CN108240391A - 一种不松动的螺丝 - Google Patents

Abstract

一种不会松动的螺丝，特别是一种在正常使用条件下，不会因高转速，强烈振动、高温、低温及非直接破坏性作用而自行松动脱落的特种螺丝。该螺丝由一个五段式螺杆、一个头部垫片、一个尾部垫片、一个内螺母、一个双联锁片、一个外螺母垫片，一个外螺母，一个塑胶护套，2个护套卡环共十个组件组合而成。该螺丝的五段式螺杆由螺杆头、无螺纹段、内螺纹段、过渡段、外螺纹段共五段构成。该螺丝可使用在高转速、强振动及各种极端条件下工作的各种设备上，而不会松动脱落，可保护各种特殊设备的高可靠性和长寿命。

Description

一种不松动的螺丝

技术领域：

本发明涉及一种特种螺丝，特别是一种不会松动的螺丝。即在正常使用条件下，不会因高速转动，强烈振动、高温(在其金属保持机械强度的高温下)、低温(在其金属保持机械强度的低温内)及非直接破坏作用下，而自行松动脱落的螺丝。

背景技术：

螺丝是人类科技发展中的一项伟大发明。时至今日，在所有的工业制造的产品及生产设备中没有不使用螺丝的。其使用的普遍性无处不在，一直被称为标准件。螺丝结构简单，使用方便，在各种结构体中起着连接和紧固作用。随着生产的发展，许多新型的大型设备、重型设备及在极端特殊环境下使用的特种设备，面临着高转速，强振动、高低温变化等复杂的使用条件与环境条件。对此，普通的螺丝已不能胜任高可靠性、长寿命的使用要求。其突出的问题是，在这些特殊条件下，普通螺丝会发生自行松动、直至脱落。这种问题，轻则影响设备正常使用，重则造成重大安全事故。对此，人们进行了大量的探索和研发，制造出多种类型的不松动螺丝和防脱落螺母。最著名的是日本的哈德洛克螺丝，一直称为永不松动的螺丝。该螺丝设计新颖、质量可靠，在全球高端螺丝市场上独占鳌头。但其制作复杂，价格昂贵，特别是在内外两个凸凹螺母的楔型卡咬中存在一个偏心度，这个主要靠经验来掌握，有点只可意会不可言传的意思。多年来，全球无数的模仿者无一成功。现在我国高铁上使用的安全螺丝基本都是高价进口的这种螺丝。再是美国航天署研发的防松动螺丝，这种螺丝在内外两个螺母之间，设计了两个齿形摩擦片，利用摩擦片上的齿纹增加摩擦力来防止螺母松动。使用效果比不上日本的哈德洛克螺丝，摩擦片上齿纹制作较为麻烦。还有中国台湾制作的防松螺母，其设计了一个带齿形锁片和一个卡圈配合，效果一般，结构上复杂。国内也研发了多种放松类型的螺母，主要有放松螺母、弹簧垫圈、对冲螺母、尼龙螺母、金属预应力螺母被称为螺母连接的五大放松技术。这些螺母在中等强度的严苛条件下也可使用。但在高强度的严苛条件下，均达不到日本的哈德洛克螺丝的效果。在我国的高铁设备上至今没有使用。总之，国内制造的防松螺丝与哈德洛克还有相当的差距。

我国制造业规模庞大，大量工业设备都在升级换代，对高可靠性的长寿命安全螺丝需求很大，长期大量的依赖进口严重制约着我国工业的发展步伐。研发结构先进质量可靠的不松动螺丝是一项当务之急。

发明内容：

本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种不会松动的螺丝，特别是在高转速、强振动、高低温变化等严苛复杂的使用条件下，能满足机械设备高可靠性、长寿命运行的不会自行松动的特种螺丝。为了达到上述目的，本发明提供了一种结构简单、造价较低而防松动效果比较理想的不松动螺丝。本发明所提供的不松动螺丝由一个五段式螺杆、一个头部垫片、一个尾部垫片、一个内螺母、一个双联锁片、一个外螺母垫片，一个外螺母，一个塑胶护套，2个护套卡环，共十个组件组合而成。

五段式螺杆由螺杆头部、螺杆的无螺纹段、内螺纹段、过度段、外螺纹段共五段构成。螺杆头部根据客户的需求来设计制造。可以制作为四角形、六角形、内角形、沉头形、平圆头各种螺丝头，以满足客户的不同需求。螺杆的无螺纹段，在螺丝的使用中，它是在被连接紧固的物体螺孔中承受紧固力的主体部分，此段螺杆不需要螺纹，将其制作成光面，可减少制作加工的工作量，亦可保持其机械强度。若在长期而强烈的机械震动中，可减少螺杆与螺孔的相互磨损。螺杆的内螺纹段是安装内螺母的紧固段。螺纹为反丝或正丝。因为内螺纹段的螺纹与外螺纹段的螺纹是互为相反的。若内螺纹段设计为反丝，外螺纹段的螺纹必然是正丝，反之亦然。内螺纹段的外直径与无螺纹段的螺杆直径一致。螺杆上的过度段是内螺纹段向外螺纹段变径的一个过度段，也是安装双联锁片的位置，其长度与双联锁片的厚度一致，过度段没有螺纹保持光面，断面圆形或多角棱形。螺杆上的外螺纹段是螺杆尾部的最后一段，也是安装外螺母的紧固段。螺纹为正丝或反丝。与内螺纹段的螺纹互为相反。其外直径比内螺纹段的外直径缩小1-6毫米，应以内螺母无阻碍穿过外螺纹段为宜。为增加螺丝的稳固性，设计了头部垫片和尾部垫片，两个垫片的规格是相同的。其外圆直径应大于螺丝头与螺母直径6-20毫米，厚度1～5毫米。内螺母是第一道紧固螺母，内螺母的螺纹与内螺纹段的螺纹相配合。外螺母是第二道紧固螺母，在防松动中发挥着重要作用。外螺母的螺纹与外螺纹段的螺纹相配合，内螺母与外螺母的螺纹互为相反。双联锁片是螺丝中的一个特殊组件。它结构简单、体积较小，但在螺丝防松动中发挥着关键所用。它是一个圆形金属片，厚度1-5毫米。中心孔是圆形或多角棱形，中孔的型状和大小与螺杆过度段的型状和大小相配合，外圆直径大于内螺母外圆直径6～20毫米。在双联锁片上，从外圆边沿到螺母外圆线，有6-12条分割缺口，将双联锁片的外半部分分割为6-12条环其一周的放射状舌状小锁片。为了进一步提高不松动螺丝的可靠性，双联锁片还可制作成双层双联锁片，双层双联锁片是两个单层双联锁片的结合，在中孔周围将两个单层锁片结合在一起，而锁片边沿的舌状小锁片仍保持分离的双层状态。双层双联锁片朝向内螺母的锁片称为内锁片，朝向外螺母的锁片称为外锁片。双层双联锁片的内锁片还可制作成内多角套盖型。

本发明的不松动螺丝的使用方法较为简单，与现在通常使用的螺丝差别不大。首先在螺杆上穿上头部垫片，将螺杆穿过被紧固物体的螺孔，再依次安装尾部垫片、内螺母、双联锁片、外螺母垫片，外螺母。安装紧固后将双联锁片外部边沿上的舌状小锁片，相互间隔的选取一半，也就是隔一选一，如果12个舌状小锁片，就间隔选六。向内螺母的外圆棱面折弯，包卡在内螺母的外圆棱面上。一周选六个舌状小锁片，包卡在内螺母一周的六个棱面上。再将另外六个舌状小锁片向外螺母的外圆棱面上折弯，包卡在外螺母一周的六个棱面上。这样双联锁片上的12个舌状小锁片，一个向内包卡在内螺母上，一个向外包卡在外螺母上，再一个向内包卡在内螺母上，再一个向外包卡在外螺母上，环其一周。这样就将内螺母和外螺母连接为一体。在使用中，从不松动螺丝紧固的整个系统来说，螺丝本身是不会再松动的。而对大型设备，可达到长期在高强度的机械振动中工作及地下工程、水下工程、海洋工程要求更高的安全性，可靠性和长寿命。为了进一步提高不松动螺丝的可靠性，本发明还设计了双层双联锁片。所述的双层双联锁片是由两个单层双联锁片结合而成，基本形状与尺寸和单片双联锁片一样。将两个单层双联锁片在中孔周围通过焊接、铆接或卡接等工艺，使两个单层双联锁片在中孔周围结合为一体，而在其外沿的舌状小锁片仍保持分离的双层状态。双层双联锁片朝向内螺母的一面称为内锁片，朝向外螺母的一面称为外锁片，使用时内锁片上的舌状小锁片全部包卡在内螺母上，而外锁片上的舌状小锁片全部包卡在外螺母上，增强了螺丝的可靠性和耐久性。双层双联锁片中心孔为圆形或多角形，内锁片也可以做成与螺母相配套的内多角套盖型，这种双层双联锁片安装时，比如先安装好六角内螺母，再将内六角套盖型内锁片套在内螺母上，在安装外螺母，紧固后，将外锁片上的舌状小锁片全部包卡在外螺母上。

本发明不松动的螺丝还可应用在无螺母单向紧固的螺杆上，如发动机缸盖紧固螺丝。可先在紧固螺丝孔口上制作一个六角螺母型凸起，或在螺丝孔上焊接一个六角螺母坯件，再从螺母上开始攻丝，一直到螺孔底部，安装时先将内六角套盖型内锁片套再六角螺母上，再安装紧固螺杆，紧固后，将外锁片上的舌状小锁片全部包卡在螺杆头部的六方上。本发明一种不松动的螺丝还可应用在多种类型的螺纹连接的管道接头上。

附图说明：

图1、不松动螺丝结构、组件示意图

1.螺杆 2、螺杆头部 3、螺杆无螺纹段 4、螺杆内螺纹段 5、过渡段 6、螺杆外螺纹段 7、头部垫片 8、尾部垫片 9、内螺母 10双联锁片 11、外螺母垫片 12、外螺母。塑胶护套和护套卡环没有显示。

图2、单片双联锁片示意图

13、单层双联锁片 14、舌状小锁片 15、中孔 16、分割缺口

图3、内多角套盖型双层双联锁片示意图

17、内锁片 18、内套盖 19、外锁片 20、舌状小锁片 15、中孔 21、联结点

图4、在发动机缸盖上使用不松动螺丝示意图

1、发动机缸体 2、发动机缸盖 3、螺母型凸起 4、套盖型锁片 5、平锁片 6、垫片7、螺杆头部 8、螺杆

图5、在双接头管道螺纹连接的管道接头上应用不松动螺丝示意图

1、双接头管道接头 2、接头中部外六方体 3、管道A 4、A管口外六方 5、管道B 6、B管口外六方 7、套盖型锁片 8、平锁片 9、锁片连接点

图6、在单接头螺纹连接的管道接头上应用不松动螺丝示意图

1、管道A 2、管接头外六方 3、螺纹接头 4、管道壁 5、管口法兰 6、螺纹套环 7、套盖型锁片 8、平锁片 9、锁片连接点

具体实施方式：

下边通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，本发明是一种不松动的螺丝，由1螺杆、7头部垫片、8尾部垫片、9内螺母、10双联锁片、11外螺母垫片、12外螺母及塑胶护套，护套卡环2个共十个组件组合而成。

本发明是一种不松动的螺丝，其螺杆由2螺杆头部、3无螺纹段、4内螺纹段、5过渡段、6外螺纹段共五段构成。

如图2所示，本发明一种不松动的螺丝的13单层双联锁片，14舌状小锁片 16分割缺口 15中孔

如图3所示，双层双联锁片17 内锁片18 内套盖19 外锁片也称平锁片14 舌状小锁片20联结点

在地铁工程的钢构件中，要求钢结构的安全性极高，因为巡视检查的难度很大，必须保证设施的高可靠性与长寿命，在较强的机械振动的工作环境中，普通螺丝无法满足工程要求，因此决定使用不松动螺丝，该项工程所使用的不松动螺丝先从螺丝包装袋内取出全部螺丝组件，他们是：

1、螺杆 7头部垫片 8尾部垫片 9、内螺母 10、双联锁片 11、外螺母垫片 12、外螺母 及塑胶护套、护套卡子(2个)共十个组件。

首先拿出1螺杆，将7头部垫片穿到1螺杆上，把1螺杆穿入需要连接紧固物体的对应螺孔内。1螺杆穿过螺孔，再将8尾部垫片穿到1螺杆上，再将9内螺母安装到1螺杆上，旋到规定的紧度。再将10双联锁片穿到1螺杆上，再将11外螺母垫片穿到1螺杆上，再安装12外螺母。内外螺母不仅要旋到规定的紧度，还要旋到符合安装要求的位置。之后，将13双联锁片上的14舌状小锁片正对9内螺母外圆棱面的舌状小锁片朝向9内螺母的外圆棱面弯曲，包卡在9内螺母外圆棱面上。再将13双联锁片上余下的舌状小锁片向12外螺母的外圆棱面弯曲，包卡在12外螺母的外圆棱面上。最后，将螺杆的塑胶护套安装到螺母上，将12外螺母和11内螺母全部套住，然后安上两个护套卡环，并将螺丝的外露部分和塑胶护套与金属结构体接触的缝隙全部涂上防水油膏即完成一套不松动螺丝的安装。

实施例2：

在大型铁路桥梁上使用不会松动的螺丝。大型铁路桥梁对安全性的要求很高，火车驶过时对桥梁的振动很大，它又是大型户外设施，各种自然环境条件对其都有极大的不利影响。为了达到高可靠性和长寿命的要求，选用不会松动的螺丝，特别是双层双联锁片的套盖型内锁片类型，配套选用过渡段为六方棱型的螺杆。安装时前面与实施例1相同，当把内螺母旋到紧固时，内螺母的角与过渡段的角要对齐。将内套盖型的双层双联锁片安装上，套盖要完全套在内螺母上。同时，锁片的内六方孔要准确的套在过渡段的六方棱柱上。后续工艺同实施例1。

实施例3：

在发送机缸盖上，安装不松动螺丝。发送机长期在很强的振动状态下工作，气缸盖的紧固螺丝是一个关键零件。现选用不松动的螺丝，发动机缸盖的紧固形式很特殊。所用螺杆尾部完全旋进缸体里，没有螺母，仅靠螺杆头部紧固。因此，使用不松动螺丝先要在缸盖上的螺孔位置上增加一个螺母型凸起，或将一个螺母坯件先焊在缸盖孔口上，再从螺母上攻丝，直到螺孔底部。安装时选用圆形中孔的内套盖型双层双联锁片。先将锁片套在孔口的螺母型凸起上，再安装螺杆。螺杆安装紧固后将外锁片上的舌状小锁片向螺杆头部折弯。全部小锁片包卡在螺杆头部。

Claims (8)

1.本发明提供了一种不松动的螺丝，其特征是：这种不松动的螺丝由一个五段式螺杆、一个头部垫片、一个尾部垫片、一个内螺母、一个双联锁片、一个外螺母垫片、一个外螺母，一个塑胶护套，2个护套卡环共10个组件组合而成。

2.根据权利要求1所述的一种不松动的螺丝，其特征是：五段式螺杆由螺杆头部，螺杆上的无螺纹段，内螺纹段，过度段，外螺纹段共五段构成，螺杆头部可制作成四角型，六角型，沉头型，平圆头型多种形状，无螺纹段直径与内螺纹段外直径相同，内螺纹段的螺纹为正丝或反丝，外螺纹段的螺纹为反丝或正丝，即内螺纹段的螺纹与外螺纹段的螺纹互为相反，外螺纹段的外直径比内螺纹段的外直径小1-10毫米，过度段是内螺纹段向外螺纹段的变径段，是安装双联锁片的位置，横断面圆形或多角棱形，长度与双联锁片的厚度一致。

3.根据权利要求1所述的一种不松动的螺丝，其特征是：内螺母与内螺纹段的螺纹相配合，外螺母与外螺纹段螺纹相配合，内螺母螺纹与外螺母螺纹互为相反。

4.根据权利要求1所述的一种不松动的螺丝，其特征是：双联锁片是一个圆形金属片，厚度1-5毫米，外圆直径大与内螺母外直径10-20毫米，中心孔的形状和大小与螺杆过度段的形状和大小相配合，双联锁片从外圆边沿到外螺母外圆线有6-12个分割缺口，将双联锁片的外半部分分割为6-12个环其一周的舌状小锁片，双联锁片还可制成双层双联锁片，双层双联锁片在中孔周围结合为一体，舌状小锁片保持分离的双层状态，双层双联锁片朝向内螺母的锁片为内锁片，朝向外螺母的锁片为外锁片，内锁片还可制成内多角套盖型。

5.根据权利要求1所述的一种不松动螺丝，其特征是：该螺丝使用安装时，首先在螺杆上穿上头部垫片，再将螺杆穿过被紧固的物体螺孔，再依次安装尾部垫片、内螺母、双联锁片、外螺母垫片、外螺母，安装紧固后，将双联锁片外缘上的舌状小锁片间隔选取半数向内螺母折弯，包卡在内螺母上，将其余的间隔半数的舌状小锁片向外螺母折弯，包卡在外螺母上，使用双层双联锁片时，内锁片上的舌状小锁片全部包卡到内螺母上，外锁片上的舌状小锁片全部包卡到外螺母上，使用内多角套盖型内锁片的，安装锁片时，将内锁片套在内螺母上，再安装外螺母，紧固后，将外锁片上的舌状小锁片全部包卡到外螺母上。

6.根据权利要求1所述的一种不松动的螺丝，其特征是：在无螺母单向紧固螺杆(如发动机缸盖紧固螺杆)上实现不松动螺丝的技术方案是，先要在发动机缸盖上的紧固螺孔位置上增加一个六角螺母型凸起，或将一个六角螺母坯件焊在紧固螺丝的螺孔口上，再从螺母上攻丝，直到孔口底部，安装时选用圆形中孔的内多角套盖型内锁片的双层双联锁片，先将内多角套盖型内锁片套在螺母型凸起上，再安装螺杆，螺杆安装紧固后，将外锁片上的舌状小锁片向螺杆头部折弯，全部包卡在螺杆头部。

7.根据权利要求1所述的一种不松动的螺丝，其特征是；在双接头螺纹连接的管道接头上应用不松动螺丝技术，双接头管道接头的两头螺纹相反，即互为反方向旋转，管道接头中部有一外六方环体，两条管道的管口上有外六方法兰，六方法兰与接头上的六方环体大小相同，管道连接时，先将接头的A端与A管连接，A管的六方法兰和接头的六方环体要棱角对齐，再将内锁片为内六方套盖型的双层双联锁片从接头B端套入，套盖套在接头的六方环体上，一直把A管六方法兰也全部套住，再将B管从接头B端安装，安装紧固后将平锁片上的舌状小锁片向B管六方法兰折弯，全部包卡在B管六方法兰上。

8.根据权利要求1所述的一种不松动的螺丝，其特征是；在单接头螺纹连接的管道接头上应用不松动螺丝技术，在A管接头的螺纹之后有一个外六方环体，在B管的管口处，有一法兰，法兰上有螺纹套环，螺纹套环向A管的口部有一外六方环体，安装时将内锁片为内六方套盖型的双层双联锁片，先安装在A管接头的外六方环体上，再将B管的螺纹套环从A管的螺纹管口旋转安装，直到将B管安装紧固后，最后将平锁片上的舌状小锁片，向B管螺纹套环上的外六方环体折弯，全部包卡在B管螺纹套环的六方环体上。