CN106931025A - 一种螺栓组件 - Google Patents

一种螺栓组件 Download PDF

Info

Publication number
CN106931025A
CN106931025A CN201710241291.7A CN201710241291A CN106931025A CN 106931025 A CN106931025 A CN 106931025A CN 201710241291 A CN201710241291 A CN 201710241291A CN 106931025 A CN106931025 A CN 106931025A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bolt
polished rod
interlude
connected piece
assembly according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710241291.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106931025B (zh
Inventor
赵加清
吴莘馨
张征明
雒晓卫
何树延
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201710241291.7A priority Critical patent/CN106931025B/zh
Publication of CN106931025A publication Critical patent/CN106931025A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106931025B publication Critical patent/CN106931025B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • F16B35/041—Specially-shaped shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/24—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by means of washers, spring washers, or resilient plates that lock against the object

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Abstract

本发明涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种螺栓组件，其包括螺栓和螺栓套，所述螺栓的一端外侧套设有所述螺栓套，所述螺栓的另一端旋入第一被连接件与第二被连接件连接，所述螺栓套点焊在所述第一被连接件上；所述螺栓包括依次同轴设置的螺栓头、光杆和螺纹杆，所述螺纹杆的直径大于所述光杆的直径，所述螺纹杆与所述第二被连接件连接；所述螺栓套包括中间段，所述中间段的横截面积与所述光杆的横截面积处于一个量级。本发明能够解决现有螺栓在高温环境下容易松动、剪断或是拉断等安全系数不高的问题。

Description

一种螺栓组件
技术领域
本发明涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种螺栓组件。
背景技术
高温气冷反应堆的热气导管法兰、主蒸汽管箱垫板上存在大量的连接螺栓，这些螺栓工作温度场均超过500℃，安装后人员不可达，螺栓服役时间长达数年。由于工作介质(高温蒸汽或氦气)的高速冲刷导致连接结构存在振动。此外，在启停的过程中，由于温度变化、被连接件与法兰热容和热膨胀系数差别，导致被连接件和法兰间存在相对错动，如果错动量过大将导致连接螺栓被剪断；高温下连接螺栓通常采用的718材质，而该材质的高温螺栓工艺上不允许焊接，且热膨胀系数较低，升温后螺栓会产生额外的轴向拉应力，如果该拉应力过大将导致螺杆拉断。然而为保证系统安全性，即使在某根螺栓折断的情况下螺栓也不允许脱落飞出。
因此，在以上恶劣的工作环境，采用普通螺栓连接容易存在螺栓松动、脱落、螺栓剪断、螺栓拉断等风险，严重影响系统安全性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种螺栓组件，用于解决现有普通不可焊接的连接螺栓恶劣情况下安全系数不高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种螺栓组件，包括螺栓和螺栓套，所述螺栓的一端外侧套设有所述螺栓套，所述螺栓的另一端旋入第一被连接件与第二被连接件连接，所述螺栓套点焊在所述第一被连接件上；所述螺栓包括依次同轴设置的螺栓头、光杆和螺纹杆，所述螺纹杆的直径大于所述光杆的直径，所述螺纹杆与所述第二被连接件连接；所述螺栓套包括中间段，所述中间段的横截面积与所述光杆的横截面积处于一个量级。
其中，所述螺栓套顶端开口，所述螺栓套的开口处连接有防脱片。
其中，所述螺栓头与所述光杆、所述光杆与所述螺纹杆之间均采用边缘倒角的锥形过渡结构。
其中，所述光杆的直径为所述螺纹杆直径的80％～95％。
其中，所述光杆的长度为所述螺纹杆直径的3～10倍。
其中，所述中间段的横截面积不大于所述光杆横截面积的5倍。
其中，所述螺栓套还包括顶段和连接所述第一被连接件的底段，所述顶段、中间段和所述底段依次同轴设置，所述顶段内外侧的横截面均为六角形，所述底段的外径大于所述中间段的外径且小于所述顶段外侧六边形的对边距离。
其中，所述顶段的高度大于所述螺栓头的厚度。
其中，所述顶段与所述中间段、所述中间段与所述底段均采用锥形过渡结构。
其中，所述螺纹杆和所述光杆的连接面与所述第一被连接件和所述第二被连接件的连接面重合。
(三)有益效果
本发明提供的螺栓组件，相比于现有技术具有以下特点：
本发明的螺栓组件，通过设置具有细长光杆结构的螺栓以及设置螺栓套的中间段与光杆的横截面积处于同一量级，从而根据该特有的螺栓和螺栓套的配合，能够降低螺栓横向刚度，降低横向剪切情况下螺栓根部应力，减小因热膨胀系数过低导致的轴向应力增加量，从而消除在较为恶劣的极端情况下螺栓松动、剪断或是拉断等的风险，安全系数较高，适用于人员不可达、工作温度高的、振动明显的螺栓连接场合。
附图说明
图1为本发明提供的螺栓组件的结构图；
图2为本发明提供的螺栓组件的俯视图；
图中，1：螺栓；101：螺栓头；102：光杆；103：螺纹杆；2：螺栓套；201：中间段；202：顶段；203：底段；3第一被连接件；4：第二被连接件；5：防脱片。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种螺栓组件，用于解决现有普通不可焊接的连接螺栓恶劣情况下安全系数不高的问题。
如图1所示，为了实现第一被连接件3和第二被连接件4之间的高质量连接，本发明实施例中提供一种螺栓组件。由于第一被连接件3和第二被连接件4工作温度高于300℃，在升温和降温过程中第一被连接件3和第二被连接件4间存在因热容或材料热膨胀系数不同而导致的相对错动，进而导致螺栓产生横向剪切，而且工作过程中第一被连接件3和第二被连接件4存在振动，因此，为了提高第一被连接件3和第二被连接件4的连接质量以及克服现有连接螺栓安全系数不高的问题，提供以下螺栓组件，该螺栓组件包括螺栓1和螺栓套2，其中，螺栓1的一端的外侧套设有螺栓套2，螺栓1的另一端旋入第一被连接件3与第二被连接件4连接，螺栓套2点焊第一被连接件3上，从而通过由螺栓1和螺栓套2组成的螺栓组件实现第一被连接件3和第二被连接件4的连接，可以理解的是，螺栓套2与第一被连接件3通过点焊的方式连接，能够有效防止震动引起的螺栓松动的问题；螺栓1包括依次同轴设置的螺栓头101、光杆102和螺纹杆103，其中，螺纹杆103的直径大于光杆102的直径，螺纹杆103与第二被连接件4连接，由于光杆102的直径偏小，使得整个螺栓组件的最大应力集中在光杆102上，而螺杆103的螺牙根部应力较低，而且当光杆采用该细长结构，使得其横向刚度降低，在横向剪切下光杆根部应力大大降低；螺栓套2包括中间段201，可以理解的是，该中间套201为圆柱形套筒结构，中间段201的横截面积与光杆102的横截面积处于一个量级水平，横截面积处于同一量级的螺栓套中间段201与光杆的刚度接近，这样可以在热膨胀后光杆102的轴向拉应力增加较小，从而接近螺栓热膨胀系数过小的问题。
本发明的螺栓组件，对不允许直接点焊的螺栓结构进行了改进，螺栓套采用中部缩颈设计降低热膨胀下螺纹杆的拉伸应力；根据特有的螺栓和螺栓套的配合，能够降低螺栓横向刚度，降低横向剪切情况下螺栓根部应力，减小因热膨胀系数过低导致的轴向应力增加量，从而消除在较为恶劣的极端情况下螺栓松动、剪断或是拉断等的风险，安全系数较高，适用于人员不可达、工作温度高的、振动明显的螺栓连接场合。
本实施例中，如图2所示，螺栓套2的顶端开设开口，而且在螺栓套2的开口处连接有防脱片5。因此，当螺栓套为一端开口的结构时，在螺栓套的顶端设置防脱片5，能够防止螺栓1在恶劣情况下折断后脱落。更进一步的，防脱片5焊接在螺栓套2的顶端后，即使螺栓折断后也不会发生脱落，从而有效解决不可直接点焊螺栓在高温环境张脱落的问题。
可以理解的是，防脱片5可以为厚度大于1mm、长度略小于螺栓1的螺栓头101六边形对边距离、宽度略小于螺栓1的螺栓头101六边形边长的薄片。
本实施例中，螺栓头101与光杆102、光杆102与螺纹杆103之间均采用边缘倒角的锥形过渡结构。本发明的螺栓组件，在螺栓头101与光杆102之间以及光杆102与螺纹杆103之间均采用锥形过渡结构，且过渡边缘倒角，由于其应力集中不明显，能够使得应力水平比采用普通圆角低得多，从而提高两个被连接件的连接质量。
本实施例中，为了保证螺栓1强度以及保证处于合适的应力情况，光杆102的直径为螺纹杆103直径的80％～95％，光杆102的长度为螺纹杆103直径的3～10倍。
本实施例中，为了使得螺栓套2与光杆102的刚度接近，以减少热膨胀后光杆的轴向拉应力增加量，中间段201的横截面积不大于光杆102横截面积的5倍。
本实施例中，螺栓套2还包括顶段202和连接第一被连接件3的底段203，顶段202、中间段201和底段203依次同轴设置，其中，为了提高螺栓套2与第一被连接件3连接的稳定性，底段202的外径需要大于中间段201的外径。
可以理解的是，螺栓套2的顶段202采用六角护套结构，顶段201内外侧的横截面均为六角形；为了保持整个螺栓套2与螺栓的配合设置，螺栓2底段203的外径要大于中间段201的外径且小于螺栓2顶段201的外侧六边形的对边距离。
本实施例中，为了更好的使得螺栓套2与螺栓3的配合以实现被连接件的连接，螺栓套2的顶段202的高度大于螺栓1的螺栓头101的厚度。
本实施例中，为了更好的实现螺栓套2的整体结构设计，螺栓套2的顶段202与中间段201、中间段201与底段203之间均采用锥形过渡结构。
本实施例中，为了更好的实现一被连接件3和第二被连接件4的连接，螺栓1的螺纹杆103和光杆102的连接面与第一被连接件3和第二被连接件4的连接面重合。
本发明的螺栓组件，对于不允许直接点焊防松且承受较大的热膨胀拉伸在和和横向剪切在和的螺栓，可以显著降低螺栓头根部应力和螺纹杆拉伸应力，防止在循环载荷下螺栓松动，提高螺栓抗剪和抗热膨胀能力，并且在螺纹杆折断的极端情况下能够防止其脱落，可以应用于工作人员不可达的高温部件的连接螺栓设计中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺栓组件，其特征在于，包括螺栓和螺栓套，所述螺栓的一端外侧套设有所述螺栓套，所述螺栓的另一端旋入第一被连接件与第二被连接件连接，所述螺栓套点焊在所述第一被连接件上；所述螺栓包括依次同轴设置的螺栓头、光杆和螺纹杆，所述螺纹杆的直径大于所述光杆的直径，所述螺纹杆与所述第二被连接件连接；所述螺栓套包括中间段，所述中间段的横截面积与所述光杆的横截面积处于一个量级。
2.根据权利要求1所述的螺栓组件，其特征在于，所述螺栓套顶端开口，所述螺栓套的开口处连接有防脱片。
3.根据权利要求1所述的螺栓组件，其特征在于，所述螺栓头与所述光杆、所述光杆与所述螺纹杆之间均采用边缘倒角的锥形过渡结构。
4.根据权利要求1所述的螺栓组件，其特征在于，所述光杆的直径为所述螺纹杆直径的80％～95％。
5.根据权利要求4所述的螺栓组件，其特征在于，所述光杆的长度为所述螺纹杆直径的3～10倍。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的螺栓组件，其特征在于，所述中间段的横截面积不大于所述光杆横截面积的5倍。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的螺栓组件，其特征在于，所述螺栓套还包括顶段和连接所述第一被连接件的底段，所述顶段、中间段和所述底段依次同轴设置，所述顶段内外侧的横截面均为六角形，所述底段的外径大于所述中间段的外径且小于所述顶段外侧六边形的对边距离。
8.根据权利要求7所述的螺栓组件，其特征在于，所述顶段的高度大于所述螺栓头的厚度。
9.根据权利要求7所述的螺栓组件，其特征在于，所述顶段与所述中间段、所述中间段与所述底段均采用锥形过渡结构。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的螺栓组件，其特征在于，所述螺纹杆和所述光杆的连接面与所述第一被连接件和所述第二被连接件的连接面重合。
CN201710241291.7A 2017-04-13 2017-04-13 一种螺栓组件 Active CN106931025B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710241291.7A CN106931025B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种螺栓组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710241291.7A CN106931025B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种螺栓组件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106931025A true CN106931025A (zh) 2017-07-07
CN106931025B CN106931025B (zh) 2019-05-14

Family

ID=59436850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710241291.7A Active CN106931025B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种螺栓组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106931025B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5676511A (en) * 1995-10-27 1997-10-14 Asea Brown Boveri Ag Screw securing device
CN201265585Y (zh) * 2007-06-11 2009-07-01 福特环球技术公司 具有减少两个夹持部件接头蠕变变形和腐蚀的衬套的系统
CN201866055U (zh) * 2010-10-20 2011-06-15 吉林省元隆达工装设备有限公司 一种内高压成形机及其连接件
JP2014145477A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Katsuhiko Shimojima 押さえ込みボルトの緩み止め方法
CN204357892U (zh) * 2014-12-19 2015-05-27 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种螺栓紧固结构
CN205207372U (zh) * 2015-11-30 2016-05-04 上海宇航系统工程研究所 一种不脱出紧固装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5676511A (en) * 1995-10-27 1997-10-14 Asea Brown Boveri Ag Screw securing device
CN201265585Y (zh) * 2007-06-11 2009-07-01 福特环球技术公司 具有减少两个夹持部件接头蠕变变形和腐蚀的衬套的系统
CN201866055U (zh) * 2010-10-20 2011-06-15 吉林省元隆达工装设备有限公司 一种内高压成形机及其连接件
JP2014145477A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Katsuhiko Shimojima 押さえ込みボルトの緩み止め方法
CN204357892U (zh) * 2014-12-19 2015-05-27 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种螺栓紧固结构
CN205207372U (zh) * 2015-11-30 2016-05-04 上海宇航系统工程研究所 一种不脱出紧固装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦大同: "《润滑与密封设计》", 31 March 2013 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106931025B (zh) 2019-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106931025A (zh) 一种螺栓组件
WO2018120629A1 (zh) 螺栓及其制造方法
BR112012013684A2 (pt) ferramenta de corte multifuncional e suporte de ferramenta para mesma
CN205371233U (zh) 一种钢结构用螺栓
JP2007271032A (ja) ボルト接合構造
CN206524599U (zh) 一种线路用l型销碗头挂板
CN205371235U (zh) 一种高强度钢结构螺栓
CN207122481U (zh) 一种抗剪型铆钉
CN209354257U (zh) 一种tc4钛合金反馈杆
CN201687825U (zh) 一种钻尾螺丝
CN2877951Y (zh) 缝补螺套
CN208123225U (zh) 一种汽车轮毂用螺帽
CN204646927U (zh) 储屑空间连通式无屑自攻螺套
CN209538130U (zh) 一种用于小孔口闸门或拦污栅的小型拉杆
CN207421089U (zh) 一种十字槽盘头自攻钉
CN202441693U (zh) 一种航空航天用钛合金短螺纹收尾螺栓
CN205207376U (zh) 一种高强螺栓连接结构
CN101649431A (zh) 对5a06铝合金tig焊接接头的深冷强化处理方法
CN216343274U (zh) 钻木用新型螺丝钉
CN206458831U (zh) 一种大型轧辊淬火辊颈保护结构
CN206326220U (zh) 一种加工效率高的丝锥
CN207906243U (zh) 一种导向销
CN206536261U (zh) 一种用于车床细长轴加工的工装夹具
CN106089940B (zh) 一种导叶中轴套螺栓锁锭装置
CN218468020U (zh) 一种改进型高锁螺栓

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant