CN109296621A - 螺母防松结构及防松方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺母防松结构及防松方法，其中螺母防松结构，用于给定的大螺母在给定的螺杆或具有螺杆的部件上装配后的防松，记大螺母用于锁紧的一端端面为锁紧面，记另一端端面为背面，所述背面在给定的第一分度圆上均置有多个螺钉孔；提供一装设在大螺母背侧螺杆上的薄螺母，并使薄螺母与大螺母保持给定距离；薄螺母在给定的第二分度圆上均置有与螺钉孔一一对应的光孔；提供与螺钉孔一一对应的螺钉，该螺钉穿过相应光孔后与相应的螺纹孔配合，并使薄螺母产生变形。依据本发明的螺母防松结构防松可靠性好，且装配相对容易。

Description

螺母防松结构及防松方法

技术领域

本发明涉及一种螺母防松结构，本发明还涉及一种螺母防松方法。

背景技术

螺母作为紧固件，原则上所适配螺纹是自锁螺纹，自锁螺纹是螺纹副的压力角相对于摩擦角的余角较大时的螺纹，自锁螺纹不会因轴向力的存在而产生松脱，但螺纹应用的很多场合工况恶劣，螺纹副所受到的力不仅有轴向力还会有其他方向的力，由此可能会产生螺母的松脱。典型地，例如用于将铁轨压在枕木上的螺母，需要巡线员周期性的巡检，对产生松脱的螺母重新紧固，铁路上所使用的这种螺母松脱的原因主要来自列车运行时所产生的机械振动。

再如棉花加工领域中的打包机，如图1所示棉包在打包时的工作压力F可以达到400吨（图1中上下的箭头表示交变的工作压力F），工作压力F主要由打包机主压两侧的立柱承受，此处的立柱是图1中位于主压方管立柱2内的侧立柱和图中所示的主立柱5，侧立柱的上下两端各有一组螺母4，用于侧立柱与主压上横梁组件3及下横梁组件1间的装配，主立柱5的上下两端各有一组螺母6，用于主立柱5与预压横梁组件7及下横梁组件1间的装配。立柱两端的螺母4、螺母6做轴向定位锁紧。一些打包机的加工能力可达到45包/小时，主压两侧立柱就要在每小时承受45次的受力变化，受力形式是重载频繁交替，工作环境极其恶劣，因此，打包机立柱两端螺母4、螺母6非常容易产生松动，一旦螺母4、螺母6产生松动，会造成打包机工作不稳定，甚至是产生安全事故。

最常见的螺母4、螺母6的锁紧结构主要是在螺母4或螺母6锁紧后，在背一个螺母，称为背母，该种锁紧结构比较简单，但背母本身也是同样的螺纹连接，也会存在脱落的问题。

在一些实现中，直接将例如螺母4点焊在侧立柱上，该种结构可维护性比较差。

在一些实现中，在例如螺母4的侧面开顶丝孔，在螺母4锁紧后，通过顶丝孔使用顶丝将螺母4锁定在侧立柱上，顶丝也易于损伤螺纹，如果不对称设置，还会导致锁紧失衡。

中国专利文献CN106763086A公开了一种防松螺母，该防松螺母包括螺钉、防尘圈和螺母，其中，螺钉与螺母前侧端面的防松孔配合，用于锁紧螺母。螺母具有前后两段，前后两段件具有凹槽，凹槽使用防尘圈进行密封。在螺母旋入后，将螺钉拧入螺母前侧端面的防松孔中，螺钉拧紧过程中，当拧紧力到达一定程度，能够使螺母中的内外两凹槽之间的部分发生变形时，螺母内圈上前侧螺纹部分螺纹牙的左表面与连接螺栓螺纹牙的做表面压紧，螺母内圈上后侧螺纹部分螺纹牙的右表面与连接螺栓螺纹牙的右表面压紧，实现防松。该种结构由于需要加工内外凹槽，而内凹槽位于螺纹孔内侧壁上，加工难度大。并且为满足防松，需要配置防尘圈，以避免异物进入，不仅结构复杂，而且在交变应力下，防尘圈也易于损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防松可靠性好，且装配相对容易的螺母防松结构，本发明还提供了一种螺母防松方法。

依据本发明的实施例提供一种螺母防松结构，用于给定的大螺母在给定的螺杆或具有螺杆的部件上装配后的防松，记大螺母用于锁紧的一端端面为锁紧面，记另一端端面为背面，所述背面在给定的第一分度圆上均置有多个螺钉孔；

提供一装设在大螺母背侧螺杆上的薄螺母，并使薄螺母与大螺母保持给定距离；薄螺母在给定的第二分度圆上均置有与螺钉孔一一对应的光孔；

相应地，第一分度圆与第二分度圆半径相同；

提供与螺钉孔一一对应的螺钉，该螺钉穿过相应光孔后与相应的螺纹孔配合，并使薄螺母产生变形。

上述螺母防松结构，可选地，螺钉配有弹性垫圈和平垫圈。

可选地，薄螺母的变形量为2~4mm。

可选地，所述给定距离为6~8mm。

可选地，大螺母的侧面开有装配工艺槽。

可选地，大螺母的侧面还设有装配工艺孔，用于在装配时安装把手。

可选地，所述装配工艺孔为螺纹孔。

可选地，螺钉孔的个数为3个。

依据本发明的实施例，还提供了一种一种螺母防松方法，应用于前述螺母防松结构的装配，将大螺母在螺杆上拧到位；

在螺杆的大螺母背侧安装薄螺母，并使薄螺母上的光孔与大螺母上的螺钉孔对位；

在对位后的光孔和螺钉孔上穿设螺钉，预紧螺钉；

进一步旋紧螺钉，使薄螺母产生变形。

上述螺母防松方法，可选地，在预定的薄螺母变形范围内，分多次旋进螺钉；

相应地，在所有螺钉旋进相同行程段后，依次进行下一行程段的旋进。

依据本发明的实施例，在大螺母的背面开有螺钉孔，提供位于大螺母背侧的薄螺母，该薄螺母上开有光孔，在螺钉孔与光孔对位后，在光孔和螺钉孔上穿设螺钉，拧紧螺钉，然后进一步拧紧螺钉，使薄螺母产生变形，从而产生大螺母与螺杆螺纹间的锁合力，具有相对比较大的锁合力，不容易产生大螺母的松脱，防松可靠性相对比较好。该种结构装配工艺要求相对简单，而且依赖于薄螺母的变形实现防松，不会产生需要密封的结构，不容易失效。

附图说明

图1为一种棉花打包机机架结构示意图。

图2为一实施例中大螺母防松主视结构示意图。

图3为相应于图2的俯视结构示意图。

图4为一实施例中大螺母俯视结构示意图。

图5为一实施例中薄螺母俯视结构示意图。

图6为一实施例中薄螺母变形量最大时的应力分布图（有限元分析图）。

图中：1.下横梁组件，2.主压方管立柱，3.主压上横梁组件，4.螺母，5.中心立柱，6.螺母，7.预压横梁组件，8.预压立柱组件，9.立柱，10.螺杆，11.大螺母，12.薄螺母，13.螺钉，14.弹性垫圈，15.平垫圈，16.装配工艺孔，17.装配工艺槽，18.螺钉孔，19.凸部，20.螺纹孔，21.装配工艺槽，22.光孔，23.螺纹孔。

H.间隙。

具体实施方式

在本发明的实施例中，使用大螺母11统称例如螺母4、螺母6，表示被防松的对象，其中的“大”并无限定作用，只用来表示目标螺母。

对于薄螺母12，是相对于大螺母11的相对比较薄的螺母，在机械领域是锁紧螺母，锁紧螺母种类繁多，如GB/T 6182-2000 2型非金属嵌件六角锁紧螺母、GB/T 6183.1-2000非金属嵌件六角法兰面锁紧螺母、GB/T 6183.2-2000 非金属嵌件六角法兰面锁紧螺母-细牙、GB/T 6184-2000 1 型全金属六角锁紧螺母、GB/T 6185.1-2000 2型全金属六角锁紧螺母、GB/T 6185.2-2000 2型全金属六角锁紧螺母 细牙、GB/T 6186-2000 2型全金属六角锁紧螺母 9级、GB/T 6187.1-2000 全金属六角法兰面锁紧螺母、GB/T 6187.2-2000 全金属六角法兰面锁机螺母 细牙、GB/T 889.1-2000 1型非金属嵌件六角锁紧螺母、GB/T 889.2-2000 1型非金属嵌件六角锁紧螺母 细牙。在本发明的实施例中，所使用锁紧螺母采用金属材质的锁紧螺母，优选圆形锁紧螺母，如 GB/T 812-88锁紧圆螺母。

关于参考系，一般而言，例如常用的用于对目标螺母进行进一步锁紧的螺母会被称为背母，即安装在目标螺母背面的螺母。相应地，大螺母11用于锁紧的一端为正端，该端端面记为锁紧面，大螺母11另一端端面为背面，这是本领域的常规参考系。

关于螺母防松结构，由于打包机机架工况恶劣，防松典型性比较强，以打包机机架上的螺母4和螺母6为例进行说明。图2中的立柱9用于统称中心立柱5和位于主压方管立柱2内的侧立柱，大螺母11在该实施例中用于统称螺母4和螺母6。

立柱9的上下两端各有一段为螺杆10，用于安装大螺母11。

可以理解的是，立柱9只是配有大螺母11的典型部件，因此，其他需要防松的大螺母11均可使用该防松结构。

由于立柱9所使用大螺母11相对比较大，如大螺母11螺纹的小径可以达到Φ170mm，大螺母11端面有足够的空间开螺钉孔18。

大螺母11作为防松对象，其具有螺纹孔20，通过该螺纹孔20与立柱9上的螺杆10配合用于立柱9上梁件的锁紧。

在图4所示的结构中，在大螺母11的背面开有3个螺钉孔18，这三个螺钉孔18为盲孔，适配于打包机，所开锁定孔18为M12（单位：mm，以为未注单位均是mm））。

另提供一装设在大螺母11背侧螺杆10上的薄螺母12，在安装状态下，薄螺母12与大螺母11保持给定距离，即图2中所示的间隙H；薄螺母12在给定的第二分度圆上均置有与螺钉孔18一一对应的光孔22。

可以理解的是，受光孔22与螺钉孔18对位的限制，间隙H应是一个范围，在满足薄螺母12预定变形量的条件下，仍然能够满足光孔22与螺钉孔18对位的调整。

相应地，第一分度圆与第二分度圆半径相同。

薄螺母12适配于大螺母11，其个体也相对比较大，其采用如图5所示的圆螺母，中心孔为螺纹孔23，用于薄螺母12在螺杆10上的装配。薄螺母12上用于分度光孔22位置的分度圆直径为Φ240，外圆直径为Φ305，薄螺母12的厚度为10~10.5mm。

图5中，光孔22的分度值为120º，即光孔22的数量为3个，在装配时，所对应三个螺钉13对薄螺母12的施力均衡性容易控制，整体的装配操作相对容易。

从图2中可见，由于薄螺母12不需要锁紧，因此，其装配相对容易，不过在图5所示的结构中，薄螺母12的侧面还是开有装配工艺槽21，以方便薄螺母12的装配。

进一步地，螺钉13配有弹性垫圈14和平垫圈15，其中，弹性垫圈14介于螺钉头与平垫圈15之间，弹性垫圈14用于提高螺钉13的锁紧能力，平垫圈15用于减小对锁合面的损伤。

为获得良好的防松能力，薄螺母12的变形量控制在2~4mm，关于薄螺母12的变形量，在薄螺母12的厚度为10.5mm，用于排布光孔22的分度圆直径为Φ240，外圆直径为Φ305，螺纹孔23小径为Φ170mm的条件下，通过有限元分析来确定，以薄螺母12受力低于其易疲劳断裂的应力极限为基础。

进一步地，所述给定距离为6~8mm，适配前述的薄螺母12的变形量，薄螺母12具有足够的变形空间和安装到位的调整量，该调整量主要适配光孔22与螺钉孔18的对位。在光孔22在给定分度圆上的分度值为120º的条件下，调整量表示为转角时，所需要的最大调整转角为二分之一分度值，即60º。

在图4所示的结构中，大螺母12的侧面开有装配工艺槽17，用于大螺母12的装配锁紧。

此外，为了快速的进行大螺母12的装配，在大螺母12的侧面还设有装配工艺孔16，用于在装配时安装把手，通过把手可以快速的进行大螺母12的旋进，在大螺母12快速旋进到位后，拆除把手，然后再通过装配工艺槽17锁紧大螺母12。

装配工艺孔可以是光孔，也可以是螺纹孔，如果是光孔，把手为杆件，直接插入光孔，如果是螺纹孔，杆件具有螺纹段，通过螺纹连接与装配工艺孔适配连接。

关于大螺母11的防松工艺，先将大螺母11在螺杆10上拧到位，并锁紧。

进而，在螺杆10的大螺母11背侧安装薄螺母12，并使薄螺母12上的光孔22与大螺母11上的螺钉孔18对位。

在对位后的光孔22和螺钉孔18上穿设螺钉13，预紧螺钉13。

进一步旋紧螺钉13，使薄螺母12产生变形，达到预设的变形量。

进一步地，在预定的薄螺母11变形范围内，分多次旋进螺钉13。具体地，多次旋进螺钉13的旋进量不同，初期旋进量较大，后期旋进量较小，各螺钉13最终的旋进量相同。

例如，在预紧螺钉13后，第一次旋进时，每一螺钉13旋紧半圈，再一次旋进时，可以是150度，进而是90度、45度，依次类推。

相应地，在所有螺钉13旋进相同行程段后，依次进行下一行程段的旋进。

需要说明的是，关于薄螺母12的变形量，以螺钉13在预紧时进一步旋进的轴向量为基准，即前述的薄螺母12的变形量2~4mm，是螺钉13在预紧时进一步旋进的轴向量。

Claims (10)

1.一种螺母防松结构，用于给定的大螺母在给定的螺杆或具有螺杆的部件上装配后的防松，记大螺母用于锁紧的一端端面为锁紧面，记另一端端面为背面，其特征在于，所述背面在给定的第一分度圆上均置有多个螺钉孔；

提供一装设在大螺母背侧螺杆上的薄螺母，并使薄螺母与大螺母保持给定距离；薄螺母在给定的第二分度圆上均置有与螺钉孔一一对应的光孔；

相应地，第一分度圆与第二分度圆半径相同；

提供与螺钉孔一一对应的螺钉，该螺钉穿过相应光孔后与相应的螺纹孔配合，并使薄螺母产生变形。

2.根据权利要求1所述的螺母防松结构，其特征在于，螺钉配有弹性垫圈和平垫圈。

3.根据权利要求1所述的螺母防松结构，其特征在于，薄螺母的变形量为2~4mm。

4.根据权利要求3所述的螺母防松结构，其特征在于，所述给定距离为6~8mm。

5.根据权利要求1所述的螺母防松结构，其特征在于，大螺母的侧面开有装配工艺槽。

6.根据权利要求5所述的螺母防松结构，其特征在于，大螺母的侧面还设有装配工艺孔，用于在装配时安装把手。

7.根据权利要求6所述的螺母防松结构，其特征在于，所述装配工艺孔为螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的螺母防松结构，其特征在于，螺钉孔的个数为3个。

9.一种螺母防松方法，应用于权利要求1~8任一所述的螺母防松结构的装配，其特征在于，将大螺母在螺杆上拧到位；

在螺杆的大螺母背侧安装薄螺母，并使薄螺母上的光孔与大螺母上的螺钉孔对位；

在对位后的光孔和螺钉孔上穿设螺钉，预紧螺钉；

进一步旋紧螺钉，使薄螺母产生变形。

10.根据权利要求9所述的螺母防松方法，其特征在于，在预定的薄螺母变形范围内，分多次旋进螺钉；

相应地，在所有螺钉旋进相同行程段后，依次进行下一行程段的旋进。