CN104235160B - 机械式自锁螺栓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机械式自锁螺栓，包括螺栓、螺母、异形弹垫，螺栓的螺杆上套有异形弹垫，再在螺杆上拧入螺母；螺栓头部与螺杆接触的面有一圈连续排列的齿轮结构a，螺母上、下面有一圈连续排列的齿轮结构b，异形弹垫为弹簧形状的宽边弹垫结构，有一定厚度，上表面有锯齿结构c1，下表面有锯齿结构c2；齿轮结构和锯齿结构均为类直角三角形、不等边梯形结构，齿轮结构和锯齿结构底面上的两端为前进端和锁固端，前进端内角度小于锁固端内角度。其优良的锁固效果和不增加过多成本的情况下，将会有着广大的市场前景。

Description

机械式自锁螺栓

技术领域

本发明涉及机械式自锁螺栓。

背景技术

防松螺栓的种类有很多种，最常用的是弹垫来起到防松效果的，但效果一般。还有用厌氧胶涂抹于螺杆上的，效果很好，但是不耐高温，且有一定的保质期。也有通过机械破坏的方法，破坏螺栓栓体结构来防松的，但会有很难取下的问题存在。

发明内容

本发明的目的是提供机械式自锁螺栓，通过异形结构的螺栓、螺母及异形弹垫的组合使用，达到一个永久锁固的目标，并且可以根据需要解开和重新锁固。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：机械式自锁螺栓，包括螺栓、螺母、异形弹垫，螺栓的螺杆上套有异形弹垫，再在螺杆上拧入螺母；螺栓头部与螺杆接触的面有一圈连续排列的齿轮结构a，螺母上、下面有一圈连续排列的齿轮结构b，异形弹垫为弹簧形状的宽边弹垫结构，有一定厚度，上表面有锯齿结构c1，下表面有锯齿结构c2；齿轮结构和锯齿结构均为类直角三角形、不等边梯形结构，齿轮结构和锯齿结构底面上的两端为前进端和锁固端，前进端内角度小于锁固端内角度。

进一步的，螺母上、下表面有一圈连续排列的齿轮结构b与螺栓头部与螺杆接触的面有一圈连续排列的齿轮结构a排列方向相反。

进一步的，异形弹垫的上表面锯齿结构c1与下表面锯齿结构c2排列方向相反。

进一步的，当螺母顺时针向下转动，螺母齿轮结构b的前进端与异形弹垫的上表面锯齿结构c1的前进端接触，并且顺利向下转动；

进一步的，与此同时，螺栓头部与螺杆接触面上的齿轮结构a的前进端与异形弹垫的下表面锯齿结构c2的前进端接触，两组齿轮通过挤压，垂直向下运动，齿孔对接合拢。

进一步的，螺母顺利拧紧后，螺母齿轮结构b与异形弹垫上表面锯齿结构c1，螺栓头部与螺杆接触面上的齿轮结构a与异形弹垫下表面锯齿结构c2均相互接触，处于一个齿孔对接合拢的状态。

进一步的，异形弹垫还为螺母与螺栓提供一个同时上、下的作用力，保证了齿孔对接合拢的效果。

进一步的，齿孔对接合拢后，螺母齿轮结构b的锁固端与异形弹垫上表面锯齿结构c1的锁固端接触。

进一步的，螺栓头部与螺杆接触面上的齿轮结构a的锁固端与异形弹垫下表面锯齿结构c2的锁固端接触。

进一步的，由于齿轮与锯齿接触面与底面形成的角度过大，几乎达到垂直，又有异形弹垫为其提供一个上下的作用力，所以两组接触面均为锁定状态，从而螺母将无法实现逆时针转动。

进一步的，异形弹垫的上表面锯齿结构c1可以布置在异形弹垫顶面的一圈上，并与螺母结合。

进一步的，异形弹垫的下表面锯齿结构c2可以在布置在异形弹垫底面的一圈上，由螺栓头部与螺杆的接触面和其结合。

进一步的，异形弹垫上表面和下表面两端的面上有锯齿结构，中间部分没有锯齿结构。

进一步的，异形弹垫的最少圈数为两圈，为上下面提供锁止的功能，不设定圈数上限。

进一步的，需要取下螺母时，只需将异形弹垫直接向下压，就能让异形弹垫锯齿结构c1与螺母齿轮结构b分离，从而可以取下螺母。

进一步的，以齿轮结构和锯齿结构上的前进端前进方向为例，螺母上的齿轮结构b为顺时针排列。

进一步的，以齿轮结构和锯齿结构上的前进端前进方向为例，螺栓头部与螺杆接触面的齿轮结构a为逆时针排列。

进一步的，以齿轮结构和锯齿结构上的前进端前进方向为例，异形弹垫上表面锯齿结构c1为逆时针排列。

进一步的，以齿轮结构和锯齿结构上的前进端前进方向为例，异形弹垫下表面锯齿结构c2为顺时针排列。

进一步的，螺栓头部经过加宽处理，其直径大于被固定件孔洞的直径，在套装上异形弹垫后还起到接触固定的作用，螺母同样也经过加宽处理，其与螺栓头部的宽度大致一样。

进一步的，异形弹垫在套入螺栓的螺杆后，其与螺杆一同穿过被固定物的孔洞，到达另一端后，将螺母拧入螺杆并上紧，完成锁固全过程。

进一步的，齿轮结构和锯齿结构的排列结构和排列方式是有特定规定的，这样才能保证自锁的效果得以实施，否则将起不到锁固的目标。

进一步的，齿轮结构和锯齿结构的排列结构是螺母与螺栓互为一组相反方向排列的，异形弹垫的上面与螺母和下面与螺栓头部接触面互为反方向的排列。

进一步的，螺母上、下表面有一圈连续排列的齿轮结构b为单面或双面。

进一步的，螺母、螺栓、异形弹垫是通过整体结合来达到锁固的目的。

进一步的，齿轮结构和锯齿结构的形状还可以是不等边梯形，同样的前进端内角度小于锁固端内角度起到防松的效果。

进一步的，螺母顺时针向下转动时，异形弹垫是处于滑动且没有锁止状态的。

进一步的，螺母顺时针向下运动，异形弹垫也被压缩向下直至被固定。

进一步的，通过异形弹垫的上下伸缩性，让其能适应不同角度的齿轮结构和锯齿结构的角度变化。

进一步的，通过增加异形弹垫使得螺栓上螺杆的直径加粗，但螺栓头部及螺母直径依然大于被固定物小孔的直径。

进一步的，螺母下压到底部无法再继续向下的时候，螺母和螺栓通过异形弹垫得到锁固。

进一步的，异形弹垫的上表面锯齿结构c1和下表面锯齿结构c2也可以布满整个异形弹垫上、下表面。

进一步的，异形弹垫具有弹簧的伸缩性，同时具有垫片的宽度、厚度等特征，保证其在螺母松动情况发生时，有足够的扭力来维持螺母固定不动。

进一步的，其弹性保证了螺母顺利向下旋转的过程中无法逆时针运动，在拧紧过程中就起到了防松的目的。

进一步的，齿轮结构和锯齿结构是相辅相成的，二者形状几乎趋于一致，目的是有一个良好的接触。

进一步的，异形弹垫的直径、圈数，高度等，是可以调节的，根据实际需要来设定。

进一步的，异形弹垫的最少圈数不少于两圈，为上下面提供锁止的功能，不设定圈数上限。

进一步的，异形弹垫中部可设置有突出物，对其进行下压时使用，以方便松开螺母。

进一步的，螺母内螺纹与螺栓的螺杆上的外螺纹结合并上下旋钮运动，螺母表面一圈、螺栓与螺杆接触的表面一圈与异形弹垫的面结合。

进一步的，螺母的两面均有齿轮结构时，两面的齿轮均为顺时针方向一致的布局。

进一步的，由于增加了异形弹垫，其有一定高度，这就导致螺杆长度变短，所以螺杆的长度也要相应的增加，才能更好的满足连接时的需求。

进一步的，螺栓连接件常用的材料为中碳钢和低碳钢，还可采用特种钢、合金钢、铜合金、铝合金等，螺栓头部通常为六角头结构，细分为：方头、沉头、半圆头等。

本发明的良好效果为：机械式自锁螺栓通过结构改进，可以解决现有螺栓使用时易松动的问题，锁固效果超越了弹垫的效果。比起添加厌氧胶的防松螺丝，其更耐高温，可多次反复开启和闭合，效果依然良好。异形弹垫的线体宽度在2-3mm左右，厚度在1-2mm左右，增加的螺杆直径不超过6mm，所以螺栓头部增加的宽度并不多，自然成本不会增加太多。但是锁固效果非常之好，且可多次开启闭合。使用时，无需额外增加设备或工具，直接使用即可。其优良的锁固效果和不增加过多成本的情况下，将会有着广大的市场前景。

附图说明

图1是本发明的侧面结构示意图。

图2是本发明的侧面结构示意图。

图3是本发明的螺栓、螺母俯视图。

图4是本发明的异形弹垫侧面结构示意图。

图5是本发明的侧面结构示意图。

图6是本发明的异形弹垫侧面结构示意图。

图7是本发明的立体结构示意图。

图中，附图标记说明如下：

1螺栓

12螺杆

13齿轮结构a

2螺母

21齿轮结构b

3异形弹垫

31锯齿结构c1

32锯齿结构c2

4齿轮和锯齿

41前进端

42锁固端。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1-7所示，机械式自锁螺栓，包括螺栓1、螺母2、异形弹垫3，螺栓1的螺杆12上套有异形弹垫3，再在螺杆12上拧入螺母2；螺栓1头部11与螺杆12接触的面有一圈连续排列的齿轮结构a13，螺母2上、下面有一圈连续排列的齿轮结构b21，异形弹垫3为弹簧形状的宽边弹垫结构，有一定厚度，上表面有锯齿结构c1（31），下表面有锯齿结构c2（32）；齿轮结构和锯齿结构均为类直角三角形、不等边梯形结构，齿轮和锯齿4底面上的两端为前进端41和锁固端42，前进端41内角度小于锁固端42内角度。前进端41和锁固端42适用于螺栓1、螺母2、异形弹垫3上的齿轮及锯齿的描述。

正常使用过程中，机械式自锁螺栓1的整体结构为异形弹垫3套在螺栓1的螺杆12上，螺杆12的最外边还上有螺母2。使用时，将螺母2拧下，把带有异形弹垫3的螺杆12直接穿过需要被固定的物体上的小孔。此时是螺杆12和异形弹垫3一起穿过小孔的，再把拧下来的螺母2上到螺栓1的螺杆12上，直至上紧为止。当想取下螺母2的时候，只需将异形弹垫3向下压，就能实现异形弹垫3与螺母2的分离，从而取下螺母2。其具体的接触面为，螺母2的内螺纹与螺杆12的外螺纹接触、结合，螺母2的表面与异形弹垫3上表面有锯齿结构c1（31）接触、固定，螺栓1与螺杆12的接触面与异形弹垫3下表面锯齿结构c2（32）接触、固定。在使用过程中，螺母2旋转向下的时候，异形弹垫3处于不锁固的状态，其可随着螺母2的运动而运动。只有到达底部的时候，其与螺母2和螺栓1才完全实现了锁固的状态。

异形弹垫3只有两端的表面上布有锯齿结构4，一端有一圈，且各自的排列方向相反。异形弹垫3的形状为弹簧形状，具体看，是和弹垫的宽度相当，厚度也与弹垫的厚度相当，但是整体的效果为弹簧，且两面均具有锯齿4的锁固结构。但根据需要，异形弹垫3的上、下表面均可以全部布满锯齿结构4，目的是异形弹垫3在使用过程中，高度导致螺栓1的的螺杆12不够长，需要剪短异形弹垫3，才能满足螺栓1与螺母2的对接。这种情况下，异形弹垫3双面全布满锯齿4，就可以用剪刀剪掉一段异形弹垫3，降低高度，从而满足实际使用。

Claims (11)

1.机械式自锁螺栓，其特征是：包括螺栓、螺母、异形弹垫，螺栓的螺杆上套有异形弹垫，再在螺杆上拧入螺母；螺栓头部与螺杆接触的面有一圈连续排列的齿轮结构a，螺母上、下面有一圈连续排列的齿轮结构b，异形弹垫为弹簧形状的宽边弹垫结构，有一定厚度，上表面有锯齿结构c1，下表面有锯齿结构c2；齿轮结构和锯齿结构均为类直角三角形、不等边梯形结构，齿轮结构和锯齿结构底面上的两端为前进端和锁固端，前进端内角度小于锁固端内角度。

2.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：螺母上、下表面有一圈连续排列的齿轮结构b与螺栓头部与螺杆接触的面有一圈连续排列的齿轮结构a排列方向相反。

3.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：异形弹垫的上表面锯齿结构c1与下表面锯齿结构c2排列方向相反。

4.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：当螺母顺时针向下转动，螺母齿轮结构b的前进端与异形弹垫的上表面锯齿结构c1的前进端接触，并且顺利向下转动；与此同时，螺栓头部与螺杆接触面上的齿轮结构a的前进端与异形弹垫的下表面锯齿结构c2的前进端接触，两组齿轮通过挤压，垂直向下运动，齿孔对接合拢。

5.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：螺母顺利拧紧后，螺母齿轮结构b与异形弹垫上表面锯齿结构c1，螺栓头部与螺杆接触面上的齿轮结构a与异形弹垫下表面锯齿结构c2均相互接触，处于一个齿孔对接合拢的状态，异形弹垫还为螺母与螺栓提供一个同时上、下的作用力，保证了齿孔对接合拢的效果。

6.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：齿孔对接合拢后，螺母齿轮结构b的锁固端与异形弹垫上表面锯齿结构c1的锁固端接触，螺栓头部与螺杆接触面上的齿轮结构a的锁固端与异形弹垫下表面锯齿结构c2的锁固端接触，由于齿轮与锯齿接触面与底面形成的角度过大，几乎达到垂直，又有异形弹垫为其提供一个上下的作用力，所以两组接触面均为锁定状态，从而螺母将无法实现逆时针转动。

7.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：异形弹垫的上表面锯齿结构c1可以布置在异形弹垫顶面的一圈上，并与螺母结合；异形弹垫的下表面锯齿结构c2可以在布置在异形弹垫底面的一圈上，由螺栓头部与螺杆的接触面和其结合，也就是异形弹垫上表面和下表面两端的面上有锯齿结构，中间部分没有锯齿结构，即：异形弹垫的最少圈数为两圈。

8.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：需要取下螺母时，只需将异形弹垫直接向下压，就能让异形弹垫锯齿结构c1与螺母齿轮结构b分离，从而可以取下螺母。

9.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：以齿轮结构和锯齿结构上的前进端前进方向为例，螺母上的齿轮结构b为顺时针排列，螺栓头部与螺杆接触面的齿轮结构a为逆时针排列，异形弹垫上表面锯齿结构c1为逆时针排列，异形弹垫下表面锯齿结构c2为顺时针排列。

10.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：螺栓头部经过加宽处理，其直径大于被固定件孔洞的直径，在套装上异形弹垫后还起到接触固定的作用，螺母同样也经过加宽处理，其与螺栓头部的宽度大致一样。

11.根据权力要求1所述的机械式自锁螺栓，其特征是：异形弹垫在套入螺栓的螺杆后，其与螺杆一同穿过被固定物的孔洞，到达另一端后，将螺母拧入螺杆并上紧，完成锁固全过程。