CN109099045A - 防松锁固型螺钉 - Google Patents
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Abstract
本发明属于紧固螺钉领域，涉及一种防松锁固型螺钉。它解决了现有技术中螺钉受外力容易松动的技术问题。它包括动力头部，动力头部下方依次设置有一体成型有扩压部和螺杆部，扩压部远离动力头部的一侧外沿向中心螺杆部凹陷。与现有的技术相比，本发明的优点在于利用不锈钢冷却后收缩拉紧扩压部抵靠在被连接件表面并使止退尖齿压嵌在被连接件表面中形成双重防松。
Description
技术领域
本发明属于紧固螺钉技术领域，尤其是涉及一种防松锁固型螺钉。
背景技术
门窗、幕墙的受力支撑主材以及高强度和高阻尼力的T6铝材，或者是强度为345-600MPa的碳钢型材，所使用的紧固螺钉需要在淬火后才能满足挤牙强度在1000MP以上紧固条件，而在幕墙规范中，所要求的紧固件为不锈钢材质，通常指定为304、316等不锈钢材质，但不锈钢材质不易于通过冷作硬化的方式提升较高强度。
在幕墙安装规范中，规定不能使用自攻螺钉，因自攻螺钉在自攻螺纹时容易在扭力作用下拧断，在现有技术中，通常采用在支撑材料上先制作固定孔，再通过螺钉挤牙形成螺纹连接，而在风动波频率作用下导致螺纹松动，出现幕墙板掉落的安全隐患，且在采用电动工具或气动工具时，因挤牙到尽头出现巨大扭力而缺乏缓冲，容易将工具甩出，伤害使用者，存在巨大的安全隐患或导致工具本体翻转，众所周知，在此情形下，安装人员在自身用力于电动或气动工具的带动下极易扭伤手腕，且出现螺钉应力导致断裂比例较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种防松锁固型螺钉。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本防松锁固型螺钉，包括动力头部，所述的动力头部下方依次设置有一体成型有扩压部和螺杆部，所述的扩压部远离动力头部的一侧外沿向中心螺杆部凹陷。
在上述的防松锁固型螺钉中，扩压部为环形的扩压圈，所述的扩压部为环形的扩压圈，所述的扩压圈外沿向螺杆部方向形成弹性穹状薄环。
在上述的防松锁固型螺钉中，扩压部外围靠近螺杆部的一侧设置有向螺杆部方向突起止退结构。
在上述的防松锁固型螺钉中，止退结构包括若干个向螺杆部方向突起的止退尖齿。
在上述的防松锁固型螺钉中，止退尖齿均匀的分布在扩压部上。
在上述的防松锁固型螺钉中，止退尖齿倒转侧高于顺转侧。
在上述的防松锁固型螺钉中，螺杆部截面呈多边形，且在各角设置有对固定孔产生挤出螺牙的第一螺纹段和在各边设置有弧形的第二螺纹段。
在上述的防松锁固型螺钉中，第一螺纹段弧度小于第二螺纹段，所述的第一螺纹段强度大于第二螺纹段。
在上述的防松锁固型螺钉中，螺杆部截面呈正三角弧形，且在各角设置有同心的用于挤出固定孔螺牙的第一螺纹段和在个边设置有处于第一螺纹段所组成的圆的内侧的第二螺纹段。
在上述的防松锁固型螺钉中，螺杆部远离扩压部的一端设置有锥形的尾部，所述的第一螺纹段和第二螺纹段贯通尾部。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1.动力头部底面设置有具有弹性的扩压部，防止在螺接完成后，螺钉在外力影响下出现松动，导致连接失效出现安全问题。
2.扩压部与被连接件接触时发生弹性形变，产生随着螺杆部的继续深入而变大压力，即提供了随螺杆部深入而变大的反托力，使工具安全减速，防止电动或气动工具甩出或突然翻转。
3.扩压部底面设置止退结构，在螺钉高速拧入发热量冷却后，螺钉发生收缩，止退结构压嵌入被连接件表面或防转纹中，与扩压部形成双重锁固，进一步防止螺钉松动。并在穹状薄环弹簧的剩余弹性余量作用下，有效防止冷却收缩作用下的应力崩断。
4.螺杆部设置有有对固定孔产生挤出螺牙的第一螺纹段，在螺钉拧入固定孔时在孔壁上自动挤牙，无需攻牙，只需采用电动或气动扳手安装，降低劳动强度，结构简单，制造成本低。
附图说明
图1是本发明提供的实施例一的结构示意图。
图2是本发明提供的实施例一的仰视图。
图3是本发明提供的实施例一的剖视图。
图4是本发明提供的实施例二的结构示意图。
图5是本发明提供的实施例三的结构示意图。
图6是本发明提供的实施例四的结构示意图。
图中，动力头部1、扩压部2、螺杆部3、扩压圈4、止退结构5、止退尖齿6、第一螺纹段7、第二螺纹段8、尾部9、止退条11。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
如图1-2所示，本防松锁固型螺钉，包括动力头部1，所述的动力头部1下方依次设置有一体成型有扩压部2和螺杆部3，所述的扩压部2远离动力头部1的一侧外沿向中心螺杆部3凹陷。安装者利用气动或电动扳手通过动力头部1将螺杆部3拧入基材，当扩压部2接触到被连接件表面或其表面的防转纹时，扩压部2受螺纹深入的拉力和被连接件的反作用力开始形变，即产生朝向被连接件的弹力，且随着螺杆部3的进一步深入，弹性形变增大，弹性压力增大，扩压部2于被连接件之间的反拖力逐渐增大，使电动或气动工具安全减速，防止电动或气动工具甩出造成安装人员受伤，或者电动或气动工具本体突然反转，与安装者原握持力同向，造成安装者手腕受伤。
本领域技术人员应当知晓，动力头部1可根据设计需要，设计成外六角、内六角、十字、一字等螺丝刀、扳手及其他工具适用形状，为本领域常规技术，在此就不再赘述。
优选地，扩压部2为环形的扩压圈4，所述的扩压圈4外沿向螺杆部3方向弯曲形成弹性穹状薄环弹簧。冷墩时，采用多道功位从厚至薄，从而使弹性穹状薄环达到高于螺钉其它部位强度，而不发生冲棒断或裂。例如，采用316不锈钢材质制成70级(700MPa)螺钉，其弹性穹状薄环达1000-1250MPa。又例如304不锈钢80级M6螺钉，在采用电动螺丝刀安装时，通过测试其挤牙拧入的扭矩为7.5N﹒m，而在扩压部开始形变时逐渐上升至9.8N﹒m，扩压部从外向内延展趋平，电动螺丝刀在阻力上升的过程中，安全减速至停止，有效防止电动工具因骤停而甩出或者反转。优选地，扩压圈4的厚度为0.5mm-2mm，本领域技术人员应当知晓，螺杆部3的公称直径越大，所适配的扩压圈厚度越大。
优选地，扩压部2外围靠近螺杆部3的一侧设置有止退结构5。采用电动或气动工具将螺杆部3高速旋入固定孔，螺杆部3于固定孔孔壁发生挤牙，安装完毕后，温度迅速下降，线膨胀变化形成锁固。以304不锈钢80级M8螺钉、被连接件铝材厚度28mm、固定件铝材孔深10mm为例，剧烈摩擦升高固定孔中温度，根据检测，固定孔中温度可达到175℃，螺杆部温度可达到135℃，安装完毕后，温度迅速下降，不锈钢材料线膨胀系数α1＝1.8×10-5，铝材料线膨胀系数α2＝2.35×10-5，扩压部产生的收缩锁紧量x＝28×135×α1+10×175×α2＝0.11mm。因不锈钢硬度约在1000-1250MPa，大于铝材，包括常规碳钢，即止退结构5压嵌入被连接件表面0.11mm，有效起到防松作用。
优选地，止退结构5包括若干个向螺杆部3方向突起的止退尖齿6，止退尖齿6高度为0.3mm到0.6mm，在较高强度的作用下，确保在冷却后，止退尖齿6能有效压嵌入被连接件表面。止退尖齿6均匀的分布在扩压部2上，有利于止退尖齿6作用于被连接件表面的咬合力均匀防止应力集中。止退尖齿6倒转侧高于顺转侧。确保在顺转拧入固定孔时，止退尖齿6能顺利通过被连接件表面或被连接件表面的防松纹，拧紧后被止退尖齿6压嵌形成的咬合槽阻碍止退尖齿6反向转动，起到螺杆部3防松作用。
更优选地，螺杆部3截面呈正三角不等边弧形，且在各角设置有同心的用于挤出固定孔螺牙的第一螺纹段7和在个边设置有处于第一螺纹段7所组成的圆的内侧的第二螺纹段8。第一螺纹段7弧度小于第二螺纹段8，利用电动或气动工具使螺杆部旋转，通过第一螺纹段7于固定孔发生挤压形成螺牙，且减小螺纹挤牙受力面积，增大挤牙压强，使得挤牙更为省力，提高挤牙效率和挤牙稳定性。所述的第一螺纹段7强度大于第二螺纹段8，确保挤牙成型，防止螺杆部螺纹损坏导致挤牙失败。
更优选地，螺杆部3远离扩压部2的一端设置有锥形的尾部9，所述的第一螺纹段7和第二螺纹段8贯通尾部9。
实施例二
实施例二的基本原理于实施例一基本相同，不同点在于，如图4所示，扩压部2为若干条以螺杆部3为中心呈放射状排布扩压条10，所述的扩压条10外沿向靠近螺杆部3的方向弯曲呈伞骨状，当电动或气动工具将螺杆部3拧入固定孔，当扩压条10与被连接件表面接触时，扩压条10发生弹性形变产生弹性力，且随螺杆部3深入与被连接件产生的压力和反拖力变大，使电动或气动工具安全减速，当停止转动且冷却后，螺杆部3收缩拉动扩压条10卡入被连接件表面的花键状防松槽纹中。
优选地，扩压条10靠近螺杆部3的一侧，顺转侧高于逆转侧且顺转侧设置有圆弧倒角。确保在顺转拧入固定孔时，扩压条10能顺利通过被连接件表面的花键式防松槽纹，拧紧后花键槽纹能有效的阻碍扩压条10反向转动，起到螺杆部3防松作用。
实施例三
实施例三的基本原理与实施例一基本相同，不同点在于，如图5所示，所述的止退结构5包括若干条向螺杆部3方向突起止退条11，止退条11在螺杆部3冷却收缩后压嵌如被连接件表面，实现与扩压部2的双重锁定。优选地，止退条11倒转侧高于顺转侧，确保在顺转拧入固定孔时，止退条11能顺利通过被连接件表面或被连接件表面的防松纹，拧紧后被止退条11压嵌形成的咬合槽阻碍止退条11反向转动，起到螺杆部3防松作用。更优选地，止退条截面呈三角形且在倒转侧呈锐角，有利于在螺杆部2冷却收缩时，止退条压嵌入被连接件表面。
实施例四
实施例四的基本原理与实施例一基本相同，不同点在于，如图6所示，螺杆部3截面呈正四边形，且在各角设置有同心的用于挤出固定孔螺牙的第一螺纹段7和在个边设置有处于第一螺纹段7所组成的圆的内侧的第二螺纹段8。第一螺纹段7弧度小于第二螺纹段8，利用电动或气动工具使螺杆部旋转，通过第一螺纹段7于固定孔发生挤压形成螺牙，且减小螺纹挤牙受力面积，增大挤牙压强，使得挤牙更为省力，提高挤牙效率和挤牙稳定性。所述的第一螺纹段7强度大于第二螺纹段8，确保挤牙成型，防止螺杆部螺纹损坏导致挤牙失败。本领域技术人员可以从本实施例得到技术启示，螺杆部3截面还可以呈正五边形等多变形。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了动力头部1扩压部2螺杆部3扩压圈4止退结构5止退尖齿6第一螺纹段7第二螺纹段8尾部9、止退条11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种防松锁固型螺钉，包括动力头部(1)，其特征在于，所述的动力头部(1)下方依次设置有一体成型有扩压部(2)和螺杆部(3)，所述的扩压部(2)远离动力头部(1)的一侧外沿向中心螺杆部(3)凹陷。
2.根据权利要求1所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的扩压部(2)为环形的扩压圈(4)，所述的扩压圈(4)外沿向螺杆部(3)方向形成弹性穹状薄环。
3.根据权利要求1所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的扩压部(2)外围靠近螺杆部(3)的一侧设置有向螺杆部(3)方向突起止退结构(5)。
4.根据权利要求3所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的止退结构(5)包括若干个向螺杆部(3)方向突起的止退尖齿(6)。
5.根据权利要求4所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的止退尖齿(6)均匀的分布在扩压部(2)上。
6.根据权利要求5所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的止退尖齿(6)倒转侧高于顺转侧。
7.根据权利要求1所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的螺杆部(3)截面呈多边形，且在各角设置有对固定孔产生挤出螺牙的第一螺纹段(7)和在各边设置有弧形的第二螺纹段(8)。
8.根据权利要求7所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的第一螺纹段(7)弧度小于第二螺纹段(8)，所述的第一螺纹段(7)强度大于第二螺纹段(8)。
9.根据权利要求7所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的螺杆部(3)截面呈正三角形，且在各角设置有同心的用于挤出固定孔螺牙的第一螺纹段(7)和在个边设置有处于第一螺纹段(7)所组成的圆的内侧的第二螺纹段(8)。
10.根据权利要求9所述的防松锁固型螺钉，其特征在于，所述的螺杆部(3)远离扩压部(2)的一端设置有锥形的尾部(9)，所述的第一螺纹段(7)和第二螺纹段(8)贯通尾部(9)。
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