CN105387055B - 一种具有预紧功能的手动快装螺母装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，包括锁轴、锁紧螺母、弹性滑块、弹簧和限位钢丝销，所述锁轴为一端具有扁状形头的螺杆结构，锁紧螺母内部为异型空腔结构，弹簧放入弹性滑块后整体压入锁紧螺母的异型空腔中，锁紧螺母端盖外部设有台阶结构，锁紧螺母端盖中心为一扁形通孔结构，锁轴的扁状形头穿过扁形通孔结构，可以实现对扁状形头的卡合和脱出，锁紧螺母端盖内部中心位置设有一圆环结构，圆环结构内侧用于对锁轴进行限位，圆环结构外侧用于放置和限位弹簧，锁紧螺母内部下端为柱段空心结构。本发明具有可徒手操作、旋转90°即锁紧或解锁、三维承载、锁紧后预紧并自防松、能适应航天产品强振动、冲击环境等功能。

Description

一种具有预紧功能的手动快装螺母装置

技术领域

本发明涉及一种用于航空、航天产品结构、仪器等快速连接并具有锁定预紧和防松功能的小型徒手操作快装螺母装置，具体涉及一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，属于结构、机构技术领域。

背景技术

目前，航天运载火箭为提高仪器安装操作、维修效率和快速反应能力，特殊位置的连接件需要有徒手操作并快速连接功能，传统上解决以上需求，一般设计为各种快速连接锁，快速连接锁一般为锁轴端(类似螺栓端)操作、锁紧螺母端(类似螺母端)固定，而在一些特殊连接位置，需要使用锁轴端(类似螺栓端)固定、锁紧螺母端(类似螺母端)操作。

但现有的连接方式在应用于航天产品强振动、冲击环境下时，其会存在很多安全隐患，操作效率也很低，为此，急需设计一种代替现有的螺栓+自锁螺母、并辅以工具的常规连接方式，以提高操作效率，使得快速安装、拆卸连接件锁定后具有三方向的锁紧和承载能力、耐冲击和振动等环境使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，使其在快速安装、拆卸连接件锁定后，具有三方向的锁紧和承载能力、耐冲击和振动等环境使用要求。

本发明采用的技术方案：

一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，包括锁轴、锁紧螺母、弹性滑块、弹簧和限位钢丝销，所述锁轴为一端具有扁状形头的螺杆结构，锁紧螺母内部为异型空腔结构，弹簧放入弹性滑块后整体压入锁紧螺母的异型空腔中，锁紧螺母端盖外部设有台阶结构，用于对锁轴进行锁紧及防松，锁紧螺母端盖中心为一扁形通孔结构，锁轴的扁状形头穿过扁形通孔结构，可以实现对扁状形头的卡合和脱出，锁紧螺母端盖内部中心位置设有一圆环结构，圆环结构内侧用于对锁轴进行限位，圆环结构外侧用于放置和限位弹簧，锁紧螺母内部下端为柱段空心结构，其最下端具有一半圆环槽，钢丝销置于半圆环槽中，使得弹性滑块和弹簧在锁紧螺母的异型空腔内自由滑动而不脱出。

扁状形头上设有斜面，用于与锁紧螺母配合适应一定偏差范围的旋转导向。

所述锁紧螺母端盖外部的台阶结构包括锁紧台阶、防松台阶和限位台阶，锁紧台阶实现与锁轴扁状形头的锁紧，防松台阶实现与锁轴扁状形头的逆向卡位防松，限位台阶实现与锁轴扁状形头的顺向限位。

限位台阶、防松台阶和锁紧台阶由高到低设置在锁紧螺母的端盖外部。

防松台阶与锁轴扁状形头逆向卡位防松的具体实现为：旋转锁轴到一定位置，锁轴在弹簧作用下，锁轴从锁紧螺母上的防松台阶下落到锁紧台阶上，锁轴在有打开的趋势时，防松台阶侧壁会阻挡锁轴形头的侧面，从而形成整个装置锁紧后的防松。

解除逆向卡位防松的方法为，保持锁轴不动，下按锁紧螺母，使锁轴的形头从锁紧台阶越过防松台阶，并从锁紧螺母端盖中心的扁形通孔结构脱出，实现解除逆向卡位防松。

弹性滑块为圆柱法兰型结构，其下端内外均有翻边，内侧翻边用于安装、限位弹簧，外侧翻边与锁紧螺母底部限位；弹性滑块上端为一外翻边结构，与限位钢丝销接触配合。

锁轴固定不动，通过下按锁紧螺母后顺时针旋转90°或逆时针旋转90°，即能实现锁紧或解锁。

锁紧螺母上与有一半圆环槽相对应处设有限位钢丝销插入孔。

弹性滑块上端的外翻边结构与限位钢丝销结接触配合，同时与锁紧螺母接触配合，使得弹性滑块和弹簧在锁紧螺母的异型空腔内自由滑动而不脱出。

与现有技术相比，本发明具有有益的技术效果：

(1)本发明具有可徒手操作、旋转90°即锁紧或解锁、三维承载、锁紧后预紧并自防松、能适应航天产品强振动、冲击环境等功能；

(2)本发明可适应平面、弧形、椭圆等各种形状结构和自适应不同厚度结构的连接要求，并且具有重量轻、使用方便、操作简单、可靠性高、维修方便等诸多优点。

附图说明

图1为本发明装配图；

图2为本发明图1的A-A向剖视图；

图3为发明分解视图；

图4为本发明锁轴结构图；

图5为本发明锁紧螺母结构图；

图6为本发明锁紧螺母的剖视图；

图7为本发明弹性滑块结构示意图；

图8为本发明连接不同厚度结构及锁紧状态结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供了一种用于航空、航天产品结构、仪器等快速连接并具有锁定预紧和防松功能的小型快装螺母装置，具有可徒手操作、三维承载、锁紧后预紧并自防松、能适应航天产品强振动、冲击环境等功能，适应平面、弧形、椭圆等各种形状结构和自适应不同厚度结构的连接要求，在特殊连接结构部位代替现有的螺栓+自锁螺母的连接方式，该产品可有效提高工作效率，克服现有技术的不足。

如附图1、附图2、附图3，本发明由锁轴、锁紧螺母2、弹性滑块3、弹簧4和限位钢丝销5构成；锁紧螺母2、弹性滑块3、弹簧4与限位钢丝销5装配到一起(装配体简称螺母)，构成一个具有弹性调节功能的螺母，装配顺序是，弹簧4放入弹性滑块3后整体压入锁紧螺母2的内腔，锁紧螺母2内部有一半圆环槽，同时在一侧留有一个限位钢丝销5插入孔，限位钢丝销5原为直线型，在插入锁紧螺母2内部半圆环槽和弹性滑块3组成的限位空间后，限位钢丝销5逐渐由直线型变为圆环形(插入段仍会有一段直线型)，并实现最终完全插入，这样弹性滑块3能够在弹簧4的作用下在锁紧螺母2内腔自由滑动而不会脱出。

锁轴1零件如附图4，其特性是前端具有一扁状T形头A结构(并含有斜面B和圆柱端C)，斜面B实现右旋锁紧时的导向作用，以适应更大的偏差，圆柱端C为连接承载结构，T形头A结构实现与螺母装配体(螺母)上端的锁紧；中间为圆柱段，用于穿过被连接结构；后端为一螺纹圆柱端D，用于固定于舱段等基体上。

锁紧螺母2零件结构如附图5和附图6所示，其外形整体为一圆锥+一圆柱段结构，圆锥外侧表面为机械滚花结构，用于徒手操作增加摩擦力。锁紧螺母2内部为异型空腔结构，锁紧螺母2最上端具有三个台阶，分别为锁紧台阶E、防松台阶F、限位台阶G，锁紧台阶E实现与锁轴1扁状T形头A结构的锁紧，防松台阶F具有防松台阶角结构H，实现与锁轴1前端扁状T形头A结构的逆向卡位防松功能，限位台阶G实现与1锁轴前端扁状T形头结构A的顺向限位功能。

实现与锁轴1前端扁状T形头A结构的逆向卡位防松功能的具体实现为：右旋锁轴1，锁轴1小斜面B实现该零件旋转90°与2锁紧螺母形成交叉后卡住锁紧，而锁轴1在2锁紧螺母上旋转90°后，在弹簧4作用下，锁轴1会从锁紧螺母2上的防松台阶F下落到锁紧台阶E上，如附图3，由于锁紧台阶E较防松台阶F低，锁轴1在有打开的趋势时，防松台阶F侧壁会阻挡锁轴1T形头A结构的侧面，从而形成整个装置锁紧后的防松功能。而要解除这个自防松功能，必须在锁轴1不动、下按锁紧螺母2，使锁轴1T形头A结构的底面从锁紧台阶E越过防松台阶F以上时才能解锁。

锁紧螺母2中间内侧为一扁形通体结构I，用于能够穿过锁轴1扁状T形头A结构；锁紧螺母2中间内侧为一圆环结构J，圆环J内侧用于约束锁轴1的圆柱段，圆环J外侧用于放置和限位弹簧4；锁紧螺母2内部下端为一圆柱段空心结构，用于放入弹性滑块3和弹簧4；锁紧螺母2内部最下端具有一圆周半圆环槽K，同时在一侧留有一个限位钢丝销5插入孔L，插入孔L用于插入限位钢丝销5，直线型限位钢丝销5插入孔L后，在半圆环槽K中会逐渐变成圆环形，限位钢丝销5形成一个圆周后，实现弹性滑块3和弹簧4在锁紧螺母2内腔自由滑动而不会脱出功能。

弹性滑块3结构如附图7所示，整体一圆柱法兰型结构，下端内外均有翻边，内侧翻边用于安装、限位弹簧4，同时内侧翻边与外侧翻边整体形成于被连接结构接触压缩面；弹性滑块3上端为一外翻边结构，用与放入锁紧螺母2内腔并能够自由滑动，同时上端外翻边还要与环形限位钢丝销5接触配合，形成螺母装配体(螺母)不脱落结构。

弹簧4为一圆柱形弹簧，为快装螺母装置提供压缩预紧弹力。

附图8为快装螺母装置工程应用的典型实例，其中6为不同厚度的需要被连接结构，7为整个结构固定基体。附图8为连接了不同厚度的需要被连接结构6后的快装螺母装置状态图，快装螺母装置可适应不同厚度连接结构使用，只需使用不同规格的锁轴1即可，同时锁紧后对被连接结构6具有预紧(弹簧4作用)功能。通过徒手下按、旋转快装螺母装置，即可整个装置快速锁紧或解锁，从而实现被连接结构6的快速安装或拆卸。改产品经过工程应用，具有良好的性能，大大提高了产品的操作、维修效率。

本发明未公开内容为本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，包括锁轴(1)、锁紧螺母(2)、弹性滑块(3)、弹簧(4)和限位钢丝销(5)，所述锁轴(1)为一端具有扁状T形头(A)的螺杆结构，锁紧螺母(2)内部为异型空腔结构，弹簧(4)放入弹性滑块(3)后整体压入锁紧螺母(2)的异型空腔中，锁紧螺母(2)端盖外部设有台阶结构，用于对锁轴(1)进行锁紧及防松，锁紧螺母(2)端盖中心为一扁形通孔结构(I)，锁轴(1)的扁状T形头(A)穿过扁形通孔结构(I)，可以实现对扁状T形头(A)的卡合和脱出，锁紧螺母(2)端盖内部中心位置设有一圆环结构(J)，圆环结构(J)内侧用于对锁轴(1)进行限位，圆环结构(J)外侧用于放置和限位弹簧(4)，锁紧螺母(2)内部下端为柱段空心结构，其最下端具有一半圆环槽(K)，限位钢丝销(5)置于半圆环槽(K)中，使得弹性滑块(3)和弹簧(4)在锁紧螺母(2)的异型空腔内自由滑动而不脱出。

2.如权利要求1所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，扁状T形头(A)上设有斜面(B)，用于与锁紧螺母(2)配合适应一定偏差范围的旋转导向。

3.如权利要求2所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，所述锁紧螺母(2)端盖外部的台阶结构包括锁紧台阶(E)、防松台阶(F)和限位台阶(G)，锁紧台阶(E)实现与锁轴(1)扁状T形头(A)的锁紧，防松台阶(F)实现与锁轴(1)扁状T形头(A)的逆向卡位防松，限位台阶(G)实现与锁轴(1)扁状T形头(A)的顺向限位。

4.如权利要求3所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，限位台阶(G)、防松台阶(F)和锁紧台阶(E)由高到低设置在锁紧螺母(2)的端盖外部。

5.如权利要求3所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，防松台阶(F)与锁轴(1)扁状T形头(A)逆向卡位防松的具体实现为：旋转锁轴(1)到一定位置，锁轴(1)在弹簧(4)作用下，锁轴(1)从锁紧螺母(2)上的防松台阶(F)下落到锁紧台阶(E)上，锁轴(1)在有打开的趋势时，防松台阶(F)侧壁会阻挡锁轴(1)扁状T形头(A)的侧面，从而形成整个装置锁紧后的防松。

6.如权利要求5所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，解除逆向卡位防松的方法为，保持锁轴(1)不动，下按锁紧螺母(2)，使锁轴(1)的扁状T形头(A)从锁紧台阶(E)越过防松台阶(F)，并从锁紧螺母(2)端盖中心的扁形通孔结构(I)脱出，实现解除逆向卡位防松。

7.如权利要求1所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，弹性滑块(3)为圆柱法兰型结构，其下端内外均有翻边，内侧翻边用于安装、限位弹簧(4)，外侧翻边与锁紧螺母(2)底部限位；弹性滑块(3)上端为一外翻边结构，与限位钢丝销(5)接触配合。

8.如权利要求1所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，锁轴(1)固定不动，通过下按锁紧螺母(2)后顺时针旋转90°或逆时针旋转90°，即能实现锁紧或解锁。

9.如权利要求1所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，锁紧螺母(2)上与半圆环槽(K)相对应处设有限位钢丝销(5)插入孔。

10.如权利要求7所述的一种具有预紧功能的手动快装螺母装置，其特征在于，弹性滑块(3)上端的外翻边结构与限位钢丝销(5)接触配合，同时与锁紧螺母(2)接触配合，使得弹性滑块(3)和弹簧(4)在锁紧螺母(2)的异型空腔内自由滑动而不脱出。