CN1055748C - 螺栓自锁储能装置 - Google Patents

Abstract

一种螺栓自锁储能装置，包括螺杆、直接啮合于螺杆的储能簧、上锁簧、中锁簧及下锁簧，间接啮合于螺杆的帽头、帽座；螺杆底部还设有防止螺杆松动的卡头；下锁簧绕在螺杆的靠下端；在上锁簧及中锁簧的外部分别螺接帽头及帽座，帽头的上端固定储能簧；螺杆的靠下端设有与下锁簧啮合的非标准螺纹，近上端设有标准螺纹，螺杆底端面中心处设有固定卡头的凹孔。本装置既避免螺栓松动脱落又能在当螺栓发生磨损、疲劳、变形而使预紧力丧失时，能及时将储能施放。

Description

螺栓自锁储能装置

本发明属于机械自锁紧固件领域，特别是涉及一种自锁的防松动螺栓自锁储能装置。

在机械工业领域内，螺栓是基础配件和连接件，其用量之大，范围之广是人所皆知的，它的质量与性能，一直为广大机械同行所关注。机械设备常处于高速运转与强烈震动工作环境，作为联结基础的螺栓，会经常出现松动与脱落的可能。过去，人们为防止松动脱落，常常采用的弹簧垫圈、对顶螺帽、开口锁、止退片等附加配件，经上百年的使用证明，已经不能使人满意。事实证明，紧固再好的螺栓，长时间受交变载荷，冲击载荷作用下，螺栓被拉长变形，螺纹会疲劳倾倒而使预紧力丧失，导致产生紧固间隙出现松动，弹簧垫圈、对顶螺帽都会失去作用；为此，

人们致力于寻求一种更可靠，更安全的紧固形式或新型螺栓，以提高机械联结件的质量与性能。

本发明的目的在于提供一种利用螺帽、螺杆自锁、互锁以及储备与释放机械能的紧固机构，既避免螺栓松动脱落又能在当螺栓发生磨损、疲劳、塑性变形而使紧固力丧失时，及时施放储能的紧固装置。

为达到上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明是利用螺纹与弹簧螺旋之间的啮合连接关系，组成螺旋自锁及储能机构，其特征在于，它包含有发生直接啮合关系的螺杆、由内锁簧及外扭簧两部分构成并能与螺杆啮合的储能簧、帽座以及中锁簧、下锁簧，螺杆的底部还设有制止松动的卡头；由这些部件组成一种只能拧紧不能倒旋的自锁、互锁、联锁的体系，一旦发生因磨损、疲劳、塑性变形而出现紧固力丧失时，利用储备机械能及时正旋自动紧固，杜绝紧固间隙出现的一种新型紧固机构。

本发明螺栓自锁储能装置的结构如下：

本发明的螺栓自锁储能装置，包括一螺杆、帽头，及位于二者之间的上锁簧，其特征在于，还包括一直接啮合于螺杆的储能簧及一下锁簧，其中帽头是间接啮合于螺杆上的，其螺杆〔1〕分上下两个部分，上端为直径较大部分；下端为直径较小部分；底部还设有防止螺杆松动的卡头，卡头固定在所述螺杆的最下端。

所述的自锁储能装置，其特征在于，还包括一间接啮合于螺杆的一帽座以及位于螺杆及帽座之间的中锁簧，所述帽座与帽头连接；

所述下锁簧绕在螺杆的靠下端；所述上锁簧及中锁簧分别螺固在所述帽头及帽座内，储能簧的下端固定在帽头的上端。

所述的自锁储能装置，其特征在于，所述螺杆分上下两部分，上端直径较大，下端直径较小，靠下端直径较小部分设有非标准螺纹，上端直径较大部分设有标准螺纹，在直径较大部分的下端部设有一解锁槽，螺杆的底端面中心处设有一凹孔；所述非标准螺纹与所述下锁簧相啮合，解锁槽限制于下锁簧的活动端；凹孔用于固定所述卡头，下锁簧的另一固定端固定在卡头上。

本发明的储能簧也可与普通螺杆和配合盲孔的普通螺帽配合使用。

下面结合附图及实施例，进一步说明本发明的特点：

附图说明：

图1：本发明螺栓自锁储能装置的实施例的组合剖视图；

图2：图1储能装置中螺杆的示意图；

图3：图1储能装置中储能簧的示意图；

图4：图1储能装置中帽头的立体示意图；

图5：图4所示帽头纵向剖视图；

图6：图1储能装置中帽座的立体图；

图7：图1储能装置中螺杆端处卡头的示意图；

图8：图7所示卡头的顶视图。

图9a、图9b、图9c：分别为图1储能装置中的上锁簧、中锁簧与下锁簧的示意图；

如图1所示，本发明的螺栓自锁储能装置包括螺杆1、下锁簧7、上锁簧5、中锁簧6、帽座4、帽头3、储能簧2及卡头8；下锁簧7绕在螺杆1的靠下端，螺杆1的最下端固定有卡头8；上锁簧5及中锁簧6螺固于螺杆1固定螺帽的中上端，在上锁簧5及中锁簧6的外部螺接有帽座4及帽头3，帽头3的上端固定有储能簧2。

如图2所示，其为图1储能装置中螺杆1的示意图；螺杆1的靠下端直径较小部分设有非标准螺纹13，直径较大部分设有标准螺纹11，在直径较大部分的末端设有一解锁槽12，螺杆1的底端面中心处设有一呈六角形或方形的凹孔14；所述非标准螺纹13用以与下锁簧7相啮合，解锁槽12用于固定下锁簧7的活动端72(如图1及图9c所示)；凹孔14用于固定卡头8。

如图3所示，装置中所包含的储能簧2分为内锁簧21及外扭簧22，储能簧2的内锁簧端部21的端部为自由端23，外扭簧22的端头即外挂钩24，在使用时插入帽头3的一盲孔中，使用时随着继续旋拧使外扭簧间距逐渐缩小，最后将内锁簧裹住。内锁簧部分具有自锁作用，外扭簧部分具有锥度推力簧外形，有止退、储能和施放能量的作用，储能簧2具有的弹性推力和正旋扭矩都使它们向紧固的正旋方向推旋。

如图4、5所示，其中图4为图1储能装置中帽头的立体示意图；图5为图4所示帽头纵向剖视图；本发明装置中所设置的帽头3为一个螺母状体，其内螺纹分为内径不同的两段，内径较小的标准螺纹33及内径较大的反丝螺纹34，在标准螺纹33连接反丝螺纹34的端部设有一个横向的解锁孔32，帽头3的上端面设有一个盲孔31及一个端部较大的固定槽35；标准螺纹33在使用中与上锁簧5相啮合；盲孔31用于插植所述储能簧2的外挂钩24。

如图6所示，其为图1储能装置中帽座4的立体图；帽座4为一中心设有螺纹通孔的帽状体，通孔中的内螺纹为标准螺纹42，外螺纹为反丝螺纹41，帽座4的上端面设有固定槽44，帽座4的扁状帽边上设有一解锁孔43；帽座4以反丝螺纹41与帽头3的反丝螺纹34相啮合；标准螺纹42与中锁簧6相啮合。

如图7、8所示，其为图1储能装置中固定在螺杆1端处的卡头8的示意图；本发明装置中所说的卡头8上设有与螺杆1端部凹孔14相配的凸柱81及安装下锁簧用的固定槽82。

如图9所示，其中图9a、图9b、图9c分别为图1储能装置中的上锁簧5、中锁簧6与下锁簧7的示意图；其中上锁簧5、中锁簧6的内径都稍小于与其啮合的螺杆1的小径，而下锁簧7的外径稍大于与之啮合的螺杆1的大径；上锁簧5及中锁簧6的一端部分别设有较宽的固定端51、61，它们分别卡设在帽头3的固定槽35及帽座4的固定槽44中，上锁簧5及中锁簧6的另一端为活动端52及62；组装时，上锁簧5、中锁簧6分别与帽头3、帽座4相啮合后，它们的活动端分别位于帽头3的解锁孔32和帽座4的解锁孔43处；下锁簧7的固定端71钩挂在卡头8中的固定槽82中，活动端72座落在螺杆1的解锁槽12中。

装置中所用的各种弹簧的横断面的几何形状可以是菱形、椭圆形、圆形、矩形或三角形。

本实施例中螺杆1的底端面中心处的凹孔14呈六角形也可为方形，与此相应的卡头8上的凸柱81也呈六角形或方形，以防止螺杆1与卡头8间的相对转动。

本实施例中帽头3与帽座4间是以反丝螺纹方式相结合的，也可采取六方孔扣压式联接方式，不论采取哪种配合方式，它们的配合关系作为一整体都是只能正旋前进不能反旋后退。

本发明具有如下效果：

本发明的螺栓自锁储能装置，充分利用弹簧的弹性特征和摩擦力原理以及螺纹与弹簧螺旋的直接或间接啮合而设计的，集储能、自锁、互锁、联锁、自动预紧为一体，只能拧紧不能后退。所述装置是针对现今国际标准的普通标准螺杆或螺孔配套使用而设计的，无需更改配套机件，具有互换和通用特征，装置中的部件各自都有单向自锁性，储能簧与螺杆互锁，螺杆与螺孔互锁，储能簧与螺帽互锁，螺帽自锁并与螺杆互锁，在储存的机械能作用下都有可能相对正旋转动而反旋受到制止。

本装置结构紧凑合理，免去对顶螺帽、穿心开口锁、弹簧垫圈、平垫圈、钢丝瓣、止退片等附加配件及装配工序，尤其使用方便，提高了使用寿命和安全可靠性，具有很强的防破坏作用，可实现标准化、系列化生产。

由于本发明装置中设置了解锁孔和解锁槽，便于机械拆卸，卸时，先用起子将储能簧的外挂钩24从盲孔31中挑起，能量施放后再顶住内簧端23反旋将储能簧2退出。再将铝铆钉或其他软金属丝塞入解锁孔32中并用锤子和钉子将铝铆钉顶入压迫活动端52或62，此时的帽头3、帽座4的自锁状态被解除，可以象普通螺帽一样柠下来。机理是压迫活动端，并将外力导向固定端并与固定端的阻力对顶，使自锁簧的内径扩大摩擦相对消除。二是整体拆卸，直接用扳手加力反旋，破坏螺杆底部的卡头8，将螺栓整体卸下，装配时只须更换卡头8即可。机理是螺杆上部由储能簧、帽头、帽座的自锁互锁力很大而卡头8与螺杆1的配合处的六方头81直径较细，可强力拧出，使其变形扭曲或断裂，螺杆可把下锁簧带出来，将卡头更换后可重新安装。

所述装置的主要部件可以全部使用也可以根据要求部分或单独与普通标准螺杆或螺孔配合使用。根据使用要求解锁孔可以不设置，下锁簧与螺杆的固定也可以不用卡头而直接与螺杆底部开槽联接。所述储能簧还具有单独直接与普通标准螺栓配合使用以取代开口锁等配件的可能。

Claims (15)

1.一种螺栓白锁储能装置，它包括一螺杆〔1〕、帽头〔3〕及位于二者之间的上锁簧〔5〕，其特征在于，还包括一直接啮合于螺杆〔1〕的储能簧〔2〕、与帽头〔3〕连接在一起的帽座〔4〕，及一下锁簧〔7〕、其中帽头〔3〕是间接啮合于螺杆〔1〕上的，其螺杆〔1〕分上下两个部分，上端为直径较大部分；下端为直径较小部分；底部还设有防止螺杆〔1〕松动的卡头〔8〕，卡头〔8〕固定在所述螺杆〔1〕的最下端。

2.根据权利要求1所述的自锁储能装置，其特征在于，还包括一位于螺杆〔1〕及帽座〔4〕之间的中锁簧〔6〕，所述帽座〔4〕是间接啮合于螺杆〔1〕的。

所述下锁簧[7]绕在螺杆[1]的靠下端；所述上锁簧[5]及中锁簧[6]分别螺固在所述帽头[3]及帽座[4]内，储能簧[2]的下端钩挂在帽头[3]的上端。

3.根据权利要求1或2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述螺杆[1]的靠下端直径较小部分设有非标准螺纹[13]，上端直径较大部分设有标准螺纹[11]，在直径较大部分的下端部设有一解锁槽[12]，螺杆[1]的底端面中心处设有一凹孔[14]；所述非标准螺纹[13]用以与所述下锁簧[7]相啮合，解锁槽[12]用于限制下锁簧[7]的活动端[72]；凹孔[14]用于固定所述卡头[8]，下锁簧[7]的另一固定端[71]固定在卡头[8]上。

4.根据权利要求1或2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述储能簧[2]中设有具自锁作用的内锁簧[21]及具有锥度推力的外扭簧[22]，内锁簧[21]端部设有内簧端[23]，外扭簧端部设有外挂钩[24]。

5.根据权利要求1或2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述卡头[8]呈″凸″字形，上端设有与螺杆[1]端部凹孔[14]相配的凸柱[81]，在底面设有安装下锁簧[7]用的固定槽[82]。

6.根据权利要求1所述的自锁储能装置，其特征在于，所述帽头[3]为一个螺母状体，其内螺纹为与所述螺杆[1]配合的标准螺纹[33]，在标准螺纹[33]的下端部设有一个横向的解锁孔[32]，所述帽头[3]的上端面设有一个盲孔[31]及一个端部较大的固定槽[35]；标准螺纹[33]与所述上锁簧[5]相啮合；盲孔[31]用于插植所述储能簧[2]的一端部的外挂钩[24]。

7.根据权利要求1所述的自锁储能装置，其特征在于，所述帽头[3]为一个螺母状体，其内壁分为上、下两段，上段内径较小段设有标准螺纹[33]及内径较大的下段与所述帽座[4]外壁配合连接，在标准螺纹[33]的下端部设有一个横向的解锁孔[32]，帽头[3]的上端面设有一个盲孔[31]及一个端部较大的固定槽[35]；标准螺纹[33]与所述上锁簧[5]相啮合；盲孔[31]用于插植所述储能簧[2]的外挂钩[24]；

所述帽座[4]为一中心设有螺纹通孔的帽状体，通孔中的内螺纹为与所述中锁簧[6]相啮合的标准螺纹[42]，其外壁与所述帽头[3]配合连接，帽座[4]的上端面设有固定槽[44]，帽座[4]的扁状帽边上设有一解锁孔[43]。

8.根据权利要求7所述的自锁储能装置，其特征在于，所述帽头[3]与帽座[4]的配合连接：帽头[3]内壁下段设有反丝螺纹[34]，所述帽座[4]的外壁设有与帽头[3]的反丝螺纹[34]螺合的反丝螺纹[41]。

9.据权利要求7所述的自锁储能装置，其特征在于，所述帽头[3]与帽座[4]的配合连接：帽头[3]内壁下段的横截面为六边形，所述帽座[4]的外壁的横截面为与帽头[3]内壁下段配合的六边形。

10.根据权利要求2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述上锁簧[5]及中锁簧[6]的一端部分别设有较粗的固定端[51]、[61]，它们分别卡设在所述帽头[3]的固定槽[35]及帽座[4]的固定槽[44]中；上锁簧[5]、中锁簧[6]的活动端[52]及[62]分别位于帽头[3]的解锁孔[32]和帽座[4]的解锁孔[43]处；下锁簧[7]的固定端[71]钩挂在所述卡头[8]中的固定槽[82]中，活动端[72]座落在所述螺杆[1]的解锁槽[12]中。

11.根据权利要求3所述的自锁储能装置，其特征在于，所述螺杆1的底端面中心处的凹孔[14]呈六角形，与此相应的卡头[8]上的凸柱[81]也呈六角形。

12.根据权利要求2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述储能簧[2]、上锁簧[5]及中锁簧[6]的横断面的几何形状是菱形。

13.根据权利要求2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述储能簧[2]、上锁簧[5]及中锁簧[6]的横断面的几何形状是椭圆形。

14.根据权利要求2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述储能簧[2]、上锁簧[5]及中锁簧[6]的横断面的几何形状是圆形。

15.根据权利要求2所述的自锁储能装置，其特征在于，所述储能簧[2]、上锁簧[5]及中锁簧[6]的横断面的几何形状是三角形。

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