[发明专利]一种前端具有切削结构的螺栓套筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺栓套筒，尤其涉及一种前端具有切削结构的螺栓套筒。

背景技术

用膨胀螺栓作为混凝土基材或墙壁上的连接构件是人们常用的方法。普通膨胀螺栓一般包括螺栓、套筒、平垫圈、弹簧垫圈和螺母。螺栓头部为圆锥状，圆锥底部直径与套筒外径相当，圆锥顶部以及螺栓直杆段的直径略小于套筒内径。套筒前端具有膨胀片，该膨胀片由若干个周向排列的膨胀片构成。将膨胀螺栓安装到混凝土中时，需要先打孔，然后将螺栓连同套筒一起插入孔中。当拧紧螺母的时候，螺母推动套筒压迫螺栓圆锥头，套筒前端的膨胀片在螺栓圆锥头的作用下径向扩张，对安装孔壁形成挤压，通过套筒与孔壁间产生的摩擦力，将螺栓固定在安装孔内。由于膨胀螺栓扩张时要挤压孔壁，这样不仅容易对孔周围的混凝土结构造成破坏，而且螺栓的锚固力也很难把握。另外，在负载振动较大的场合，长时间的振动会造成膨胀螺栓松动，甚至脱落。

针对这种情况，人们对膨胀螺栓安装形式进行了改进。即先用冲击钻等工具在例如混凝土基体上钻出圆柱形孔，再利用专用的扩孔钻头对圆柱孔底部进行扩孔，这样当螺栓套筒膨胀片扩张时，就不会挤压孔壁，也就不容易破坏孔壁材料，螺栓就通过该扩孔对套筒膨胀片的约束而固定在混凝土基材上。但这样安装也存在一定的缺陷，因为这样扩出的孔很难与螺栓套筒扩张后的形状良好吻合，会给套筒膨胀片及孔底部混凝土的受力造成不利影响，而且螺栓容易在安装孔内旋转松动，不能很好地保证被固定物的稳固。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种安装时能直接对安装孔底部进行扩孔的、前端具有切削结构的螺栓套筒，当安装螺栓时，这种螺栓套筒在例如冲击钻的钻孔工具旋转驱动下，其前端扩张头一边径向扩张，一边通过其切削结构沿螺栓头圆锥面斜向下环形切削安装孔周围的材料，从而在安装孔底部扩出一个与扩张后的扩张头形状和尺寸完美配合的锥形孔，从而将螺栓坚实地固定在安装孔内。

为实现上述目的，本发明的前端具有切削结构的螺栓套筒，包括直筒段，直筒段一端连接有扩张头，另一端具有与安装工具相接的卡接结构；所述扩张头由若干个周向排列的扩张片构成，扩张头的外表面具有自前端沿轴向外径逐渐缩小的锥形段，扩张头中各扩张片的前端面上覆盖有由切削层构成的切削结构，同时，扩张头锥形段外表面上设置有由切削层或由若干个周向均布的硬质合金块构成的切削结构。

当扩张头锥形段外表面上的切削结构由切削层构成时，该切削层应与扩张片前端面上的切削层相接，并沿扩张片外表面向扩张头根部方向延伸覆盖部分扩张片外表面，同时，扩张片外表面上的切削层周向覆盖全部或部分扩张片外表面。

为了使所述扩张头在扩张时不致造成与直筒段连接处因弯曲疲劳而损坏甚至折断，也为了减小扩张头扩张时的弯曲阻力，扩张头外径自前端面沿轴向逐渐缩小,但直径缩小的程度不能使扩张头根部的壁厚太薄，以保证扩张头在旋转切削过程中有足够的强度，而且，扩张头根部最好设置与其上的锥形段相接的圆柱段，这样可更有利于降低扩张头扩张时的弯曲阻力，同时，该圆柱段还可参与容置切削时产生的粉屑。圆柱段的长度则可根据螺栓套筒的规格来确定。

为了保证扩张头前端切削结构切削面的连续性，相邻扩张片之间的纵向缝隙应尽可能小。

当安装采用本发明螺栓套筒的螺栓时，可用例如冲击钻或手电钻等安装工具，装卡一个专用的、头部有至少两个开口的、类似联轴器的过渡连接装置，与该螺栓套筒直筒段一端的卡接结构相卡合，从而驱动螺栓套筒旋转，同时向螺栓套筒施加轴向压力，使套筒像钻头钻孔一样不断深入安装孔内，实现螺栓的安装固定。为此，本发明的螺栓套筒直筒段一端的卡接结构可以具有至少两个沿圆周均匀分布的轴向开口，其形状和尺寸与安装工具上的过渡连接装置的开口相匹配。所述轴向开口的形状可以是矩形、V字形、U字形、锯齿形或倒凸形，以及其他适当的形状。除了开口形式的卡接结构之外，螺栓套筒直筒段一端还可采用如多边形外形等多种已知型式的卡接结构。

切削结构的作用是在紧固螺栓套筒的过程中，用于切削孔壁，从而在安装孔底部形成与扩张后的扩张头适配的孔。由于混凝土内存在钢筋、石头以及凝结的水泥块等坚硬、致密的物体，需要切削结构有足够强的切削能力，因此本发明的切削结构采用表面有金刚石颗粒层的结构，该切削层也可以采用其他适宜切削的硬质材料颗粒层。这种金刚石颗粒层可通过例如钎焊或等离子喷涂或粘接工艺形成。在螺栓套筒扩张头前端面及其紧邻的外表面上形成的这种切削层的厚度及宽度，以及金刚石颗粒的粒度和密集度可根据螺栓的具体应用场合来确定。扩张头外表面上切削层的沿轴向延伸的宽度优选为直筒段壁厚的1-3倍。