CN108019410A - 一种组合式定扭矩螺母 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合式定扭矩螺母，包括螺母本体、挡块和挡板，所述螺母本体包括螺纹孔，所述螺纹孔内设置有内螺纹，所述挡块设置在所述螺纹孔的一端或设置在所述螺母本体的端面上，所述挡板可拆卸的设置在所述螺纹孔内，挡板用于对螺纹孔的一端进行封闭，挡块用于对挡板通过螺纹孔起到阻挡作用，在进行螺栓连接，当螺栓连接达到所需的预紧力值时，挡板和/或挡块被第二螺杆的凸起部破坏，挡板脱离螺母本体而掉落；本组合式定扭矩螺母具有结构简单、加工方便、制造成本低等特点，与对应的螺栓配合使用，无需专用工具，就能保证在螺栓的紧固过程中，使得螺栓连接的预紧力达到所需的预紧力值。
Description
技术领域
本发明涉及紧固件技术领域，具体涉及一种组合式定扭矩螺母。
背景技术
目前在建筑结构、装备制造、管道支架等领域，主要结构部件的连接通常采用螺栓连接、焊接、铆接等几种连接形式；螺栓连接因为其操作简单、连接可靠、装配精确、成本较低、并且不会导致连接部件形变等优点使其成为以上领域中应用最为广泛的一种连接方式。
现有技术中，螺栓连接通常由螺栓和螺母组成，其中，螺栓由头部和第一螺杆两部分组成，第一螺杆上设置有外螺纹，螺母包括螺母本体，螺母本体包括螺纹孔，螺纹孔内设置有内螺纹；外螺纹与内螺纹配合，可以紧固连接两个带有通孔的零部件，以便形成可拆卸的螺栓连接。
随着可以的发展，对螺栓连接的要求也越来越高；在受力连接部件中设置螺栓连接时，螺栓的预紧力是一个重要的技术指标；在实际应用中，如果螺栓紧固达不到设计的预紧力，往往会产生严重的质量问题，影响设备运行安全和结构安全，甚至可能导致严重的安全事故。
目前对预紧力有要求的场所，需要确保螺栓连接完成后，螺栓连接所产生的预紧力能够达到所要求的预紧力值；市场上出现了一种螺栓，所述螺栓包括螺栓本体，螺栓本体包括第一螺杆和头部，第一螺杆和与其相适配的常用螺母相配合，用于实现对零件的连接；头部的端面上设置有第二螺杆，第二螺杆与头部共轴，第二螺杆上设置有外螺纹，第二螺杆的端部设置有凸起部，凸起部为圆台，凸起部的端面上设置有凹槽，圆台形凹槽的底部设置有标记，标记用于标识螺栓已经拧紧；该螺栓与专用的定扭矩螺母配合使用，无需专用工具，就能保证螺栓连接的预紧力达到设计要求；但现有技术中的定扭矩螺母通常结构比较复杂，加工工序较多，成本相对较高；而且定扭矩螺母中螺纹孔的一端通常是封闭的，非常不便于螺纹孔中内螺纹的加工。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种组合式定扭矩螺母，具有结构简单、加工方便、制造成本低等特点，与对应的螺栓配合使用，无需专用工具，就能保证在螺栓的紧固过程中，使得螺栓连接的预紧力达到所需的预紧力值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种组合式定扭矩螺母，包括螺母本体、挡块和挡板，所述螺母本体包括螺纹孔，所述螺纹孔内设置有内螺纹，所述挡块设置在所述螺纹孔的一端或设置在所述螺母本体的端面上，所述挡板可拆卸的设置在所述螺纹孔内，挡板用于对螺纹孔的一端进行封闭，挡块用于对挡板通过螺纹孔起到阻挡作用，在进行螺栓连接，当螺栓连接达到所需的预紧力值时，挡板和/或挡块被第二螺杆的凸起部破坏，挡板脱离螺母本体而掉落。
在进行螺栓连接的过程中，组合式定扭矩螺母与螺栓配合使用，利用组合式定扭矩螺母的转动带动螺栓中的第一螺杆与螺母逐渐拧紧，在这个过程中第二螺杆上的凸起部压在挡板上，挡板压在挡块上，当螺栓连接达到所需的预紧力值时，挡板和/或挡块上的薄弱部分被第二螺杆的凸起部破坏，使得挡板可以在凸起部的推力作用下继续沿着螺纹孔移动，最后脱离螺母本体而掉落，从而露出凸起部端面上的标记。
优选地，所述挡块为环状挡圈，且所述环状挡圈与所述螺纹孔共轴。
优选地，所述环状挡圈中心的中空部分为圆柱体或圆台。圆台的一种定义为：以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台；圆台分为标准圆台和非标准圆台，其中标准圆台的母线(即生成圆台的直角梯形的另一腰)为直线，非标准圆台母线(即生成圆台的直角梯形的另一腰)为曲线。
一种方案中，所述挡板为圆柱形挡板，所述圆柱形挡板的直径小于所述螺纹孔的直径，且大于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径。
优选地，所述圆柱形挡板采用热装配工艺镶嵌入环状挡圈中心的中空部分内。
另一种方案中，所述挡板为圆台形挡板，所述圆台形挡板的最大直径大于或等于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径。
优选地，所述圆台形挡板与所述环状挡圈中心中空部分的圆台的尺寸相同。以便圆台形挡板可以镶嵌入可以环状挡圈中心的中空部分内，从而更便于圆台形挡板与环状挡圈的配合使用。
又一种方案中，所述挡板为阶梯形挡板，所述阶梯形挡板包括第一阶梯和第二阶梯，其中，所述第一阶梯和所述第二阶梯分别为圆柱体或圆台，第一阶梯与第二阶梯连接在一起并共轴，第一阶梯的最大直径小于或等于螺纹孔的直径，第二阶梯最大直径小于第一阶梯的最小直径，第二阶梯最小直径小于或等于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径；其中，当第一阶梯或第二阶梯为圆柱体时，最小直径及最大直径都是圆柱体的直径；当第一阶梯或第二阶梯为圆台时，最小直径为圆台小端面的直径，最大直径为圆台大端面的直径；因为第一阶梯、第二阶梯以及环状挡圈中心中空部分都可以分别为圆柱体或圆台，而且第二阶梯与环状挡圈中心中空部分需要合理的设置，以使二者能配合使用，故需要对第一阶梯、第二阶梯以及环状挡圈中心中空部分的尺寸参数进行必要的限制。
优选地，所述挡板为阶梯形挡板，所述阶梯形挡板包括第一阶梯和第二阶梯，其中，所述第一阶梯和第二阶梯均为圆柱体，第一阶梯与第二阶梯连接在一起并共轴，第一阶梯的直径大于第二阶梯的直径，第二阶梯的直径小于或等于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径；以便使得第二阶梯可以镶嵌入环状挡圈中心的中空部分内。
优选地，所述挡板为阶梯形挡板，所述阶梯形挡板包括第一阶梯和第二阶梯，其中，所述第一阶梯为圆柱体，所述第二阶梯为圆台，第一阶梯与第二阶梯连接在一起并共轴，第一阶梯的直径大于或等于第二阶梯的最大直径，第二阶梯的最小直径小于或等于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径；以便使得第二阶梯可以镶嵌入环状挡圈中心的中空部分内。
优选地，所述阶梯形挡板上设置有凹槽，所述凹槽开设在所述第一阶梯的表面上，凹槽的直径大于第二螺杆上凸起部的直径。在进行螺栓连接时，第二螺杆上的凸起部可以伸入凹槽内，并与凹槽的底面相接触。
优选地，所述凹槽采用的是圆柱形凹槽或圆台形凹槽；便于进行加工。
优选地，所述阶梯形挡板采用冲压工艺在所述圆柱形挡板上冲压出凹槽，所述为球冠形凹槽或椭圆形凹槽；使得阶梯形挡板的加工成本更低、加工速度更快，有利于降低使用成本。
优选地，所述凹槽的底面上和/或所述第二阶梯的表面上设置有环形槽口，所述环形槽口与所述第二螺杆上凸起部的端面相对应。
优选地，所述环形槽口的横截面形状可以是V形或U形或梯形或弧形，所述弧形可以为圆弧形或椭圆弧形。
与现有技术相比，使用本发明提供的一种组合式定扭矩螺母，具有以下有益效果：
1、本组合式定扭矩螺母结构更加简单，加工工序少，制造成本低，从而可以有效地降低本组合式定扭矩螺母的使用成本。
2、本组合式定扭矩螺母与对应的螺栓配合使用，无需专用工具，就能保证在螺栓的紧固过程中，使得螺栓连接的预紧力达到所需的预紧力值，不仅操作简单、方便，而且使得本组合式定扭矩螺母适用于更多的场合。
3、本组合式定扭矩螺母与对应的螺栓配合使用，完成螺栓的紧固之后，检验人员可以直接通过目测判断螺栓是否达到要求的预紧力水平，从而可以有效地简化检验过程，降低检验人员的工作量，且在检验的过程中，不会出现漏检的情况。
4、本组合式定扭矩螺母中，挡板与挡块及螺母本体是独立的，在制造时，可以分开进行加工，从而有利于提高单个部件的加工速度，在进行螺栓连接时，挡板与挡块及螺母本体通过组合或镶嵌而配合在一起，以实现确保预紧力大小的功能。
5、本组合式定扭矩螺母中，螺母本体上螺纹孔的两端是贯通的，在制造过程中，一方面便于螺纹孔的加工，另一方面更便于在螺纹孔内加工内螺纹，既便于在攻丝时形成丝锥头部的臂位，又便于排出铁屑；
6、本组合式定扭矩螺母中，包括三种常用的挡板，分别为圆柱形挡板、圆台形挡板、阶梯形挡板，有利于本组合式定扭矩螺母结构的多样化，尤其是在挡板上设置环形槽口之后，环形槽口的位置对应螺栓凸起部的端部，从而使得凸起部更容易破坏或切断挡板或挡块，从而露出凸起部上的标记，便于检验人员查看。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中提供的一种现有技术中，可确保螺栓连接预紧力大小的螺栓的结构示意图。
图2为本发明实施例1中提供的一种组合式定扭矩螺母的爆炸示意图。
图3为本发明实施例1中提供的一种组合式定扭矩螺母中，挡板和挡块组合在一起时的示意图。
图4为本发明实施例1中提供的一种组合式定扭矩螺母与螺栓配合使用时的示意图。
图5为本发明实施例1中提供的一种组合式定扭矩螺母带动螺栓旋转的示意图。
图6为本发明实施例1中提供的一种组合式定扭矩螺母带动螺栓拧紧并达到所需预紧力值时的示意图。
图7为本发明实施例1中提供的一种组合式定扭矩螺母中，挡块设置在螺母本体的端面上时的示意图。
图8为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用环状挡圈时的爆炸示意图。
图9为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，环状挡圈与挡块组合在一起时的示意图。
图10为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，一种环状挡圈的剖视图。
图11(a)为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，另一种环状挡圈的剖视图。
图11(b)为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，又一种环状挡圈的剖视图。
图12为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用圆柱形挡板时的剖视图，其中，圆柱形挡板的直径等于螺纹孔的直径。
图13为本发明实施例2中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用圆柱形挡板时的剖视图，其中，圆柱形挡板的直径小于螺纹孔的直径。
图14为本发明实施例2中提供的一种采用热装配工艺制成的组合式定扭矩螺母的剖视图。
图15为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用环状挡圈时的剖视图，其中，环状挡圈中心的中空部分为圆台，圆台的大端面的直径小于螺纹孔的直径。
图16为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用环状挡圈时的剖视图，其中，环状挡圈中心的中空部分为圆台，圆台的大端面的直径等于螺纹孔的直径。
图17为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母中，一种尺寸的环状挡圈与圆台形挡板配合在一起时的剖视图。
图18为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母中，另一种尺寸的环状挡圈与圆台形挡板配合在一起时的剖视图。
图19为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母加工过程中，帽状结构毛坯的剖视图。
图20为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母加工过程中，切割出圆台形结构的剖视示意图。
图21为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母加工过程中，加工内螺纹的剖视示意图。
图22为本发明实施例3中提供的一种组合式定扭矩螺母加工完成后，圆台形挡板与环状挡圈配合在一起使用时的剖视示意图。
图23为本发明实施例4中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用阶梯形挡板时的爆炸示意图。
图24为本发明实施例4中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板与挡块配合在一起时的示意图。
图25为本发明实施例4中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板与挡块配合在一起时的剖视图。
图26为本发明实施例4中提供的一种组合式定扭矩螺母中，一种采用阶梯形挡板和环状挡圈时的爆炸示意图。
图27为本发明实施例4中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板与环状挡圈配合在一起时的剖视图。
图28为本发明实施例4中提供的一种组合式定扭矩螺母中，采用另一种阶梯形挡板与环状挡圈配合在一起时的剖视图。
图29为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板设置有凹槽时的剖视图。
图30为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板中的凹槽与第二螺杆上的凸起部配合时的剖视图。
图31为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板中采用圆柱形凹槽时的剖视图。
图32为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板中采用圆台形凹槽时的剖视图。
图33为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，用于加工阶梯形挡板的圆柱形挡板的示意图。
图34为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板中采用球冠形凹槽时的剖视图。
图35为图34中所述阶梯形挡板设置在螺纹孔中剖视示意图。
图36为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板中采用椭圆形凹槽时的剖视图。
图37为图36中所述阶梯形挡板设置在螺纹孔中剖视示意图。
图38为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，第二阶梯的表面上设置有环形槽口时的剖视示意图。
图39为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，凹槽的底面上设置有环形槽口时的剖视示意图。
图40为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，凹槽的底面上以及第二阶梯的表面上同时设置有环形槽口时的剖视示意图。
图41为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，凹槽的底面上以及第二阶梯的表面上同时设置有环形槽口时的剖视示意图。
图42为本发明实施例5中提供的一种组合式定扭矩螺母中，阶梯形挡板与第二螺杆上的凸起部配合时的剖视图。
图中标记说明
螺栓101，螺栓本体102，第一螺杆103，头部104，螺母105，第二螺杆106，外螺纹107，凸起部108，标记109；
组合式定扭矩螺母115，螺母本体116，螺纹孔117，内螺纹118，挡块119，挡板120；
环状挡圈119-1，环状挡圈中心的中空部分为圆柱体119-2，环状挡圈中心的中空部分为圆台119-3；
圆柱形挡板120-1，圆台形挡板120-2，阶梯形挡板120-3，第一阶梯120-4，第二阶梯120-5，凹槽120-6，环形槽口120-7；第一零件125，第二零件126。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如背景中所述，现有技术中的一种可确保螺栓连接预紧力大小的螺栓101包括螺栓本体102，如图1所示，螺栓本体102包括第一螺杆103和头部104，第一螺杆103和与其相适配的常用螺母105相配合，用于实现对零件的连接；头部104的端面上设置有第二螺杆106，第二螺杆106与头部104共轴，第二螺杆106上设置有外螺纹107，第二螺杆106的端部设置有凸起部108，凸起部108为圆台，凸起部108的端面上设置有凹槽120-6，凹槽120-6内设置有标记109，标记109用于标识螺栓101已经拧紧；
针对上述可确保螺栓连接预紧力大小的螺栓101，本实施例中提供了一种组合式定扭矩螺母115，组合式定扭矩螺母115需与上述螺栓101配合使用，组合式定扭矩螺母115包括螺母本体116、挡块119和挡板120，螺母本体116包括螺纹孔117，螺纹孔117内设置有内螺纹118，挡块119设置在螺纹孔117的一端或设置在螺母本体116的端面上，挡板120可拆卸的设置在螺纹孔117内，挡板120用于对螺纹孔117的一端进行封闭，挡块119用于对挡板120起支撑作用，在进行螺栓连接，当螺栓连接达到所需的预紧力值时，挡板120和/或挡块119被第二螺杆106的凸起部108破坏，挡板120脱离螺母本体116而掉落。
在成产制造过程中，可以根据所需预紧力的大小，合理的设置挡板120和挡块119的结构参数，如厚度、宽窄、挡板120与挡块119接触面的大小等参数，使得挡板120和/或挡块119被第二螺杆106的凸起部108破坏或撕裂时，螺栓连接上的预紧力恰好能达到或超过所需的预紧力(或者所设定的扭矩值)。
在本实施例中，挡板120采用的是圆柱形挡板120-1120，圆柱形挡板120-1120的直径小于螺纹孔117的直径，使得挡板120可以在螺纹孔117内沿螺纹孔117的轴线方向移动；在螺母本体116中，挡块119设置在螺纹孔117的一端，一种方案中，在沿螺纹孔117孔壁的圆周方向上均布若干挡块119，例如在沿螺纹孔117孔壁的圆周方向上均匀布置4个挡块119，4个挡块119可以对圆柱形挡板120-1120起到支撑作用，以阻挡圆柱形挡板120-1120继续沿螺纹孔117移动，如图2和图3所示；在利用本组合式定扭矩螺母115与上述螺栓101配合以紧固第一零件125和第二零件126的过程中，如图4所示，使用扳手转动本组合式定扭矩螺母115，组合式定扭矩螺母115会旋入螺栓101的第二螺杆106中，随着组合式定扭矩螺母115的不断旋入，第二螺杆106上的凸起部108会与圆柱形挡板120-1120相接触，并推动圆柱形挡板120-1120沿螺纹孔117的轴线方向移动，当圆柱形挡板120-1120与设置在螺纹孔117一端的挡块119相接触时，挡块119会阻挡圆柱形挡板120-1120的进一步移动，从而使得凸起部108将圆柱形挡板120-1120紧紧地压在挡块119上；
继续利用扳手转动组合式定扭矩螺母115，组合式定扭矩螺母115会带动螺栓101一起转动，使得与第二螺杆106相适配的螺母105逐渐旋入第二螺杆106；在这个过程中，组合式定扭矩螺母115与螺栓101头部104之间的距离逐渐减小，第一零件125和第二零件126逐渐被压紧，如图5所示；而凸起部108作用在圆柱形挡板120-1120力也越来越大，圆柱形挡板120-1120对挡块119的作用力也越来越大；
当扳手带动定扭矩螺母105转动到一定的程度时，圆柱形挡板120-1120和/或挡块119上所受到的挤压力达到极限时，圆柱形挡板120-1120和/或挡块119会被螺栓101的凸起部108破坏或断裂(首先从圆柱形挡板120-1120和/或挡块119上的薄弱部分开始破坏)，如图6所示，此时，螺栓101上第一螺杆103与螺母105之间所形成的预紧力刚好达到所要求的预紧力值，螺栓101被完全拧紧，操作人员明白第一零件125和第二零件126被牢牢的紧固在一起；
进一步地，圆柱形挡板120-1120和/或挡块119被破坏或断裂后，圆柱形挡板120-1120可以在凸起部108的推动下，脱离挡块119，并顺利的通过螺纹孔117，最后螺纹孔117内掉落下来，以脱离螺母本体116，从而可以露出螺栓101上凸起部108端面上的标记109，如图6所示；标记109用于表明该螺栓101已经拧紧，达到了所需的预紧力值；检验人员在检查螺栓101的紧固情况时，通过目测螺栓连接中醒目的标记109就可以判断出该螺栓101已经按要求进行了紧固，不仅可以避免现有技术中螺栓101检查的弊端，还使得螺栓101的检查过程非常的简单、方便、高效且安全性高，不会出现查漏的情况。
在另一种方案中，在螺母本体116的端面上，沿螺纹孔117孔口的圆周方向上均布若干挡块119，例如在沿螺纹孔117孔口的圆周方向上均匀布置4个挡块119，4个挡块119可以对圆柱形挡板120-1120起到阻挡和支撑作用，如图7所示，与上述方案具有相同的效果，这里不再赘述。
实施例2
本实施例2与实施例1的主要区别在于，在本实施例中，组合式定扭矩螺母115中的挡块119采用的是环状挡圈119-1，且环状挡圈119-1与螺纹孔117共轴线，如图8及图9所示；环状挡圈119-1既可以对挡板120起到支撑作用，且支撑力沿螺纹孔117的圆周方向均匀分布，从而更好地实现挡块119的作用，又便于在制造过程中进行加工和切割，有利于组合式定扭矩螺母115的快速成型。
同样的，类似实施例1，本实施例中，环状挡圈119-1可以设置在螺纹孔117的一端，也可以设置在螺母本体116的端面上，为便于说明，在本实施例中，将组合式定扭矩螺母115中的环状挡圈119-1设置在螺纹孔117的一端；可以理解，将组合式定扭矩螺母115中的环状挡圈119-1设置在螺母本体116的端面上也具有相同的效果。
在优选地方案中，环状挡圈119-1中心的中空部分可以为圆柱体或圆台(用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，底面与截面之间的部分叫做圆台)，例如，如图10所示，环状挡圈119-1中心的中空部分可以为圆柱体；如图11(a)所示，环状挡圈119-1中心的中空部分可以为标准圆台(即生成圆台的母线为直线)；图11(b)所示，环状挡圈119-1中心的中空部分可以为非标准圆台，非标准圆台母线并非直线，通常为曲线，如图中所示；环状挡圈119-1的宽度和厚度需要根据实际使用过程中，螺栓连接所需的预紧力的大小而定。
在一种优选地方案中，组合式定扭矩螺母115中的挡板120为圆柱形挡板120-1120，圆柱形挡板120-1120的直径小于螺纹孔117的直径，以便圆柱形挡板120-1120可以在螺纹孔117内沿螺纹孔117的轴线方向移动，如图12或图13所示；而且圆柱形挡板120-1120的直径大于环状挡圈119-1中心中空部分的最小直径(对于圆柱体而言，圆柱体的直径相同，故圆柱体的最小直径就是圆柱体的直径；对于圆台而言，圆台包括大端面和小端面，圆台的最小直径就是圆台上小端面的直径，沿小端面到大端面的方向上，圆台的直径逐渐增大，圆台的最大直径就是圆台上大端面的直径)。
在一种优化地方案中，当环状挡圈119-1中心的中空部分为圆柱体119-2时，组合式定扭矩螺母115中的挡板120为圆柱形挡板120-1120，圆柱形挡板120-1120的直径小于螺纹孔117的直径，且略大于环状挡圈119-1中心中空部分的直径，圆柱形挡板120-1120与环状挡圈119-1的厚度相同；当圆柱形挡板120-1120和螺母本体116上的环状挡圈119-1分别加工成型后，可以采用热装配工艺将圆柱形挡板120-1120装入环状挡圈119-1中心的中空部分中，待装配完成并冷却之后，环状挡圈119-1会对圆柱形挡板120-1120形成很大的支撑力.如图14所示；在螺栓连接的过程中，螺栓101中的凸起部108是压在圆柱形挡板120-1120上的，当螺栓连接的预紧力达到所要求的预紧力值时，圆柱形挡板120-1120会被压变形或被破坏，从而脱离环状挡圈119-1，最后从环状挡圈119-1掉落下来，此时表明：螺栓连接的预紧力已经达到所要求的预紧力值；环状挡圈119-1掉落后，可以露出螺栓101上凸起部108端面上的标记109，以便检验人员查看。
同理，在另一种优化地方案中，当环状挡圈119-1中心的中空部分为圆台119-3时，如图11所示，圆台的大端面面向螺母本体116的几何中心，而圆台的小端面处于远离螺母本体116几何中心的一侧；此时，组合式定扭矩螺母115中的圆柱形挡板120-1120的直径小于螺纹孔117的直径，且大于环状挡圈119-1中心中空部分圆台小端面的直径；从而使得圆柱形挡板120-1120可以和环状挡圈119-1配合使用，以便使螺栓连接的预紧力达到所要求的预紧力值时，圆柱形挡板120-1120会从环状挡圈119-1中脱落下来。
实施例3
在本实施例中，设置在螺母本体116上的挡块119采用的是环状挡圈119-1，环状挡圈119-1与螺纹孔117共轴线，并设置在螺纹孔117内的一端，环状挡圈119-1中心的中空部分为圆台119-3，圆台的大端面面向螺母本体116的几何中心，圆台的小端面处于远离螺母本体116几何中心的一侧，且圆台的大端面的直径小于或等于螺纹孔117的直径，圆台的小端面的直径小于圆台的大端面的直径；如图15所示，圆台的大端面的直径小于螺纹孔117的直径；如图16所示，圆台的大端面的直径等于螺纹孔117的直径。
在优化的方案中，挡板120优先采用圆台形挡板120-2120，圆台形挡板120-2120的最大直径大于或等于环状挡圈119-1中心中空部分的最小直径；在紧固螺栓101的过程中，螺栓101上第二螺杆106上的凸起部108会与圆台形挡板120-2120相接触，并推动圆台形挡板120-2120沿螺纹孔117的轴线方向移动，当圆台形挡板120-2120与设置在螺纹孔117一端的环状挡圈119-1相接触时(具体而言是圆台形挡板120-2120的侧壁面与环状挡圈119-1中心中空部分的侧壁面相接触，相互间的作用力通过接触面进行传递)，环状挡圈119-1会阻挡圆台形挡板120-2120的进一步移动，从而使得凸起部108将圆台形挡板120-2120紧紧地压在环状挡圈119-1上，当螺栓连接的预紧力达到所要求的预紧力值时，圆台形挡板120-2120或环状挡圈119-1会被压变形或被破坏(通常是接触面变形或被破坏)，使得圆台形挡板120-2120可以通过环状挡圈119-1的阻挡而继续向前移动，最后从螺纹孔117内掉落下来，露出螺栓101上凸起部108端面上的标记109。
在进一步地优化方案中，环状挡圈119-1中心中空部分的圆台与圆台形挡板120-2120的尺寸相同、体积相同，以便圆台形挡板120-2120与环状挡圈119-1可以更好的配合使用，如图17或图18所示，不仅使得圆台形挡板120-2120与环状挡圈119-1配合在一起使用时，整体结构更加美观，而且有利于简化圆台形挡板120-2120的制造工艺，例如，可以先将用于加工组合式定扭矩螺母115的毛坯加工成帽状结构，如图19所示，由于毛坯中螺纹孔117的一端存在挡块119，使得螺纹孔117的这一端是封闭的；从而可以直接在该封闭的挡块119上切割出一个圆台形结构，如图20所示，切割出来的圆台形结构就可以是圆台形挡板120-2120，而缺失了一个圆台形结构的挡块119就可以构成环状挡圈119-1；最后在加工螺纹孔117中的内螺纹118，如图21所示，由于螺纹孔117的两端都不是封闭的，从而使得内螺纹118的加工更加方便，在实际的使用过程中，将该圆台形挡板120-2120重新安放在环状挡圈119-1上行了，如图22所示，非常的方便。
可以理解，根据螺栓连接所要求的预紧力值的大小，在实际的加工制造过程中，可以合理的设置环状挡圈119-1的厚度以及环状挡圈119-1中心中空部分的圆台的大端面的直径与小端面直径的差值(即圆台侧壁面的斜度)等参数，以满足不同预紧力大小的需要，从而有利于扩大本组合式定扭矩螺母115的应用场合与范围。
实施例4
在本实施例中，挡板120为阶梯形挡板120-3120，阶梯形挡板120-3120包括第一阶梯120-4和第二阶梯120-5，其中，第一阶梯120-4和第二阶梯120-5分别为圆柱体或圆台，第一阶梯120-4与第二阶梯120-5连接在一起并共轴，第一阶梯120-4的最大直径小于或等于螺纹孔117的直径，第二阶梯120-5最大直径小于第一阶梯120-4的最小直径，第二阶梯120-5最小直径小于或等于所述环状挡圈119-1中心中空部分的最小直径；其中，当第一阶梯120-4或第二阶梯120-5为圆柱体时，最小直径及最大直径都是圆柱体的直径；当第一阶梯120-4或第二阶梯120-5为圆台时，最小直径为圆台小端面的直径，最大直径为圆台大端面的直径；因为第一阶梯120-4、第二阶梯120-5以及环状挡圈119-1中心中空部分都可以分别为圆柱体或圆台，而且第二阶梯120-5与环状挡圈119-1中心中空部分需要合理的设置，以使二者能配合使用，故需要对第一阶梯120-4、第二阶梯120-5以及环状挡圈119-1中心中空部分的尺寸参数进行必要的限制。
具体而言，在本实施例中，挡板120为阶梯形挡板120-3120，阶梯形挡板120-3120包括第一阶梯120-4和第二阶梯120-5，其中，第一阶梯120-4和第二阶梯120-5均为圆柱体，第一阶梯120-4与第二阶梯120-5连接在一起并共轴，第一阶梯120-4的直径大于第二阶梯120-5的直径，第二阶梯120-5的直径小于或等于所述环状挡圈119-1中心中空部分的最小直径，以便阶梯形挡板120-3120可以与螺母本体116上的挡块119配合使用。
在实际的生产和制造过程中，阶梯形挡板120-3120中的第一阶梯120-4和第二阶梯120-5可以是分开制造的，也可以是一体成型的。
在一种方案中，在沿螺纹孔117孔壁的圆周方向上均匀布置若干挡块119，若干挡块119可以对阶梯形挡板120-3120中的第一阶梯120-4起到阻挡作用，例如，可以在沿螺纹孔117孔壁的圆周方向上均匀布置4个挡块119，如图23、图24以及图25所示，以阻挡阶梯形挡板120-3120继续沿螺纹孔117移动。
在另一种方案中，螺母本体116上的挡块119采用的是环状挡圈119-1，环状挡圈119-1与螺纹孔117共轴线，并设置在螺纹孔117内的一端，环状挡圈119-1中心的中空部分为圆柱体119-2或圆台；为使阶梯形挡板120-3120与环状挡圈119-1配合使用，第一阶梯120-4的直径应该大于环状挡圈119-1中心的中空部分的圆柱体或圆台的最大直径，且第二阶梯120-5的直径小于或等于环状挡圈119-1中心的中空部分的圆柱体或圆台的最小直径。
例如，在一种优化的方案中，环状挡圈119-1中心的中空部分为圆柱体119-2，圆柱体的直径等于第二阶梯120-5的直径，第一阶梯120-4的直径等于或略小于螺纹孔117的直径，环状挡圈119-1与阶梯形挡板120-3120的厚度相同，如图26及图27所示，环状挡圈119-1与阶梯形挡板120-3120可以配合使用，在达到所要求的预紧力值时，环状挡圈119-1与阶梯形挡板120-3120的接触面会变形或环状挡圈119-1与阶梯形挡板120-3120的薄弱部分会被破坏；
在另一种可具体实施的方案中，挡板120为阶梯形挡板120-3120，阶梯形挡板120-3120包括第一阶梯120-4和第二阶梯120-5，其中，第一阶梯120-4为圆柱体，第二阶梯120-5为圆台，第一阶梯120-4与第二阶梯120-5连接在一起并共轴，第一阶梯120-4的直径大于第二阶梯120-5的最大直径，第二阶梯120-5的最小直径小于或等于环状挡圈119-1中心中空部分的最小直径；例如，在一种优化的方案中，环状挡圈119-1中心的中空部分及第二阶梯120-5均为圆台，且两个圆台的尺寸参数都相同，如图28所示，二者配合在一起恰好为一个整体。
实施例5
本实施例与上述实施例的主要区别在于，在本实施例中，阶梯形挡板120-3120上设置有凹槽120-6，凹槽120-6开设在第一阶梯120-4的表面上，凹槽120-6的直径大于第二螺杆106上凸起部108的直径，如图29所示；在进行螺栓连接时，第二螺杆106上的凸起部108可以伸入凹槽120-6内，并与凹槽120-6的底面相接触；如图30所示，在达到所要求的预紧力值时，环状挡圈119-1与阶梯形挡板120-3120的接触面会变形或环状挡圈119-1与阶梯形挡板120-3120的薄弱部分会被破坏，从而使得阶梯形挡板120-3120可以通过环状挡圈119-1的阻碍而脱离螺母本体116，进而露出凸起部108端面上的标记109。
在一种方案中，第一阶梯120-4和第二阶梯120-5可以采用一体成型(整体锻造或铸造)制造而成，如图31及图32所示，此时，凹槽120-6优先采用的是圆柱形凹槽120-6或圆台形凹槽120-6。
在另一种方案中，第一阶梯120-4和第二阶梯120-5可以分别单独制造，然后拼接在一起使用。
在更优化的方案中，阶梯形挡板120-3120可以采用圆柱形挡板120-1120(即圆形平板)为材料，如图33所示，在圆柱形挡板120-1120上采用冲压工艺形成凹槽120-6，如图34或图35所示，从而形成阶梯形挡板120-3120，此时，根据冲压工艺中冲头的结构不同，所形成的凹槽120-6形状也各不相同，优先采用的凹槽120-6为球冠形凹槽120-6或椭圆形凹槽120-6，如图34、35以及图36、37所示，在本方案中，阶梯形挡板120-3120的加工成本更低、速度更快，从而可以有效地降低阶梯形挡板120-3120的使用成本，便于扩展本组合式定扭矩螺母115的应用场合。
在进一步地方案中，凹槽120-6的底面上和/或第二阶梯120-5的表面上设置有环形槽口120-7，环形槽口120-7与第二螺杆106上凸起部108的端面相对应；例如，如图38所示，环形槽口120-7设置在第二阶梯120-5的表面上，如图39所示，环形槽口120-7设置在凹槽120-6的底面上，如图40所示，凹槽120-6的底面上和第二阶梯120-5的表面上都设置有环形槽口120-7；环形槽口120-7的存在，使得阶梯形挡板120-3120的结构出现不连续现象，有利于降低阶梯形挡板120-3120的刚度，当螺栓101凸起部108的端面正好挤压在环形槽口120-7处时，阶梯形挡板120-3120更容易因为变形而被破坏或因为结构上的不连续而被撕裂，露出螺栓101凸起部108的端面上的标记109。
在进一步地优化方案中，环形槽口120-7的横截面形状可以是V形或U形或梯形或弧形，弧形可以为圆弧形或椭圆弧形；如图38或图39所示，本实施例中组合式定扭矩螺母115采用的是V形槽口，即环形槽口120-7的横截面形状是U形；可以理解，环形槽口120-7的横截面形状为U形或梯形或弧形时，也能实现相同的功能；
在更进一步的优化方案中，凹槽120-6的底面上和第二阶梯120-5的表面上都设置有环形槽口120-7，且凹槽120-6的底面上和第二阶梯120-5的表面上的环形槽口120-7可以相同，如图40所示；也可以不同，例如，如图41所示，凹槽120-6的底面上设置的是V形环形槽口120-7，第二阶梯120-5的表面上设置的是U形环形槽口120-7，U形环形槽口120-7可以设置在第二阶梯120-5表面的边缘处，如图42所示，既便于加工，又便于安装在螺纹孔117内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种组合式定扭矩螺母，其特征在于，包括螺母本体、挡块和挡板，所述螺母本体包括螺纹孔，所述螺纹孔内设置有内螺纹，所述挡块设置在所述螺纹孔的一端或设置在所述螺母本体的端面上，所述挡板可拆卸的设置在所述螺纹孔内，挡板用于对螺纹孔的一端进行封闭，挡块用于对挡板通过螺纹孔起到阻挡作用；在进行螺栓连接，当螺栓连接达到所需的预紧力值时，挡板和/或挡块被第二螺杆的凸起部破坏，挡板脱离螺母本体而掉落。
2.根据权利要求1所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述挡块为环状挡圈，且所述环状挡圈与所述螺纹孔共轴。
3.根据权利要求2所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述环状挡圈中心的中空部分为圆柱体或圆台。
4.根据权利要求3所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述挡板为圆柱形挡板，所述圆柱形挡板的直径小于所述螺纹孔的直径，且大于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径。
5.根据权利要求3所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述挡板为圆台形挡板，所述圆台形挡板的尺寸与所述环状挡圈中心中空部分的圆台的尺寸相同。
6.根据权利要求3所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述挡板为阶梯形挡板，所述阶梯形挡板包括第一阶梯和第二阶梯，其中，所述第一阶梯和所述第二阶梯分别为圆柱体或圆台，第一阶梯与第二阶梯连接在一起并共轴，第一阶梯的最大直径小于或等于螺纹孔的直径，第二阶梯的最大直径小于第一阶梯的最小直径，第二阶梯最小直径小于或等于所述环状挡圈中心中空部分的最小直径。
7.根据权利要求6所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述阶梯形挡板上设置有凹槽，所述凹槽开设在所述第一阶梯的表面上，凹槽的直径大于第二螺杆上凸起部的直径。
8.根据权利要求7所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述凹槽采用的是圆柱形凹槽或圆台形凹槽。
9.根据权利要求8所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述阶梯形挡板采用冲压工艺在所述圆柱形挡板上冲压出凹槽，所述凹槽为球冠形凹槽或椭圆形凹槽。
10.根据权利要求7-9任一所述的组合式定扭矩螺母，其特征在于，所述凹槽的底面上和/或所述第二阶梯的表面上设置有环形槽口，所述环形槽口与所述第二螺杆上凸起部的端面相对应。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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