本發(fā)明涉及一種固定連接器，特別涉及一種推脹拉拔式彈性固定連接器，其中該推脹拉拔式彈性固定連接器能夠使連接物體和被連接物體方便地連接和分離，并且在連接物體和被連接物體分離后該推脹拉拔式彈性固定連接器能夠重復(fù)使用。

背景技術(shù)：

固定連接器被廣泛應(yīng)用于各種工程機(jī)械和工程施工中，現(xiàn)有技術(shù)中已有多種機(jī)械固定連接方式，根據(jù)其可拆性又分為可拆連接和不可拆連接，可拆連接包括螺栓連接、鍵連接、銷(xiāo)連接等，不可拆連接包括鉚釘連接、焊接、膠接等，這些連接方式的優(yōu)異與缺陷也各不相同，存在操作復(fù)雜、連接可靠性差、連接后有松動(dòng)等現(xiàn)象。

不同于上述連接方式，另一種螺紋連接件—膨脹螺栓，可實(shí)現(xiàn)可靠連接，連接后不易松動(dòng)。該膨脹螺栓通常由螺桿、脹管、平墊圈、彈簧墊和六角螺母組成，螺栓的一端外徑較大，另一端開(kāi)設(shè)有螺紋，螺母旋擰于螺栓上。螺桿套在脹管上，脹管臨近螺栓外徑較大的一端開(kāi)有沿螺栓軸向設(shè)置的條形開(kāi)口。使用時(shí)，須先用沖擊電鉆(錘)在固定體上鉆出相應(yīng)尺寸的孔，再把螺桿、脹管裝入孔中，旋緊螺母即可使螺桿、脹管、安裝件與固定體之間脹緊成為一體。膨脹螺栓的原理是把膨脹螺栓打到地面或墻面上的孔中后，用扳手?jǐn)Q緊膨脹螺栓上的螺母，螺栓往外走，而外面的金屬套卻不動(dòng)，于是，螺桿底下的大頭就把金屬套漲開(kāi)，使其漲滿(mǎn)整個(gè)孔，此時(shí)，膨脹螺栓就抽不出來(lái)了。然而膨脹套管受到螺桿的擠壓變形后無(wú)法自行恢復(fù)，正因?yàn)樘坠軣o(wú)法取出，直接導(dǎo)致膨脹螺栓無(wú)法取出。因此普通膨脹螺栓安裝后難以拔出，易毀壞墻體，并且該膨脹螺栓受到嚴(yán)重變形，不可重復(fù)利用。因此，本發(fā)明提供一種推脹拉拔式彈性固定連接器，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種推脹拉拔式彈性固定連接器，其中該推脹拉拔式彈性固定連接器能夠使連接物體和被連接物體方便地連接和分離，并且在連接物體和被連接物體分離后該推脹拉拔式彈性固定連接器能夠重復(fù)使用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種推脹拉拔式彈性固定連接器，其中該推脹拉拔式彈性固定連接器包括：

一種推脹拉拔式彈性固定連接器，其特征在于，該推脹拉拔式彈性固定連接器包括：

一個(gè)螺釘頭，該螺釘頭具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)；

一個(gè)膨脹套，該膨脹套具有一個(gè)第一端部、一個(gè)第二端部、一個(gè)安裝通道以及至少兩缺口，該第一端部和該第二端部相互對(duì)應(yīng)以界定該膨脹套的長(zhǎng)度，該安裝通道連通于該第一端部和該第二端部，各個(gè)該缺口從該第二端部向該第一端部方向延伸，以使該膨脹套在該第一端部形成一定位部，和在該第二端部形成一自鎖部；一個(gè)脹緊螺栓，該脹緊螺栓包括一個(gè)螺栓主體、一個(gè)操作端以及一個(gè)連接端，該操作端和該連接端分別設(shè)置于該螺栓主體的兩個(gè)端部，并且該連接端具有外螺紋結(jié)構(gòu)，該螺栓主體自該膨脹套的該第一端部開(kāi)始安裝于該安裝通道，并且該脹緊螺栓的該操作端保留在該膨脹套的該第一端部，該脹緊螺栓的該連接端露出該膨脹套的該第二端部，該脹緊螺栓的該螺栓主體保留在該安裝通道，該脹緊螺栓的該連接端的外螺紋結(jié)構(gòu)和該螺釘頭的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)相互配合，以使該螺釘頭安裝于該脹緊螺栓的該連接端。

作為對(duì)本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該膨脹套的該缺口的數(shù)量是四個(gè)，并且各個(gè)該缺口相互平行地沿著該膨脹套的長(zhǎng)度方向從該第二端部向該第一端部方向延伸。

作為對(duì)本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該膨脹套的的四個(gè)缺口沿著膨脹套周向均勻分布。

作為對(duì)本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該螺栓主體的外表面的形狀和該膨脹套的內(nèi)表面的形狀一致。

作為對(duì)本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該螺栓主體包括一體形成的一個(gè)圓柱段以及一個(gè)圓錐段，該圓柱段和該操作端連接，該圓錐段和該連接端連接，該膨脹套具有一個(gè)圓柱表面以及一個(gè)圓錐表面，該圓柱表面是該定位部的內(nèi)表面，該圓錐表面是該自鎖部的內(nèi)表面。

作為對(duì)本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該操作端是一個(gè)圓柱盤(pán)。

作為對(duì)本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，該螺釘頭在遠(yuǎn)離所述脹緊螺栓的一側(cè)，呈錐臺(tái)形。

本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器的優(yōu)勢(shì)在于：

本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器包括一個(gè)螺釘頭、一個(gè)膨脹套以及一個(gè)脹緊螺栓，該脹緊螺栓在安裝于該膨脹套的安裝通道后，將該螺釘頭和該脹緊螺栓的連接端連接在一起，從而使該脹緊螺栓保持在該安裝通道內(nèi)。該推脹拉拔式彈性固定連接器通過(guò)簡(jiǎn)單的推拉動(dòng)作，來(lái)將連接物體和被連接物體快速地且方便地進(jìn)行連接和分離，以方便操作，并且該推脹拉拔式彈性固定連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、緊湊，連接件之間無(wú)間隙、安裝后不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)的現(xiàn)象，緊固力強(qiáng)，容易加工，可重復(fù)使用，從而使該推脹拉拔式彈性固定連接器具有更好的經(jīng)濟(jì)性。

該推脹拉拔式彈性固定連接器還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器可以通過(guò)一個(gè)脹緊扳手用于安裝和拆卸該推脹拉拔式彈性固定連接器，以提高安裝和拆卸效率，并且避免對(duì)該推脹拉拔式彈性固定連接器造成損壞，顯著提高該推脹拉拔式彈性固定連接器的使用壽命。

2、相對(duì)于普通的采用螺母扭緊的螺栓來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的該推脹拉拔式彈性固定連接器采用直接推進(jìn)螺釘?shù)姆绞绞乖撁浘o套的自鎖部膨脹以鎖緊，從而該推脹拉拔式彈性固定連接器在將連接物體和被連接物體連接在一起后更美觀(guān)。

3、該推脹拉拔式彈性固定連接器在膨脹過(guò)程中只發(fā)生彈性變形，在該推脹拉拔式彈性固定連接器拆卸后，能夠快速恢復(fù)到原來(lái)的形狀，以確保該膨脹套的再次使用，在提高工作效率的同時(shí)，并且使整個(gè)的該推脹拉拔式彈性固定連接器能夠重復(fù)使用。

4、該推拉膨脹式固定連接器穩(wěn)定、牢固、可靠，實(shí)現(xiàn)了快速聯(lián)接，快速分離的需求。

5、該推脹拉拔式彈性固定連接器可根據(jù)需要設(shè)計(jì)出不同規(guī)格的固定連接器。

附圖說(shuō)明

為了獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，以下將參照附圖中所示的本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)以上概述的本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明。應(yīng)理解的是，這些附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，通過(guò)使用附圖，將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體和更詳細(xì)的說(shuō)明和闡述。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的示意圖。

圖2是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的脹緊螺栓的示意圖。

圖3是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的膨脹套的示意圖。

圖4是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的一個(gè)狀態(tài)的示意圖。

圖5是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的另一個(gè)狀態(tài)的示意圖。

圖6是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的一個(gè)使用狀態(tài)的示意圖。

圖7是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的原理示意圖之一。

圖8是本發(fā)明的推脹拉拔式彈性固定連接器的原理示意圖之二。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒(méi)有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

如圖1至圖8所示，依本發(fā)明的發(fā)明精神提供一種推脹拉拔式彈性固定連接器，該推脹拉拔式彈性固定連接器包括一個(gè)脹緊螺栓10、一個(gè)膨脹套20以及一個(gè)螺釘頭30，該脹緊螺栓10在安裝于該膨脹套20之后，將該螺釘頭30安裝于該膨脹螺栓10的連接端，以形成該推脹拉拔式彈性固定連接器。

該膨脹套20具有一個(gè)第一端部21、一個(gè)第二端部22、一個(gè)安裝通道23以及至少兩個(gè)缺口24，該第一端部21和該第二端部22相互對(duì)應(yīng)以界定該膨脹套20的長(zhǎng)度，該安裝通道23連通于該第一端部21和該第二端部22，各個(gè)該缺口24從該第二端部22向該第一端部21方向延伸，以使該膨脹套20在該第一端部21形成一定位部25，和在該第二端部22形成一自鎖部26。

該脹緊螺栓10包括一個(gè)螺栓主體11、一個(gè)操作端12以及一個(gè)連接端13，該操作端12和該連接端13分別設(shè)置于該螺栓主體11的兩個(gè)端部，該螺栓主體11自該膨脹套20的該第一端部21開(kāi)始安裝于該安裝通道23，并且該脹緊螺栓10的該操作端12保留在該膨脹套20的該第一端部21，該脹緊螺栓10的該連接端13露出該膨脹套20的該第二端部22，該脹緊螺栓10的該螺栓主體11保留在該安裝通道23，該脹緊螺栓10的該連接端13和該螺釘頭30連接在一起。該操作端12可以是一個(gè)圓柱盤(pán)，以供通過(guò)該操作端12操作該推脹拉拔式彈性固定連接器。優(yōu)選地，該脹緊螺栓10的該連接端13和該螺釘頭30可以通過(guò)螺紋連接的結(jié)構(gòu)連接在一起。更優(yōu)選地，該脹緊螺栓10的該連接端13設(shè)有外螺紋結(jié)構(gòu)，該螺釘頭30設(shè)有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，并且該脹緊螺栓10的該連接端13的外螺紋結(jié)構(gòu)和該螺釘頭30的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)相互匹配，以使該螺釘頭30安裝于該脹緊螺栓10的該連接端13。該螺釘頭30在遠(yuǎn)離該脹緊螺栓的一側(cè)，呈圓錐臺(tái)形。

進(jìn)一步地，該膨脹套20的該缺口24的數(shù)量是四個(gè)，并且各個(gè)該缺口24相互平行地沿著該膨脹套20的長(zhǎng)度方向從該第二端部22向該第一端部21方向延伸。優(yōu)選地，該膨脹套20的四個(gè)缺口沿著膨脹套周向均勻分布。

更進(jìn)一步地，該螺栓主體11的外表面的形狀和該膨脹套20的內(nèi)表面的形狀一致。優(yōu)選地，該螺栓主體11包括一體形成的一個(gè)圓柱段111以及一個(gè)圓錐段112，該圓柱段111和該操作端12連接，該圓錐段112和該連接端13連接，該膨脹套20具有一個(gè)圓柱表面27以及一個(gè)圓錐表面28，該圓柱表面27是該定位部25的內(nèi)表面，該圓錐表面28是該自鎖部26的內(nèi)表面，在該螺栓主體11保持在該安裝通道23時(shí)，該螺栓主體11的該圓柱段111對(duì)應(yīng)于該膨脹套20的該圓柱表面27，該螺栓主體11的該圓錐段112對(duì)應(yīng)于該膨脹套20的該圓錐表面28。

在安裝該推脹拉拔式彈性固定連接器時(shí)，首先將該脹緊螺栓10的該連接端13插入到該膨脹套20的該安裝通道23內(nèi)，并且使該脹緊螺栓10的該螺栓主體11保留在該安裝通道23內(nèi)、該操作端12保留在該膨脹套20的該第一端部21形成的該定位部25、該連接端13露出該膨脹套20的該第二端部22形成的該自鎖部26，使該螺釘頭30的該內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)和該脹緊螺栓10的該連接端13的該外螺紋結(jié)構(gòu)相互配合，以將該螺釘頭30安裝于該脹緊螺栓10的該連接端13。

以該螺釘頭30先插入到一個(gè)墻壁40的一個(gè)安裝孔41的方式，將該推脹拉拔式彈性固定連接器插入到該安裝孔41內(nèi)，然后使用脹緊扳手安裝在該脹緊螺栓10的該操作端12，當(dāng)軸向擠壓力作用于該操作端12上時(shí)，即可向該墻壁40的該安裝孔41的內(nèi)部推動(dòng)該脹緊螺栓10，其中該螺栓主體11的該圓柱段111向外擠壓該自鎖部26，以使該自鎖部26向外膨脹，從而將該推脹拉拔式彈性固定連接器固定在該墻壁40的該安裝孔41內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，該推脹拉拔式彈性固定連接器通過(guò)該脹緊螺栓10的該螺栓主體11和該膨脹套20的軸向的互相壓緊，在接觸錐面上產(chǎn)生一定接觸壓力和靜摩擦力，而達(dá)到使該推脹拉拔式彈性固定連接器固定在該墻壁40的該安裝孔41的目的。

在拆卸該推脹拉拔式彈性固定連接器時(shí)，將脹緊扳手重新安裝在該脹緊螺栓10的該操作端12，以使脹緊扳手拉著該操作段12向外運(yùn)動(dòng)，從而使該脹緊螺栓10的該螺栓主體11的該圓柱段111拉出該自鎖部26，以使該自鎖部26回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。

下面根據(jù)材料力學(xué)與理論力學(xué)的原理，分析在安裝該推脹拉拔式彈性固定連接器的3個(gè)階段中，該脹緊螺栓10與膨脹套20的不同受力情況，并以此推導(dǎo)出該推脹拉拔式彈性固定連接器的設(shè)計(jì)尺寸。

推進(jìn)該脹緊螺栓10后，該膨脹套20發(fā)生彈性變形、內(nèi)徑增大，固連在該安裝孔41中，該膨脹套20與該脹緊螺栓10在軸向發(fā)生自鎖，該推脹拉拔式彈性固定連接器穩(wěn)固地聯(lián)接了連接件與被連接件。

假設(shè)該膨脹套20與連接件的徑向間隙為Δ，該膨脹套20的長(zhǎng)度為l，作用在該脹緊螺栓上10的推力為P，該膨脹套20與該脹緊螺栓10以及連接體內(nèi)孔面間的摩擦系數(shù)分別為μ₁、μ₂，斜面錐角α，在該推脹拉拔式彈性固定連接器安裝好后，該膨脹套20與脹緊扳手間的軸向擠壓力為T(mén)。長(zhǎng)度l由連接件與被連接件所需的實(shí)際連接長(zhǎng)度決定，可以根據(jù)所需l的長(zhǎng)度不同來(lái)設(shè)計(jì)不同型號(hào)的該推脹拉拔式彈性固定連接器，P的大小與所固定的負(fù)載和連接孔的材料有關(guān)，摩擦系數(shù)μ₁、μ₂的值由所選材料確定，錐角θ的大小可自行設(shè)計(jì)，但需滿(mǎn)足斜面自鎖條件(即θ≤tanμ₂)，所需P的大小可以根據(jù)該推脹拉拔式彈性固定連接器安裝的條件確定，與該膨脹套20和連接件間的徑向擠壓力N₂有關(guān)。則對(duì)于某工況下安裝的該推脹拉拔式彈性固定連接器，上述的l、μ₁、μ₂、θ、N₂均為已知條件。

取該膨脹套20的一個(gè)縱截面及與其接觸的該脹緊螺栓10的部分進(jìn)行受力分析。

第一階段：該脹緊螺栓10的進(jìn)入過(guò)程，該膨脹套20開(kāi)始與連接體接觸，如圖7所示。

對(duì)于該脹緊螺栓10：軸向P＝N₁sinθ+f₁cosθ (1)

f₁＝μ₁N₁ (2)

對(duì)于該膨脹套20：軸向T+f₂＝f₁cosθ+N₁sinθ (3)

徑向N₂+f₁sinθ＝N₁cosθ (4)

f₂＝μ₂N₂ (5)

其中，N₂、f₂分別為該膨脹套20與連接件間的接觸壓力、滑動(dòng)摩擦力。

聯(lián)立方程(2)、(3)、(4)、(5)，由于N₂的大小與所加負(fù)載的大小有關(guān)，負(fù)載大，則N₂大，負(fù)載小則N₂小，在分析的過(guò)程中N₂為已知量，則可通過(guò)聯(lián)立方程求的T和N₁。再把N₁帶入到方程(1)中，則求的P的大小。

其中θ和μ₁都是常數(shù)。

分析并可以知道，當(dāng)P越大的時(shí)候，N₂也越大，該膨脹螺栓10的鎖緊能力越強(qiáng)。

第二階段：P撤離后，該推脹拉拔式彈性固定連接器發(fā)生自鎖，然而該膨脹套20的變形不變，使得壓力N₂依然保持不變，連接體穩(wěn)固連接，如圖8所示。

鋼對(duì)鋼的摩擦系數(shù)通常在0.1-0.15之間，在此，該膨脹螺栓10要實(shí)現(xiàn)自鎖，tanθ必須小于摩擦系數(shù)μ，因此取tanθ＝0.1，即該膨脹螺栓10向前運(yùn)動(dòng)10mm,則該膨脹套20被壓緊1mm。為了讓該推脹拉拔式彈性固定連接器能輕松的放入連接空中，通常連接孔的直徑比固定連接器的外徑要大1mm,又由于該推脹拉拔式彈性固定連接器的錐面，導(dǎo)致要讓連接孔被脹滿(mǎn)，螺釘向前運(yùn)動(dòng)的距離至少為即該膨脹套20的外面在周向開(kāi)了4個(gè)槽，那么該膨脹套20在周向的拉應(yīng)力比較小，分析時(shí)可以把該膨脹套20的每瓣當(dāng)作擠壓模型進(jìn)行分析。假設(shè)脹緊套每瓣的接觸面積為S，彈性模量為E，厚度為x,壓縮量為Δx，

該膨脹螺栓10總的向前運(yùn)動(dòng)的距離為即斜面的長(zhǎng)度必須大于該膨脹螺栓10總的向前運(yùn)動(dòng)的距離。

該膨脹螺栓10的直徑主要取決于橫向負(fù)載的重量，當(dāng)橫向負(fù)載大時(shí)，直徑取的比較大，通過(guò)剪切強(qiáng)度計(jì)算可以求出，

至此，實(shí)際工況所需的該推脹拉拔式彈性固定連接器的各項(xiàng)重要參數(shù)都可根據(jù)上述算法設(shè)計(jì)出來(lái)。

以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但該內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。