CN1054478A

CN1054478A - 防松自锁螺母及专用扳手

Info

Publication number: CN1054478A
Application number: CN 91102214
Authority: CN
Inventors: 申叔岑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1991-09-11

Abstract

一种螺母及专用扳手，螺母一端有一个螺旋形的阶梯腔，内有一相似弹簧垫圈的自锁圈。该螺母由本体与自锁圈组成，自锁圈的外圆中心与螺母螺纹中心具有一定的偏心量。拧入螺栓以后，仅将防松圈倒旋一个很小的弧度即行锁紧。尽管在交变动载荷强振动的情况下，也不会自动松脱。专用扳手可与自锁圈互补啮合，从而使螺母可拆，该螺母防松自锁性能可靠，节省原材料，且加工简单。

Description

本发明涉及紧固件技术领域，更具体说是一种防松自锁螺母。

螺母是一种广泛应用的紧固件，如铁路、桥梁、电力、矿山、机械等行业无不广泛使用。普通螺母在使用过程中特别是在交变动载荷振动情况下，螺母的紧固作用会减弱，从而自行松脱。为了避免螺母的松脱，目前常用双螺母背紧及附加弹簧垫圈，平垫圈等加以解决，这不仅要大大增加材料的消耗，同时时间久了，还会松脱，紧固作用仍不可靠。在CN86204074中公开了一种防松螺母，它由上下螺母组成，下螺母有凸形锥度，上螺母有凹形锥度，上下螺母均带有偏心。该螺母虽然加强了紧固作用，但在长时间的强振动情况下，螺母还会松脱，它与双螺母一样，具有费料的缺点，它的加工工序长，增加了加工难度。

本发明的目的是提供一种防松性能可靠，节省材料，加工工序简单的防松自锁螺母及专用板手。

本发明的又一目的是提供一种永久紧固的螺母。完全可替代铆接，节能节料。

本发明的螺母由螺母本体和自锁圈组成，螺母中心为螺孔，其螺纹与普通螺母完全一样，螺母本体的一端有一个螺旋形的阶梯腔，其腔中心与螺孔中心有一定的偏心，阶梯起于偏心长半径处。自锁圈是一个相似弹簧垫圈的偏心圈体，其外径与本体腔相配合，内径与外径也具有一定的偏心量，相等于本体腔的偏心量，自锁圈内径同样加工有螺纹，并是螺母本体螺纹的继续，自锁圈可在本体阶梯腔内转动一定的弧度，这一转动，加之它的偏心作用，就使得正常的螺纹“三要素”（螺纹中径，螺纹半径、螺距）从根本上给予“破坏”了，从而得到了可靠的防松紧固性能。

本发明的防松自锁螺母，它在使用中，应具有一种专用板手，专用板手的板手本体上有一六方腔，腔内装配有一压力弹簧，腔中间有一通孔，六方板手芯由小弹簧顶住小钢球而装在板手本体腔内，板手芯的下端有一螺旋环凸，环凸上设有一定弧度的与自锁圈上凹凸体互补齿合的凹凸体，六方板手芯的螺旋环凸是专松紧自锁圈的，松紧好后即可压缩压力弹簧，六方板手芯则往里缩，板手本体的六方腔则卡住了螺母的六方边，即可将螺母松紧自如。

总之，该螺母结构简单，防松性能可靠，节省材料，加工工艺易行。

图1是本发明的外观示意图。

图2是本发明的顶视图。

图3是本发明的A-A剖面图。

图4是螺母本体的顶视图。

图5是螺母本体的B-B剖面图。

图6-1是螺母本体螺旋形阶梯腔从正右侧处展开的示意图。

图6-2是螺母本体螺旋形阶梯腔从正中处展开的示意图。

图7是自锁圈的顶视图。

图8是自锁圈的正视图。

图9是自锁圈的展开示意图。

图10是本发明螺母拧入螺栓工作状态展开示意图。

图11是本发明螺母锁紧状态展开示意图。

图12是本发明螺母（可拆卸式）的工作状态示意图。

图13是本发明螺母的又一形式（永久紧固）工作状态示意图。

图14、图15是本发明螺母的专用板手示意图。

下面结合图来详述本发明螺母的具体结构，防松自锁机理。

由图2，和图3，可见，本发明螺母是由螺母本体（1）和自锁圈（2）组成，中间有螺纹连续一致的螺纹孔（3）及螺纹孔（15），螺母本体的腔（4）（见图4，图5）是一螺旋形的阶梯腔，刚好一整圈。由于是一整圈螺旋形，则形成有阶梯面（5），螺旋底面（6），阶梯面（5）起于偏心的长半径处。自锁圈（2）也是一螺旋形的与本体有相应螺旋升角的圈体，并圈

。（见图7，图8）由于螺旋并圈，则它有端面（7）和端面（8），及底面（9）。自锁圈的外径与本体阶梯腔直径相配合，其外径中心与螺孔（15）的中心具有同样的偏心量e′。自锁圈是标准方形弹簧钢丝旋制而成的，螺孔（15）的螺纹是右旋时，自锁圈则左旋制做，本体螺旋阶梯腔也是左旋的，反之亦反。螺孔（3）与螺孔（15）的螺纹是在自锁圈与螺母本体配合成一体以后再制出螺纹的。攻丝时，螺母本体在前，自锁圈在后，一次加工成，拧入螺栓时，本体在前，自锁圈在后（见图12）。

本发明的螺母在攻丝时，由于丝攻切削力的作用，使得自锁圈的端面（8）与本体阶梯面（5）是紧紧贴合着的（见图10），制出丝以后，自锁圈与本体的螺纹升角，牙形，螺距均是一致的，所以该螺母能自如的拧入螺栓。若要松脱，螺母的情况就截然不同了，由于各配合面的摩擦力不一致，自锁圈的外径与本体腔的直径是光滑配合，摩擦力小;自锁圈的孔是螺纹孔与螺栓是螺旋配合，接触面积大，摩擦力也大，螺母企图要松脱时，自锁圈则必然会相对于本体作反方向的转动。松脱时螺母本体作逆时针转动，则自锁圈相对的作顺时针转动，这样一来，自锁圈的端面（8）与本体阶梯面（5）就不可能紧紧贴合了，而是分离（见图11）。本体与自锁圈相对作相反方向转动的最根本的结果有三：

1〉两者一致性的螺纹线断开了，即螺旋升角遭到“破坏”;

2〉自锁圈内孔的螺纹线是一段一段的（见图9），好似“多头螺纹”，又因为本体腔底面（6）与自锁圈底面（9）是螺旋形的，有同一升程，圈与本体的相对相反的转动，就使得各处本来一致的螺距错位，彻底受到了“破坏”;3〉由于偏心e′的原因，自锁圈与本体的相对相反方向的转动，就使得螺孔（15）和螺孔（3）的螺纹本来都处在一个园柱面上的螺纹中径也遭到了严重“破坏”。螺纹三要素都破坏了。又因为自锁圈是弹簧钢丝旋制的，自然形成了一个弹性的螺纹中径，由于偏心的作用，其结果对螺栓产生了两个力，一个轴向张力，一个径向挤压力，这两个力，随着自锁圈与本体相对相反转动量的增大而越来越增加，使得螺母欲松而不能，从而达到防松自锁的效果。

本发明的又一形式-永久紧固螺母可替代铆接，它与前者所不同的有三个要点：1〉本体螺旋腔及自锁圈的螺旋方向是与螺纹孔的螺旋方向一致的。2〉制螺纹时是自锁圈在前，本体在后，一次加工而成的。3〉装入螺栓时自锁圈在前，螺母本体在后（见图13）。本螺母之所以能替代铆接，是因为它紧固上以后是无法拆卸的。替代铆接，优于铆接。铆接多用低碳钢制造，本身强度受到限制，同时在铆接过程中大量耗能（加热）耗料，还有铆缝不实的问题。本螺母就可以根据实用的具体情况提高自身的强度，选用优质高、中碳钢，达到高强度，予紧力也可以根据实际情况而加大，紧固紧密，所以它远远地优于铆接。

本发明的防松自锁螺母，螺母本体的腔（4）和自锁圈（2）的中心与螺纹孔（3）和螺纹孔（15）的中心的偏心量为1/10～1/15d₂（d₂-螺纹中径值）。自锁圈（2）的最大高度为3～4p（p-螺距值）。自锁圈并圈长度为

。上端平面有可以拧松自锁圈（2）的孔、槽或凸台，凸台与专用板手上环凸的缺口相齿合，长度为

。

本发明的专用板手（见图14、图15），由五件组成，专用板手本体（10）是一种铸件或模锻件，六方板手芯（11），压力弹簧（12），小钢球（13），以及小弹簧（14）组成。六方板手芯（11）的一端有一螺旋环凸，开有一定弧度的与自锁螺母上凸台相齿合的缺口，螺旋环凸起于60°处，终于60°处（见图14）。环凸的内径也与六方板手芯的内孔是一通孔，直径与螺栓大径一致，环凸的外径与自锁圈外径略小一个偏心量。六方板手芯端面的螺旋环凸是专松紧自锁圈用的，松紧好后即可压缩弹簧（12），六方板手芯则往里缩，板手本体（10）的六方腔则卡住了螺母的六方边，即可将螺母松紧自如。

实施例一，

本实施例是按GB56-88-M16基本尺寸制造的防松自锁螺母。可选用螺母冷镦机，100吨冲床或摩擦压力机等设备来加工螺母本体。S＝24_-0.84，e_min＝26.75，m＝18⁰ _-0.70，本体螺旋腔的直径为19.5^+0.05 ₀mm，螺孔中心的偏心量e′＝1.05，螺旋腔的阶梯面起于偏心的长半径处，腔的最大深度为6mm，最小深度为3mm。螺孔的螺纹是右旋的，则螺旋腔是左旋的，反之亦反。

自锁圈是用普通卷簧机，采用3.1×3.1方形标准弹簧钢丝卷制而成的，并圈

，内径d₁＝13.5＝^-0.10 _-0.10，外径D₁＝19.5^-0.03 _-0.08，两端面磨平

。一端面再磨出

的阶梯台面（便于专用板手卡口卡住），然后本体与自锁圈组装成一体，本体在前，自锁圈在后，采用大立钻或自动螺母攻丝机先铰孔形成偏心，后攻丝，即可完成。

若螺孔的螺纹是右旋的，螺旋腔也做成右旋的，且铰孔，攻丝时是自锁圈在前，本体在后，则加工出来的是永久紧固螺母。

Claims

1、一种防松自锁螺母，它具有螺母本体(1)，中间有螺纹孔(3)，其特征在于，还具有一与螺母本体结合的自锁圈(2)，圈(2)中间有螺纹孔(15)，螺纹孔(3)与螺纹孔(15)中心重合，螺纹连续一致，螺母本体(1)有腔(4)，腔(4)和圈(2)与螺纹孔(3)和螺纹孔(15)有同一偏心量，螺母本体(1)的腔(4)是螺旋形的阶梯腔，有阶梯面(5)，螺旋底面(6)，阶梯面(5)起于偏心长半径处，自锁圈(2)是一相似螺旋弹簧垫圈的圈体，并圈，它有端面(7)和端面(8)及底面(9)，端面(8)起于偏心长半径处，自锁圈(2)在腔(4)中可转动一定的弧度。

2、如权利要求1所述的防松自锁螺母，其特征在于自锁圈（2）的上端平面有可以拧松自锁圈（2）从而使螺母可拆的凹凸体。

3、如权利要求2所述的防松自锁螺母，其特征在于自锁圈（2）上的凹凸体为凸台。

4、如权利要求2所述的防松自锁螺母，其特征在于自锁圈（2）的端面（8）位于偏心长半径处，螺孔的螺纹升角是右旋时，则自锁圈（2）是左旋制成，反之亦反。

5、如权利要求1所述的防松自锁螺母，其特征在于自锁圈（2）的端面（8）位于偏心长半径处，螺孔的螺纹升角是右旋时，则自锁圈（2）也是右旋制成，反之亦反，这种结构的螺母是永久性紧固螺母。

6、如权利要求1所述的防松自锁螺母，其特征在于阶梯腔（4）和自锁圈（2）的中心与螺纹孔（3），螺纹孔（1.5）的中心的偏心量为1/10～1/15d₂（d₂-螺纹中径值）。

7、如权利要求1所述的防松自锁螺母，其特征在于自锁圈（2）最大高度为3～4p（p-螺距值）。

8、一种专用于可拆式防松自锁螺母的板手，其特征在于它由板手本体（10），六方板手芯（11），压力弹簧（12），小钢球（13）及小弹簧（14）组成，六方板手芯（11）一端有一螺旋环凸，设有一定弧度的与自锁圈上凹凸体互补齿合的凹凸体，螺旋环凸起于60°处，终于60°处。

9、如权利要求8所述的板手，其特征在于板手上的凹凸体为一缺口。

10、如权利要求8所述的专用板手，其特征在于专用板手芯的内孔是一通孔，直径与螺栓大径一致，环凸的外径比自锁圈外径略小一个偏心量。