一種無法拆卸的螺栓型鉚釘的加工與緊固使用方法
【專利摘要】一種無法拆卸的螺栓型鉚釘的加工與緊固使用（含拆卸）方法，它既具有永久性“無法拆卸”的功能（與鉚釘在地面燒紅鍛打成型的鉚接方式類似——并非防松的性質），又能在各種施工現場（例如：高空或水下）的環境下就地實施”鉚接”（其過程與可拆卸的現有常規螺栓與螺母緊固方式大同小異），并且具有總成成本很低（鉚接元件與施工之和低于現有的常規鉚釘技術），“性價比”很高。——它特殊螺母（2）的螺紋是完整的，而錐型螺紋可以是不完整的；它的緊固并非屬于“防松”性質，只有破壞了螺栓型鉚釘才能在鋼構中拆除；它尤其適合于超高層地面建筑與水下框架建筑結構、橋梁、鐵路以及軍工所涉及到的幾乎所有鋼構結構的工程項目中進行現場就地”鉚接”施工。
【專利說明】一種無法拆卸的螺栓型鉚釘的加工與緊固使用方法
[0001]上述發明名稱是如下專利申請原案的分案申請項目:
原案申請號:20;原案申請日:2012年6月13日;
原案發明名稱:無法拆卸的螺栓型鉚釘及其在現場施工時的鉚接使用方法。
技術領域
[0002]本發明涉及鉚釘的技術，尤其涉及了一種無法拆卸的螺栓型鉚釘的加工與緊固使用方法。
【背景技術】
[0003]目前，一般大中型工程當中的橋梁，尤其是超高層建筑，以及軍工涉及的各種鋼構結構形式的工程，都少不了鉚釘這種無法拆卸的緊固件，因為，鉚釘具有在強烈而頻繁震動情況下具有永遠不會松動的特點(除非將鉚釘徹底破壞)。
[0004]然而，現有鉚釘的不足在于:難以在地面以上的高空或水下現場施工，因為它必須在地面燒紅后才能夠對需要鉚接的工件進行煅打之后才能夠完成鉚接的全過程，因此，在各種地面以上的鉚接工程當中，都少不了人們不愿意采用的會產生脆性應力集中的表面焊接工藝參合在其中。
[0005]國外最現代的樓房或特高層建筑，往往也都是需要采用鋼架結構鉚接的形式成型才能夠得到最大的“性價比”、最快的建設速度與最安全可靠的程度(抗震性能極好)。
[0006]因此，是否能夠發明一種鉚釘結構，并讓它的鉚接工藝能夠適合各種鉚接施工現場的條件，即讓鉚釘的鉚接工藝能夠在任何地面或人能夠到達的最高建筑物頂部施工現場，或者，人攜帶潛水裝置能夠到達的任何水下的施工現場來完成鉚接工藝的過程，是人們一直欲設法解決的“瓶頸”大問題。
【發明內容】
[0007]本發明之目的:提出一種解決上述的“瓶頸”大問題。
[0008]本發明的關鍵在于:
讓可拆卸的螺栓與螺母的常規結構形式，根據俗語所述的“四兩撥千斤”機理，設計出讓上述的螺栓與螺母實現不可拆卸的結構形式。一一通過增加了“設置有嵌入尖角的坡形止退卡簧”(含:配用的將其嵌入進螺栓與螺母之間的專用工具)以及具體的使用方法來實現。
[0009]本發明與現有技術比較的特點:
既能夠實現永久性“不可拆卸”的功能(具有與現有鉚釘在地面燒紅鍛打成型的“鉚接”方式類似的無法拆卸的特征)，又能夠在包括高空與水下各種施工現場的條件下方便地就地施工(與可拆卸的現有螺栓與螺母緊固的方式基本上相當)。一一只有破壞了構成螺栓型鉚釘的結構，才能將其在被使用的鋼構結構形式中拆除，本發明中的設卡止退機構具有俗語所說的“四兩撥千斤”的性質或功能，而不是并非可靠的防松的性質或功能。
【附圖說明】
[0010]圖1示意了螺栓型鉚釘的結構形式；
圖2示意了構成螺栓型鉚釘的關鍵部件“設置了嵌入尖角的坡形止退卡簧”；
圖3不意了圖2的左側視圖；
圖4示意了圖2的“D-D”斷面圖；
圖5示意了配用螺栓型鉚釘的專用工具的仰視圖；
圖6示意了配用螺栓型鉚釘的專用工具的正視圖。
[0011 ] 1:常規螺栓;2:特殊螺母;3:工件的上板塊;4:工件的下板塊;H:常規螺栓與特殊螺母兩者通過常規螺紋密合接觸部分的高度(常規螺紋部分的高度);V:特殊螺母中增加的呈錐型內擴口部分的高度;K:坡形止退卡簧;P:設置了至少一個堅硬而鋒利的嵌入尖角;A:常規螺栓中螺紋凹槽兩壁的斷面夾角;B:坡形止退卡簧下部的斷面夾角；5:作為專用工具的手動輸力扳手柄;6:作為專用工具的螺母型旋緊驅動套筒:7:常規內螺紋;8:凸起結構。
【具體實施方式】
[0012]為了實現本發明目之目的，擬采用以下的技術:
一.構成本發明的螺栓型鉚釘的結構形式包括:
它包括由常規螺栓I和與之配用的一端呈錐型內擴口特殊螺母2，以及嵌入在該常規螺栓I和該特殊螺母2兩者之間的螺紋縫隙中嵌入了具有內嵌尖角P的坡形止退卡簧K;一一只要坡形止退卡簧K上的內嵌尖角P稍許嵌入到常規螺栓I中的金屬螺紋凹谷內，即可有效地阻止整個坡形止退卡簧K的后退位移，進而也就有效地阻止了特殊螺母2反旋退位移的可能，維持住了螺栓型鉚釘“鉚接”的固有功能。
[0013]所述的設置有內嵌尖角P的坡形止退卡簧K的材質硬度應該大于螺栓I的材質硬度；它可以通過通過金屬板材同時批量沖壓剪切成型，再經過增加其硬度的熱處理即可達到其提高硬度的要求;一一確保上述坡形止退卡簧K上的內嵌尖角P在外力的壓迫下可以稍許嵌入(扎入)常規螺栓I中的金屬螺紋凹谷中，而這樣的“嵌入(扎入)”只要達到“稍微”的程度就可以了 ；
所述的螺栓型鉚釘實施的鉚接件受到外界的影響而震動得越是厲害，促使特殊螺母2反向旋轉位移(欲退出常規螺栓I的力度)的力度就越是大，然而，由于坡形止退卡簧K的存在，通過坡形止退卡簧K上的坡度阻止特殊螺母2反向旋轉位移的力度也越是大；同時:特殊螺母2被坡形止退卡簧K卡住的力度也越是大，此時壓迫嵌入(扎入)常規螺栓I中的內嵌尖角P的力度也越是大，而這個力度強有力地阻止了坡形止退卡簧K在常規螺栓I螺紋凹谷內的相對位移，該坡形止退卡簧K不會發生位移，也就阻止了特殊螺母2發生松脫趨勢的位移；所述的坡形止退卡簧K下部的斷面夾角B應該小于常規螺栓I中螺紋凹槽兩壁的斷面夾角A;—一確保上述坡形止退卡簧K上的內嵌尖角P可以嵌入(扎入)常規螺栓I中的金屬螺紋凹谷內，這就需要讓該坡形止退卡簧K在常規螺栓I中的金屬螺紋凹谷內具有一定的左右間隙(活動余地)，當內嵌尖角P嵌入(扎入)常規螺栓I中的金屬螺紋凹谷之后，整個坡形止退卡簧K即被最終定位住了 ；
所述的特殊螺母2的總高度由常規螺栓I與特殊螺母2兩者通過常規螺紋密合接觸部分的高度H與增加的錐型內擴口部分的高度V兩者組成，并且，這個高度H應該與常規螺栓I所要求配用的普通螺母具有的總高度(總厚度)應該相同(使得本發明的螺栓型鉚釘的承受拉力符合相同直徑螺栓與配用螺母的國家標準要求)；一一上述的常規螺紋密合接觸部分的高度H與上述的錐型內擴口部分的高度V兩者的取值比例最好為2:1;
所述的特殊螺母2中兩種不同螺紋(錐型內擴口壁上的非常規螺紋與直筒內壁上的常規螺紋)能夠從其兩端實施相對的先后加工，并且，確保上述密合接觸部分的高度H，即常規螺紋部分的高度H范圍的螺紋能夠與常規螺栓I的螺紋實施任何相對位置的密合旋動接觸。一一顯然:特殊螺母2內壁上的常規螺紋與特殊螺母2的非常規錐型內擴口壁上的螺紋的結合部位的要求是:
所述的特殊螺母2內壁上的常規螺紋必須是完整的，能夠讓常規螺栓I從上述的結合部位旋進通過，而特殊螺母2的非常規錐型內擴口壁上的螺紋在上述的結合部位位置上可以是不完整的，即沒有必要讓該非常規錐型內擴口壁上的螺紋與特殊螺母2內壁上的常規螺紋必須相互吻合;如此的要求在使用過程中不會影響坡形止退卡簧K的旋進;一一通常情況下，在對坡形止退卡簧K的設計時，很容易就可以做到不允許坡形止退卡簧K的尖端旋進至上述特殊螺母2內壁上的常規螺紋的位置，即很容易讓坡形止退卡簧K的尖端無法到達上述兩種螺紋的結合部位位置的。
[0014]二.配用螺栓型鉚釘的“鉚接”專用工具在結構上包括:
它包括螺母型旋緊驅動套筒6，以及位于該螺母型旋緊驅動套筒6下端的水平頂托凸起結構8與定位在該螺母型旋緊驅動套筒6上端的手動輸力扳手柄5或常規模式的機械或電動輸力機構；
輸力扳手柄5(通過前后兩者的焊接成型);一一該水平頂托凸起結構8的形狀可以在一個螺母上通過銑床的切削加工成型，或者，將單獨的該水平頂托凸起結構8實為一個金屬塊)參照圖5與圖6的位置焊接在螺母的一端即可成型。
[0015]所述的螺母型旋緊驅動套筒6的內螺紋7規格與構成螺栓型鉚釘的常規螺栓I外螺紋是能夠相互匹配吻合的;一一目的在于:讓坡形止退卡簧K能夠通過該專用工具將其準確地而且非常緊湊地嵌入在構成螺栓型鉚釘的標準螺栓I與特殊螺母2兩者之間的螺紋縫隙當中。
[0016]所述的螺母型旋緊驅動套筒6采用了能夠在常規電力充磁之后成為永久磁體的鋼材制作的；一一目的在于:以磁力暫時吸附住坡形止退卡簧K并將其方便而順利地送進至常規螺栓I與特殊螺母2兩者之間的螺紋縫隙當中。
[0017]所述的配用螺栓型鉚釘的“鉚接”施工專用工具在結構上能夠顯示力量輸出數據或預先能夠設定好力量輸出的大小(均屬于現有技術)。一一目的在于:確保一下的“b”款程序是否符合需要達到的技術要求。
[0018]三.螺栓型鉚釘在現場施工時(例如:在高空或水下施工人員可以到達的位置)的具體“鉚接”使用方法包括:
a.首先，在需要鉚接的上板塊3與下板塊4洞孔中穿過常規螺栓I，并按照常規的螺絲旋緊方式將特殊螺母2的具有常規內螺紋一端朝著常規螺栓I旋進，再利用常規扳手正旋特殊螺母2，讓該特殊螺母2在該常規螺栓I上旋緊(緊緊壓住上述的上板塊3與下板塊4一一達到“鉚接”的壓緊程度);一一該過程當中無需使用本發明的專用工具，而且也無法使用。
[0019]b.然后，依靠螺母型旋緊驅動套筒6的磁力讓坡形止退卡簧K暫時附著在該套筒6的下端，并讓該套筒6下端的凸起結構8接觸到坡形止退卡簧K的非尖形的尾部，再通過與該套筒6上的輸力扳手柄5，以常規正旋的方式讓該套筒6的上述凸起結構8來驅動坡形止退卡簧K緊湊地嵌入特殊螺母2與常規螺栓I兩者之間的錐形螺紋縫隙中間；一一以此完成“鉚接”的第一步。
[0020]所述的緊湊地嵌入是指:應該在上述旋緊過程的之后，即將坡形止退卡簧K緊湊地嵌入特殊螺母2與常規螺栓I兩者之間的錐形螺紋縫隙中間之后，再利用人手直接出力的方式或借助于其他專用的旋動出力機械工具出力的方式，再實施更進一步地將坡形止退卡簧K向上述的錐形螺紋縫隙中間用力(含:利用器具敲擊的出力舉措)推進的過程。
[0021 ] c.之后，通過反旋(逆時針方向)螺母型旋緊驅動套筒6，即可將讓該套筒6脫離已經緊湊嵌入在上述螺紋縫隙中的坡形止退卡簧K，方便而輕松地從上述常規螺栓I上退出。
[0022]所述的坡形止退卡簧K只要不發生反向旋轉性位移，被該坡形止退卡簧K的坡度所卡住的特殊螺母2也就難以發生反向旋轉性位移，一一只要外力欲促使特殊螺母2反向旋轉性位移(欲由原路退出與它配用的常規螺栓1)，則:坡形止退卡簧K以其斜坡形式對特殊螺母2的頂托力度就會越來越大(特殊螺母2越反旋就越緊就越不會松脫);一一顯然，在震動或強烈震動的情況下欲制止該坡形止退卡簧K反向位移就顯得尤其重要了。
[0023]d.最后，還是通過常規扳手對特殊螺母2的反旋，盡管幾乎不會將其旋動，但是，足以能夠將位于常規螺栓I與特殊螺母2錐型螺紋之間的坡形止退卡簧K上的內嵌尖角P扎進常規螺栓I上的螺紋凹槽內而不再會復出。一一以此完成“鉚接”中的最為關鍵的第二步，即通過上述內嵌尖角P的扎進(嵌入)實現“四兩撥千斤”的機械受力放大作用:小小的內嵌尖角P哪怕讓它稍許扎進(嵌入)常規螺栓I的螺紋凹槽中，就可以在特殊螺母2高壓的情況下起到阻止整個坡形止退卡簧K發生反向旋轉性位移，即阻止整個坡形止退卡簧K發生倒退性的反向位移。
[0024]所述的還是利用常規扳手對特殊螺母2的反旋，如果感到反向用力旋過但又旋不動即可，但是，如果感到能夠明顯地反向旋動了則說明了上述“b”款程序不一定符合要求一一顯然“b”款的緊湊地嵌入，即鎖緊程度最好通過相關的常規機械或機電專用鎖緊量具來確認，為此，上述的配用螺栓型鉚釘的“鉚接”專用工具在結構上最好具備測量該鎖緊程度的力學測量功能或預先設定好專用工具的處理大小(均屬于現有技術)。
[0025]一一顯然，本發明實現“鉚接”過程中最為關鍵的就是上述的第二步，只要坡形止退卡簧K由于其內嵌尖角P的上述“扎進(嵌入)”作用的存在，就不會允許被無法反向旋動位移的特殊螺母2緊壓其中的整個坡形止退卡簧K發生反向旋轉性位移(倒退型位移)現象，只要坡形止退卡簧K不會發生反向位移(倒退型位移)現象(本發明的關鍵所在)，就能夠確保特殊螺母2也不會反向位移(倒退型位移)，使得本發明的螺栓型鉚釘結構形式就此能夠成立，即便是強烈的震動也是不可能有損于合理配置的螺栓型鉚釘的結構形式的。
[0026]一一上述最為關鍵的“第二步”螺栓型鉚釘的“鉚接”程序，即制止坡形止退卡簧K“倒退性位移”的“鉚接”程序，顯然是利用了構成螺栓型鉚釘的金屬具有的微量塑性與彈性形變的特點來實現的，并使得該微量形變來完成俗語所述的“四兩撥千斤”的機械受力放大作用，即形成構成螺栓型鉚釘的常規螺栓I與特殊螺母2之間強大的“鉚接”緊固作用。
[0027]一一不難設想:若欲讓特殊螺母2退出常規螺栓I的唯一可能就是將該螺栓型鉚釘的整個結構徹底破壞掉，因為，本發明螺栓型鉚釘的“鉚接”作用機理不屬于俗稱的“放松”原理。一一如此的結構特點與難以實施現場施工的現有技術常規傳統型鉚釘的特點是一致的。
【主權項】
1.一種無法拆卸的螺栓型鉚釘的加工與緊固使用的方法， 一.無法拆卸的螺栓型鉚釘的結構形式: 它包括由常規螺栓(I)和與之配用的一端呈錐型內擴口的特殊螺母(2)，以及在該常規螺栓(I)和該特殊螺母(2)兩者之間的螺紋縫隙中嵌入了具有內嵌尖角(P)的坡形止退卡簧(K)； 所述的設置有內嵌尖角P的坡形止退卡簧(K)的材質硬度應該大于螺栓(I)的材質硬度； 所述的坡形止退卡簧(K)下部的斷面夾角(B)應該小于常規螺栓I中螺紋凹槽兩壁的斷面夾角(A); 所述的特殊螺母(2)的總高度由常規螺栓(I)與特殊螺母(2)兩者通過常規螺紋密合接觸部分的高度(H)與增加的錐型內擴口部分的高度(V)兩者組成，并且，常規螺紋密合接觸部分的高度(H)應該與常規螺栓(I)所要求配用的普通螺母具有的總高度應該相同； 所述的特殊螺母(2)中兩種不同螺紋能夠從其兩端實施相對的先后加工，并且，確保常規螺紋密合接觸部分的高度(H)范圍的螺紋能夠與常規螺栓(I)實施任何相對位置的密合接觸； 二.配用的“鉚接”施工專用工具: 它包括螺母型旋緊驅動套筒(6)，以及位于該螺母型旋緊驅動套筒(6)下端的水平頂托凸起結構(8)與定位在該螺母型旋緊驅動套筒(6)上端的手動輸力扳手柄(5)或常規模式的機械或電動輸力機構； 所述的螺母型旋緊驅動套筒(6)的內螺紋規格與構成螺栓型鉚釘的常規螺栓(I)外螺紋是能夠相互匹配吻合的； 所述的螺母型旋緊驅動套筒(6)采用了能夠在充磁之后成為永久磁體的鋼材制作的； 所述的配用螺栓型鉚釘的“鉚接”施工專用工具在結構上能夠顯示力量輸出數據或預先能夠設定好力量輸出的大小； 三.現場施工時的使用步驟: a.首先，在需要鉚接的上板塊(3)與下板塊(4)洞孔中穿過常規螺栓(1)，并按照常規的螺絲旋緊方式將特殊螺母(2)的具有常規內螺紋一端朝著常規螺栓(I)旋進，再利用常規扳手正旋特殊螺母(2)，讓該特殊螺母(2)在該常規螺栓(I)上旋緊； b.然后，依靠螺母型旋緊驅動套筒(6)的磁力讓坡形止退卡簧(K)暫時附著在套筒(6)的下端，并讓該套筒(6)下端的凸起結構8接觸到坡形止退卡簧(K)的非尖形的尾部，再通過與該套筒(6)上的輸力扳手柄(5)，以常規正旋的方式讓該套筒(6)的上述凸起結構(8)來驅動坡形止退卡簧(K)緊湊地嵌入特殊螺母(2)與常規螺栓(I)兩者之間的錐形螺紋縫隙中間； c.之后，通過反旋(逆時針方向)螺母型旋緊驅動套筒(6)，即可將讓該套筒(6)脫離已經緊湊嵌入在上述螺紋縫隙中的坡形止退卡簧(K)，方便而輕松地從上述常規螺栓(I)上退出； d.最后，還是通過常規扳手對特殊螺母(2)的反旋，盡管幾乎不會將其旋動，但是，足以能夠將位于常規螺栓(I)與特殊螺母(2)錐型螺紋之間的坡形止退卡簧(K)上的內嵌尖角(P)扎進常規螺栓(I)上的螺紋凹槽內而不再會復出； 上述螺栓型鉚釘的加工與緊固使用的特征在于: 1)所述的常規螺紋密合接觸部分的高度(H)與所述的錐型內擴口部分的高度(V)兩者的取值成比例，且所述常規螺紋密合接觸部分的高度(H)大于所述的錐型內擴口部分的高度(V); 2)所述的特殊螺母(2)內壁上的常規螺紋必須是完整的，所述特殊螺母(2)的非常規錐型內擴口壁上的螺紋在上述的結合部位位置上可以是不完整的； 3)鉚接操作的方法與可拆卸的現有螺栓(I)與螺母緊固的方式相當； 4)所述的特殊螺母(2)，當特殊螺母(2)在常規螺栓(I)上正旋時緊固，在設置了坡形止退卡簧(K)之后，當該特殊螺母(2)反旋時仍然同樣會實現并非防松性質的緊固； 5)只有破壞了屬于非防松性質而構成螺栓型鉚釘的結構，才能將其在被使用的鋼構結構中拆除。
【文檔編號】F16B39/284GK106089948SQ201610347774
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2012年6月13日
【發明人】梁嘉麟
【申請人】中國計量學院