CN108006046A - 一种轻量化高强度耐磨球头螺栓 - Google Patents

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戴其海
叶忠才
王意明
杨相勇
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    • 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
    • F16B35/06—Specially-shaped heads
    • 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
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Abstract

一种轻量化高强度耐磨球头螺栓，其包括头部和与所述头部一端一体成型的螺杆，其特征在于，所述头部另一端设有连接部，所述连接部末端连接有球头；所述连接部在所述头部内设有限位部以实现旋转连接，在所述限位部的上端设有相互配合的卡针，在所述卡针的端部连接有压块，在压块与头部之间设有弹簧垫，本发明的优点是结构简单、效率高。

Description

一种轻量化高强度耐磨球头螺栓
技术领域
本发明涉及一种螺栓，具体涉及一种轻量化高强度耐磨球头螺栓。
背景技术
目前，在机械设备中，螺栓作为一种紧固件常常配合螺母使机械设备连接起来，螺栓通常由螺栓头和螺杆组成，螺栓头的作用是便于螺栓的拆装。现有的螺栓头通常成四角形、六角形或八角形等，然而在特定情况下，安装有螺栓的机械设备具有某些特定形状，需要球头螺栓与其配套使用，并实现紧固功能，现有的球头螺栓都是采用一体成型设计，无法根据需要，对球头、头部分别采用不同的材质制造，从而使球头、头部达到不同的环境需要。
因此有必要提出一种新的球头螺栓以解决上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种球头螺栓，使球头、头部实现活动连接，最重要的是，便于对球头、头部采用不同材质，从而使球头、头部能适应不同的环境。
为解决上述技术问题，本发明提供一种轻量化高强度耐磨球头螺栓，其包括头部和与所述头部一端一体成型的螺杆，其特征在于，所述头部另一端设有连接部，所述连接部末端连接有球头；所述连接部在所述头部内设有限位部以实现旋转连接，在所述限位部的上端设有相互配合的卡针，在所述卡针的端部连接有压块，在压块与头部之间设有弹簧垫。
优选地，所述球头、连接部和限位部为一体成型设计。
优选地，所述头部由以下重量份的组分组成：
碳1-3重量份；
铬2-4重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼5-7重量份；
铁及不可避免的杂质195-198重量份。
优选地，所述球头由以下重量份的组分组成：
碳1-3重量份；
铬2-4重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼8-9重量份；
铁及不可避免的杂质195-198重量份。
与现有技术相比，本发明创新的将普通球头螺栓的球头与头部分离，使其成为活动连接，并设置卡针，当螺杆与相配合的物体连接，且固定时，会压住压块，从而压块推动卡针向前运动，从而卡针与限位部相互配合，促使限位部停止晃动，从而实现球头与头部的紧密连接，从而实现普通球头螺栓的功能；作为本发明的另一重要部分，球头通常需要在球头槽内晃动，而且需要长期、频繁的晃动，这就需要球头能够实现高强度、耐磨功能，经过无数次试验，发现球头与头部为一体成型设计时，要么头部强度不够，要么球头易被刮花，导致球头在球头槽内转动不灵敏，而目前，尚没有一种材料能同时满足强度高且耐磨的功能，本发明就是创新的将球头、头部分离，对球头、头部分别采用不同材料，使球头足够耐磨，不易刮花，使头部强度高，满足特殊环境的使用。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1剖视图。
图3为弹簧垫俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1-3所示，本发明提供一种轻量化高强度耐磨球头螺栓，其包括头部1和与所述头部一端一体成型的螺杆2，其特征在于，所述头部另一端设有连接部3，所述连接部末端连接有球头4；所述连接部在所述头部内设有限位部5以实现旋转连接，在所述限位部的上端设有相互配合的卡针6，在所述卡针的端部连接有压块7，在压块与头部之间设有弹簧垫8。
优选地，所述球头、连接部和限位部为一体成型设计。
如此设计，本发明创新的将普通球头螺栓的球头与头部分离，使其成为活动连接，并设置卡针，当螺杆与相配合的物体连接，且固定时，会压住压块，从而压块推动卡针向前运动，从而卡针与限位部相互配合，促使限位部停止晃动，从而实现球头与头部的紧密连接，从而实现普通球头螺栓的功能。
本发明可以将头部分成两半，再而将头部内部车成与限位部相互配合的凹槽，再而将限位部放置在凹槽内，最后将两半头部搅拌焊接在一起，这是本发明的一个方法，解决限位部放置在头部内部的问题。
实施例二
所述头部由以下重量份的组分组成：
碳1重量份；
铬2重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼5重量份；
铁及不可避免的杂质195重量份。
实施例三
所述头部由以下重量份的组分组成：
碳2重量份；
铬3重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼6重量份；
铁及不可避免的杂质197重量份。
实施例四
所述头部由以下重量份的组分组成：
碳3重量份；
铬4重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼7重量份；
铁及不可避免的杂质198重量份。
表一为实施例二至四有关实验数据
相对耐磨性为了评定材料的耐磨性，还可以使用相对耐磨性β来表示，即在同一试验条件下，标准材料试样的体积或线磨损量Wo(或磨损率)与被测材料试样的体积或线磨损量W(或磨损率)之比β＝Wo/W。
表一
相对耐磨性 抗拉强度(MPa)
实施例二 23 1521
实施例三 21 1519
实施例四 22 1531
相对耐磨性越高，证明该制品越耐磨，因此实施例二最耐磨，但是抗拉强度却不是最高，因此，抗拉强度只是影响金属耐磨性的一个因素，但是头部无需耐磨性测试，头部的最佳实施例为实施例四。
实施例五
所述球头由以下重量份的组分组成：
碳1重量份；
铬2重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼8重量份；
铁及不可避免的杂质195重量份。
实施例六
所述球头由以下重量份的组分组成：
碳2重量份；
铬3重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼8.5重量份；
铁及不可避免的杂质197重量份。
实施例七
所述球头由以下重量份的组分组成：
碳3重量份；
铬4重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼9重量份；
铁及不可避免的杂质198重量份。
表2为实施例二至四有关实验数据
相对耐磨性为了评定材料的耐磨性，还可以使用相对耐磨性β来表示，即在同一试验条件下，标准材料试样的体积或线磨损量Wo(或磨损率)与被测材料试样的体积或线磨损量W(或磨损率)之比β＝Wo/W。
表2
相对耐磨性 抗拉强度(MPa)
实施例五 31 1493
实施例六 29 1487
实施例七 31 1501
由表2可知，相对于头部而言，适当增加球头内的钼含量，抗拉强度出现微量下滑，但是相对耐磨性却得到一定量的升高，再次证明，抗拉强度只是影响相对耐磨性的一个因素，并不是抗拉强度越大，耐磨性越好，因此，适当球头内的钼含量，球头更耐磨。球头的最佳实施例为实施例七。
经过无数次实验，发现，微量改变钼含量，球头耐磨性更好，因此，在应用球头螺栓的高端领域，最好将球头与头部设置成不同材质，以使，头部抗拉强度高，球头更耐磨。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种轻量化高强度耐磨球头螺栓，其包括头部和与所述头部一端一体成型的螺杆，其特征在于，所述头部另一端设有连接部，所述连接部末端连接有球头；所述连接部在所述头部内设有限位部以实现旋转连接，在所述限位部的上端设有相互配合的卡针，在所述卡针的端部连接有压块，在压块与头部之间设有弹簧垫。
2.根据权利要求2所述的轻量化高强度耐磨球头螺栓，其特征在于，所述球头、连接部和限位部为一体成型设计。
3.根据权利要求1所述的轻量化高强度耐磨球头螺栓，其特征在于，所述头部由以下重量份的组分组成：
碳1-3重量份；
铬2-4重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼5-7重量份；
铁及不可避免的杂质195-198重量份。
4.根据权利要求2所述的轻量化高强度耐磨球头螺栓，其特征在于，所述球头由以下重量份的组分组成：
碳1-3重量份；
铬2-4重量份；
锰和硫不超过1重量份；
钼8-9重量份；
铁及不可避免的杂质195-198重量份。
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