CN107013552B - 一种主动侵入式螺栓连接防松结构及其成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主动侵入式螺栓连接防松结构，包括螺栓1、弹性防松环2、第一个被连接件3和第二个被连接件4，或者包括螺栓1、弹性防松环2、第一个被连接件3、第二个被连接件4、垫片11和螺母12；其特征在于：所述螺栓1上有螺栓外螺纹5、光杆7和螺栓环槽7，所述弹性防松环2为弹性开口环且有导向面10；第一个被连接件3的通孔上有光孔、螺纹孔和环槽；第二个被连接件4有螺纹盲孔或螺纹通孔。通过确定螺栓与弹性防松环的尺寸参数以及第一个被连接件与第二个被连接件连接部位尺寸参数，进行螺栓、弹性防松环、第一个被连接件与第二个被连接件的加工与装配，可有效防止螺栓连接结构发生松脱，保证螺栓连接结构的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于机械结构设计领域，具体涉及一种主动侵入式螺栓连接的防松方法与结构。
背景技术
螺栓连接是机械结构最常见的一种机械连接方式，但是对于承受动载荷或冲击载荷的螺栓连接结构，螺栓连接结构在服役过程中受动载荷或冲击载荷作用的影响会出现松脱现象，例如，发动机的底座固定螺栓在发动机工作过程中受振动载荷的影响就容易发生松脱。螺栓连接结构一旦发生松脱，便会导致被连接件发生松动或开裂，导致被连接结构的无法正常工作。
为提高螺栓连接结构的可靠性，通常会采用各种防松措施来实现螺栓连接结构的锁紧。例如，采用弹性垫片通过承受一定的冲击载荷以达到防止螺栓连接结构发生松动的目的；再如，通过优化螺纹的螺距和拧紧力矩实现对螺栓连接结构的自锁，进而防止螺栓连接结构在工作过程中发生松脱。
但是，现有的螺栓防松措施均具有一定的局限性，只能在一定程度上防止螺栓连接结构发生松脱。当螺栓连接结构承受幅度较大的冲击载荷或大幅值高频率的振动载荷时，螺栓连接结构仍存在发生松脱的可能。此外，对于两种材料性能存在差异的被连接件，由于变形的不协调性，采用螺栓结构对这两种被连接件进行连接时传统的防松方式将难以发挥有效的防松脱作用。
对于承受较大幅度冲击载荷或大幅值、高频率振动载荷作用的螺栓连接结构，需要采用新型的螺栓连接防松结构，以防止螺栓连接结构在服役过程中发生松脱，以实现被连接件之间的可靠连接。
发明内容
本发明提出一种主动侵入式螺栓连接防松结构及成型工艺。可以实现螺栓连接结构的可靠连接，有效地防止螺栓连接结构发生松脱。
本发明的技术方案：
一种主动侵入式螺栓连接防松结构，包括螺栓、弹性防松环、第一个被连接件和第二个被连接件，
所述螺栓的螺杆上从螺帽到端部依次设有螺栓光杆、同第一个被连接件和第二个被连接件相装配的螺栓外螺纹，所述螺栓光杆上有用于装配弹性防松环的螺栓环槽；
所述弹性防松环为弹性开口环，所述弹性防松环的一侧端面内侧有装配工艺倒角，另一侧端面外侧有弹性防松环导向面；
所述第一个被连接件上有通孔，所述第一个被连接件的通孔上有同螺栓光杆相装配的光孔和同螺栓外螺纹相装配的螺纹孔；所述第一个被连接件的光孔上有用于装配弹性防松环的第一个被连接件环槽，所述第一个被连接件的光孔上靠近螺栓螺帽的一端有第一个被连接件导向面，所述第一个被连接件导向面朝向内侧；所述第二个被连接件有与螺栓相装配的螺纹盲孔或螺纹通孔；
所述螺栓通过螺纹旋紧同第一个被连接件和第二个被连接件装配在一起时，所述弹性防松环装配在螺栓环槽和第一个被连接件环槽中，所述弹性防松环导向面朝向螺栓外螺纹的一侧。
进一步的，所述螺栓上的螺栓环槽的底部直径大于螺栓外螺纹的底径。
进一步的，还包括垫片和螺母，所述螺栓依次穿过第一个被连接件、第二个被连接件和垫片后通过螺母固定。
上述主动侵入式螺栓连接防松结构的成型工艺，包括以下步骤：
a、确定螺栓与弹性防松环的结构尺寸参数以及第一个被连接件与第二个被连接件的连接部位尺寸参数；
b、螺栓、弹性防松环、第一个被连接件和第二个被连接件的加工；
c、弹性防松环与螺栓的装配；
d、螺栓同第一个被连接件和第二个被连接件的装配。
在步骤c中将弹性防松环放置在螺栓环槽中，弹性防松环导向面朝向螺栓有螺纹端的一侧。
在步骤d中将步骤c中装有弹性防松环的螺栓同第一个被连接件和第二个被连接件通过螺纹旋紧装配在一起，保证弹性防松环装配在螺栓环槽和第一个被连接件环槽中，若第二个被连接件的螺纹孔为通孔，可进一步安装垫片和螺母。
本发明的有益效果是：
一种主动侵入式螺栓连接的防松结构及其成型工艺，根据第一个被连接件与第二个被连接件的结构参数，在合理确定螺栓与弹性防松环的尺寸参数以及第一个被连接件与第二个被连接件连接部位尺寸参数的基础上，通过螺栓、弹性防松环、第一个被连接件与第二个被连接件的加工与装配，可有效防止螺栓连接结构发生松脱，充分保证被连接件之间的连接可靠性。螺栓上环槽的底部直径大于外螺纹底径，可以充分保证螺栓的连接强度。将弹性防松环装配在螺栓环槽和第一个被连接件环槽中，可以对螺栓连接结构实现有效锁紧，防止螺栓发生松脱。弹性防松环为开口环，便于弹性防松环的装配。弹性防松环与第一个被连接件上有导向面，便于弹性防松环同螺栓、第一个被连接件之间的装配。将弹性防松环先装配在螺栓环槽中，再将螺栓同第一个被连接件和第二个被连接件通过螺纹旋紧装配在一起，可实现主动侵入式锁紧，同时便于装配。
附图说明
图1是螺栓结构示意图。
图2是弹性防松环结构示意图。
图3是弹性防松环结构示意图。
图4是第一个被连接件结构示意图。
图5是主动侵入式螺栓接连防松结构示意图。
图6是主动侵入式螺栓接连防松结构另一种实施例的示意图。
1螺栓 2弹性防松环 3第一个被连接件 4第二个被连接件
5螺栓外螺纹 6螺栓光杆 7螺栓环槽
8第一个被连接件环槽 9第一个被连接件导向面
10弹性防松环导向面 11垫片 12螺母
具体实施方式
实施例1：一种主动侵入式螺栓连接防松结构，包括螺栓1、弹性防松环2、第一个被连接件3和第二个被连接件4，如图1所示，所述螺栓1的螺杆上从螺帽到端部依次设有螺栓光杆6、同第一个被连接件3和第二个被连接件4相装配的螺栓外螺纹5，所述螺栓光杆6上有用于装配弹性防松环2的螺栓环槽7；如图2、3所示，所述弹性防松环2为弹性开口环，所述弹性防松环2的一侧端面内侧有装配工艺倒角，另一侧端面外侧有弹性防松环导向面10，所述弹性防松环导向面10的法线同弹性防松环2的轴线夹角优选为60°-75°。
如图4所示，所述第一个被连接件3上有通孔，所述第一个被连接件3的通孔上有同螺栓光杆6相装配的光孔和同螺栓外螺纹5相装配的螺纹孔；所述第一个被连接件3的光孔上有用于装配弹性防松环2的第一个被连接件环槽8，所述第一个被连接件3的光孔上靠近螺栓1螺帽的一端有第一个被连接件导向面9，所述第一个被连接件导向面9朝向内侧，其法线同第一个被连接件3的通孔轴线夹角推荐值为60°-75°；所述第二个被连接件4设有与螺栓1相装配的螺纹盲孔或螺纹通孔；如图5所示，所述第二个被连接件4设有与螺栓1相装配的螺纹盲孔。如图6所示，所述第二个被连接件4设有与螺栓1相装配的螺纹通孔，所述螺栓1依次穿过第一个被连接件3、第二个被连接件4和垫片11后通过螺母12固定。
所述螺栓1通过螺纹旋紧同第一个被连接件3和第二个被连接件4装配在一起时，所述弹性防松环2装配在螺栓环槽7和第一个被连接件环槽8中，所述弹性防松环导向面10朝向螺栓外螺纹5的一侧。所述螺栓1上的螺栓环槽7的底部直径大于螺栓外螺纹5的底径。
上述主动侵入式螺栓连接防松结构的成型工艺，包括以下步骤：
a、确定螺栓1与弹性防松环2的结构尺寸参数以及第一个被连接件3与第二个被连接件4的连接部位尺寸参数：根据第一个被连接件3和第二个被连接件4的结构尺寸参数，确定螺栓外螺纹5、螺栓光杆6和螺栓环槽7的尺寸，确定弹性防松环2的内径、外径、宽度、开口角度和弹性防松环导向面10的尺寸，确定第一个被连接件3同螺栓1和弹性防松环2相装配的螺纹孔、光孔、第一个被连接件环槽8和第一个被连接件导向面9的尺寸；确定第二个被连接件4同螺栓1相装配的螺纹盲孔或螺纹孔的尺寸；例如，根据某被连接结构，确定的螺栓外螺纹5的尺寸为M12×1-p6p6，螺栓光杆6的直径为Ф14mm、长度为16mm，螺栓环槽7的尺寸深为1.7mm、宽为2mm；确定的弹性防松环2在安装状态下的内径为Ф12.2mm、外径为Ф16.6mm、宽度2mm、开口角度为1°、弹性防松环导向面10的法线同弹性的轴线夹角为60°；确定的第一个被连接件3同螺栓1装配的内螺纹尺寸为M12×1-H7H7，第一个被连接件3的光孔直径为Ф14mm、长度为16mm，第一个被连接件导向面9的法线同通孔轴线夹角为60°，确定的第一个被连接件3的第一个被连接件环槽8的尺寸深为1mm、宽为2mm；确定的第二个被连接件4同螺栓1相装配的螺纹盲孔或螺纹孔的内螺纹尺寸为M12×1-H7H7。
b、螺栓1、弹性防松环2、第一个被连接件3和第二个被连接件4的加工：按照步骤a确定的螺栓1、弹性防松环2、第一个被连接件3和第二个被连接件4的尺寸参数，进行螺栓外螺纹5、螺栓光杆6和螺栓环槽7的加工，进行弹性防松环2的内径、外径、宽度、开口角度和弹性防松环导向面10的加工，进行第一个被连接件3的螺纹孔、光孔、第一个被连接件环槽8和第一个被连接件导向面9的加工，进行第二个被连接件4同螺栓1相装配的螺纹盲孔或螺纹孔的加工；
c、弹性防松环2与螺栓1的装配：将弹性防松环2放置在螺栓环槽7中，弹性防松环导向面10朝向螺栓1有螺纹端的一侧，如图5和图6所示；
d、螺栓1同第一个被连接件3和第二个被连接件4的装配：将步骤c中装有弹性防松环2的螺栓1同第一个被连接件3和第二个被连接件4通过螺纹旋紧装配在一起，保证弹性防松环2装配在螺栓环槽7和第一个被连接件环槽8中，如果第二个被连接件4的螺纹孔为通孔，可进一步安装垫片11和螺母12，如图5和图6所示。
Claims (3)
1.一种主动侵入式螺栓连接防松结构的成型工艺，其特征在于:
所述主动侵入式螺栓连接防松结构包括螺栓、弹性防松环、第一个被连接件和第二个被连接件，
所述螺栓的螺杆上从螺帽到端部依次设有螺栓光杆、同第一个被连接件和第二个被连接件相装配的螺栓外螺纹，所述螺栓光杆上有用于装配弹性防松环的螺栓环槽；
所述弹性防松环为弹性开口环，所述弹性防松环的一侧端面内侧有装配工艺倒角，另一侧端面外侧有弹性防松环导向面；
所述第一个被连接件上有通孔，所述第一个被连接件的通孔上有同螺栓光杆相装配的光孔和同螺栓外螺纹相装配的螺纹孔；所述第一个被连接件的光孔上有用于装配弹性防松环的第一个被连接件环槽，所述第一个被连接件的光孔上靠近螺栓螺帽的一端有第一个被连接件导向面，所述第一个被连接件导向面朝向内侧；所述第二个被连接件有与螺栓相装配的螺纹盲孔或螺纹通孔；
所述螺栓通过螺纹旋紧同第一个被连接件和第二个被连接件装配在一起时，所述弹性防松环装配在螺栓环槽和第一个被连接件环槽中，所述弹性防松环导向面朝向螺栓外螺纹的一侧；所述螺栓上的螺栓环槽的底部直径大于螺栓外螺纹的底径；
所述成型工艺包括以下步骤：
a、确定螺栓与弹性防松环的结构尺寸参数以及第一个被连接件与第二个被连接件的连接部位尺寸参数；
b、螺栓、弹性防松环、第一个被连接件和第二个被连接件的加工；
c、弹性防松环与螺栓的装配；
d、螺栓同第一个被连接件和第二个被连接件的装配。
2.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于：在步骤c中将弹性防松环放置在螺栓环槽中，弹性防松环导向面朝向螺栓有螺纹端的一侧。
3.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于：在步骤d中将步骤c中装有弹性防松环的螺栓同第一个被连接件和第二个被连接件通过螺纹旋紧装配在一起，保证弹性防松环装配在螺栓环槽和第一个被连接件环槽中，若第二个被连接件的螺纹孔为通孔，可进一步安装垫片和螺母。
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