一种用于机械接头的卡接结构和机械接头论文和设计-袁雪峰

全文摘要

本实用新型公开了一种用于机械接头的卡接结构，包括连接导杆，装配式卡接部、楔片和持力件，装配式卡接部内部设有用于插入连接导杆的容纳空间，装配式卡接部包括卡接部本体和设置在卡接部本体一端的导向支撑部，导向支撑部上具导向滑槽，楔片设置于导向滑槽内，卡接部本体与楔片接触的一端内侧设有导向滑动面且楔片能在导向滑槽内沿导向滑动面滑动，连接导杆与楔片接触处为导杆卡接面，楔片上设有楔片滑动面和楔片卡接面，持力件套于导向支撑部的外侧，导向支撑部的端部设有限位凸起，持力件在位于楔片和限位凸起之间，连接导杆能插入容纳空间并通过持力件回弹将楔片推入导向滑动面和导杆卡接面之间进而实现连接导杆与装配式卡接部连接，具有该卡接结构的机械接头具有插接方便，连接性能可靠以及抗拔力好等优点。

主设计要求

1.一种用于机械接头的卡接结构，其特征在于：包括连接导杆(1)，装配式卡接部(2)、楔片(3)和持力件(4)，所述装配式卡接部(2)内部设有用于插入连接导杆的容纳空间(20)，所述装配式卡接部(2)包括卡接部本体(21)和设置在卡接部本体(21)一端的导向支撑部(22)，所述导向支撑部(22)上具有一个以上的导向滑槽(23)，所述楔片(3)置于导向滑槽(23)内，所述卡接部本体(21)与楔片(3)接触的一端内侧设有导向滑动面(24)，所述楔片(3)能在导向滑槽(23)内沿导向滑动面(24)滑动，所述连接导杆(1)与楔片(3)接触处为导杆卡接面(10)，所述楔片(3)上设有与导向滑动面(24)接触的楔片滑动面(30)和与导杆卡接面(10)接触的楔片卡接面(31)，所述持力件(4)套于导向支撑部(22)的外侧，所述导向支撑部(22)的端部设有防止持力件脱落的限位凸起(25)，所述持力件(4)在轴向方向上位于楔片(3)和限位凸起(25)之间，所述连接导杆能插入容纳空间并通过持力件回弹将楔片推入导向滑动面和导杆卡接面之间进而实现连接导杆与装配式卡接部连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述楔片卡接面为圆锥形面或椭圆锥形面，在插接状态下，所述导杆卡接面与楔片卡接面为面接触、单根线接触或单点接触，所述导向滑动面与楔片滑动面为两根线接触或面接触。

3.根据权利要求1或2所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述导杆卡接面、楔片卡接面和导向滑动面中至少一个面上均设置有防滑结构。

4.根据权利要求3所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述防滑结构为卡齿或锥螺纹。

5.根据权利要求1所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述持力件为弹簧，所述持力件上靠近楔片的一端还具有弯向持力件中心线的内凹部(40)，当所述持力件套于导向支撑部的外侧时所述内凹部置于导向滑槽中且与楔片远离导向滑动面的一端抵接。

6.根据权利要求4所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述连接导杆(1)包括底座(12)、插头(13)和用于连接底座与插头的连接部(14)，所述底座(12)和连接部(14)之间设有锥形的导杆抵接面(15)，所述装配式卡接部(2)的连接导杆插入端的内径上设有插入限位面(26)，当所述连接导杆插入装配式卡接部时，所述导杆抵接面(15)与插入限位面(26)抵接。

7.根据权利要求6所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述插头还包括圆弧过渡面(17)和插头导向面(16)，所述导杆卡接面(10)和插头导向面(16)为锥形面，所述导杆卡接面(10)和插头导向面(16)的大径端通过圆弧过渡面(17)连接，所述楔片(3)的连接导杆插入侧的内侧设有楔片导向面(32)。

8.根据权利要求1所述的用于机械接头的卡接结构，其特征在于：所述导向滑槽的数量为3-6个，所述导向滑槽的截面为扇形，所述导向滑槽的扇形截面对应的圆心角为30-90度。

9.一种机械接头，其特征在于：包括权利要求1至8中任意一项所述的机械接头的卡接结构，还包括第一定位套和第二定位套，所述定位套一端设有主筋固定孔，另一端设有安装孔，所述连接导杆固定在第一定位套的安装孔中，所述装配式卡接部固定在第二定位套的安装孔中。

10.一种机械接头，其特征在于：包括权利要求1至8中任意一项所述的机械接头的卡接结构，还包括第二定位套，所述第二定位套一端设有安装孔，所述装配式卡接部固定在第二定位套的安装孔中，所述第二定位套的外径上设有外螺纹。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土构件连接结构，具体涉及一种用于机械接头的卡接结构和机械接头。

背景技术

在建筑施工中，预制混凝土构件主筋对接是必不可少的工序，传统混凝土桩对接方式为钢板的焊接，钢件外露，造成了抗腐蚀性能差的问题，且不能解决拼接桩头之间密封的问题，同时现有建筑行业要求预制混凝土构件主筋对接要求快速、牢固，而采用焊接方式不能实现该要求。

现有技术中，为了便于能够实现预制混凝土桩的快速连接，通常在预制混凝土桩两端设有机械接头，如图24所示为现有技术现有技术中公开的一种机械接头，包括连接导杆1、定位套2、中间螺母9、楔片3以及弹簧4，中间螺母安装在定位套的连接导杆插入端，中间螺母上远离连接导杆插入端的一侧设有滑动面，连接导杆上设有卡接面，楔片为由多个分体的卡齿组成的环形结构，楔片和弹簧置于定位套中，在连接导杆穿过中间螺母插入定位套中时，弹簧可以推动楔片进入滑动面和卡接面之间，从而实现连接导杆与定位套的连接。

现有的机械接头存在以下问题，如图24和图25a所示，为了防止连接导杆和定位套插接出现歪斜的现象，连接导杆上设有第一圆锥面92，中间螺母上设有第二圆锥面90，连接导杆与定位套插接后，第一圆锥面和第二圆锥面相配合以对插接进行校正，避免连接导杆和定位套两者出现歪斜现象。然而，如图24 和图25a所示，由于第一圆锥面和第二圆锥面的长度较长，使得在连接导杆在插入过程中，第一圆锥面和第二圆锥面之间会存在较大的间隙，会导致连接导杆的中心轴线x-x与定位套的中心轴线y-y不同轴，当施加外力使连接导杆向定位套插接过程中，靠近连接导杆轴线一侧的卡齿先与插头接触，而远离插接件轴线一侧的卡齿后与插头接触，在图24中，下侧的卡齿先与插头接触并且在插头的作用下压缩弹簧，上侧的卡齿后与插头接触，因此，如图25a所示，在连接导杆插入的过程中，下侧的卡齿在连接导杆的推动下具有两个运动，一个是沿定位套的径向方向上远离中心轴方向运动(图中向下侧方向运动)，另一个沿容纳导向套轴向方向压缩弹簧(图中向右侧方向运动)，而上侧的卡齿在插接的开始阶段不会与连接导杆接触，造成两侧的卡齿偏斜，从而使得弹簧两侧受力不均而出现倾斜状态，在插头进一步的插入时，会出现以下两种情况。第一种情况，如图25a所示，由于插头下侧与定位套的内壁间距较小，因此下侧的卡齿在插头的推动下进一步的压缩弹簧并且会一直被插头端部限制无法进入连接导杆和中间螺母之间，而插头上侧与定位套的内壁间距较大，因此上侧的卡齿在弹簧的推动下先进入连接导杆和中间螺母之间，当除去外力时，卡齿和连接导杆在弹簧的作用下回弹，由于上侧的卡齿已进入连接导杆和中间螺母之间，而下侧的卡齿未进入连接导杆和中间螺母之间，因此会造成连接不牢靠甚至连接失败。第二种情况，如图24所示，由于连接导杆和容纳限位套的轴线存在偏差，在连接导杆插入时，下侧的楔片先与插头接触并且在插头的作用下压缩弹簧，上侧的楔片后与插头接触，在开始插入阶段，下端的楔片挤压弹簧，造成弹簧倾斜(图25a中弹簧的状态)，倾斜的弹簧会推动上侧的楔片先进入连接导杆和中间螺母之间并插入较大的深度，如图25b所示，当连接导杆继续插入过程中，弹簧会推动其余的楔片进入连接导杆和中间螺母之间，但是，后进入的楔片与连接导杆的卡接位置与先进入的楔片与连接导杆卡接的位置处于插头的不同位置处，上侧的楔卡插入的深度较大，下侧的楔卡插入的深度较小，此时，下侧的楔片受力，而上侧的楔片不受力，因此，会造成该机械接头的抗拔性能降低。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种机械接头，本实用新型采用的技术手段如下：

一种用于机械接头的卡接结构，包括连接导杆，装配式卡接部、楔片和持力件，所述装配式卡接部内部设有用于插入连接导杆的容纳空间，所述装配式卡接部包括卡接部本体和设置在卡接部本体一端的导向支撑部，所述导向支撑部上具有一个以上的导向滑槽，所述楔片置于导向滑槽内，所述卡接部本体与楔片接触的一端内侧设有导向滑动面，所述楔片能在导向滑槽内沿导向滑动面滑动，所述连接导杆与楔片接触处为导杆卡接面，所述楔片上设有与导向滑动面接触的楔片滑动面和与导杆卡接面接触的楔片卡接面，所述持力件套于导向支撑部的外侧，所述导向支撑部的端部设有防止持力件脱落的限位凸起，所述持力件在轴向方向上位于楔片和限位凸起之间，所述连接导杆能插入容纳空间并通过持力件回弹将楔片推入导向滑动面和导杆卡接面之间进而实现连接导杆与装配式卡接部连接。

进一步地，所述楔片卡接面为圆锥形面或椭圆锥形面，在插接状态下，所述导杆卡接面与楔片卡接面为面接触、单根线接触或单点接触，所述导向滑动面与楔片滑动面为两根线接触或面接触。

进一步地，所述导杆卡接面、楔片卡接面和导向滑动面中至少一个面上均设置有防滑结构。

进一步地，所述防滑结构为卡齿或锥螺纹。

进一步地，所述持力件为弹簧，所述持力件上靠近楔片的一端还具有弯向持力件中心线的内凹部，当所述持力件套于导向支撑部的外侧时所述内凹部置于导向滑槽中且与楔片远离导向滑动面的一端抵接。

进一步地，所述连接导杆包括底座、插头和用于连接底座与插头的连接部，所述底座和连接部之间设有锥形的导杆抵接面，所述装配式卡接部的连接导杆插入端的内径上设有插入限位面，当所述连接导杆插入装配式卡接部时，所述导杆抵接面与插入限位面抵接。

进一步地，所述插头包括导杆卡接面、圆弧过渡面以及插头导向面，所述导杆卡接面和插头导向面为锥形面，所述导杆卡接面和插头导向面的大径端通过圆弧过渡面连接，所述楔片的连接导杆插入侧的内侧设有楔片导向面。

进一步地，所述导向滑槽的数量为3-6个，所述导向滑槽的截面为扇形，所述导向滑槽的扇形截面对应的圆心角为30-90度。

进一步地，包括本实用新型公开的机械接头的卡接结构，还包括第一定位套和第二定位套，所述定位套一端设有主筋固定孔，另一端设有安装孔，所述连接导杆固定在第一定位套的安装孔中，所述装配式卡接部固定在第二定位套的安装孔中。

进一步地，包括本实用新型公开的机械接头的卡接结构，还包括第二定位套，所述第二定位套一端设有安装孔，所述装配式卡接部固定在第二定位套的安装孔中，所述第二定位套的外径上设有外螺纹。

与现有技术比较，本实用新型所述的机械接头的卡接结构具有以下有益效果：1、该机械接头的卡接结构包括连接导杆、装配式卡接部、楔片和持力件，装配式卡接部一端具有导向支撑部，导向支撑部设置有导向滑槽，使得连接导杆可以方便准确的插入装配式卡接部中，实现预制混凝土桩的快速连接；2、楔片卡接面为圆锥形面或椭圆锥形面，在插接状态下，所述导杆卡接面与楔片卡接面为面接触、单根线接触或单点接触，所述导向滑动面与楔片滑动面为两根线接触或面接触，使得楔片的内外受力不会集中于一个点上，避免因受力过于集中导致的变形和损坏，提高整个机械接头的抗拔性能；3、连接导杆插入侧的内侧设有楔片导向面，方便在连接导杆插入时进行导向；4、连接导杆和楔片上均设置有防滑结构，可以使得连接导杆与装配式卡接部更牢固的卡接在一起；5、持力件的端部设置有内凹部，可以增大持力件与楔片的接触面积，避免持力件与楔片作用过程中，楔片的倾斜会挤压进持力件中，使得持力件产生径向膨胀进而造成插接失败的问题；6、连接导杆上设有导杆抵接面。装配式卡接部上设有插入限位面，使得连接导杆插入过程中，装配式卡接部可以对连接导杆进行下行限位，避免连接导杆的过插入而影响混凝土桩的抗拔性能。

附图说明

图1是本实用新型公开的机械接头卡接结构的结构图；

图2是图1的A-A处剖视图；

图3a是装配式卡接部的主视图；

图3b为装配式卡接部的剖视图；

图3c为图3a的右视图；

图4为连接导杆的结构图；

图5a为楔片的结构图；

图5b为图5a中B-B处截面图；

图6a为持力件的端面视图；

图6b为持力件的主视图；

图7a为持力件安装在装配式卡接部中的结构图；

图7b为图7a中C-C处剖视图；

图8为本实用新型公开的机械接头的第一种结构图；

图9为定位套的结构图；

图10为连接导杆与楔片刚开始接触时的示意图；

图11为楔卡的楔片卡接面的锥度与连接导杆的导杆卡接面锥度相同时，楔卡与连接导杆的卡接示意图；

图12a为楔片卡接面为锥形面或椭圆锥形面时连接导杆、楔片以及容纳导向套的受力分析图；

图12b为图12a中虚线部分框中的放大图；

图13a为楔片卡接面上加工有锥螺纹的示意图；

图13b为图13a中F处的放大图；

图14a为导杆卡接面上加工有锥螺纹的示意图；

图14b为图14a中G处的放大图；

图15a为楔片卡接面和导杆卡接面上均具有锥螺纹时，楔片进入滑动导向面和导杆卡接面时的示意图，此时，楔片卡接面和导杆卡接面的锥螺纹的齿顶相互抵接；

图15b为图15a中当楔片与连接导杆卡接后的示意图，此时，楔片与导向滑动面之间产生间隙；

图15c为仅在导杆卡接面上具有锥螺纹时，楔片与连接导杆卡接的示意图；

图16a为导向滑动面上设有卡齿的结构图；

图16b为图16a中导向滑动面与楔片滑动面接触位置的放大图；

图17a为楔片滑动面上具有卡齿的示意图；

图17b为图17a中楔片滑动面与导向滑动面接触处的放大图；

图18为本实用新型公开的机械接头的第二种结构；

图19a为第二种结构中装配式卡接部的结构图；

图19b为图19a的左视图；

图20a为第二种结构中定位套的结构图；

图20b为图20a的右视图；

图21为本实用新型公开的机械接头的第三种结构图；

图22为图21中H处放大图；

图23为端板结构图；

图24为现有技术的机械接头的结构图；

图25a为现有技术的机械接头的连接导杆与中间螺母的中心轴线存在偏差时，连接导杆造成部分楔片无法进入中间螺母和连接导杆之间的示意图；

图25b为现有技术的机械接头的连接导杆与中间螺母的中心轴线存在偏差时，楔片进入连接导杆和中间螺母后，多个楔片的与连接导杆的卡接位置不同的示意图；

图26为安装有现有技术的机械接头的预制混凝土桩端部出现倾斜时，混凝土桩插接的示意图；

图27为现有技术的机械接头在插接过程中出现过插入的示意图，也就是图 26中上侧的机械接头插接时的示意图；

图28为图27中机械接头卡紧后的示意图。

图中：1、连接导杆，10、导杆卡接面，11、锥螺纹，12、底座，13、插头， 14、连接部，15、导杆抵接面，16、插头导向面，17、圆弧过渡面，2、装配式卡接部，20、容纳空间，21、卡接部本体，22、导向支撑部，23、导向滑槽， 24、导向滑动面，25、限位凸起，26、插入限位面，3、楔片，30、楔片滑动面,31、楔片卡接面，32、楔片导向面，33、楔片与持力件接触的面，34、楔片的外侧面，4、持力件，40、内凹部，50、第一定位套，51、第二定位套，52、主筋，53、主筋固定孔，54、安装孔，55、外凸缘，56、过渡斜面，57、内卡台，60、第一端板，61、第二端板，63、连接导杆固定孔，64、定位套固定孔， 65、加强筋固定孔，9、中间螺母，90、第二圆锥面，92、第一圆锥面。

具体实施方式

如图1和图2所示为本实用新型公开的机械接头的卡接结构的第一种结构，包括连接导杆1，装配式卡接部2、楔片3和持力件4。在本实施例中，如图4 所示，所述连接导杆1包括底座12和插头13，底座12外设有外螺纹。如图3a、图3b和图3c所示，所述装配式卡接部2内部设有用于插入连接导杆的容纳空间20，所述装配式卡接部2包括卡接部本体21和设置在卡接部本体21一端的导向支撑部22，所述导向支撑部22上具有一个以上(包括一个)的导向滑槽 23，本实施例中，导向滑槽具有3个，导向滑槽23与卡接部本体接触的一端内壁上设有锥形的导向滑动面24，导向滑动面与装配式卡接部的中心轴线的夹角 a小于90°，优选地，导向滑动面与装配式卡接部的中心轴线的夹角a为30°到60°。如图1和图2所示，所述楔片3设置于导向滑槽23内，所述楔片3能在导向滑槽23内沿导向滑动面24滑动，所述连接导杆1与楔片3接触处为导杆卡接面10，如图5a和图5b所示，所述楔片3上设有与导向滑动面24接触的楔片滑动面30和与导杆卡接面10接触的楔片卡接面31，优选地，所述导杆卡接面10的轴向长度大于楔片卡接面31的轴向长度，所述持力件4套于导向支撑部22的外侧，所述导向支撑部22的端部设有防止持力件脱落的限位凸起25，所述持力件4在轴向上位于楔片3和限位凸起25之间，所述连接导杆1能插入容纳空间20并通过持力件4回弹将楔片3推入导向滑动面24和导杆卡接面10 之间进而实现连接导杆与装配式卡接部连接。

如图8所示为本实用新型公开的机械接头的第一种结构，该机械接头包括本实用新型公开的卡接结构，还包括第一定位套50和第二定位套51，在本实施例中，第一定位套50和第二定位套51具有相同的结构，如图9所示，定位套一端具有主筋固定孔53，另一端为安装孔54，主筋固定孔可以是用于与PC钢棒连接的墩头卡台结构，也可以是与螺纹钢连接的螺纹孔或者是用于与钢绞线连接的锥形孔，具体结构在专利【2016100024791】中有详细的描述。第一定位套和第二定位套的主筋固定孔内与预制混凝土桩中的主筋连接，并且第一定位套和第二定位套分别浇筑于混凝土桩的两端，定位套的安装孔内设有内螺纹，连接导杆的底座上设有外螺纹，连接导杆安装在第一定位套的安装孔中，装配式卡接部的外壁上也设有外螺纹，装配式卡接部安装在第二定位套中，不同的预制混凝土桩可以通过该机械接头实现快速的连接。

由于定位套的主筋安装孔内需要先安装主筋，如图24所示的现有的机械接头在定位套内装入主筋后，然后需要再将持力件、楔片以及中间螺母依次的放入到定位套中，由于主筋的长度较长，当主筋安装在定位套中后，定位套只能处于水平状态，不便于将持力件、楔片以及中间螺母装入定位套中，尤其是楔片的安装，由于楔片具有多个并形成分体的环形结构，在楔片与定位套安装中，需要特殊的安装工具和安转工艺才能完成，增加了安装时间和安装成本。本实用新型公开的机械接头中，如图1中所示，装配式卡接部、楔片和持力件可以预先在加工车间进行组装，如图所示，持力件可以将楔片限定在环槽中，楔片的楔片滑动面与导向滑动面抵接，使得装配式卡接部、楔片和持力件成为一个整体部件，然后，再将该整体部件与安装了主筋的定位套进行组装，该结构减少了安装步骤，同时消除了现有机械接头对楔片进行安装时需要特殊工具和安装工艺的需求。本实用新型公开的机械接头与现有机械接头相比，由于在导向支撑部上加工有导向滑槽，楔片置于导向滑槽中，持力件套在导向支撑部的外侧，使得容纳空间的最小内径与插头的最大外径之间的间隙Z2(一般情况下，容纳空间的最小内径与插头的最大外径之间的间隙为0.1mm到0.3mm)远小于现有技术中定位套的内径与插头的外径的间隙Z3，可以避免连接导杆与装配式卡接部的轴线偏离过大而使得现有技术中出现部分楔片先进入导向滑动面和导杆卡接面之间，而部分楔片由于插头的阻挡作用而无法进入导向滑动面和导杆卡接面之间，使得出现插接失败的问题，保证了插接的可靠性。

如图3a和图8所示，在该机械接头中，装配式卡接部的外壁的前端还加工有退刀槽201，退刀槽与装配式卡接部的前端面之间形成限位台202，限位台上不具有外螺纹，当装配式卡接部拧入定位套中时，限位台的端面可以限制装配式卡接部拧入定位套的长度，便于快速精确的进行组装。进一步地，限位台上还可以加工有相对布置的两平面，以便于用扳手等工具进行夹持进行安装。

进一步地，如图6a、图6b、图7a和图7b所示，所述持力件4为弹簧，所述持力件4上靠近楔片3的一端还具有弯向持力件中心线的内凹部40，内凹部的数量与导向滑槽的数量相同。当所述持力件4套于导向支撑部22的外侧时所述内凹部40置于导向滑槽23中且与楔片远离导向滑动面的一端抵接，持力件上设置有内凹部，增加了持力件与楔片的接触面积，避免楔片在导向滑槽中的运动过程中出现倾斜而造成卡死等现象。

在本实用新型公开的连接导杆的插头13的端部可以为圆台形、球台形的端头，优选地，如图4所示，插头包括导杆卡接面10、插头导向面16以及圆弧过渡面17，所述导杆卡接面10和插头导向面16均为锥度面，两个锥度面的大径端通过圆弧形的圆弧过渡面连接，如图5b所示，楔片还包括处于连接导杆插入侧内径上的楔片导向面32，楔片滑动面30、楔片的外侧面34、、楔片与持力件接触的面33、楔片卡接面31以及楔片导向面32依次连接围成横截面为五边形结构。

如图10所示，当该种结构的插头在插入装配式卡接部中时，插头导向面会先与楔片的楔片导向面接触，插头导向面对楔片导向面起到导向的作用以便于楔片能够在持力件的作用下顺利的进入到导向滑动面和导杆卡接面之间，优选地，插头导向面与楔片导向面接触位置为两个面的中线位置，可以避免楔片或插头的尖角边沿对相互的接触面进行滑切，造成工作面的磨损。

由于连接导杆的导杆卡接面为锥形面，当楔片的楔片卡接面为与导杆卡接面锥度相同的锥形面时，由于楔片与连接导杆的卡接位置不确定，因此，在楔片与连接导杆卡接时，楔片卡接面和导杆卡接面不会完全配合。如图11所示，图中Q1至Q5曲线表示导杆卡接面不同位置处的截面半径曲线，图中J曲线表示楔片的某一位置处的截面半径曲线，如图中所示，当J曲线处于Q1位置时， J曲线与Q1完全贴合，当J曲线处于Q2至Q5时，J曲线与Q曲线的间隙逐渐增加，也就是说楔片处于连接导杆的不同位置时，楔片与连接导杆的卡接状态不同，即不能保证楔片卡接面与导杆卡接面完全贴合。

优选地，本实用新型公开的机械接头的楔片卡接面31为圆锥形面或椭圆锥形面，在插接状态下，所述楔片卡接面31与导杆卡接面10为面接触、单根线接触或单点接触，所述楔片滑动面30与导向滑动面22为两根线接触或面接触。

也就是说，如图12a和图12b所示，当楔片卡接面为圆锥形时，在插接状态下，楔片卡接面的直径大于导杆卡接面对应位置的直径，所述楔片滑动面的直径大于导向滑动面对应位置的直径，形成线接触，此时如果楔片卡接面的锥度略大于或小于导杆卡接面的锥度，二者则为点接触；当楔片卡接面为椭圆锥形面时，其为关于短轴对称的椭圆弧形锥面，也需要满足椭圆弧形锥面的楔片卡接面与导杆卡接面为线接触或点接触，具体地，可以设置为导杆卡接面的直径等于楔片卡接面的短轴长度，当然也可以设置为其他值，只要满足线接触的要求即可，如果这时满足楔片卡接面的锥度略大于或小于导杆卡接面的锥度，二者则为点接触，对于导向滑动面和楔片滑动面，有可能是楔片滑动面的两端与导向滑动面接触，也有可能是两端稍微内侧一些，根据椭圆弧的规格决定。由于实际生产过程中，很难控制楔片与导向滑动面和楔片滑动面均为面接触，这样以来，设置为线接触，在周向上，楔片的内侧为中间受力(图中力F1)，而楔片的外侧为两端受力(图中的力F2)，形成三角形受力结构，使得楔片的内外受力不会集中于一个点上，避免因受力过于集中导致的变形和损坏，提高整个机械接头的抗拔性能。

进一步地，所述导杆卡接面、楔片卡接面和导向滑动面中至少一个面上均设置有防滑结构，防滑结构可以是锥螺纹11或卡齿。

如图13a、图13b、图14a和图14b所示分别为在所述楔片卡接面31和导杆卡接面10上均设置有锥螺纹，加工锥螺纹可以方便加工并降低成本。预制混凝土桩通过机械接头连接后，连接导杆会受到向外的拉拔力，楔片在导向滑动面的推动下，楔片与连接导杆会产生相对滑动，楔片卡接面和导杆卡接面上加工防滑结构以提高楔片与连接导杆之间的摩擦阻力，进而提高预制混凝土桩的抗拔力。

进一步地，仅在导杆卡接面上加工锥螺纹11或卡齿。如图15a所示，当楔片卡接面和导杆卡接面上均具有锥螺纹(卡齿)时，在楔片进入导向滑动面和导杆卡接面后，楔片卡接面和导杆卡接面上的锥螺纹的齿顶先相互接触，如图 15b所示，当连接导杆受到向外的拉拔力时，楔片卡接面和导杆卡接面上的锥螺纹相互卡合，此时，楔片的楔片滑动面和装配式卡接部的导向滑动面之间会产生一个齿高的间隙Z1，因此，会造成连接导杆与装配式卡接部的连接不牢靠和以及轴向运动间隙。如图15c所示，为只在连接导杆的导杆卡接面上设有锥螺纹，因此，当在楔片进入导向滑动面和导杆卡接面之间，楔片滑动面与导向滑动面抵接，楔片卡接面与导杆卡接面上的锥螺纹的齿顶抵接，不会产生图15b 中的间隙，保证了卡接的牢固性能。

图16a和图16b所示为在滑动导向面上加工有卡齿结构的防滑结构，优选的，沿装配式卡接部的容纳空间向装配式卡接部外径的方向上，卡齿的齿高逐渐增加，也就是如图16b所示的卡齿的齿高超出图中虚线的高度逐渐增加。在导向滑动面上加工逐渐增高的卡齿，如图16a和图16b所示，当楔片进入导向滑动面和插头之间后，楔片的外侧面与相邻的卡齿接触，进而可以防止楔片在导向滑动面和插头之间滑动，保证了机械接头的卡接牢固。

图17a和图17b所示为在楔片的楔片滑动面上加工有卡齿结构的防滑结构，如图17b所示，当楔片进入导向滑动面和连接导杆之间后，楔片的前端会部分超出导向滑动面，当在楔片滑动面上加工有卡齿时，导向滑动面与装配式卡接部的连接导杆插入方向的内壁形成的边抵接在卡齿的一个齿面上，进而限制了楔片与装配式卡接部的相对运动，提高了连接导杆与装配式卡接部的连接强度，进而提高了抗拔性能，在该实施例中，优选地，导向滑动面与装配式卡接部中心轴线的夹角r1大于楔片的楔片滑动面与装配式卡接部中心轴线的夹角r2，这样，导向滑动面与装配式卡接部的连接导杆插入方向的内壁形成的边可以方便的卡入到楔片滑动面上的卡齿中。

以上描述了在楔片卡接面和导杆卡接面、导杆卡接面、导向滑动面以及楔片滑动面上加工卡齿或锥螺纹用于限制楔片在容纳导向套和连接导杆之间的运动的四种防滑结构，但是不限于上述四种形式，防滑结构可以在楔片卡接面、导杆卡接面、导向滑动面和楔片滑动面中一个或多个面上加工，此处不再对其它加工形式进行描述。

同时，如图9所示，为了增加该定位套与混凝土桩的抱裹力定位套的外壁优先选用多边形结构，在本实施例中定位套外壁为十二边形结构，进一步的，定位套的安装孔一端的外壁上设有外凸缘54，外凸缘与定位套本体的外壁之间设有锥形的过渡斜面56，定位套的外径上设有外凸缘和过渡斜面，可以在不增加定位套整体体积的情况下增加定位套与混凝土桩端面的接触面积，提高混凝土桩端面的抗压性能，降低定位套将混凝土桩端面压裂的可能性。

在机械接头用于混凝土桩连接时，需要在混凝土桩的端部周向布置多个机械接头，在预制混凝土浇筑时，存在混凝土端面与混凝土桩轴线倾斜的情况，由于连接导杆是在混凝土桩浇筑之后安装在混凝土桩端面上的，因此可以通过测量可以保证连接导杆的插头端部处于同一平面，而定位套是浇筑在混凝土桩中，混凝土桩浇筑后，定位套的位置被限定。因此，如图26所示，当混凝土桩的端面出现倾斜时，在该图中，安装连接导杆的桩端面与桩轴线垂直(表示通过精确测量，可以保证插头的端面与桩端面的距离一致)，安装有中间螺母的桩端面倾斜，在两个桩通过图26中所示的形式进行连接时，图26中上侧的机械接头中的连接导杆插入定位套中时会出现过插入的状态，即如图27中所示，当连接导杆插入定位套中后，连接导杆上的导杆卡接面与中间螺母的导向滑动面之间的距离过大，使得楔片的楔片滑动面和楔片卡接面无法同时与导向滑动面和导杆卡接面接触，使得导杆卡接面和楔片卡接面之间出现间隙(图中Z5)，也就是此时楔片无法将连接导杆与定位套卡接，如图28所示，当连接导杆插入定位套中后，需要对连接导杆向外进行拉拔，以便于楔片将连接导杆与中间螺母卡接，当将连接导杆向外拉拔时，两个对接的混凝土桩端面会产生相应大小的间隙Z4(连接导杆向外拉拔的距离)，造成混凝土桩连接的不牢靠。

如图3b、图4和图8所示，所述连接导杆1还包括连接所述底座12与插头 13的导向部14，所述导向部与底座之间设有锥形的导杆抵接面15，所述装配式卡接部的连接导杆插入端的内径上设有锥形的插入限位面26，当连接导杆插入装配式卡接部时，所述导杆抵接面与插入限位面抵接。也就是说，在连接导杆插入装配式卡接部中时，插入限位面对连接导杆起到下行限位的作用，可以防止连接导杆过插入到定位套中而产生上述连接导杆过插入而引起桩端面出现间隙的问题。

进一步地，所述导向滑槽的数量为3-6个，所述导向滑槽的截面为扇形，所述导向滑槽的扇形截面对应的圆心角为30-90度。

如图18为本实用新型公开的机械接头的第二种结构，包括第一定位套50、连接导杆1、装配式卡接部2、楔片3、持力件4以及第二定位套51。该结构的机械接头与第一种机械接头的不同点在于，在第一种结构中公开的机械接头，为了限定装配式卡接部拧入定位套中的长度，在卡接部本体的外壁上加工有退刀槽和限位台，在该结构中，如图19a所示，卡接部本体的外壁上不设有退刀槽和限位台，如图20a和图20b所示，在定位套的中靠近主筋固定孔一端设有内卡台57，当装配式卡接部拧入定位套中时，装配式卡接部具有限位凸起的一端端面与内卡台的端面抵接，进而限定装配式卡接部拧入定位套中的长度。

为了便于装配式卡接部的安装，如图19b所示，装配式卡接部的连接导杆插入一端加工有两个卡孔29，以便于对其进行夹持和安装。

如图21、图22和图23所示为本实用新型公开的机械接头的第三种结构，该结构与第一种或第二种机械接头的不同点在于，该结构的机械接头的定位套的外壁为圆柱面，定位套的外壁上加工有外螺纹。如图中所示，预制混凝土桩两端分别固定有第一端板60和第二端板61，如图23所示，端板上具有连接导杆固定孔63、定位套固定孔64以及加强筋固定孔65，定位套固定孔64和加强筋固定孔65向连通形成葫芦状，第一端板上的连接导杆固定孔中安装连接导杆，第二端板上的定位套固定孔中安装定位套，第一端板和第二端板的加强筋固定孔均与混凝土桩中的主筋连接，该机械接头可以实现具有端板结构的预制混凝土桩的快速连接。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

设计图

一种用于机械接头的卡接结构和机械接头论文和设计

一种用于机械接头的卡接结构和机械接头论文和设计-袁雪峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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