CN104389883B - 一种强力锁紧螺母结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种强力锁紧螺母结构，该结构中螺母本体和锁紧垫片彼此相对表面上的楔形结构采用了满足预定坡斜角度的阶梯构造，增大了二者之间的契合接触，能够有效防止振动环境下螺母本体和锁紧垫片的错位，强化了锁紧度，并且将锁紧垫片嵌入到螺母本体以内，使二者的结合更加紧密，而且减小了螺母整体上的厚度。

Description

一种强力锁紧螺母结构
技术领域
本发明涉及机械领域，更具体地，涉及一种强力锁紧螺母结构。
背景技术
螺母的内螺纹与螺栓的外螺纹相互咬合，咬合之后通过螺母和螺栓之间的摩擦力实现自锁。但是，在长期振动的工作环境中，这种自锁的可靠性就会降低。在对安装可靠性要求比较高的场合，需要采取一些防松措施，保证螺母与螺栓始终保持锁紧。锁紧螺母是现有技术中常见的防松措施。由于螺母与螺栓啮合螺纹之间相互作用力决定了二者的自锁强度，因而锁紧螺母的防松效果主要通过增大啮合螺纹之间相互作用力实现。
现有技术中的一种锁紧螺母是在螺母的外周表面至内螺纹面钻有贯穿的螺纹孔(一般是2个，以相互具有90度的夹角分布)，用来拧入小直径的沉头螺钉，目的是由沉头螺钉给螺纹施加一个向心方向的力，防止锁紧螺母松开。锁紧螺母在螺母的内圆面镶有与该锁紧螺母螺纹一致的铜制小块，用于避免沉头螺钉直接与螺纹接触而损坏后者。此种锁紧螺母的结构相对复杂，加工工艺和安装操作都比较繁琐，成本也较高，而且由于螺母锁紧后还需要有操作空间来拧入沉头螺钉，因而无法适应全部的外部环境。
现有技术中的另一种锁紧螺母由螺母本体和锁紧垫片两部分组成，螺母本体和锁紧垫片具有相对接触的内表面，并且二者在所述相对接触的内表面具有互相匹配的楔形结构，如图1所示。由于螺母本体和锁紧垫片内表面的楔形结构的坡斜角度大于螺栓的螺顶角度，这个组合便紧紧的咬合成一个整体，当有振动发生时，螺母本体和锁紧垫片之间相互错动，产生防止松脱的轴向作用力，从而达到防松效果。但是，这种锁紧螺母单纯依靠楔形结构的坡斜角度实现自锁，其锁紧强度不高，特别是内表面的上、下楔形结构的匹配程度达不到理想状态的情况下，仍然易于发生螺母本体和锁紧垫片的错位。另外，由于采用了锁紧垫片，在螺栓长度的裕度不足的情况下，可能会缩短了螺杆与螺纹孔之间咬合的行程长度，也增大了螺母整体上的厚度。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种强力锁紧螺母结构，该结构中螺母本体和锁紧垫片彼此相对表面上的楔形结构采用了满足预定坡斜角度的阶梯构造，增大了二者之间的契合接触，能够有效防止振动环境下螺母本体和锁紧垫片的错位，强化了锁紧度，并且将锁紧垫片嵌入到螺母本体以内，使二者的结合更加紧密，而且减小了螺母整体上的厚度。
本发明所述的一种强力锁紧螺母结构，包括螺母本体和锁紧垫片，其特征在于，所述螺母本体的一个端面具有下凹部，所述下凹部的底面上包括若干个楔形结构，每个楔形结构包括具有预定斜坡角度的阶梯斜面，每个阶梯斜面分为若干级沿着预定斜坡角度上升的阶梯，所述锁紧垫片在组装后处于所述下凹部内，并且锁紧垫片在与所述下凹部的底面相对的表面上具有与螺母本体的所述楔形结构相互契合的楔形结构，所述锁紧垫片的楔形结构包括以所述预定斜坡角度延伸的阶梯斜面，每个阶梯斜面分为若干级阶梯，从而组装后螺母本体和锁紧垫片二者的各个阶梯斜面的各级阶梯彼此契合。
优选的是，所述下凹部的底面以及锁紧垫片的内、外端面均为圆环，圆环中央为供螺杆贯穿的螺纹孔。
优选的是，所述楔形结构沿着所述下凹部底面以及锁紧垫片的内端面的圆环均匀分布。
优选的是，所述下凹部底面以及锁紧垫片的内端面各设有至少8个所述楔形结构。
优选的是，每个所述楔形结构的阶梯斜面具有四级阶梯。
优选的是，所述阶梯斜面的每级阶梯的横截面是垂直方向高度为h，水平方向延伸长度为l的矩形，且所述矩形的对角线与水平方向的夹角为所述预定斜坡角度，该预定斜坡角度大于螺栓的螺顶角。
优选的是，所述预定斜坡角度比螺栓的螺顶角大5％至10％。
优选的是，所述锁紧垫片的内端面的边缘具有与所述楔形结构相同高度的环形外缘。
优选的是，所述螺母本体的下凹部的侧壁面与底面的交界处具有过渡倒角，并且所述环形外缘的外壁面呈与所述过渡倒角匹配的斜面。
优选的是，在使用时在所述螺母本体的下凹部及所述锁紧垫片的内端面涂抹螺纹脂后使二者扣合在一起，然后共同旋至螺杆上。
本发明的主要改进包括：将锁紧螺母的楔形结构改进为阶梯斜面，强化了二者契合的强度，在振动环境下也不会脱位，二者阶梯斜面的配合作用增加了与螺杆轴向的锁紧力；使锁紧垫片嵌入螺母本体的端面内，减小了二者共同的厚度，在螺杆长度有限的情况下也不会缩短螺杆与螺纹孔之间咬合的行程长度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有技术中的一种锁紧螺母的结构示意图；
图2是本发明所述的强力锁紧螺母结构剖面示意图；
图3是本发明所述的螺母本体结构俯视图；
图4是本发明所述的锁紧垫片结构俯视图；
图5是本发明所述的楔形结构放大视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示，本发明所述强力锁紧螺母结构包括螺母本体1和锁紧垫片2。所述螺母本体1的一个端面(从图2的方向看，下称为上端面)具有下凹部101，在图2中假设螺栓将以由上至下的方向旋入该锁紧螺母，通过螺栓和锁紧螺母固定的结构位于所述螺母本体的上方，因此该附图中下凹部101设置在螺母本体的上端面。本领域技术人员完全可以预见，根据安装方向需要，下凹部101完全可以位于锁紧螺母的下端面。
所述下凹部101的底面上包括若干个楔形结构102，每个楔形结构包括具有预定斜坡角度的阶梯斜面103，每个阶梯斜面103分为四级沿着预定斜坡角度上升的阶梯。所述锁紧垫片2在组装后嵌入到所述下凹部101内，并且锁紧垫片2与所述下凹部101的底面相对的表面称为内端面，而另一侧表面称为外端面。该内端面上具有与螺母本体1的所述楔形结构102相互契合的楔形结构201，所述锁紧垫片的楔形结构201同样包括以所述预定斜坡角度延伸的阶梯斜面202，每个阶梯斜面分为四级阶梯，从而组装后螺母本体和锁紧垫片二者的各个阶梯斜面的各级阶梯彼此契合。锁紧垫片2的外端面为平面，当锁紧垫片2嵌入下凹部101之后，该外端面与螺母本体1的所述上端面平齐而构成一完整的接触面。优选的是，所述锁紧垫片的内端面的边缘具有与所述楔形结构相同高度的环形外缘。所述螺母本体1的下凹部101的垂直侧壁面与水平底面的交界处具有过渡倒角104，所述锁紧垫片2的内端面的边缘具有与所述楔形结构201相同高度的环形外缘，并且所述环形外缘的外壁面呈与所述过渡倒角104匹配的斜面。通过倒角设计，使得在安装时锁紧垫片2易于扣合到螺母本体1的上端面以内。在使用时在所述螺母本体1的下凹部101及所述锁紧垫片2的内端面涂抹螺纹脂后，使二者扣合在一起，然后共同旋至螺杆上。
参见图3和图4对螺母本体1及锁紧垫片2的俯视图，该螺母本体自身为六角形，而其下凹部101的底面为一圆环。锁紧垫片2本身是圆环结构，其内、外端面均为圆环。上述各圆环的中央通孔为供螺杆贯穿的螺纹孔，设有内螺纹。所述楔形结构102及楔形结构201均沿着所述下凹部101底面以及锁紧垫片2的内端面的圆环均匀分布，所述下凹部101底面以及锁紧垫片2的内端面各设有8个所述楔形结构。
图5是螺母本体及锁紧垫片包含的所述楔形结构的放大示意图。可见该楔形结构的阶梯斜面共四级阶梯，每级阶梯的横截面是垂直方向高度为h，水平方向延伸长度为l的矩形，且所述矩形的对角线与水平方向的夹角A为所述预定斜坡角度，该预定斜坡角度A大于螺栓的螺顶角5％至10％。在使用时，螺母本体和锁紧垫片的楔形结构相对接触，二者的每级阶梯均达成契合，因而能够有效防止振动环境下螺母本体和锁紧垫片的错位，强化了锁紧度，并且将锁紧垫片嵌入到螺母本体以内，使二者的结合更加紧密。
本发明的主要改进包括：将锁紧螺母的楔形结构改进为阶梯斜面，强化了二者契合的强度，在振动环境下也不会脱位，二者阶梯斜面的配合作用增加了与螺杆轴向的锁紧力；使锁紧垫片嵌入螺母本体的端面内，减小了二者共同的厚度，在螺杆长度有限的情况下也不会缩短螺杆与螺纹孔之间咬合的行程长度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种强力锁紧螺母结构，包括螺母本体和锁紧垫片，所述螺母本体和锁紧垫片用于共同旋至一螺杆上，其特征在于，所述螺母本体的一个端面具有下凹部，所述下凹部的底面上包括若干个楔形结构，每个楔形结构包括具有预定斜坡角度的阶梯斜面，每个阶梯斜面分为若干级沿着预定斜坡角度上升的阶梯，所述锁紧垫片在组装后处于所述下凹部内，并且锁紧垫片在与所述下凹部的底面相对的表面上具有与螺母本体的所述楔形结构相互契合的楔形结构，所述锁紧垫片的楔形结构包括以所述预定斜坡角度延伸的阶梯斜面，每个阶梯斜面分为若干级阶梯，从而组装后螺母本体和锁紧垫片二者的各个阶梯斜面的各级阶梯彼此契合；
其中，所述下凹部的底面以及锁紧垫片的内、外端面均为圆环，圆环中央为供所述螺杆贯穿的螺纹孔；
并且，所述楔形结构沿着所述下凹部底面以及锁紧垫片的内端面的圆环均匀分布；所述下凹部底面以及锁紧垫片的内端面各设有至少8个所述楔形结构；每个所述楔形结构的阶梯斜面具有四级阶梯；
其中，所述阶梯斜面的每级阶梯的横截面是垂直方向高度为h，水平方向延伸长度为l的矩形，且所述矩形的对角线与水平方向的夹角为所述预定斜坡角度，该预定斜坡角度大于所述螺杆的螺顶角。
2.根据权利要求1所述的强力锁紧螺母结构，其特征在于，所述预定斜坡角度比所述螺杆的螺顶角大5％至10％。
3.根据权利要求2所述的强力锁紧螺母结构，其特征在于，所述锁紧垫片的内端面的边缘具有与所述楔形结构相同高度的环形外缘。
4.根据权利要求3所述的强力锁紧螺母结构，其特征在于，所述螺母本体的下凹部的侧壁面与底面的交界处具有过渡倒角，并且所述环形外缘的外壁面呈与所述过渡倒角匹配的斜面。
5.根据权利要求4所述的强力锁紧螺母结构，其特征在于，在使用时在所述螺母本体的下凹部及所述锁紧垫片的内端面涂抹螺纹脂后使二者扣合在一起，然后共同旋至螺杆上。
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