CN105422600A - 高抗震自调节弹性螺纹连接件、加工方法及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于螺纹连接件技术领域，尤其涉及一种高抗震自调节弹性螺纹连接件。一端为支撑部、另一端为连接部；所述连接部包括位于外侧的、在轴向压迫外力的作用下向外侧鼓起形成外鼓弹性圈(9)的自调节弹性圈(3)以及位于内侧的螺纹杆(4)；自调节弹性圈(3)包括沿周向分布的多个弹性片(7)，相邻两个弹性片(7)之间形成楔形退让槽(8)，各弹性片(7)与螺纹杆(4)之间留有空隙且各弹性片(7)均向螺纹杆(4)弯折。本发明提供了一种结构设计简单合理的高抗震自调节弹性螺纹连接件，在保证足够高韧性时质量最小化、具备在工作过程中随时保持足够压缩力及自动调节的功能。本发明还涉及上述螺纹连接件的加工方法及使用方法。

Description

高抗震自调节弹性螺纹连接件、加工方法及使用方法
技术领域
本发明属于螺纹连接件技术领域，尤其涉及一种高抗震自调节弹性螺纹连接件。本发明还涉及上述高抗震自调节弹性螺纹连接件的加工方法以及使用方法。
背景技术
在航空航天器零件设计中，通常会采用大量的紧固件作为部件之间的连接件，其中高性能的紧固件又非常昂贵。在航空航天器的飞行过程中，无时无刻都在震动，有震动就有交变力的产生，尤其是这个交变力产生的震动将导致产品的松动失效，甚至是疲劳失效。目前对于这种情况都是加装弹性垫圈的做法，通过在螺栓的前后增加弹性垫圈来解决这个技术难题。然而增加的弹性垫圈的弹力控制范围很小，控制导程也很短小，根本不能满足现有安装的要求。在检修时同时弹性垫圈很容易掉落，这对检修来说是极大的安全隐患。弹性垫圈是采用切断外圈，再使外圈错位来达到调节导程的功能，这个导程很多时候都需要多个垫圈才能满足安装要求，这反而增加的紧固件的重量，也增加了产品的使用数量，对成本造成很大的浪费。同时采用切断的弹性垫圈会使受力不均而产生偏心。尤其对于现代的智能化设计及飞机设计准则的要求来说，安全性和经济性都不好，在安全可靠性方面不能满足要求，进而造成航空航天器的飞行安全系数低和维护成本高。因此开发结构更科学的连接件来解决上述问题显得尤为必要。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种保证足够高韧性时质量最小化、具备在工作过程中随时保持足够压缩力及自动调节功能的高抗震自调节弹性螺纹连接件。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：高抗震自调节弹性螺纹连接件一端为支撑部、另一端为连接部；所述连接部包括位于外侧的、在轴向压迫外力的作用下向外侧鼓起形成外鼓弹性圈的自调节弹性圈以及位于内侧的螺纹杆；自调节弹性圈包括沿周向分布的多个弹性片，相邻两个弹性片之间形成楔形退让槽，各弹性片与螺纹杆之间留有空隙且各弹性片均向螺纹杆弯折。
本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种结构设计简单合理的高抗震自调节弹性螺纹连接件，与现有需要配合弹性垫圈使用的连接件相比，本技术方案通过在连接件本体的中部一体成型设置由多个周向分布的弹性片构成的自调节弹性圈并对自调节弹性圈作局部热处理，实现了一种在轴向压迫外力作用下向外侧鼓出构成外鼓弹性圈的新型结构，利用向外鼓起的外鼓弹性圈具备的自调节弹性功能来抗震，使连接件的拉力保持在一定的可控范围内，替代传统的弹性垫圈。经热处理的弹性片其韧性和弹性特性优异，具备工作过程中随时保持足够的压缩力及自动调节的功能，抗震特性优异。
本技术方案克服了现有技术存在的不足，满足科技进步的需求，为航空航天器创造了特性更佳的螺纹连接件，能满足现代智能化设计以及航空航天器设计准则的要求，在苛刻条件下保证高安全性和高可靠性。整个螺纹连接件生产快捷简单，维护也十分方便。连接部可以采用不同的设计用于适配不同的连接安装场合，因此十分易于形成一系列的变体结构，满足各种安装场合的使用。
优选地：所述支撑部包括外端带有六角头部的杆部，构成螺栓式连接件。
优选地：所述支撑部为六角头部，构成螺钉式连接件。
优选地：所述支撑部为螺柱，构成螺柱式连接件。
优选地：螺纹连接件通体采用高弹性不锈钢、钛合金或高温合金材质。
本发明的另一个目的是提供一种上述高抗震自调节弹性螺纹连接件的加工方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：加工方法包括以下步骤，a、在金属原料上加工形成支撑部；b、车制连接部外形，形成阶梯轴结构的坯件；c、从阶梯端面向内沿轴向方向车制环形的槽，形成自调节弹性圈的圈体部分；d、在前述圈体部分的侧壁上沿周向铣削多个楔形退让槽，形成自调节弹性圈的各弹性片；e、对自调节弹性圈的各弹性片进行局部热处理；f、将各弹性片向内侧弯折；g、在阶梯轴坯件的细端加工螺纹形成螺纹杆。
本发明的另一个目的是提供一种上述高抗震自调节弹性螺纹连接件的使用方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：使用方法包括以下步骤，将待安装件连接到连接部上，将螺纹杆旋入安装基体上的螺纹孔内，用扳手扳拧支撑部的六角头部直至拧紧到位，在基体与自调节弹性圈的各弹性片之间由于轴向压力的作用下向外侧鼓出形成外鼓弹性圈。
附图说明
图1是本发明第一种实施例(螺栓式)的主视结构示意图；
图2是本发明第二种实施例(螺钉式)的主视结构示意图；
图3是本发明第三种实施例(螺柱式)的主视结构示意图；
图4是本发明第一种实施例(螺栓式)安装后的主视结构示意图；
图5是本发明第一种实施例(螺钉式)安装后的主视结构示意图；
图6是本发明第一种实施例(螺柱式)安装后的主视结构示意图；
图7是本发明第一种实施例(螺栓式)的主视局部剖视结构示意图；
图8是本发明第一种实施例(螺栓式)安装后的主视局部剖视结构示意图；
图9是本发明第一种实施例(螺栓式)安装状态的主视剖视结构示意图；
图10是本发明第二种实施例(螺钉式)安装状态的主视剖视结构示意图；
图11是本发明第三种实施例(螺柱式)安装状态的主视剖视结构示意图。
图中：1、六角头部；2、杆部；3、自调节弹性圈；4、螺纹杆；5、螺柱；6、内槽；7、弹性片；8、楔形退让槽；9、外鼓弹性圈；10、安装基体；11、安装夹层；12、安装夹层；13、安装夹层。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：
请参见图1至图3，本发明的螺纹连接件其一端为支撑部、另一端为连接部。连接部包括位于外侧的、在轴向压迫外力的作用下向外侧鼓起形成外鼓弹性圈9的自调节弹性圈3以及位于内侧的螺纹杆4。
如图7和图8中所示，自调节弹性圈3包括沿周向分布的多个弹性片7，相邻两个弹性片7之间形成楔形退让槽8，各弹性片7与螺纹杆4之间留有空隙且各弹性片7均向螺纹杆4弯折。在向螺纹孔内旋入本螺纹连接件时，当自调节弹性圈3的各弹性片7接触到零件的表面，在轴向受迫压力的作用下，各弹性片7的中部向外侧鼓出，各鼓起的弹性片7构成外鼓弹性圈9，外鼓弹性圈9位于相邻的零件之间，在外界震动的作用下，该外鼓弹性圈9起到缓冲以及抗震作用。本实施例中的螺纹连接件在工作过程中随时保持足够的压缩力以及自动调节的功能。
如图4至图6中所示，可以看出自调节弹性圈3由原始状态向安装状态下外鼓弹性圈9转变的方式。
为了让自调节弹性圈3具有更优异的韧性和弹性特性，对自调节弹性圈3的各弹性片7作局部热处理。
针对具体的安装环境，可以对连接部的具体结构作区别匹配设计，具体地可以形成如下三种不同结构的螺纹连接件：如图1和图4中所示，支撑部包括外端带有六角头部1的杆部2，此时构成了螺栓式连接件；如图2和图5所示，支撑部为六角头部1，此时构成螺钉式连接件；如图3和图6所示，支撑部为螺柱5，此时构成了螺柱式连接件，每种螺纹连接件均有其应用场景。
本实施例中，螺纹连接件通体采用高弹性不锈钢、钛合金或高温合金材质制成，上述材料的机械特性优异，更适用于航空航天器中严苛的安装环境。
应用场景一如图9中所示，安装后螺纹杆4拧入安装基体10的螺纹孔内，杆部2穿设在安装夹层11和安装夹层12的连接孔内，持续旋紧时轴向的压缩力压缩自调节弹性圈3，使自调节弹性圈3向外鼓起形成外鼓弹性圈9，外鼓弹性圈9位于安装夹层11与安装基体10之间；待拧松后自调节弹性圈3恢复原状。
应用场景二如图10中所示，安装后螺纹杆4拧入安装基体10的螺纹孔内，持续旋紧时轴向的压缩力压缩自调节弹性圈3，使自调节弹性圈3向外鼓起形成外鼓弹性圈9，待拧松后自调节弹性圈3恢复原状。
应用场景三如图11中所示，安装后螺纹杆4和螺柱5分别拧入安装基体10和安装夹层13两者的螺纹孔内，持续旋紧时轴向的压缩力压缩自调节弹性圈3，使自调节弹性圈3向外鼓起形成外鼓弹性圈9，外鼓弹性圈9位于安装夹层13与安装基体10之间；待拧松后自调节弹性圈3恢复原状。
本螺纹连接件的加工方法：a、在金属原料上加工形成支撑部；b、车制连接部外形，形成阶梯轴结构的坯件；c、从阶梯端面向内沿轴向方向车制环形的槽，形成自调节弹性圈3的圈体部分；d、在前述圈体部分的侧壁上沿周向铣削多个楔形退让槽8，形成自调节弹性圈3的各弹性片7；e、对自调节弹性圈3的各弹性片7进行局部热处理；f、将各弹性片7向内侧弯折；g、在阶梯轴坯件的细端加工螺纹形成螺纹杆4。

Claims (7)

1.一种高抗震自调节弹性螺纹连接件，其特征在于：一端为支撑部、另一端为连接部；所述连接部包括位于外侧的、在轴向压迫外力的作用下向外侧鼓起形成外鼓弹性圈(9)的自调节弹性圈(3)以及位于内侧的螺纹杆(4)；自调节弹性圈(3)包括沿周向分布的多个弹性片(7)，相邻两个弹性片(7)之间形成楔形退让槽(8)，各弹性片(7)与螺纹杆(4)之间留有空隙且各弹性片(7)均向螺纹杆(4)弯折。
2.如权利要求1所述的高抗震自调节弹性螺纹连接件，其特征在于：所述支撑部包括外端带有六角头部(1)的杆部(2)，构成螺栓式连接件。
3.如权利要求1所述的高抗震自调节弹性螺纹连接件，其特征在于：所述支撑部为六角头部(1)，构成螺钉式连接件。
4.如权利要求1所述的高抗震自调节弹性螺纹连接件，其特征在于：所述支撑部为螺柱(5)，构成螺柱式连接件。
5.如权利要求1所述的高抗震自调节弹性螺纹连接件，其特征在于：螺纹连接件通体采用高弹性不锈钢、钛合金或高温合金材质。
6.加工如权利要求1至5任一项所述的高抗震自调节弹性螺纹连接件的方法，其特征在于：包括以下步骤，
a、在金属原料上加工形成支撑部；
b、车制连接部外形，形成阶梯轴结构的坯件；
c、从阶梯端面向内沿轴向方向车制环形的槽，形成自调节弹性圈(3)的圈体部分；
d、在前述圈体部分的侧壁上沿周向铣削多个楔形退让槽(8)，形成自调节弹性圈(3)的各弹性片(7)；
e、对自调节弹性圈(3)的各弹性片(7)进行局部热处理；
f、将各弹性片(7)向内侧弯折；
g、在阶梯轴坯件的细端加工螺纹形成螺纹杆(4)。
7.采用如权利要求1至5任一项所述的高抗震自调节弹性螺纹连接件的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
将待安装件连接到连接部上，将螺纹杆(4)旋入安装基体(10)上的螺纹孔内，用扳手扳拧支撑部的六角头部(1)直至拧紧到位，在基体(10)与自调节弹性圈(3)的各弹性片(7)之间由于轴向压力的作用下向外侧鼓出形成外鼓弹性圈(9)。
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