CN104405752A - 一种防松螺母 - Google Patents

Abstract

本发明为一种防松螺母，包括一螺锥，螺锥的中央轴向设有螺纹通孔；螺锥外廓的上端为与扳手配合的扳手面，螺锥外廓的下部为旋向与中央轴向的螺纹通孔旋向相反的锥螺纹；在螺锥的锥螺纹部分设有多个圆周均匀分布的断开槽，断开槽从螺锥的底端沿螺锥的轴向向上延伸；螺锥的外面螺纹连接一螺套，螺套的外廓为与扳手配合的扳手面，螺套的内表面为与螺锥的锥螺纹相配合的锥螺纹，螺套的圆周侧壁上设有多个均匀分布的轴向通孔，轴向通孔内设有螺纹，每个轴向通孔内均螺纹连接有螺钉。本发明自带防松结构，当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，确保预紧力不会减弱。

Description

一种防松螺母

技术领域

本发明是关于一种紧固装置，尤其涉及一种防松螺母。

背景技术

螺母是紧固连接中常用的连接件，对于螺母的防松现有技术中有很多结构，其中一种现有技术是超级螺母，同时也是superbolt这个品牌名字的翻译。超级螺母指的是一种可以产生超强预紧力的螺母。如图4所示，超级螺母90具有一个主螺母91，主螺母91边上还有一圈小螺钉92环绕，在小螺钉92下面有平垫圈93，用来防止小螺钉92划伤被联接设备的表面，逐个紧固小螺钉92，利用小螺钉来增加主螺母91的预紧力。使用普通扳手也可以使主螺母91达到极高的紧固力。超级螺母可用在重载及振动的场所，易于装拆。由于对较大螺母来说，通过人力很难达到其本身应达到的装配预紧力，超级螺母是将主螺母预紧力分散到若干小螺钉上再由人工来逐个拧紧。装配好的超级螺母的周边螺钉不太可能同时松掉，从而保证了超级螺母的静态预紧力。

但是从宏观着想，我们知道，这样做无非相当于一个达到了本身预紧力的整体螺母而已，对其再没有额外的防松措施。当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，超级螺母可能会整体相对于螺杆转动，使预紧力被释放，造成螺母松动，联接失效。这就相当于普通螺母在没有任何防松措施的情况下工作，即使装配时已经达到了标准所规定的预紧力，仍然很容易松脱。

为了解决较大螺母的预紧和防松问题，有时还会使用液压螺母(JB6390-2007-T液力螺栓预紧器)。液压螺母是通过液压的手段帮助人工拧紧螺母，液压螺母的工作原理是利用液压油缸直接对螺栓施加外力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓拉长后旋紧液压螺母上的锁圈，这样螺栓就会被锁圈锁止在拉长的位置上。液压缸位于螺栓中轴线的位置，用于对螺栓进行轴向拉伸，实现螺栓需要的拉伸量。而正是螺栓的这种拉伸量决定了螺栓紧固所需的夹紧力。当液压螺母被加压后，螺栓受到拉伸，同时液压螺母和结合面紧贴。从而将螺栓的轴向形变锁住，也就是将剩余螺栓载荷锁在螺母里。对螺栓施加的载荷与液压缸中的油压成正比关系，载荷直接施加在螺栓上。

液压螺母操作较为复杂，辅助工具也较多，且对于超大螺母应用可能会有所不便(JB中最大直径至160mm)。另外，按照前文的分析，液压螺母仍然是没有防松措施的螺纹联接方法。当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，联接效果亦难于保证，仍然会有预紧力被释放，甚至螺母松脱的可能。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种防松螺母，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防松螺母，使大型螺母本身在易于拧紧的基础上，自带防松结构，当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，确保联接可靠，确保预紧力不会减弱。

本发明的目的是这样实现的，一种防松螺母，其特征在于：包括一螺锥，所述螺锥的中央轴向设有螺纹通孔；螺锥外廓的上端为与扳手配合的扳手面，螺锥外廓的下部为旋向与所述中央轴向的螺纹通孔旋向相反的锥螺纹，从而螺锥外廓的下部形成从上到下外径逐渐减小的倒锥形；在螺锥的锥螺纹部分设有多个圆周均匀分布的断开槽，断开槽从螺锥的底端沿螺锥的轴向向上延伸；螺锥的外面螺纹连接一螺套，所述螺套的外廓为与扳手配合的扳手面，螺套的内表面为与螺锥的锥螺纹相配合的锥螺纹，螺套的圆周侧壁上设有多个均匀分布的轴向通孔，所述轴向通孔内设有螺纹，每个轴向通孔内均螺纹连接有一螺钉，所述螺钉的长度大于螺套的轴向长度。

在本发明的一较佳实施方式中，螺锥采用弹性材料制造；螺锥上的断开槽长度大于螺套的轴向长度。

在本发明的一较佳实施方式中，螺锥的锥螺纹部分的锥度范围为1:16至1:12。

在本发明的一较佳实施方式中，螺套采用高强度钢制造，螺套圆周的轴向通孔数量为4到8个。

在本发明的一较佳实施方式中，螺套圆周的轴向通孔内沿整个轴向均设有螺纹或一部分设有螺纹。

在本发明的一较佳实施方式中，多个螺钉的下端与被连接表面之间设有垫圈。

在本发明的一较佳实施方式中，螺锥外廓上端的扳手面为六角形扳手面，螺套的外廓为六角形扳手面。

由上所述，本发明的防松螺母可以从“轴向”和“径向”两个方面对螺母实施锁紧作用，用于大型螺纹连接的场合，使大型螺母本身在易于拧紧的基础上，自带防松结构，当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，确保联接可靠，确保预紧力不会减弱。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明防松螺母的连接结构示意图。

图2A：为本发明中螺锥的主视图。

图2B：为本发明中螺锥的俯视图。

图3A：为本发明中螺套的主视图。

图3B：为本发明中螺套的俯视图。

图4：为现有技术中超级螺母的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的一种实施方式提供了一种防松螺母10，包括一螺锥1，如图2A和图2B所示，螺锥1为一套筒型零件，其中央轴向设有右旋螺纹通孔11，例如右旋螺纹通孔11的内部螺纹为M52普通螺纹(右旋)，用来与普通螺栓或螺柱9连接。螺锥外廓的上端为六角形扳手面12，也可以是其它形式的扳手面，用来与扳手进行配合拧紧，螺锥外廓的下部为左旋锥螺纹13，从而螺锥外廓的下部形成从上到下外径逐渐减小的倒锥形；左旋锥螺纹13部分的锥度范围为1:16至1:12。螺锥1采用弹性较好的材料制造，在螺锥1的左旋锥螺纹13部分设有多个圆周均匀分布的断开槽14，断开槽14从螺锥1的底端沿螺锥的轴向向上延伸，将螺锥的侧壁分为多个部分，本实施例中断开槽14数量为4个。螺锥1的外面螺纹连接一螺套2，螺套2采用高强度钢制造，如图3A和图3B所示，螺套2的外廓为六角形扳手面21，也可以是其它形式的扳手面，用来与扳手进行配合拧紧，螺套2的内表面22为与螺锥的左旋锥螺纹13相配合的左旋锥螺纹，从而螺套2的内表面形成从上到下内径逐渐减小的锥形面，其锥度与螺锥外廓下部的锥度相同。螺套2的圆周侧壁上设有多个均匀分布的轴向通孔23，该轴向通孔23数量可以是4到8个，轴向通孔23内设有螺纹，该螺纹可以沿整个通孔23的轴向设置或只沿轴向一部分设置，每个轴向通孔23内均螺纹连接有一螺钉3，这些螺钉3的作用与超级螺母相同，用于增大预紧力。螺钉3的长度大于螺套2的轴向长度，在螺套2拧紧在螺锥1上时，这些螺钉3的末端均可伸出到螺套2的外部以实现预紧。如果轴向通孔23内的螺纹只沿通孔的轴向一部分设置，可以增加螺套2的可变形区域，对螺钉3的预紧力有益。

进一步，断开槽14的长度应超过螺套2的轴向长度，这样有利于充分利用螺锥1的变形能力。为了保护被连接件8的表面不被划伤，多个螺钉3的下端与被连接表面之间设有垫圈4，螺钉3的下端压紧在垫圈4上实现预紧。

本发明防松螺母的使用步骤为：放好垫圈4后，首先将螺套2与螺锥1联接，但螺套2并不拧紧螺锥1(不使螺锥收缩)。然后将螺锥1右旋拧在螺柱9或螺栓上。此时并不强调螺锥1的拧紧，甚至螺锥1尚未接触到被连接件表面(或许此时螺套已接触垫圈)。接下来拧螺套2，依旧是右旋。因为锥螺纹为左旋螺纹，右旋螺套2时螺套相对螺锥1向上移动，此时螺套2与螺锥1之间的锥螺纹被收紧，螺锥1中央轴向螺纹通孔11的螺纹紧紧抱死在螺柱9或螺栓上。由于螺锥1上断开槽14的作用，螺锥1与螺套2之间的锥螺纹联接也会在“径向”被紧固。但由于螺套2的收径与螺锥1的变形是相适应的，而螺柱9却无法适应螺锥1的变形，且螺锥1与螺柱9之间的弹性变形区域要小于螺锥1与螺套2之间的弹性变形区域，也即螺锥1与螺柱9之间的局部互作用力更大。所以螺锥1与螺柱9之间的弹性预紧力效果要好于螺锥1与螺套2之间的弹性预紧力效果。所以左旋螺套2时，螺锥1与螺套2之间的锥螺纹会先于螺锥1与螺柱9之间的螺纹被松开，我们将在后面看到这种效果差异的好处。接下来便是逐个拧紧周边螺钉3，这一步与普通超级螺母没有区别。

当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，预紧力减小甚至消失。按照现有超级螺母或液压螺母的工作状况，此时螺母已经没有任何防松措施，将松动失效。而在使用本发明防松螺母10的情况下，预紧力未失效时，螺套2周围的螺钉3为锥螺纹联接提供预紧力。当预紧力失效时，首先要松开螺套2才能松开螺锥1，由于螺锥-螺套之间锥螺纹的旋向与螺锥-螺柱之间螺纹的旋向相反，螺套2的松开方向将使螺套2向被连接件8表面靠拢，从而使多个螺钉3的预紧力趋向恢复。当机械卸载或震动复位时，回复后的预紧力加上螺套2移动所获得的“额外预紧力”(即螺母相当于朝向拧紧的方向旋转)，将迫使螺套2与螺锥1之间的联接更加紧固。

可以预见，在长时间预紧力的作用下，本发明防松螺母10的运动趋势将使螺套2与螺锥1之间越来越紧固，从而使螺纹联接“历久弥坚”，难以自行松动。当然，螺纹直径较大且联接较重要的场合才足以体现本发明的实用意义。

本领域技术人员容易想到本发明的另一实施例方案，与上面所述实施例不同的地方在于螺锥1的中央轴向设有左旋螺纹通孔11，而螺锥1外廓的下部为右旋锥螺纹13，螺套2的内表面为与螺锥1的右旋锥螺纹13相配合的右旋锥螺纹，其它结构及其工作的机理均与上面的实施例相同，在此不再赘述。

由上所述，本发明的防松螺母可以从“轴向”和“径向”两个方面对螺母实施锁紧作用，用于大型螺纹连接的场合，使大型螺母本身在易于拧紧的基础上，自带防松结构，当设备上两个被紧固的表面因载荷或震动等外界因素而发生距离变化时，尤其两个表面相互靠近时，确保联接可靠，确保预紧力不会减弱。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种防松螺母，其特征在于：包括一螺锥，所述螺锥的中央轴向设有螺纹通孔；螺锥外廓的上端为与扳手配合的扳手面，螺锥外廓的下部为旋向与所述中央轴向的螺纹通孔旋向相反的锥螺纹，从而螺锥外廓的下部形成从上到下外径逐渐减小的倒锥形；在螺锥的锥螺纹部分设有多个圆周均匀分布的断开槽，断开槽从螺锥的底端沿螺锥的轴向向上延伸；螺锥的外面螺纹连接一螺套，所述螺套的外廓为与扳手配合的扳手面，螺套的内表面为与螺锥的锥螺纹相配合的锥螺纹，螺套的圆周侧壁上设有多个均匀分布的轴向通孔，所述轴向通孔内设有螺纹，每个轴向通孔内均螺纹连接有一螺钉，所述螺钉的长度大于螺套的轴向长度。

2.如权利要求1所述的防松螺母，其特征在于：所述螺锥采用弹性材料制造；螺锥上的断开槽长度大于螺套的轴向长度。

3.如权利要求2所述的防松螺母，其特征在于：所述螺锥的锥螺纹部分的锥度范围为1:16至1:12。

4.如权利要求3所述的防松螺母，其特征在于：所述螺套采用高强度钢制造，螺套圆周的轴向通孔数量为4到8个。

5.如权利要求4所述的防松螺母，其特征在于：所述螺套圆周的轴向通孔内沿整个轴向均设有螺纹或一部分设有螺纹。

6.如权利要求5所述的防松螺母，其特征在于：所述多个螺钉的下端与被连接表面之间设有垫圈。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的防松螺母，其特征在于：所述螺锥外廓上端的扳手面为六角形扳手面，螺套的外廓为六角形扳手面。