CN104033464A - 一种新型螺栓及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型螺栓，属于紧固件技术领域，它包括依次设置的螺纹段、连接段和端头，所述连接段具有与设置于锤头上的锥孔相适配的锥度，所述连接段连接所述端头一端的直径大于所述连接段连接所述螺纹段一端的直径。同时，本发明还公开了该螺栓的制备方法，本发明解决了嵌入锤头内的螺栓端头随锤头磨损后导致安全隐患的技术问题，广泛应用于冲击式破碎机中。

Description

一种新型螺栓及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型螺栓及其制备方法，尤其涉及一种用于固定冲击式破碎机锤头的螺栓及其制备方法，属于紧固件技术领域。

背景技术

冲击式破碎机是国内非金属矿行业应用较多的超细粉碎设备，应用于煤系高岭土、方解石、大理石、白垩、滑石、叶腊石等中等硬度以下非金属矿物的超细粉碎加工。市面上现有的机械粉碎机其工作原理是：磨机内由动盘和定盘构成，动盘上装有齿棒、锤头或刀片等，物料在旋转的动盘和定盘之间反复被冲击、磨擦、剪切，在多种力作用下被粉碎。

如图1所示，锤头3都是采用耐磨性能好的高锰钢材质制成，并且通过螺栓4紧固在安装座2上，通常安装座2焊接在动盘1上，动盘1在高速转动下，锤头3受到的离心力完全作用在螺栓4上，现在常用的螺栓4为锻造方头螺栓，螺栓4的方头嵌装在锤头3内，螺母5的强度通常使用8.8级高强度螺母，但是由于破碎机工况非常恶劣，并且长时间被物料冲击、磨擦，锤头3磨损非常快，使得嵌装在锤头3内的螺栓4的方头很快也被暴露出，当螺栓4的方头被磨损后，会发生锤头3脱出的危险，造成严重的生产事故。

因此，在紧固件领域，对于开发一种新型螺栓及其制备方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。

发明内容

为了克服上述所指出的现有螺栓的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明涉及两个方面，一种新型螺栓及其制备方法。

第一个方面，本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型螺栓，以解决嵌入锤头内的螺栓端头随锤头磨损后导致安全隐患的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种新型螺栓，所述新型螺栓包括依次设置的螺纹段、连接段和端头，所述连接段具有与设置于锤头上的锥孔相适配的锥度，所述连接段连接所述端头一端的直径大于所述连接段连接所述螺纹段一端的直径。

在本发明的所述新型螺栓中，作为一种改进，所述连接段的外周设有若干沿所述连接段母线方向延伸的凹槽，若干所述凹槽沿所述连接段的回转中心环形阵列分布。

采用了上述技术方案后，本发明所述新型螺栓的有益效果是：

1、由于连接段设有锥度，与锤头的锥孔相配合，在使用过程中，即使螺栓的端头被磨损，锤头仍然与安装座通过连接段连接在一起，锤头不会在离心力作用下脱出，大大提高了冲击式破碎机的安全性能。

2、由于在连接段的外表面开设有若干凹槽，一方面可以作为气流通道，释放冲击过程中产生的热量，避免锤头与螺栓连接后膨胀系数不同而产生的应力，另一方面可以补偿螺栓的线性膨胀，避免应力破坏锤头，延长了锤头的使用寿命。

第二个方面，本发明涉及上述新型螺栓的制备方法。

所述制备方法包括如下步骤：

(1)裁断

将棒材裁断为符合规格长度的棒料；

(2)加热

将裁断后的棒料在740℃-760℃下保持5.5-7.5小时；

(3)滚压连接段

使用三个均由动力装置驱动的锥形辊，三个锥形辊之间形成滚压腔，滚压腔具有与锤头的锥孔相同的锥度，将棒料放置于滚压腔内，棒料的直径大于锤头的锥孔大端的直径，滚压时，三个锥形辊带动棒料转动并且给予棒料一挤压力，使得棒料沿轴向延伸，形成锥度；

(4)镦端头

滚压成型后，使用温镦机镦出端头；

(5)加工螺纹；

(6)调质处理。

在所述制备方法的步骤(1)中，将棒材裁断为符合规格长度的棒料；所述棒材即为制备螺栓的常规金属材料。

在所述制备方法的步骤(2)中，将裁断后的棒料在740℃-760℃下保持5.5-7.5小时，优选为在750℃下保持6.5小时。

在所述制备方法的步骤(3)中，由于采用了滚压的方式，从而使得三个锥形辊带动棒料转动并且给予棒料一挤压力，使得棒料沿轴向延伸，形成锥度。如此滚压出的棒料强度高，因此后续步骤所得到的螺纹段能够承受高速大离心力。

在所述制备方法的步骤(4)中，温镦机所镦出的端头可根据需要自行设定模具，例如为方头或六角头。

在所述制备方法的步骤(5)中，螺纹端的加工可使用冷加工方式。

在所述制备方法的步骤(6)中，调质处理的操作具体为：淬火温度在A3+(30～50)℃，然后高温回火，加热温度为560～600℃，硬度要求为HRC22～34。

通过本发明的所述制备方法制作出的螺栓，抗拉强度高，螺纹段的抗剪切强度也大幅提高，并且能够大批量生产，从而降低了生产成本，取代了传统的锻制螺栓，使用安全性能大大提高，取得了划时代的的效用

附图说明

图1是现有技术中螺栓的使用状态图；

图2是本发明实施例的结构示意图；

图3是图2中A-A的截面放大示意图；

图4是本发明实施例的使用状态图；

图5是本发明实施例中连接段的制作过程的结构示意图；

其中，在图1、图2、图3、图4和中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。

图中：1、动盘，2、安装座，3、锤头，4、螺栓，5、螺母，6、端头，7、连接段，8、螺纹段，9、凹槽，10、锤头，11、锥形辊，12、棒料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

如图2、图3和图4所示，本发明所提供了一种新型螺栓，所述新型螺栓主要包括依次设置的螺纹段8、连接段7和端头6，连接段7具有与设置于锤头10上的锥孔相适配的锥度，连接段7连接端头6一端的直径大于连接段7连接螺纹段8一端的直径，连接段7形成一端大一端小的锥体，锤头10安装后，端头6嵌入锤头10，而连接段7与锤头10的锥孔形成紧密接触，当动盘1转动时，锤头10的离心力首先作用在端头6上，锤头10在使用过程中不断磨损，甚至将端头6也磨损掉，此时锤头10的离心力仍然作用在连接段7，只要螺母5不松动，螺栓仍将锤头10牢牢的固定在安装座2上。发明人发现，通过这种改进，螺栓可以不用采用成本较高的锻造工艺，也不必选用高要求的材质，与传统螺栓不同的是，该螺栓受到的作用力作用在整个连接段7的首末，而不是仅仅作用在端头6，大大提高了受力面积。

但是连接段7的制造工艺是一个难题，采用锻造成本高，工时长，不利于批量生产，因此发明人经过研究，研制出一种适合批量生产该螺栓的方法：(1)裁断，将棒材裁断为符合规格长度的棒料，棒料的材质选用普通的45钢；(2)加热，将若干裁断后的棒料在740℃-760℃下保持5.5-7.5小时；(3)滚压连接段7，如图5所示，使用三个均由动力装置驱动的锥形辊11，三个锥形辊11之间形成滚压腔，滚压腔具有与锤头10锥孔相同的锥度，棒料12放置于滚压腔内，棒料12的直径大于锤头的锥孔大端的直径，滚压时，三个锥形辊11带动棒料12转动并且给予棒料12一挤压力，使得棒料12沿轴向延伸，形成锥度，滚压出的棒料12强度高，因此后续形成的螺纹段8能够承受高速大离心力；(4)镦端头，经过滚压成型后，棒料的温度降低，使用市场上常用的温镦机镦出端头6，至于端头6可根据需要自行设定模具即可，例如可为方头或六角头；(5)加工螺纹，螺纹端例如可采用冷加工方式；(6)调质处理，淬火温度在A3+(30～50)℃，然后高温回火，加热温度通常为560～600℃，硬度要求为HRC22～34。通过该工艺制作出的螺栓，抗拉强度高，螺纹段8的抗剪切强度也大幅提高，并且能够大批量生产，从而降低了生产成本，取代了传统的锻制螺栓，使用安全性能大大提高，取得了划时代的的效用。

传统的方头螺栓与锤头连接时，柱状螺杆与锤头的安装孔之间存在间隙，连接后锤头的离心力作用在螺栓的端头上，锤头在破碎物料时产生的热量可以通过螺杆与锤头之间的间隙释放，不会因二者线性膨胀系数不同而造成任何不良后果，但是发明人通过改变螺栓与锤头10的连接关系之后，发现热胀冷缩问题已经明显影响到螺栓和锤头10的使用，因此发明人经过研究，连接段7的外周设有若干沿连接段7母线方向延伸的凹槽9，若干凹槽9沿连接段7的回转中心环形阵列分布，连接段7的凹槽9一方面可以作为气流通道，释放冲击过程中产生的热量，避免锤头10与螺栓连接后膨胀系数不同而产生的应力，另一方面可以补偿螺栓的线性膨胀，避免应力破坏锤头10，延长了锤头10的使用寿命。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型螺栓，包括依次设置的螺纹段、连接段和端头，其特征在于：所述连接段具有与设置于锤头上的锥孔相适配的锥度，所述连接段连接所述端头一端的直径大于所述连接段连接所述螺纹段一端的直径。

2.如权利要求1所述的新型螺栓，其特征在于：所述连接段的外周设有若干沿所述连接段母线方向延伸的凹槽，若干所述凹槽沿所述连接段的回转中心环形阵列分布。

3.如权利要求1或2所述的螺栓的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)裁断

将棒材裁断为符合规格长度的棒料；

(2)加热

将裁断后的棒料在740℃-760℃下保持5.5-7.5小时；

(3)滚压连接段

使用三个均由动力装置驱动的锥形辊，三个锥形辊之间形成滚压腔，滚压腔具有与锤头的锥孔相同的锥度，将棒料放置于滚压腔内，棒料的直径大于锤头的锥孔大端的直径，滚压时，三个锥形辊带动棒料转动并且给予棒料一挤压力，使得棒料沿轴向延伸，形成锥度；

(4)镦端头

滚压成型后，使用温镦机镦出端头；

(5)加工螺纹；

(6)调质处理。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，将裁断后的棒料在750℃下保持6.5小时。

5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，端头为方头或六角头。

6.如权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤(5)中，螺纹端的加工使用冷加工方式。

7.如权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤(6)中，调质处理为：淬火温度为A3+(30～50)℃，然后高温回火，加热温度为560～600℃，硬度要求为HRC22～34。