(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202122703705.8
(22)申请日 2021.11.07
(73)专利权人 眉山中车紧固件科技有限公司
地址 620032 四川省眉山市东坡区科工园
二路821号
(72)发明人 王旺兵 刘宇 贾云龙 邓涛
范亚锋 张钦 潘飞燕 左世斌
董帅 张小连 李若桉
(74)专利代理机构 成都市辅君专利代理有限公
司 51120
代理人 张堰黎
(51)Int.Cl.
E04C 5/16(2006.01)
E04G 21/12(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
工具
(57)摘要
本实用新型公开了一种钢筋轴向冷挤压机
械连接套筒及专用工具。包括内套筒、外套筒和
筒凸台，嵌入钢筋的内套筒变形区，内套筒筒壁
上设置多组内套筒壁槽；外套筒与内套筒无间隙
配合，一端设有外套筒圆锥，另一端设有法兰结
构的外套筒法兰；挤压套筒轴向长度小于外套
筒，一端开口的设置内锥结构；内套筒壁槽沿轴
向贯通设置，将内套筒分离成相同的多瓣结构；
内套筒的内壁和/或外壁表面设置有增大摩擦的
齿状结构。本实用新型连接套筒内表面齿状结构
增加了钢筋与套筒之间的摩擦，提高了连接强
度；内套筒壁槽的设置进一步增加了联接强度，
内套筒凸台的设置使联接更准确，避免联接作业
时的人为失误。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 216340478 U 2022.04.19
C N 216340478
U
1.一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：包括内套筒、外套筒和挤压套筒；内套筒：内套筒为圆柱形筒状结构，内套筒中部有口径小于内套筒内径用于固定限位两端联接钢筋的内套筒凸台，内套筒凸台两端是联接钢筋嵌入联接的内套筒变形区，内套筒筒壁上沿轴向设置多组将内套筒筒壁分隔成相同的多瓣结构的内套筒壁槽；
外套筒：外套筒具有轴向长度与内套筒相同的圆柱形筒状结构，外套筒的内、外壁均为光滑筒壁，外套筒套装于内套筒外壁与内套筒无间隙配合，外套筒一端设有与挤压套筒配合的锥形面结构的外套筒圆锥，另一端设有法兰结构的外套筒法兰；
挤压套筒：挤压套筒具有轴向长度小于外套筒的圆柱形筒状结构，挤压套筒的内、外壁为光滑筒壁，一端开口的内壁设置与外套筒圆锥配合的内锥结构，挤压套筒内径小于外套筒外径用于通过挤压外套筒和内套筒收缩实现两端联接钢筋钢性联接。
2.根据权利要求1所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：每组内套筒壁槽沿轴向贯通设置，将内套筒分离成相同的多瓣结构。
3.根据权利要求1所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：每组内套筒壁槽沿轴向对称设置为两个，内套筒形成一体结构、内套筒变形区形成相同的多瓣结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：所述内套筒的内壁和/或外壁表面设置有增大摩擦的齿状结构。
5.根据权利要求4所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：所述内套筒筒壁上沿轴向设置二组或三组将内套筒筒壁分隔成两瓣或三瓣结构的内套筒壁槽。
6.根据权利要求5所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：所述外套筒圆锥的锥形面与外套筒轴向夹角β满足：0≤β≤900。
7.根据权利要求5所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，其特征在于：外套筒圆锥锥形面轴向长度小于外套筒长度的二分之一。
8.一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒挤压专用工具，其特征在于：专用工具用于权利要求1至7任一项所述的钢筋轴向冷挤压机械连接套筒的铆接紧固联接，包括导向机构、滑动压头、固定压头和液压动力驱动油缸；所述导向机构为一滑杆装置，一端设置固定的固定压头，另一端设置由驱动油缸驱动的滑动压头，滑动压头设置驱动挤压套筒的驱动臂，固定压头设置固定外套筒法兰端的固定臂。
权 利 要 求 书1/1页CN 216340478 U
一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒及专用工具
技术领域
[0001]本实用新型涉及结构杆件的连接技术领域，涉及一种杆件连接结构、连接工具及其连接方法，具体涉及一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒及专用工具。
背景技术
[0002]目前国内、外常用的钢筋机械连接方式主要有套筒径向冷挤压和锥套轴向挤压，锥螺纹、直螺纹、镦粗直螺纹和灌浆套筒等连接方式。现有径向冷挤压连接主要存在挤压工具笨重、挤压速度慢、接头性能不稳定等缺点，锥套轴向挤压比直套径向挤压速度快、挤压工具较轻，但存在结构件多、成本高、锁片加工工艺复杂等缺点。螺纹连接现场操作性差，接头性能受人为操作影响大，接头性能不稳定。灌浆套筒连接成本高，现场操作难度大，接头安装质量检测难度大。同时以上钢筋机械连接方式均存在性能不稳定，防松、抗疲劳能力弱等缺陷。
发明内容
[0003]本实用新型根据现有技术的不足公开了一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒及专用工具。本实用新型目的是提供一种适应性强、稳定性好、强度高、操作方便、施工效率高的杆件连接系统及专用工具。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现：
[0005]一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒，包括内套筒、外套筒和挤压套筒；
[0006]内套筒：内套筒为圆柱形筒状结构，内套筒中部有口径小于内套筒内径用于固定限位两端联接钢筋的内套筒凸台，内套筒凸台两端是联接钢筋嵌入联接的内套筒变形区，内套筒筒壁上沿轴向设置多组将内套筒筒壁分隔成相同的多瓣结构的内套筒壁槽；[0007]外套筒：外套筒具有轴向长度与内套筒相同的圆柱形筒状结构，外套筒的内、外壁均为光滑筒壁，外套筒套装于内套筒外壁与内套筒无间隙配合，外套筒一端设有与挤压套筒配合的锥形面结构的外套筒圆锥，另一端设有法兰结构的外套筒法兰；
[0008]挤压套筒：挤压套筒具有轴向长度小于外套筒的圆柱形筒状结构，挤压套筒的内、外壁为光滑筒壁，一端开口的内壁设置与外套筒圆锥配合的内锥结构，挤压套筒内径小于外套筒外径用于通过挤压外套筒和内套筒收缩实现两端联接钢筋钢性联接。
[0009]本实用新型一种内套筒结构是每组内套筒壁槽沿轴向贯通设置，将内套筒分离成相同的多瓣结构。
[0010]本实用新型另一种内套筒结构是每组内套筒壁槽沿轴向对称设置为两个，内套筒形成一体结构、内套筒变形区形成相同的多瓣结构。
[0011]进一步本实用新型所述内套筒的内壁和/或外壁表面设置有增大摩擦的齿状结构。
[0012]优选内套筒筒壁上沿轴向设置二组将内套筒筒壁分隔成两瓣结构的内套筒壁槽；或，内套筒筒壁上沿轴向设置三组将内套筒筒壁分隔成三瓣结构的内套筒壁槽
[0013]本实用新型外套筒法兰直径大于外套筒外径。外套筒锥形面与轴向夹角β满足：0≤β≤900。外套筒锥形面轴向长度L1小于外套筒长度L的二分之一。外套筒内径大于内套筒外径。外套筒外径大于挤压套筒内径。
[0014]本实用新型还公开了一种钢筋轴向冷挤压机械连接套筒挤压专用工具，专用工具包括导向机构、滑动压头、固定压头和液压动力驱动油缸；所述导向机构为一滑杆装置，一端设置固定的固定压头，另一端设置由驱动油缸驱动的滑动压头，滑动压头设置驱动挤压套筒的驱动臂，固定压头设置固定外套筒法兰端的固定臂。
[0015]本实用新型有益性：本实用新型钢筋轴向冷挤压机械连接套筒内表面齿状结构增加了钢筋与套筒之间的摩擦，提高了连接强度；内套筒外表面齿状结构，在挤压作用下外套筒金属挤入其中，使内外套
筒紧密结合形成一个整体，有效提高了接头的抗疲劳性能和强度；内套筒壁槽的设置进一步增加了联接强度，内套筒凸台的设置使联接更准确，避免联接作业时的人为失误；安装工具轻便，安装速度快、效率高。
附图说明
[0016]图1是本实用新型连接套筒一种联接结构示意图；
[0017]图2是本实用新型连接套筒另一种联接结构示意图；
[0018]图3是本实用新型内套筒一种结构端面示意图；
[0019]图4是本实用新型内套筒一种结构纵截面示意图；
[0020]图5是本实用新型内套筒另一种结构端面示意图；
[0021]图6是本实用新型内套筒另一种结构正面示意图；
[0022]图7是本实用新型外套筒结构示意图；
[0023]图8是本实用新型挤压套筒截面结构示意图；
[0024]图9是本实用新型连接套筒联接加工示意图；
[0025]图10是本实用新型连接套筒联接专用工具示意图。
[0026]图中，1是挤压套筒，2是外套筒，3是内套筒，4是联接钢筋，5是滑动压头，6是固定压头，7是驱动油缸，8是导向机构，21是外套筒圆锥，22是外套筒变形区，23是外套筒法兰，31是内套筒变形区，32是内套筒凸台，33是内套筒壁槽；
[0027]D是内套筒内径，D1是内套筒凸台内径，D2是内套筒外径，D3是外套筒法兰直径，D4是外套筒外径，D5是外套筒内径，D6是挤压套筒内径，L是外套筒长度，L1是外套筒锥形面轴向长度，β是外套筒锥形面与轴向夹角。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施方式对本实用新型进一步说明，具体实施方式是对本实用新型原理的进一步说明，不以任何方式限制本实用新型，与本实用新型相同或类似技术均没有超出本实用新型保护的范围。
[0029]结合附图。
[0030]本实用新型钢筋轴向冷挤压机械连接套筒由内套筒3、外套筒2、挤压套筒1组成。[0031]如图3至
图6所示，内套筒3为圆柱形筒状结构，具有两端用于套入联接钢筋4的对称圆管，包括用于与联接钢筋4嵌入联接的内套筒变形区31，固定限位两端联接钢筋4的内
套筒凸台32，本实用新型内套筒3在筒壁上沿轴向设置多组内套筒壁槽33。
[0032]如图所示，图3、图4表示的内套筒3设置轴向贯通的三组内套筒壁槽33形成分瓣式内套筒3，图5、图6表示的内套筒3设置轴向分段的三组内套筒壁槽33形成一体式内套筒3。[0033]如图所示，图1中内套筒3内壁设置具有增大摩擦力的齿状结构，图2中内套筒3内壁为光滑内壁；内套筒3外壁可以是光滑表面，也可以是具有齿状结构的粗糙表面。[0034]内套筒变形区31受外力挤压时，若内壁为光滑结构，则内套筒3发生塑性变形，内套筒3金属流动到联接钢筋4与横肋之间的间隙中紧固联接。若内壁为带齿结构，则在挤压力的作用下，钢筋金属流动到内套筒3齿状结构中形成咬合紧固联接。
[0035]内套筒凸台32对从两端插入内套筒3的联接钢筋4起到定位作用，控制插入内套筒3的联接钢筋4被挤压固定长度相等，保证固定联接力的均衡。
[0036]本实用新型在内套筒3筒壁上沿轴向设置多组壁槽33，如图所示，本例两中结构的内套筒3设置三组内套筒壁槽33，内套筒壁槽33能够有效增加了内套筒3径向收缩，使内套筒3更容易发生塑性变形，降低压铆过程所需力，内套筒3内壁更多嵌入填充到联接钢筋4肋之间，内套筒壁槽33在周向设置不少于两组。
[0037]如图3至图6所示，内套筒内径D应大于内套筒凸台内径D1。
[0038]如图7所示，外套筒22为一端具有法兰盘的圆柱形筒状结构，外套筒22的内外壁为光滑筒状结构，一端设有与挤压套筒1配合的锥形面结构的外套筒圆锥21，另一端设有法兰结构的外套筒法兰23。
[0039]外套筒圆锥21在压铆初期起到对中、定位功能，有效增加外套筒2与挤压套筒1接触面积，保证外套筒2在初期与挤压套筒1在同一轴线发生相对运动，外套筒圆锥21的锥形面结构还可以是圆弧过渡结构。
[0040]外套筒变形区22在挤压套筒1的作用下发生最大塑性变形，当内套筒3外表面为齿状粗糙结构时，外套筒变形区22金属被挤压到齿状结构里面，同时将力传递到内套筒3，使内套筒3与联接钢筋4之间发生塑性变形更好的结合在一起。
[0041]外套筒法兰23用于压铆限位作用，当挤压套筒1接触到外套筒法兰23的法兰面，表示安装完成。
[0042]如图8所示，挤压套筒1是内、外壁为光滑圆筒状结构，其一端内壁设有与外套筒圆锥21配合的内锥结构。
[0043]D是内套筒内径，D1是内套筒凸台内径，D2是内套筒外径，D3是外套筒法兰直径，D4是外套筒外径，D5是外套筒内径，D6是挤压套筒内径，L是外套筒长度，L1是外套筒锥形面轴向长度，β是外套
筒锥形面与轴向夹角。
[0044]外套筒法兰直径D3大于外套筒外径D4。外套筒锥形面与轴向夹角β满足：0≤β≤900。外套筒锥形面轴向长度L1小于外套筒长度L的二分之一。外套筒内径D5大于内套筒外径D2。外套筒外径D4大于挤压套筒内径D6。
[0045]如图9所示，本实用新型联接套筒利用金属塑性变形原理，使用专业压铆工具推动挤压套筒1与内套筒3、外套筒2产生相对运动，挤压套筒1通过沿轴向挤压外套筒2将力传递到内套筒3，当内套筒3表面为光滑时，内套筒3被挤压金属沿径向方向流入联接钢筋4与横肋之间的间隙，当内套筒3内表面为齿状结构时，内套筒3内表面螺纹或环槽等凹凸状结构与钢筋肋形成咬合；若内套筒3外表面也是带齿状结构，外套筒2一部分金属在挤压套筒1的
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