CN104454912A - 一种抗震防松垫圈及螺纹副 - Google Patents
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Abstract
本发明一种抗震防松垫圈及螺纹副，其中，垫圈包括：第一垫环，一侧设置有放射状的第一凸纹面，另一侧设置有第一斜齿面；第二垫环，一侧设置有放射状的第二凸纹面，另一侧设置有第二斜齿面。本发明取消传统的耳部设计，通过可拆卸的第一垫环、第二垫环应用于螺纹副紧固工件，克服了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈其耳部因反复弯折而导致的垫圈易折断的技术缺陷。
Description
技术领域
本发明属于安全防护技术领域，特别涉及一种抗震防松垫圈及螺纹副。
背景技术
防松垫圈作为管路系统中防止紧固件松动的重要组件，是系统中必不可少的组成部分，现有技术中的防松垫圈多选用单耳止动垫圈或双耳止动垫圈，然而，随着钛及钛合金在船舶等系统中的应用日趋广泛，将单耳止动垫环或双耳止动垫环作为防松垫圈，至少存在如下技术缺陷：
单耳止动垫圈或双耳止动垫圈在使用过程中，由于其耳部是通过上、下弯折以卡住工件实现紧固功能，单耳止动垫圈或双耳止动垫圈在上、下弯折过程中，其耳部因反复弯折动作使得单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部部位易折断，且为匹配对应的工件，单耳止动垫圈或双耳止动垫圈的耳部弯折结构必须与工件的紧固部位相适配，使得拆卸后不能重复使用，浪费资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗震防松垫圈及螺纹副，其中，抗震防松垫圈取消传统的耳部设计，通过可拆卸的第一垫环、第二垫环应用于螺纹副紧固工件，克服了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈其耳部因反复弯折而导致的垫圈易折断的技术缺陷。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种抗震防松垫圈，所述垫圈包括：第一垫环，一侧设置有放射状的第一凸纹面，另一侧设置有第一斜齿面；第二垫环，一侧设置有放射状的第二凸纹面，另一侧设置有第二斜齿面，其中，所述第一垫环与所述第二垫环通过所述第一斜齿面、所述第二斜齿面相啮合；且所述第一凸纹面的不平整度大于所述第一斜齿面的不平整度，所述第二凸纹面的不平整度大于所述第二斜齿面的不平整度，使得所述第一凸纹面或者所述第二凸纹面与外界接触面之间的摩擦力，大于所述第一斜齿面与所述第二斜齿面之间摩擦力。
进一步地，所述第一垫环、所述第二垫环由钛合金材料制成。
又一方面，本发明提供了一种螺纹副，基于所述的抗震防松垫圈，包括：螺母；螺栓，与所述螺母相适配；第一抗震防松垫圈，与所述螺母相接触；第二抗震防松垫圈，与所述螺栓相接触；其中，待固定的工件位于所述第一抗震防松垫圈与所述第二抗震防松垫圈之间，且所述螺栓依次穿过所述第二抗震防松垫圈、所述工件、所述第一抗震防松垫圈与所述螺母螺纹连接；其中，所述螺栓因振动而被拉长时，所述第一抗震防松垫圈中的第一垫环与第二垫环发生相对运动，或者所述第二抗震防松垫圈中的第一垫环与第二垫环发生相对运动，以防止所述工件松动。
进一步地，所述第一抗震防松垫圈中，第一斜齿面或者第二斜齿面的坡斜角度大于所述螺栓的螺纹角度；和/或，所述第二抗震防松垫圈中，第一斜齿面或者第二斜齿面的坡斜角度大于所述螺栓的螺纹角度。
本发明提供的一种抗震防松垫圈及螺纹副，取消了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部设计，通过可拆卸的第一垫环、第二垫环组合形成抗震防松垫圈，并应用于螺纹副以稳固工件，克服了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈在上、下弯折过程中，其耳部因反复弯折动作使得单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部部位易折断，且为匹配对应的工件，单耳止动垫圈或双耳止动垫圈的耳部弯折结构必须与工件的紧固部位相适配，使得拆卸后不能重复使用，浪费资源的技术缺陷；
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的抗震防松垫圈的结构示意图一；以及
图2为图1提供的抗震防松垫圈示的结构意图二；以及
图3为本发明实施例提供的螺纹副的结构示意图；以及
图4为图3提供的螺纹副的力学分析示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。
本发明实施例提供了一种抗震防松垫圈及螺纹副，其中，抗震防松垫圈取消了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部设计，通过可拆卸的第一垫环、第二垫环组合形成抗震防松垫圈，并应用于螺纹副以稳固工件，克服了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈在上、下弯折过程中，其耳部因反复弯折动作使得单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部部位易折断，且为匹配对应的工件，单耳止动垫圈或双耳止动垫圈的耳部弯折结构必须与工件的紧固部位相适配，使得拆卸后不能重复使用，浪费资源的技术缺陷。
具体而言，请参阅图1-2，本发明实施例提供了一种抗震防松垫圈，包括：第一垫环1，第二垫环2。其中，第一垫环1的一侧设置有放射状的第一凸纹面3(可如图1所示)，另一侧设置有第一斜齿面4(可如图2所示)。相同的，第二垫环2一侧也设置有放射状的第二凸纹面，另一侧页设置有第二斜齿面，且第一垫环1与第二垫环2通过第一斜齿面4、第二斜齿面相啮合。
需要说明的是，第一凸纹面3的不平整度大于第一斜齿面的不平整度，第二凸纹面的不平整度大于所述第二斜齿面的不平整度，这样使得第一垫环1相对于第二垫环2进行转动时，第一凸纹面3或者第二凸纹面与外界接触面(如工件的表面、螺纹副中螺栓/螺母的表面)之间的摩擦力，大于第一斜齿面4与第二斜齿面之间摩擦力。而正是由于第一凸纹面3或者第二凸纹面与外界接触面之间摩擦力较大，使得第一垫环1相对于第二垫环2开始进行转动时，第一斜齿面4与第二斜齿面先发生旋转趋势，第一凸纹面3或者第二凸纹面与外界接触面后发生旋转趋势。当第一斜齿面4与第二斜齿面发生旋转趋势时，由于二者自身的斜齿结构，使得第一垫环1与第二垫环2之间的垂直距离增大，进而第一凸纹面3或者第二凸纹面与外界接触面之间的压力增大，起到稳固作用。
下面，为进一步对本发明做详细说明，以支持本发明所要解决的技术问题，本发明实施例还提供了一种螺纹副，基于上述抗震防松垫圈，该螺纹副至少包括如下部件：
螺母6、螺栓7、第一抗震防松垫圈及第二抗震防松垫圈。其中，请参阅图3，螺母6与螺栓7相适配，第一抗震防松垫圈与螺母6相接触，第二抗震防松垫圈与螺栓7相接触。
实际作业过程中，待固定的工件5位于第一抗震防松垫圈与第二抗震防松垫圈之间，且螺栓7依次穿过第二抗震防松垫圈、工件5、第一抗震防松垫圈与螺母6螺纹连接。
本发明实施例提供的一种螺纹副，当螺母6/螺栓7发生松动时，通过控制螺母6的旋转并给其以反向作用力，即可将螺母6与螺栓7牙行锁紧，以达到抗震防松的效果。
具体而言，本螺纹副所采用的一个抗震防松垫圈中，其第一垫环1的一侧设置有放射状的第一凸纹面3(可如图1所示)，而另一侧设置有第一斜齿面4(可如图2所示)。相同的，第二垫环2一侧也设置有放射状的第二凸纹面，另一侧页设置有第二斜齿面，第一垫环1与第二垫环2两两组合使用。装配时，将抗震防松垫圈置于工件5与螺母6之间，以及工件5与螺栓7之间。
正常情况下，螺母6被拧紧后，抗震防松垫圈中的第一垫环1与第二垫环2呈啮合状态，第一凸纹面3、第二凸纹面与外界接触面相接触。
非正常情况下，螺栓7因机械震动而被拉长时，螺母6便会随之旋转松动，而此时第一垫环/第二垫环外侧的第一凸纹面3/第二凸纹面摩擦力大于第一斜齿面4与第二斜齿面之间的摩擦力。在这个状态下，抗震防松垫圈中只允许第一斜齿面4与第二斜齿面间相对错动而产生抬升张力，使得垫圈抬升膨胀而锁紧螺母6与螺栓7，起到抗震防松作用。而当螺栓7收缩时，第一垫环1与第二垫环2之间的斜齿面会自动啮合使得螺母6回到原来的位置。
需要特别说明的是，本发明实施例提供的抗震防松垫圈中，第一斜齿面4或者第二斜齿面的坡斜角度大于螺栓7的螺纹角度。具体有益效果分析如下，请参阅图3-4：
当抗震防松垫圈中第一斜齿面3、第二斜齿面发生相对运动(或螺母6与螺杆7之间发生相对运动)时，所受作用力包括(图4中所示的斜面作为第一斜齿面3/第二斜齿面的斜齿平面)：轴向载荷FQ、水平推力F、法向抬升力FN及摩擦力Ff。其中，图3中所示的λ1为坡斜角度，λ2为螺母与螺杆之间为螺纹角度；图4中所示的斜面作为第一斜齿面3/第二斜齿面的斜齿平面；FR为法向抬升力FN和摩擦力Ff的合力；α为FR与水平方向的夹角；β为摩擦角。
正常情况下，螺母6被拧紧后，处于受力平衡状态，此时对于螺纹角度λ2处，FRcosα＝FRcos(90°-λ2-β)＝F。当发生机械振动时，抗震防松垫圈中第一垫环1与第二垫环2间发生相对运动，此时坡斜角度λ1处，FRcosα＝FRcos(90°-λ1-β)。由于λ1＞λ2，FRcos(90°-λ1-β)＞FRcos(90°-λ1-β)，阻碍了螺母6与螺栓7之间的相对运动，更好的起到抗震防松的作用。
需要特别说明的是，本发明实施例提供的抗震防松垫圈中，第一垫环、第二垫环可均由钛合金材料制成。其中，对于船舶技术领域，工件5及螺纹副常于海水中作业，而现有工件5基本均采用钛合金材料制成，当第一垫环、第二垫环为其他材质如铜、铁等制成时，在海水介质的作用下，工件5、第一垫环、第二垫环及海水形成闭合回路，极易对工件5/第一垫环/第二垫环造成电腐蚀。本发明实施例通过采用由钛合金材料制成的第一垫环、第二垫环，在对工件5进行稳固的同时，克服了在船舶技术领域中海水对工件5造成电腐蚀的技术缺陷。
本发明实施例提供的一种抗震防松垫圈及螺纹副，其有益效果如下所述：
①、本发明中，取消了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部设计，通过可拆卸的第一垫环、第二垫环组合形成抗震防松垫圈，并应用于螺纹副以稳固工件，克服了传统的单耳止动垫圈或双耳止动垫圈在上、下弯折过程中，其耳部因反复弯折动作使得单耳止动垫圈或双耳止动垫圈耳部部位易折断，且为匹配对应的工件，单耳止动垫圈或双耳止动垫圈的耳部弯折结构必须与工件的紧固部位相适配，使得拆卸后不能重复使用，浪费资源的技术缺陷；
②、本发明中，当螺栓7因机械震动而被拉长时，螺母6便会随之旋转松动，而此时第一垫环/第二垫环外侧的第一凸纹面3/第二凸纹面摩擦力大于第一斜齿面4与第二斜齿面之间的摩擦力；在这个状态下，抗震防松垫圈中只允许第一斜齿面4与第二斜齿面间相对错动而产生抬升张力，使得垫圈抬升膨胀而锁紧螺母6与螺栓7，起到抗震防松作用；
③、本发明中，第一斜齿面4或者第二斜齿面的坡斜角度大于螺栓7的螺纹角度，当发生机械振动时，抗震防松垫圈中第一垫环1与第二垫环2间发生相对运动，此时坡斜角度λ1处，FRcosα＝FRcos(90°-λ1-β)。由于λ1＞λ2，FRcos(90°-λ1-β)＞FRcos(90°-λ1-β)，阻碍了螺母6与螺栓7之间的相对运动，更好的起到抗震防松的作用；
④、本发明中，第一垫环、第二垫环可均由钛合金材料制成，使得由钛合金材料制成的第一垫环、第二垫环，在对工件5进行稳固的同时，克服了在船舶技术领域中海水对工件5造成电腐蚀的技术缺陷。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种抗震防松垫圈，其特征在于，所述垫圈包括：
第一垫环，一侧设置有放射状的第一凸纹面，另一侧设置有第一斜齿面；
第二垫环，一侧设置有放射状的第二凸纹面，另一侧设置有第二斜齿面，
其中，所述第一垫环与所述第二垫环通过所述第一斜齿面、所述第二斜齿面相啮合；且所述第一凸纹面的不平整度大于所述第一斜齿面的不平整度，所述第二凸纹面的不平整度大于所述第二斜齿面的不平整度，使得所述第一凸纹面或者所述第二凸纹面与外界接触面之间的摩擦力，大于所述第一斜齿面与所述第二斜齿面之间摩擦力。
2.如权利要求1所述的抗震防松垫圈，其特征在于，
所述第一垫环、所述第二垫环由钛合金材料制成。
3.一种螺纹副，基于权利要求1所述的抗震防松垫圈，其特征在于，包括：
螺母；
螺栓，与所述螺母相适配；
第一抗震防松垫圈，与所述螺母相接触；
第二抗震防松垫圈，与所述螺栓相接触；
其中，待固定的工件位于所述第一抗震防松垫圈与所述第二抗震防松垫圈之间，且所述螺栓依次穿过所述第二抗震防松垫圈、所述工件、所述第一抗震防松垫圈与所述螺母螺纹连接；
其中，所述螺栓因振动而被拉长时，所述第一抗震防松垫圈中的第一垫环与第二垫环发生相对运动，或者所述第二抗震防松垫圈中的第一垫环与第二垫环发生相对运动，以防止所述工件松动。
4.如权利要求3所述的螺纹副，其特征在于，
所述第一抗震防松垫圈中，第一斜齿面或者第二斜齿面的坡斜角度大于所述螺栓的螺纹角度；
和/或，
所述第二抗震防松垫圈中，第一斜齿面或者第二斜齿面的坡斜角度大于所述螺栓的螺纹角度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cheng Xuegang Inventor after: Du Tao Inventor after: Hu Zhitian Inventor after: Yuan Yuelong Inventor after: Liu Shuhua Inventor after: Zhang Yanfang Inventor after: Wei Zhangkui Inventor after: Tian Dongmei Inventor after: Chen Ce Inventor before: Du Tao Inventor before: Cheng Xuegang Inventor before: Hu Zhitian Inventor before: Yuan Yuelong Inventor before: Liu Shuhua Inventor before: Zhang Yanfang Inventor before: Wei Zhangkui Inventor before: Tian Dongmei |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: DU TAO CHENG XUEGANG HU ZHITIAN YUAN YUELONG LIU SHUHUA ZHANG YANFANG WEI ZHANGKUI TIAN DONGMEI TO: CHENG XUEGANG DU TAO HU ZHITIAN YUAN YUELONG LIU SHUHUA ZHANG YANFANG WEI ZHANGKUI TIAN DONGMEI CHEN CE |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150325 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |