（2）的柱体部外圆周面上共设18-26颗，齿体高度不大于0.5mm，相邻齿体的相邻齿面之间的角度选择在60-75度之间。
3.根据权利要求1所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，所述翻转式垫片的头端设有垫片斜面，尾端与翻转配合体转动连接，所述套筒的端部设有与垫片斜面相适配的套筒斜面。
4.根据权利要求3所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，所述翻转配合体上沿周向均匀开设有多个与翻转式垫片相适配的垫片活动槽，所述翻转式垫片的尾端位于垫片活动槽内。
5.根据权利要求4所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，所述翻转式垫片的尾端设有与垫片活动槽相适配的垫片弧面。
6.根据权利要求5所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，所述翻转式垫片的尾端两侧均设有凸头，所述垫片活动槽内开设有与凸头相适配的凹槽，所述凸头与凹槽之间为过盈配合。
7.根据权利要求1所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，该紧固件用于对连接件进行固定，所述连接件上开设有连接件安装孔，所述螺栓头部（3）及翻转配合体的直径均小于连接件安装孔的内径。
8.根据权利要求7所述的一种可重复利用的球头活接螺栓，其特征在于，所述套筒的外径小于或等于连接件安装孔的内径。
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