CN113089935B - 钢筋对接连接用组合套筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋对接连接用组合套筒，包括：第一套筒，以外端内螺纹孔与第一钢筋相接；顶杆，其一端与所述第一套筒的内端内螺纹孔相接，另一端设有凸球面；锁母，辅助限定所述顶杆伸出内端内螺纹孔的长度；第二套筒，其一端与第二钢筋相接，另一端径向内缩形成缩肩，所述缩肩可供所述顶杆的凸球面的一部分通过，使顶杆的凸球面能够与所述第二钢筋的端面形成抵接；外套筒，其一端设有内螺纹，用于与所述第一套筒的外螺纹连接，另一端与第二套筒朝向第二钢筋的一端形成抵接。本发明凭借顶杆的凸球面能够与所述第二钢筋的端面形成抵接，以及第一套筒内外螺纹接采用了正反螺纹结构，能够减小螺纹连接副的内部间隙，使接头变形性能高。

Description

钢筋对接连接用组合套筒

技术领域

本发明涉及一种钢筋连接套筒结构。

背景技术

钢筋连接时，一般会采用套筒灌浆连接、机械连接、焊接等等结构形式。

在使用机械连接结构时，采用螺纹连接是方便、快捷的方式，但螺纹连接副之间存在微小的间隙，此间隙在遭遇外界强力推拉时，容易导致螺纹发生塑性变形，最终导致钢筋连接结构的失效。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种钢筋对接连接用组合套筒，减小螺纹连接副内部间隙，提高连接强度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢筋对接连接用组合套筒，用于连接呈相对布置的第一钢筋与第二钢筋，其特征在于，包括：

第一套筒，其外端加工有外端内螺纹孔，内端加工有内端内螺纹孔，外端内螺纹孔与内端内螺纹孔之间形成有凸肩，所述内端的外部还加工有外螺纹，所述外螺纹与所述外端内螺纹孔的旋向相反；所述第一套筒的外端内螺纹孔与第一钢筋的端部的外螺纹相接，而且第一钢筋顶到所述凸肩位置，第一套筒与第一钢筋之间以扭力预紧；

顶杆，其一端通过外螺纹与所述第一套筒的内端内螺纹孔相接，另一端设有凸球面，顶杆能够被工具驱动旋转而改变旋入第一套筒的内端内螺纹孔中的深度；

锁母，以内螺纹与顶杆的外螺纹相接，其能够与所述第一套筒的所述另一端的端面顶抵，辅助限定所述顶杆伸出内端内螺纹孔的长度；

第二套筒，其一端通过内螺纹与第二钢筋的端部的外螺纹相接，另一端径向内缩形成缩肩，第二钢筋顶到缩肩位置，第二套筒与第二钢筋以扭力预紧；所述缩肩可供所述顶杆的凸球面的一部分通过，使顶杆的凸球面能够与所述第二钢筋的端面形成抵接；

外套筒，其一端设有内螺纹，用于与所述第一套筒的外螺纹连接，另一端与第二套筒朝向第二钢筋的一端形成抵接。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述第二套筒朝向第二钢筋的一端设有凸球面，所述第二套筒的凸球面的球心位于所述第二套筒的内螺纹的轴线上；所述外套筒的所述另一端设有凹球面，所述凹球面的球心位于外套筒的内螺纹的轴线上，其直径与所述凸球面的直径相同；所述凹球面与所述第二套筒的凸球面抵接。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述外套筒的内部形成有安装腔，以供容置第二套筒、顶杆以及锁母。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述外套筒上还设有能够观察到顶杆的凸球面与第二钢筋的端面的抵接情况的径向孔。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述第一钢筋顶到所述凸肩位置，第一套筒与第一钢筋之间以扭力预紧后，第一钢筋的外螺纹露在第一套筒外端的长度不超过2个螺距。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述第二钢筋顶到缩肩位置，第二套筒与第二钢筋以扭力预紧后，第二钢筋的外螺纹露在第二套筒外端的长度不超过2个螺距。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述顶杆的凸球面与顶杆的外周面以圆锥面或圆弧面相接。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述顶杆沿径向形成有穿透的横孔，以供工具插入横孔中驱动顶杆旋转。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述顶杆上设有供扳手驱动旋转的具有一对平行平面的驱动部。

所述的钢筋对接连接用组合套筒，其中：所述顶杆上的凸球面一体成型于顶杆的主体部分，或者与顶杆的主体部分为分体结构。

本发明的优点在于：

1、钢筋加工螺纹长度短、精度高，接头变形性能好。

2、安装方便、快速，接头强度性能高。

3、利用球面配合，使同轴度存在偏差的钢筋的接头变形性能仍能满足要求。

4、接头连接时，套筒的安装组合质量可以通过外观进行检查确认。

附图说明

图1是本发明的剖视结构图。

附图标记说明：第一套筒1；外螺纹11；凸肩12；外端内螺纹孔13；内端内螺纹孔14；外套筒2；内螺纹21；安装腔22；台肩23；凹球面24；径向孔25；顶杆3；外螺纹31；圆锥面32；横孔33；凸球面34；锁母4；第二套筒5；缩肩51；内螺纹52；凸球面53；第二钢筋6；外螺纹61；第一钢筋7；外螺纹71。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种钢筋对接连接用组合套筒，用于连接呈相对布置的第一钢筋7与第二钢筋6，其包括：

第一套筒1，其一端加工有外端内螺纹孔13，另一端加工有内端内螺纹孔14，外端内螺纹孔13与内端内螺纹孔14之间形成有凸肩12，所述另一端的外部还加工有外螺纹11，所述外螺纹11与所述外端内螺纹孔13的旋向相反；所述第一套筒1的外端内螺纹孔13与第一钢筋7的端部的外螺纹71相接，而且第一钢筋7顶到所述凸肩12位置后，第一套筒1与第一钢筋7以一定扭力预紧后，第一钢筋7的外螺纹露在第一套筒1外端的长度不超过2个螺距；

顶杆3，其一端通过外螺纹31与所述第一套筒1的内端内螺纹孔14相接，另一端设有凸球面34，顶杆3还沿径向形成有穿透的横孔33；

锁母4，以内螺纹与顶杆3的外螺纹31相接，其能够与所述第一套筒1的所述另一端的端面顶抵，辅助限定所述顶杆3伸出内端内螺纹孔14的长度；

第二套筒5，其一端通过内螺纹52与第二钢筋6的端部的外螺纹61相接，另一端径向内缩形成缩肩51，第二钢筋6顶到缩肩51位置后，第二套筒5与第二钢筋6以一定扭力预紧后，第二钢筋6的外螺纹露在第二套筒5外端的长度不超过2个螺距；而且，所述缩肩51的内孔可供所述顶杆3的凸球面34的一部分通过，当所述顶杆3在穿过所述横孔33的工具(如扳手)的带动下旋转时，顶杆3会从所述内端内螺纹孔14中伸出，使顶杆3的凸球面34越过所述缩肩51的内孔，并与所述第二钢筋6的端面形成抵接；所述第二套筒5朝向第二钢筋6的一端设有凸球面53，所述凸球面53的球心位于所述第二套筒5的内螺纹52的轴线上；

外套筒2，其一端设有内螺纹21，另一端形成有内缩的台肩23，所述台肩23内侧设有凹球面24，所述凹球面24的球心位于外套筒2的内螺纹21的轴线上，其直径与所述凸球面53的直径相同；所述外套筒2沿由第二钢筋6向第一套筒1的方向穿套，其内部形成有安装腔22，以供容置第二套筒5、顶杆3以及锁母4，所述凹球面24与所述第二套筒5的凸球面53抵接，而外套筒2的内螺纹21与所述第一套筒1的外螺纹11连接，并且，由于所述外螺纹11与所述外端内螺纹孔13的旋向相反，当外套筒2与第一套筒1拧紧时，不会使第一套筒1与第一钢筋7松脱；为了便于观察，在外套筒2上还设有能够观察到顶杆3的凸球面34与第二钢筋6的端面的抵接情况的径向孔25。

其中：所述顶杆3的凸球面34与顶杆3的外周面以圆锥面32(或圆弧面)相接。

其中：所述顶杆3上的横孔33也用六边形驱动部(未予图示)替代，使其能够被供扳手驱动旋转。

其中：所述顶杆3上的凸球面34可以是一体成型于顶杆3的主体部分(如上述实施例)，也可以与顶杆3的主体部分为分体结构。

本发明的使用方法和技术原理如下：

第二钢筋6和第一钢筋7分别是两个预埋在不同的混凝土构件上的钢筋，第二钢筋6和第一钢筋7均伸出混凝土构件一定的长度，端部分别加工有外螺纹61和外螺纹71。

首先，在两个混凝土构件安装前，将第一套筒1安装在第一钢筋7上，第一钢筋7的外螺纹71拧至第一套筒1的外端内螺纹孔13至孔底，端头顶紧在第一套筒1的凸肩12上，将第一钢筋7安装拧紧，扭矩达到设定的拧紧力矩值，第一钢筋7外螺纹露在第一套筒1外端的长度不超过2个螺距，方便检查和判断钢筋外螺纹71的长度的符合性，以及钢筋外螺纹71与第一套筒7的连接螺纹的安装配合质量符合性；

顶杆3的外螺纹31上安装锁母4，然后将顶杆3的外螺纹31拧入第一套筒1的内端内螺纹孔14内，顶杆3伸出于第一套筒1外的长度调为最短状态；

将外套筒2套在第二钢筋6，其螺纹端朝向第二钢筋6的端部，再将第二套筒5安装在第二钢筋6上，第二钢筋6的外螺纹61拧至第二套筒5的内螺纹52孔底，端头顶紧在第二套筒5的缩肩51上，第二钢筋6拧紧，扭矩达到设定的拧紧力矩值后，第二钢筋6的外螺纹61露在第二套筒5外端的长度不超过2个螺距，方便检查和判断钢筋外螺纹61的长度的符合性，以及钢筋外螺纹61与第二套筒5的连接螺纹的安装配合质量符合性；

将待安装的混凝土构件吊到与另一个混凝土构件安装的部位，两混凝土件的相对位置固定在设计的安装部位上，并使两个混凝土构件上的连接钢筋基本同轴且相对，此时已安装好本组合套筒的第二钢筋6和第一钢筋7一一对应，钢筋轴线基本同轴，且第一套筒1与第二套筒5、外套筒2的端头相对；

用工具扳手插入顶杆3的横孔33并转动顶杆3，顶杆3的伸出长度变大并使其凸球面34的端头进入第二套筒5的缩肩51内通孔中，并且顶紧在第二钢筋6的端面，在保持顶杆3与第二钢筋6端面顶紧的情况下，用扳手转动顶杆3上的锁母4，将锁母4备紧在第一套筒1的端面，而且锁母4还辅助限定了所述顶杆伸出内端内螺纹孔的长度，保证该长度不再会发生改变；

最后将外套筒2套过第二套筒5和顶杆3、锁母4，与第一套筒1的外螺纹11连接，将外套筒2按第一套筒1和第一钢筋7相连接的螺纹的相反方向旋转，使所述外套筒2的凹球面24与所述第二套筒5的凸球面53抵接，继续拧紧，直至拧紧力矩达到规定的拧紧力矩值，本组合套筒将第二钢筋6和第一钢筋7的连接即完成。

本发明的技术先进性主要有以下几个方面：

1、钢筋加工螺纹长度短、精度高，接头变形性能好。其原理是：首先，第二钢筋6和第一钢筋7的螺纹加工长度是普通直螺纹连接的标准丝头长度，螺纹长度短，螺纹加工精度高，第二钢筋6、第一钢筋7与第二套筒5和第一套筒1的螺纹连接通过钢筋端头顶紧在套筒螺纹底部的缩肩51和凸肩12上，将该两组螺纹副的配合间隙大幅降低；顶杆3顶紧在第二钢筋6的端面，并通过锁母4备紧了顶杆与第一套筒1的连接螺纹，降低顶杆4与第一套筒1的螺纹配合间隙；由于第一套筒1、顶杆3、锁母4、第二钢筋6、第二套筒5相互顶紧后，第一套筒1与外套筒2的相对位置不能再发生改变，外套筒2的与第一套筒1的连接螺纹而在一定的拧紧力矩作用下，外套筒2与第一套筒1通过螺纹连接拧紧后的螺纹间隙降低至很小。而第一套筒1的外螺纹11与外端内螺纹孔13的旋向相反，保证了最后连接第一套筒1和外套筒2时，第一钢筋7与第一套筒1拧紧配合的螺纹不发生松动。顶杆3的端头以凸球面34与第二钢筋6的端面形成配合，在接头受压时，凸球面34在第二钢筋6端面形成很小的变形即可获得相比其他形状配合更大的接触面积，因此本组合套筒接头受压后顶杆3端部工作面可转为面接触，大大提高了接触面的承载能力，可避免产生较大的压力变形。因此，套筒内部各部件及套筒与钢筋的配合各种机械间隙小，承载时接头内部可产生的局部塑性变形小，接头变形性能相比已有结构得以显著提高。

2、安装方便、快速，接头强度性能高。其原理是：两端连接钢筋加工的连接螺纹为钢筋标准丝头，由于螺纹长度短，，钢筋与套筒配合螺纹圈数少，安装时比采用加长丝头的接头快速、高效，，与第一套筒1和第二套筒5配合安装后，能保证连接后钢筋外露在套筒外的丝扣长度不超过2个螺距(2扣)，因此可保证极限承载下接头破坏在钢筋上。现有的采用加长丝头的接头则很大可能拉伸破坏在露在套筒外的加长丝头处，无法发挥钢筋的最大承载力。

3、利用球面配合，使同轴度存在偏差的钢筋，接头变形性能仍能满足要求。其原理是：组合套筒以外套筒2的凹球面24和第二套筒5的凸球面53形成球面配合，第二钢筋6和第一钢筋7的同轴度偏差通过第二套筒5和外套筒2的球面配合，使第二钢筋6和第一钢筋7在该球铰型节点处出现小角度折线，第二套筒5与外套筒2具有相同的球半径，因此球面配合间隙极小，并一直能够保持以面接触传递载荷，因此，接头即使在反复拉压载荷作用下，球面配合处不会发生变形，配合间隙不会发生改变，因此接头变形性能仍可满足规定性能要求，接头变形性能相比已有同类用途的套筒显著提高。

4、接头连接时，套筒安装组合的质量可以通过外观进行检查确认。其原理是：外套筒2上设有径向孔25，通过该径向孔25，可以观察顶杆3的凸球面34是否处于正确的工作位置，如发现问题可拧下外套筒2，重新调整顶杆3，保证凸球面34顶紧在第二钢筋6的端面上，从而能够提高工程施工时对接头安装质量的控制；此外，浇筑该连接部位混凝土时，部分水泥浆会从径向孔25进入到外套筒2的安装腔22内，附着在顶杆3和锁母4的周围，进一步减小了顶杆3、锁母4在混凝土构件受力时发生松动的可能。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢筋对接连接用组合套筒，用于连接呈相对布置的第一钢筋与第二钢筋，其特征在于，包括：

第一套筒，其外端加工有外端内螺纹孔，内端加工有内端内螺纹孔，外端内螺纹孔与内端内螺纹孔之间形成有凸肩，所述内端的外部还加工有外螺纹，所述外螺纹与所述外端内螺纹孔的旋向相反；所述第一套筒的外端内螺纹孔与第一钢筋的端部的外螺纹相接，而且第一钢筋顶到所述凸肩位置，第一套筒与第一钢筋之间以扭力预紧；

顶杆，其一端通过外螺纹与所述第一套筒的内端内螺纹孔相接，另一端设有凸球面，顶杆能够被工具驱动旋转而改变旋入第一套筒的内端内螺纹孔中的深度；

锁母，以内螺纹与顶杆的外螺纹相接，其能够与所述第一套筒的所述内端的端面顶抵，辅助限定所述顶杆伸出内端内螺纹孔的长度；

第二套筒，其一端通过内螺纹与第二钢筋的端部的外螺纹相接，另一端径向内缩形成缩肩，第二钢筋顶到缩肩位置，第二套筒与第二钢筋以扭力预紧；所述缩肩可供所述顶杆的凸球面的一部分通过，使顶杆的凸球面能够与所述第二钢筋的端面形成抵接；

外套筒，其一端设有内螺纹，用于与所述第一套筒的外螺纹连接，另一端与第二套筒朝向第二钢筋的一端形成抵接；所述外套筒的内部形成有安装腔，以供容置第二套筒、顶杆以及锁母；所述外套筒上还设有能够观察到顶杆的凸球面与第二钢筋的端面的抵接情况的径向孔。

2.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述第二套筒朝向第二钢筋的一端设有凸球面，所述第二套筒的凸球面的球心位于所述第二套筒的内螺纹的轴线上；所述外套筒的所述另一端设有凹球面，所述凹球面的球心位于外套筒的内螺纹的轴线上，其直径与所述凸球面的直径相同；所述凹球面与所述第二套筒的凸球面抵接。

3.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述第一钢筋顶到所述凸肩位置，第一套筒与第一钢筋之间以扭力预紧后，第一钢筋的外螺纹露在第一套筒外端的长度不超过2个螺距。

4.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述第二钢筋顶到缩肩位置，第二套筒与第二钢筋以扭力预紧后，第二钢筋的外螺纹露在第二套筒外端的长度不超过2个螺距。

5.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述顶杆的凸球面与顶杆的外周面以圆锥面或圆弧面相接。

6.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述顶杆沿径向形成有穿透的横孔，以供工具插入横孔中驱动顶杆旋转。

7.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述顶杆上设有供扳手驱动旋转的具有一对平行平面的驱动部。

8.根据权利要求1所述的钢筋对接连接用组合套筒，其特征在于：所述顶杆上的凸球面一体成型于顶杆的主体部分，或者与顶杆的主体部分为分体结构。