CN103026079A - 螺纹接合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的螺纹接合装置包括母螺纹部分和公螺纹部分，母螺纹部分和公螺纹部分通过沿着轴线方向形成的多个螺纹彼此接合。螺纹接合装置的母螺纹部分和公螺纹部分的每个螺纹包括牙顶、牙底、插入牙侧和承载牙侧。母螺纹部分的牙底包括沿着轴线方向延伸的直的部分和凹入的圆形部分。公螺纹部分的牙底包括凹入圆形部分，其中，在公螺纹部分的牙底形成的圆形部分的曲率半径大于在母螺纹部分的牙底形成的圆形部分的曲率半径。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种螺纹接合装置。更具体而言，本发明涉及一种螺纹接合装置，其通过接合形成在母螺纹部分和公螺纹部分中的多个螺纹而紧固两个分开的部件。
背景技术
螺纹接合装置已经广泛地用作紧固两个分开的部件的方法。图8显示了通过螺纹接合而紧固两个部件的传统螺纹接合装置的螺纹接合结构。螺纹接合装置100传统地构造成通过接合形成在母螺纹部分110中的多个螺纹和形成在公螺纹部分120中的多个螺纹而紧固和固定带有母螺纹部分110的部件和带有公螺纹部分120的部件。
在诸如图8所示的传统的螺纹接合装置100中，形成在母螺纹部分110和公螺纹部分120中的多个螺纹的四个螺纹表面（即，牙顶111、121，牙底112、122，插入牙侧113、123和承载牙侧114、124）形成为直线。另外，传统的螺纹接合装置100构造成使得，当螺纹接合装置100接合时，母螺纹部分110的承载牙侧114和公螺纹部分120的承载牙侧124彼此接触，由此紧固螺纹接合装置100。
这种传统的螺纹接合装置100构造成使得，当外力沿着与螺纹接合方向相反的方向（图8中的B方向）施加时，母螺纹部分110的承载牙侧114和公螺纹部分120的承载牙侧124受到外力。因此，在这种传统的螺纹接合装置100中，当大的外力沿着与螺纹接合方向相反的方向（图8中的B方向）施加时，大的应力施加到母螺纹部分110的承载牙侧114的足部（图8中的X）和公螺纹部分120的承载牙侧124的足部（图8中的Y），损害母螺纹部分110和公螺纹部分120的螺纹。
如图8所示，传统的螺纹接合装置100还构造成使得承载牙侧114、124与垂直于螺纹接合轴线的直线成正角α，即，承载牙侧114与牙顶111成钝角β，承载牙侧124与牙顶121成钝角β。在这种结构中，当外力沿松弛螺纹接合的方向施加时，母螺纹部分110受到朝向公螺纹部分120外侧（图8中的方向D）的力。因此，这种传统的螺纹接合装置可以在沿着松弛螺纹接合方向施加的较小外力的作用下容易地脱开。
发明内容
技术问题
本发明致力于解决传统的螺纹接合装置的所述问题。具体而言，本发明涉及一种螺纹接合装置，其能够稳定地维持螺纹接合，并且最小化承载牙侧的足部的应力集中，以提供更长的使用寿命。
问题的解决方案
本发明提供一种螺纹接合装置，其通过接合形成在母螺纹部分中的多个螺纹和公螺纹部分中的多个螺纹而紧固和固定两个分开的部件。
根据本发明的螺纹接合装置1包括母螺纹部分10和公螺纹部分20，所述母螺纹部分10和所述公螺纹部分20通过沿着轴线方向形成的多个螺纹彼此接合。螺纹接合装置1的母螺纹部分10和公螺纹部分20的每个螺纹包括围绕螺纹的周向形成的牙顶11、21和牙底12、22以及连接牙顶11、21和牙底12、22的插入牙侧13、14和承载牙侧23、24。母螺纹部分10的牙底12包括沿着轴向延伸的直的部分15和凹入的圆形部分16，并且公螺纹部分20的牙底22包括凹入的圆形部分26。本发明的螺纹接合装置1防止母螺纹部分10和公螺纹部分20的螺纹由于承载牙侧14、24的足部的应力集中而受到损害。此外，本发明的螺纹接合装置1构造成使得母螺纹部分10的牙底12的一部分形成为直的部分15，以防止公螺纹部分20在从螺纹接合轴线偏移到母螺纹部分10的一侧时接合到母螺纹部分10。在本发明的螺纹接合装置1中，优选的是，形成在公螺纹部分20的牙底22的圆形部分26的半径大于形成在母螺纹部分10的牙底12中的圆形部分16的半径。由于当接合时公螺纹部分20的承载牙侧24比母螺纹部分10的承载牙侧14受到更大的应力，优选的是，将形成在公螺纹部分20的牙底22中的圆形部分26的半径大于形成在母螺纹部分10的牙底12中的圆形部分16的半径，以便进一步降低施加到公螺纹部分20的应力。
在本发明的螺纹接合装置1中，优选的是，公螺纹部分20的牙底22中的圆形部分26形成为基本完全圆形形状。通过将公螺纹部分20的牙底22中的圆形部分26形成为没有直的部分的完全圆形形状，螺纹接合装置1最大化了圆形部分26的曲率半径，更为降低施加到承载牙侧24的应力。
此外，本发明的螺纹接合装置1构造成使得位于螺纹接合方向的后方（图2和图5中的方向A）、与插入牙侧13、23相反的承载牙侧14、24与垂直于螺纹接合轴线的直线成负角α，即，承载牙侧14、24与相应的牙顶11、21成锐角。这种构造允许螺纹接合装置1防止母螺纹部分10与公螺纹部分20的螺纹接合在沿着松弛螺纹接合的方向施加的外力的作用下脱开，并且牢固地维持螺纹接合。更优选地，螺纹接合装置1的承载牙侧14、24与牙顶11、21成83至90度。
另外，本发明提供一种轧钢机，其包括根据本发明的螺纹接合装置1。
发明的效果
如上所述，根据本发明的螺纹接合装置包括与轴线方向平行的直的部分和凹入的圆形部分。因此，螺纹接合装置可以通过直的部分而防止公螺纹部分在从螺纹接合轴线偏移到母螺纹部分的一侧时接合到母螺纹部分，并且可以通过凹入的圆形部分防止因承载牙侧的足部的应力集中而造成母螺纹部分被损害。另外，在本发明的螺纹接合装置中，公螺纹部分的牙底的圆形部分的曲率半径大于母螺纹部分的牙底中形成的圆形部分的曲率半径。因此，本发明的螺纹接合装置可以降低施加到公螺纹部分的承载牙侧的应力，并且还增强螺纹接合装置的使用寿命。
此外，本发明的螺纹接合装置构造成使得母螺纹部分和公螺纹部分的承载牙侧与垂直于螺纹接合轴线的直线成负角，即，承载牙侧与牙顶成锐角。这允许即使沿着松弛螺纹接合方向的外力的情况下也牢固地维持螺纹接合。
附图说明
图1是具有根据本发明的螺纹接合装置的轧钢机的横截面图。
图2是图1的轧钢机的螺纹接合部分“Z”的放大横截面图，显示了根据本发明的一个实施例的螺纹接合装置被螺纹接合的状态。
图3是显示图2的螺纹接合装置的母螺纹部分的横截面图。
图4是显示图2的螺纹接合装置的公螺纹部分的横截面图。
图5是显示根据本发明的另一实施例的螺纹接合装置被螺纹接合的状态的横截面图。
图6是显示图5的螺纹接合装置的母螺纹部分的横截面图。
图7是显示图5的螺纹接合装置的公螺纹部分的横截面图。
图8是显示传统的螺纹接合装置的横截面图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细描述根据本发明的螺纹接合装置1。
图1显示了轧钢机的一部分，该轧钢机的两个构件通过根据本发明的螺纹接合装置1而彼此接合。图2显示了图1的轧钢机的螺纹接合部分“Z”的螺纹接合结构。
如图2所示，螺纹接合装置1包括母螺纹部分10和公螺纹部分20，它们具有沿着轴向形成的多个螺纹。螺纹接合装置1构造成通过将母螺纹部分10中的螺纹及公螺纹部分20中的螺纹接合起来而紧固和固定两个分开的部件。
图3显示了图2的螺纹接合装置1的母螺纹部分10的构造。母螺纹部分10包括沿着轴向形成的多个螺纹，其中每个螺纹包括四个螺纹表面。具体而言，母螺纹部分10的螺纹包括围绕螺纹的周向形成的牙顶11和牙底12，以及连接牙顶11和牙底12的插入牙侧13和承载牙侧14。
如同传统的螺纹接合装置，母螺纹部分10的牙顶11平行于轴向形成。母螺纹部分10的牙底12包括沿着轴向延伸的直的部分15和凹入的圆形部分16。不同于图8所示的传统螺纹接合装置的是，本发明的螺纹接合装置1构造成使得牙底12和承载牙侧14之间的连接区域形成为凹入的圆形部分16。这防止母螺纹部分10由于承载牙侧14的足部的应力集中而受到损害。此外，在本发明的螺纹接合装置1中，母螺纹部分10的牙底12的一部分形成为平行于轴向的直的部分15。因此，本发明的螺纹接合装置1可以防止公螺纹部分20在从螺纹接合轴线偏移到母螺纹部分10的一侧时螺纹接合到母螺纹部分10。如果母螺纹部分10的牙底12形成为例如完全的圆形形状而没有直的部分来防止承载牙侧14的足部的应力集中，则螺纹接合装置不能够防止公螺纹部分20在从螺纹接合轴线偏移到母螺纹部分10的一侧时螺纹接合到母螺纹部分10。因此，螺纹接合装置1可能不稳定地接合。然而，本发明的螺纹接合装置1可以防止公螺纹部分20在偏移到母螺纹部分10的直的部分15之上时接合到母螺纹部分10，因为牙底12的一部分形成为平行于轴向的直的部分15。
另外，通过位于螺纹接合方向（图2中的方向A）前方的插入牙侧13和位于螺纹接合方向后方的承载牙侧14来连接母螺纹部分10的牙顶11和牙底12。如图3所示，本发明的螺纹接合装置1构造成使得承载牙侧14与垂直于螺纹接合轴线的直线成负角α，即，承载牙侧14与牙顶11成锐角β。因此，由于承载牙侧14形成为与垂直于螺纹接合轴线的直线成负角α，当施加松弛螺纹接合的外力时，母螺纹部分10将受到向内（图2中的方向C）的力。因此，在使用中，可以防止公螺纹部分20与母螺纹部分10脱离接合，以便稳定地维持母螺纹部分10与公螺纹部分20的接合。并且，如果承载牙侧14和垂直于螺纹接合轴线的直线之间的负角α过大，则承载牙侧14的足部将受到高应力，从而损害螺纹。因此，优选的是，承载牙侧14和牙底12成83至90度之间的角β。
图4显示了图2的螺纹接合装置1的公螺纹部分20的构造。如图4所示，公螺纹部分20包括沿着轴向形成的多个螺纹。具体而言，公螺纹部分20的螺纹包括围绕螺纹的周向形成的牙顶21和牙底22，以及连接牙顶21和牙底22的插入牙侧23和承载牙侧24。
类似于如上所述的母螺纹部分10，公螺纹部分20的牙顶21平行于轴向地形成，而公螺纹部分20的牙底22包括沿着轴线方向延伸的直的部分25和凹入的圆形部分26。螺纹接合装置1可以防止公螺纹部分20由于承载牙侧24的足部的应力集中而受到损害。这是因为牙底22和承载牙侧24之间的连接区域形成为图4所示的凹入圆形部分26。
当使得螺纹接合装置的母螺纹部分10和公螺纹部分20接合时，公螺纹部分20的承载牙侧24通常比母螺纹部分10的承载牙侧14受到更大的应力。根据母螺纹部分10和公螺纹部分20螺纹接合时施加到螺纹接合装置的每个部分上的应力分布的分析结果，母螺纹部分10的承载牙侧14通常仅受到施加到公螺纹部分20的承载牙侧24上的应力的大约60-80%。因此，螺纹接合装置1的公螺纹部分20通常比母螺纹部分10更早地破损，这导致即使母接合部件10仍可用也需要更换螺纹接合装置1。为了解决该问题，本发明的螺纹接合装置1构造成使得形成在公螺纹部分20的牙底22中的圆形部分26的曲率半径大于形成在母螺纹部分10的牙底12中的圆形部分16的曲率半径。因此，通过将形成在公螺纹部分20的牙底22中的圆形部分26的曲率半径形成为大于形成在母螺纹部分10的牙底12中的圆形部分16的曲率半径，本发明的螺纹接合装置1还降低施加到公螺纹部分20的承载牙侧24的应力，并且进一步增强螺纹接合装置1的使用寿命。
图5示出了根据本发明的另一实施例的螺纹接合装置1。图6和图7分别示出了图5中的螺纹接合装置1的母螺纹部分10和公螺纹部分20。与图2的螺纹接合装置的构件类似的构件将被标记与图2的螺纹接合装置相同的参考标号。
如图5所示，本发明的螺纹接合装置1包括母螺纹部分10和公螺纹部分20，它们具有沿着轴向形成的多个螺纹。另外，如图6和图7所示，本实施例的螺纹接合装置1的母螺纹部分10和公螺纹部分20具有与图2的螺纹接合装置1相似的构造，除了公接合部件20的牙底22的构造。
图7显示了图5的螺纹接合装置1的公螺纹部分20的牙底22的构造。根据本实施例的螺纹接合装置1的公螺纹部分20的牙底22形成为基本完全圆形形状。因此，由于公螺纹部分20的牙底22形成为不带有直的部分的完全圆形形状，本实施例的螺纹接合装置1更加降低了施加到公螺纹部分20的承载牙侧24的应力，并且进一步增强了螺纹接合装置1的使用寿命。
另外，类似于图2的实施例，本实施例的螺纹接合装置1的母螺纹部分10和公螺纹部分20构造成使得承载牙侧14、24与垂直于螺纹接合轴线的直线成负角α。因此，本实施例的螺纹接合装置1可以抵抗松弛螺纹接合的方向的外力，稳定地维持母螺纹部分10与公螺纹部分20的接合。
应该懂得，已经通过示例的方式描述了本发明的前述实施例，并且不意图限制本发明。本领域普通技术人员可以进行各种变化和修改而不偏离本发明的精神。
Claims (5)
1.一种螺纹接合装置，具有母螺纹部分和公螺纹部分，所述母螺纹部分和所述公螺纹部分通过沿着轴线方向形成的多个螺纹彼此接合；
其中，所述母螺纹部分和公螺纹部分中的每个螺纹具有围绕螺纹的周向形成的牙顶和牙底以及连接所述牙顶和所述牙底的插入牙侧和承载牙侧；
其中，所述母螺纹部分的牙底包括沿着轴线方向延伸的直的部分和凹入的圆形部分；
其中，所述公螺纹部分的牙底包括凹入的圆形部分；并且
其中，所述公螺纹部分中的圆形部分的曲率半径大于所述母螺纹部分中的圆形部分的曲率半径。
2.如权利要求1所述的螺纹接合装置，其中，所述公螺纹部分的圆形部分形成为基本完全圆形形状。
3.如权利要求1所述的螺纹接合装置，其中，所述螺纹的承载牙侧与所述牙顶成小于90度的角，所述承载牙侧位于螺纹接合方向的后方，与所述插入牙侧相反。
4.如权利要求3所述的螺纹接合装置，其中，所述螺纹的承载牙侧与所述牙顶成83至90度的角，所述承载牙侧位于螺纹接合方向的后方，与所述插入牙侧相反。
5.一种轧钢机，包括根据权利要求1至4中任一项所述的螺纹接合装置。
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