CN109654107B - 一种自紧螺栓和自紧螺柱 - Google Patents

Abstract

一种自紧螺栓或自紧螺柱，该自紧螺栓包括：螺栓主体、螺栓头、拧紧部、螺纹结构。该自紧螺柱包括：螺柱主体、拧紧部、螺纹结构。拧紧部包括：外翘体、形变预张力缝。拧紧部由形变预张力缝分出多个外翘体。外翘体上带有螺纹结构。外翘体靠近螺栓头或螺柱主体一端的部分相互紧贴。外翘体远离螺栓头或螺柱主体一端的部分相互分离。本发明所提供的方案，自紧螺栓或自紧螺柱通过拧紧部上的外翘体，使得螺栓或螺柱在装入螺纹孔后，持续受到沿螺栓或螺柱在装入螺纹孔方向的力，从而达到在振动过程中，螺栓或螺柱越来越贴近螺纹孔的自紧效果，提高紧固装置的耐用度。

Description

一种自紧螺栓和自紧螺柱

技术领域

本发明涉及一种螺栓或螺柱，具体涉及一种自紧螺栓或自紧螺柱，属于通用机械技术领域。

背景技术

随着我国机械装置的蓬勃发展，很多机械装置中的机械机构的需要采用可更换的形式进行装配。而螺栓、螺母则是应用最为广泛的可拆卸紧固装置。可拆卸紧固装置的应用能够极大降低机械装置的生产难度，提高机械装置的修复效率。

在实际应用中，螺栓、螺母紧固装置的使用场景存在很多高频振动的工况，普通的螺栓、螺母装置在高频振动的工况下，特别是在高速铁路的高铁车体上的应用，会出现松脱的情况。其对生产施工造成极大的隐患。

为了解决这一技术问题，现有技术中，通常采用以下几种方式对螺栓、螺母紧固装置进行自锁。如：螺栓螺纹螺距缩短、双螺母配合自锁、弹簧垫片顶紧、螺母焊死、破坏螺母旋出螺纹等。实际使用情况表明螺栓螺纹螺距缩短、双螺母配合自锁、弹簧垫片顶紧，的确具有一定的锁紧功效，但当遇到振动频率高和工期长的工况时，螺栓螺母必将产生松动。而螺母焊死、破坏螺母旋出螺纹等方案，在遇到要拆卸机械装置时，需要先将螺母切去，再松脱螺栓，会极大影响工作效率，和造成不必要的浪费。

为此，如何能够提供一种自紧螺栓或者自紧螺柱，其在高频振动工况下，越振动越紧固，从而达到防止松动的效果。是现有技术人员的研究方向。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于通过在螺栓或螺柱拧紧部上的外翘体，使得螺栓或螺柱在旋入螺纹孔后，持续受到沿螺栓或螺柱装配入螺纹孔方向的力，从而达到在振动过程中，螺栓或螺柱越来越紧的自紧效果。本发明提供一种自紧螺栓或自紧螺柱，该自紧螺栓包括：螺栓主体、螺栓头、拧紧部、螺纹结构。该自紧螺柱包括：螺柱主体、拧紧部、螺纹结构。拧紧部包括：外翘体、形变预张力缝。拧紧部由形变预张力缝分出多个外翘体。外翘体上带有螺纹结构。外翘体靠近螺栓头或螺柱主体一端的部分相互紧贴。外翘体远离螺栓头或螺柱主体一端的部分相互分离。外翘体上靠近螺栓头或螺柱主体一端的螺纹结构的直径为D1或D3，外翘体上远离螺栓头或螺柱主体一端的螺纹结构的直径为D2或D4。D2＞D1或D4＞D3。外翘体上的螺纹结构的直径大小由一端的D1或D3向另一端的D2或D4逐渐变大过度。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种自紧螺栓：

一种自紧螺栓，该自紧螺栓包括：螺栓主体、螺栓头、拧紧部、螺纹结构；所述螺栓头设置于所述螺栓主体的一端；所述拧紧部设置于所述螺栓主体的另一端；所述螺纹结构设置于拧紧部的外表面上；所述拧紧部包括：外翘体、形变预张力缝；所述拧紧部由所述形变预张力缝分出多个所述外翘体；所述外翘体的外周设有螺纹结构；所述外翘体靠近所述螺栓头一端的部分相互紧贴；所述外翘体远离所述螺栓头一端的部分相互分离；所述外翘体上靠近所述螺栓头一端的螺纹结构的直径为D1，所述外翘体上远离所述螺栓头一端的螺纹结构的直径为D2；D2>D1；所述外翘体上的螺纹结构的直径大小由一端的D1向另一端的D2逐渐变大过度。

作为优选，所述拧紧部还包括：安装引导头，所述安装引导头设置于拧紧部的端面上；安装引导头与拧紧部同轴；安装引导头与所连接的外翘体一起由形变预张力缝分开；安装引导头分开后的直径为D5；D5≤D1。

作为优选，所述拧紧部还包括：扭力限位柱；扭力限位柱设置在拧紧部的中央位置，形变预张力缝设置在外翘体和扭力限位柱之间；所述外翘体聚拢后与扭力限位柱紧贴。

作为优选，所述扭力限位柱为多边形棱柱；更优选为正多边形棱柱。

作为优选，所述外翘体的轴线与拧紧部的中轴线处于同一平面内。

作为优选，所述外翘体的轴线绕拧紧部的中轴线呈螺旋形设置，外翘体的螺旋方向与螺纹结构的螺旋方向相反。

作为优选，螺纹结构的端部设有倒角。

作为优选，安装引导头的端部设有倒角。

作为优选，形变预张力缝的轴线为直线或曲线，形变预张力缝的宽度为0.01-50mm，优选为0.02-30mm，更优选为0.03-20mm；形变预张力缝的宽度由靠近所述螺栓头一端向远离所述螺栓头一端逐渐变宽。

作为优选，拧紧部由所述形变预张力缝分出2-10个所述外翘体，优选为3-8个所述外翘体，更优选为4-6个所述外翘体。

作为优选，所述拧紧部采用弹性钢材料。

作为优选，所述自紧螺栓采用弹性钢材料。

在第一种实施方案中，螺栓拧紧部上设置有外翘体。外翘体沿垂直螺栓中轴线截面圆的径向向外翘起。即外翘体的外端部相互分离，外翘体的内端部与螺栓主体连接。即D2＞D1。螺栓在使用时，螺栓旋入螺纹孔。外翘体在螺纹孔的作用下，向螺栓中轴线收拢，且外翘体仍处在翘起状态。同时，外翘体由于有恢复原形的运动趋势，即向外翘起的运动趋势。外翘体对螺纹孔产生作用力。外翘体对螺纹孔的作用力包括：沿垂直螺栓中轴线截面圆径向向外的分力和沿螺纹孔装入螺栓方向的力。在该自紧螺栓在使用过程中，螺纹孔所受到的沿垂直螺栓中轴线截面圆径向向外的分力将增加螺栓螺纹结构和螺纹孔的内螺纹结构的压紧力，从而提高阻碍螺纹孔和螺栓之间相对旋转的摩擦力。从而起到了防止松脱的作用。螺纹孔所受到外翘体施加的沿螺纹孔装入螺栓方向的力，根据力的相对作用，螺栓受到沿螺栓装入螺纹孔方向的力。在自紧螺栓受到振动时，沿螺栓装入螺纹孔方向的力将使得螺栓继续向装入螺纹孔的方向运动。即该自紧螺栓在振动工况下，螺栓和螺纹孔越来越紧，从而起到了自紧的作用。

需要说明的是，外翘体的外端部即为外翘体远离螺栓头一端的部分，外翘体的内端部即为外翘体靠近螺栓头一端的部分。

需要进一步说明的是，外翘体向外翘起一定角度，不影响螺栓与螺纹孔的装配。当螺栓装配入螺纹孔后，外翘体还成微微翘起的状态；即外翘体持续对螺纹孔施加沿螺纹孔装入螺栓方向的力。

需要说明的是，当需要将螺栓卸下时，只需转动螺栓和/或带有该螺纹孔的零件即可使该自紧螺栓松动，继续旋转直至卸下螺栓。

在第一种实施方案中，拧紧部还包括安装引导头。安装引导头的直径小于螺纹结构的直径，其能够引导螺栓更好的穿过螺纹孔，提高工作效率。

在第一种实施方案中，拧紧部还包括：扭力限位柱。拧紧部由形变预张力缝分出外翘体后，轴心处为扭力限位柱，扭力限位柱不带螺纹。扭力限位柱不向任何一个方向偏转。外翘体受力向内聚拢后，与扭力限位柱组合成正常螺栓的形状。扭力限位柱成多边形棱柱，再螺栓与螺纹孔装配的过程中，扭力限位柱与外翘体抵触，扭力限位柱的棱面为外翘体提供周向的支撑力，防止外翘体在装配过程中变形受损。

在第一种实施方案中，扭力限位柱优选为正多边形棱柱。

需要说明的是，扭力限位柱类似于内角螺丝刀的端部，如五角螺丝刀插入内五角型螺栓，通过五角螺丝刀的突起部，带动内五角型螺栓周向转动。而本发明中，扭力限位柱的作用为保持外翘体在圆周方向上不相对螺栓运动。

需要进一步说明的是，扭力限位柱为正多边形，能使得螺栓与螺纹孔装配的过程中，各个外翘体受力均匀，不易产生形变。

在第一种实施方案中，外翘体的轴线指的是外翘体的几何轴线，外翘体的几何轴线与拧紧部的中轴线处于同一个平面内，外翘体在该平面内向拧紧部的四周翘起。

在第一种实施方案中，外翘体绕拧紧部的中轴线呈螺旋形设置，外翘体的螺旋方向与螺纹结构的螺旋方向相反。该实施例中，假设螺栓与螺纹孔的螺旋方向均为右螺旋型，则外翘体的螺旋方向为左螺旋型。沿螺纹孔装配入螺栓的方向看。螺纹孔相对螺栓进行顺时针转动时，螺纹孔处于旋入螺栓的运动过程中。此时螺纹孔将给到外翘体沿顺时针方向的周向力。此周向力施加到左螺旋方向的外翘体上，也使得外翘体向拧紧部的中轴线靠拢。周向力和螺纹孔给到外翘体的径向力均使外翘体向内靠拢。从而使得螺纹孔更易安装，提高工作效率。

反之，当螺纹孔相对螺栓进行逆时针转动时，螺纹孔处于旋出螺栓的运动过程中。此时螺纹孔将给到外翘体沿逆时针方向的周向力。此周向力施加到左螺旋方向的外翘体上，也使得外翘体背向拧紧部的中轴线扩张。以使得增大外翘体与螺栓之间的支撑力，提高外翘体与螺栓之间的摩擦力。从而使得螺纹孔不易松动，起到了防止松脱的作用。

在第一种实施方案中，螺纹结构的端部设有倒角，即外翘体的外端部设有倒角。安装引导头的端部设有倒角。有利于螺栓装配时与螺纹孔定位，提高工作效率。

在第一种实施方案中，形变预张力缝的宽度随着外翘体翘起的程度而变化。在靠近螺栓头一端，外翘体紧贴，形变预张力缝的宽度最小。在远离螺栓头的一端，外翘体相互翘起到离拧紧部中轴线最远位置，形变预张力缝的宽度最大。在螺栓使用的过程当中，外翘体受外力挤压向拧紧部中轴线靠拢，形变预张力缝的宽度变小。

在第一种实施方案中，拧紧部由形变预张力缝分出多个外翘体，外翘体在受外力作用聚拢后，该自紧螺栓的外形与现有技术中的螺栓相似。

在第一种实施方案中，螺栓采用弹性钢材料，其本身具有一定弹性，有利于增加螺栓的使用寿命。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种自紧螺柱：

一种自紧螺柱，该自紧螺柱包括：螺柱主体、拧紧部、螺纹结构；所述螺柱主体的两端均各自独立设有所述拧紧部；所述螺纹结构设置于拧紧部的外表面上；螺纹结构；所述拧紧部的包括：外翘体、形变预张力缝；所述拧紧部由所述形变预张力缝分出多个所述外翘体；所述外翘体的外周设有螺纹结构；所述外翘体靠近所述螺柱主体中间的一端相互紧贴；所述外翘体远离所述螺柱主体中间的一端相互分离；所述外翘体上靠近所述螺柱主体中间一端的螺纹结构的直径为D3，所述外翘体上远离螺柱主体中间一端的螺纹结构的直径为D4；D4>D3；所述外翘体上的螺纹结构的直径大小由一端的D3向另一端的D4逐渐变大过度。

作为优选，所述拧紧部还包括：安装引导头，所述安装引导头设置于拧紧部的端面上；安装引导头与拧紧部同轴；安装引导头与所连接的外翘体一起由形变预张力缝分开；安装引导头分开后的直径为D5；D5≤D3。

作为优选，所述拧紧部还包括：扭力限位柱；扭力限位柱设置在拧紧部的中央位置，形变预张力缝设置在外翘体和扭力限位柱之间；所述外翘体聚拢后与扭力限位柱紧贴。

作为优选，所述扭力限位柱为多边形棱柱；更优选为正多边形棱柱。

作为优选，所述外翘体的轴线与拧紧部的中轴线处于同一平面内。

作为优选，所述外翘体的轴线绕拧紧部的中轴线呈螺旋形设置，外翘体的螺旋方向与螺纹结构的螺旋方向相反。

作为优选，所述螺纹结构和/或安装引导头的端部设有倒角。

作为优选，形变预张力缝的轴线为直线或曲线，形变预张力缝的宽度为0.01-50mm，优选为0.02-30mm，更优选为0.03-20mm；形变预张力缝的宽度由靠近所述螺柱主体一端向远离所述螺柱主体一端逐渐变宽。

作为优选，拧紧部由所述形变预张力缝分出2-10个所述外翘体，优选为3-8个所述外翘体，更优选为4-6个所述外翘体。

作为优选，所述拧紧部采用弹性钢材料。

作为优选，所述自紧螺柱采用弹性钢材料。

在第二种实施方案中，螺柱拧紧部上设置有外翘体。外翘体沿垂直螺柱中轴线截面圆的径向向外翘起。即外翘体的外端部相互分离，外翘体的内端部与螺柱主体连接。即D2＞D1。螺柱在使用时，螺柱旋入螺纹孔。外翘体在螺纹孔的作用下，向螺柱中轴线收拢，且外翘体仍处在翘起状态。同时，外翘体由于有恢复原形的运动趋势，即向外翘起的运动趋势。外翘体对螺纹孔产生作用力。外翘体对螺纹孔的作用力包括：沿垂直螺柱中轴线截面圆径向向外的分力和沿螺纹孔装入螺柱方向的力。在该自紧螺柱在使用过程中，螺纹孔所受到的沿垂直螺柱中轴线截面圆径向向外的分力将增加螺柱螺纹结构和螺纹孔的内螺纹结构的压紧力，从而提高阻碍螺纹孔和螺柱之间相对旋转的摩擦力。从而起到了防止松脱的作用。螺纹孔所受到外翘体施加的沿螺纹孔装入螺柱方向的力，根据力的相对作用，螺柱受到沿螺柱装入螺纹孔方向的力。在自紧螺柱受到振动时，沿螺柱装入螺纹孔方向的力将使得螺柱继续向装入螺纹孔的方向运动。即该自紧螺柱在振动工况下，螺柱和螺纹孔越来越紧，从而起到了自紧的作用。

需要说明的是，外翘体的外端部即为外翘体远离螺柱主体一端的部分，外翘体的内端部即为外翘体靠近螺柱主体一端的部分。

需要进一步说明的是，外翘体向外翘起一定角度，不影响螺柱与螺纹孔的装配。当螺柱装配入螺纹孔后，外翘体还成微微翘起的状态；即外翘体持续对螺纹孔施加沿螺纹孔装入螺柱方向的力。

需要说明的是，当需要将螺柱卸下时，只需转动螺柱和/或带有该螺纹孔的零件即可使该自紧螺柱松动，继续旋转直至卸下螺柱。

在第二种实施方案中，拧紧部还包括安装引导头。安装引导头的直径小于螺纹结构的直径，其能够引导螺柱更好的穿过螺纹孔，提高工作效率。

在第二种实施方案中，拧紧部还包括：扭力限位柱。拧紧部由形变预张力缝分出外翘体后，轴心处为扭力限位柱，扭力限位柱不带螺纹。扭力限位柱不向任何一个方向偏转。外翘体受力向内聚拢后，与扭力限位柱组合成正常螺柱的形状。扭力限位柱成多边形棱柱，再螺柱与螺纹孔装配的过程中，扭力限位柱与外翘体抵触，扭力限位柱的棱面为外翘体提供周向的支撑力，防止外翘体在装配过程中变形受损。

在第二种实施方案中，扭力限位柱优选为正多边形棱柱。

需要说明的是，扭力限位柱类似于内角螺丝刀的端部，如五角螺丝刀插入内五角型螺栓，通过五角螺丝刀的突起部，带动内五角型螺栓周向转动。而本发明中，扭力限位柱的作用为保持外翘体在圆周方向上不相对螺柱运动。

需要进一步说明的是，扭力限位柱为正多边形，能使得螺柱与螺纹孔装配的过程中，各个外翘体受力均匀，不易产生形变。

在第二种实施方案中，外翘体的轴线指的是外翘体的几何轴线，外翘体的几何轴线与拧紧部的中轴线处于同一个平面内，外翘体在该平面内向拧紧部的四周翘起。

在第二种实施方案中，外翘体绕拧紧部的中轴线呈螺旋形设置，外翘体的螺旋方向与螺纹结构的螺旋方向相反。该实施例中，假设螺柱与螺纹孔的螺旋方向均为右螺旋型，则外翘体的螺旋方向为左螺旋型。沿螺纹孔装配入螺柱的方向看。螺纹孔相对螺柱进行顺时针转动时，螺纹孔处于旋入螺柱的运动过程中。此时螺纹孔将给到外翘体沿顺时针方向的周向力。此周向力施加到左螺旋方向的外翘体上，也使得外翘体向拧紧部的中轴线靠拢。周向力和螺纹孔给到外翘体的径向力均使外翘体向内靠拢。从而使得螺纹孔更易安装，提高工作效率。

反之，当螺纹孔相对螺柱进行逆时针转动时，螺纹孔处于旋出螺柱的运动过程中。此时螺纹孔将给到外翘体沿逆时针方向的周向力。此周向力施加到左螺旋方向的外翘体上，也使得外翘体背向拧紧部的中轴线扩张。以使得增大外翘体与螺柱之间的支撑力，提高外翘体与螺柱之间的摩擦力。从而使得螺纹孔不易松动，起到了防止松脱的作用。

在第二种实施方案中，螺纹结构的端部设有倒角，即外翘体的外端部设有倒角。安装引导头的端部设有倒角。有利于螺柱装配时与螺纹孔定位，提高工作效率。

在第二种实施方案中，形变预张力缝的宽度随着外翘体翘起的程度而变化。在靠近螺柱主体一端，外翘体紧贴，形变预张力缝的宽度最小。在远离螺柱主体的一端，外翘体相互翘起到离拧紧部中轴线最远位置，形变预张力缝的宽度最大。在螺柱使用的过程当中，外翘体受外力挤压向拧紧部中轴线靠拢，形变预张力缝的宽度变小。

在第二种实施方案中，拧紧部由形变预张力缝分出多个外翘体，外翘体在受外力作用聚拢后，该自紧螺柱的外形与现有技术中的螺柱相似。

在第二种实施方案中，螺柱采用弹性钢材料，其本身具有一定弹性，有利于增加螺栓的使用寿命。

在本发明中，自紧螺栓的长度为0.1mm-10m，优选为1mm-5m，更优选为2mm-2m，进一步优选为3mm-1m，更进一步优选为5mm-0.5m。

在本发明中，自紧螺栓的直径为0.1mm-2m，优选为1mm-1m，更优选为1.5mm-0.8m，进一步优选为2mm-0.5m，更进一步优选为2.5mm-0.4m。

在本发明中，自紧螺栓的螺纹结构的螺距为0.01mm-1m，优选为0.02mm-0.8m，更优选为0.03mm-0.6m，更进一步优选为0.04mm-0.5m。

在本发明中，自紧螺柱的长度为0.1mm-20m，优选为1mm-15m，更优选为2mm-10m，进一步优选为3mm-5m，更进一步优选为5mm-2m。

在本发明中，自紧螺柱的直径为0.1mm-2m，优选为1mm-1m，更优选为1.5mm-0.8m，进一步优选为2mm-0.5m，更进一步优选为2.5mm-0.4m。

在本发明中，自紧螺柱的螺纹结构的螺距为0.01mm-1m，优选为0.02mm-0.8m，更优选为0.03mm-0.6m，更进一步优选为0.04mm-0.5m。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明设计的自紧螺栓或自紧螺柱，能够在不借助其他零件的前提下，达到自紧螺栓或自紧螺柱与螺纹孔越来越紧的自紧目的；

2、本发明设计的自紧螺栓或自紧螺柱，基于螺栓或螺柱的外翘体的设计方案，自紧螺栓或自紧螺柱在使用过程中，当受到振动时，越振动越紧固，实现防退、防松动的效果；

3、本发明设计的螺栓或螺柱的安装引导头，有利于螺栓或螺柱快速与螺纹孔装配；

4、本发明设计的扭力限位柱，能够有效提高外翘体周向旋转的刚性，提高螺栓或螺柱的使用寿命；

5、本发明设计的带有螺旋状的外翘体，能够有助于提高螺母的防脱效果。

附图说明

图1为本发明自紧螺栓未使用状态结构示意图；

图2为本发明自紧螺栓使用状态结构示意图；

图3为本发明自紧螺柱示意图；

图4为本发明带扭力限位柱的拧紧部未使用状态结构剖视图；

图5为本发明带扭力限位柱的拧紧部使用状态结构剖视图；

图6为本发明带扭力限位柱的拧紧部未使用状态结构侧视图；

图7为本发明带扭力限位柱的拧紧部使用状态结构侧视图。

附图标记：1：螺栓主体；2：螺栓头；3：拧紧部；301：外翘体；302：形变预张力缝；303：安装引导头；304：扭力限位柱；305：倒角；4：螺纹结构；5：螺柱主体。

具体实施方式

根据本发明的第一个实施方案，提供一种自紧螺栓：

一种自紧螺栓，该自紧螺栓包括：螺栓主体1、螺栓头2、拧紧部3、螺纹结构4；所述螺栓头2设置于所述螺栓主体1的一端；所述拧紧部3设置于所述螺栓主体1的另一端；所述螺纹结构4设置于拧紧部3的外表面上；所述拧紧部3包括：外翘体301、形变预张力缝302；所述拧紧部3由所述形变预张力缝302分出多个所述外翘体301；所述外翘体301的外周设有螺纹结构4；所述外翘体301靠近所述螺栓头2一端的部分相互紧贴；所述外翘体301远离所述螺栓头2一端的部分相互分离；所述外翘体301上靠近所述螺栓头2一端的螺纹结构4的直径为D1，所述外翘体301上远离所述螺栓头2一端的螺纹结构4的直径为D2；D2>D1；所述外翘体301上的螺纹结构4的直径大小由一端的D1向另一端的D2逐渐变大过度。

作为优选，所述拧紧部3还包括：安装引导头303，所述安装引导头303设置于拧紧部3的端面上；安装引导头303与拧紧部3同轴；安装引导头303与所连接的外翘体301一起由形变预张力缝302分开；安装引导头303分开后的直径为D5；D5≤D1。

作为优选，所述拧紧部3还包括：扭力限位柱304；扭力限位柱304设置在拧紧部3的中央位置，形变预张力缝302设置在外翘体301和扭力限位柱304之间；所述外翘体301聚拢后与扭力限位柱304紧贴。

作为优选，所述扭力限位柱304为多边形棱柱；更优选为正多边形棱柱。

作为优选，所述外翘体301的轴线与拧紧部3的中轴线处于同一平面内。

作为优选，所述外翘体301的轴线绕拧紧部3的中轴线呈螺旋形设置，外翘体301的螺旋方向与螺纹结构4结构的螺旋方向相反。

作为优选，所述螺纹结构4和/或安装引导头303的端部设有倒角305。

作为优选，形变预张力缝302的轴线为直线或曲线，形变预张力缝302的宽度为0.01-50mm，优选为0.02-30mm，更优选为0.03-20mm；形变预张力缝302的宽度由靠近所述螺栓头2一端向远离所述螺栓头2一端逐渐变宽。

作为优选，拧紧部3由所述形变预张力缝302分出2-10个所述外翘体301，优选为3-8个所述外翘体301，更优选为4-6个所述外翘体301。

作为优选，所述拧紧部3采用弹性钢材料。

作为优选，所述自紧螺栓采用弹性钢材料。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种自紧螺柱：

一种自紧螺柱，该自紧螺柱包括：螺柱主体5、拧紧部3、螺纹结构4；所述螺柱主体5的两端均各自独立设有所述拧紧部3；所述螺纹结构4设置于拧紧部3的外表面上；螺纹结构；所述拧紧部3的包括：外翘体301、形变预张力缝302；所述拧紧部3由所述形变预张力缝302分出多个所述外翘体301；所述外翘体301的外周设有螺纹结构4；所述外翘体301靠近所述螺柱主体5中间的一端相互紧贴；所述外翘体301远离所述螺柱主体5中间的一端相互分离；所述外翘体301上靠近所述螺柱主体5中间一端的螺纹结构4的直径为D3，所述外翘体301上远离螺柱主体5中间一端的螺纹结构4的直径为D4；D4>D3；所述外翘体301上的螺纹结构4的直径大小由一端的D3向另一端的D4逐渐变大过度。

作为优选，所述拧紧部3还包括：安装引导头303，所述安装引导头303设置于拧紧部3的端面上；安装引导头303与拧紧部3同轴；安装引导头303与所连接的外翘体301一起由形变预张力缝302分开；安装引导头303分开后的直径为D5；D5≤D3。

作为优选，所述拧紧部3还包括：扭力限位柱304；扭力限位柱304设置在拧紧部3的中央位置，形变预张力缝302设置在外翘体301和扭力限位柱304之间；所述外翘体301聚拢后与扭力限位柱304紧贴。

作为优选，所述扭力限位柱304为多边形棱柱；更优选为正多边形棱柱。

作为优选，所述外翘体301的轴线与拧紧部3的中轴线处于同一平面内。

作为优选，所述外翘体301的轴线绕拧紧部3的中轴线呈螺旋形设置，外翘体301的螺旋方向与螺纹结构4结构的螺旋方向相反。

作为优选，所述螺纹结构4和/或安装引导头303的端部设有倒角305。

作为优选，形变预张力缝302的轴线为直线或曲线，形变预张力缝302的宽度为0.01-50mm，优选为0.02-30mm，更优选为0.03-20mm；形变预张力缝302的宽度由靠近所述螺柱主体5一端向远离所述螺柱主体5一端逐渐变宽。

作为优选，拧紧部3由所述形变预张力缝302分出2-10个所述外翘体301，优选为3-8个所述外翘体301，更优选为4-6个所述外翘体301。

作为优选，所述拧紧部3采用弹性钢材料。

作为优选，所述自紧螺柱均采用弹性钢材料。

实施例1

一种自紧螺栓，该自紧螺栓包括：螺栓主体1、螺栓头2、拧紧部3、螺纹结构4；所述螺栓头2设置于所述螺栓主体1的一端；所述拧紧部3设置于所述螺栓主体1的另一端；所述螺纹结构4设置于拧紧部3的外表面上；所述拧紧部3包括：外翘体301、形变预张力缝302；所述拧紧部3由所述形变预张力缝302分出多个所述外翘体301；所述外翘体301的外周设有螺纹结构4；所述外翘体301靠近所述螺栓头2一端的部分相互紧贴；所述外翘体301远离所述螺栓头2一端的部分相互分离；所述外翘体301上靠近所述螺栓头2一端的螺纹结构4的直径为D1，所述外翘体301上远离所述螺栓头2一端的螺纹结构4的直径为D2；D2>D1；所述外翘体301上的螺纹结构4的直径大小由一端的D1向另一端的D2逐渐变大过度。

实施例2

重复实施例1，只是所述拧紧部3还包括：安装引导头303，所述安装引导头303设置于拧紧部3的端面上；安装引导头303与拧紧部3同轴；安装引导头303与所连接的外翘体301一起由形变预张力缝302分开；安装引导头303分开后的直径为D5；D5≤D1。

实施例3

重复实施例2，只是所述拧紧部3还包括：扭力限位柱304；扭力限位柱304设置在拧紧部3的中央位置，形变预张力缝302设置在外翘体301和扭力限位柱304之间；所述外翘体301聚拢后与扭力限位柱304紧贴。

实施例4

重复实施例3，只是所述扭力限位柱304为多边形棱柱。

实施例5

重复实施例4，只是所述扭力限位柱304为正多边形棱柱。

实施例6

重复实施例5，只是所述外翘体301的轴线与拧紧部3的中轴线处于同一平面内。

实施例7

重复实施例5，只是所述外翘体301的轴线绕拧紧部3的中轴线呈螺旋形设置，外翘体301的螺旋方向与螺纹结构4结构的螺旋方向相反。

实施例8

重复实施例7，只是所述螺纹结构4和安装引导头303的端部设有倒角305。

实施例9

重复实施例8，只是形变预张力缝302的轴线为直线，形变预张力缝302的最小宽度为0.01mm；形变预张力缝302的宽度由靠近所述螺栓头2一端向远离所述螺栓头2一端逐渐变宽。

实施例10

重复实施例8，只是形变预张力缝302的轴线为曲线，形变预张力缝302的最小宽度为0.01mm；形变预张力缝302的宽度由靠近所述螺栓头2一端向远离所述螺栓头2一端逐渐变宽。

实施例11

重复实施例10，只是拧紧部3由所述形变预张力缝302分出5个所述外翘体301。

实施例12

重复实施例11，只是所述拧紧部3采用弹性钢材料。

实施例13

重复实施例12，只是所述自紧螺栓采用弹性钢材料。

实施例14

一种自紧螺柱，该自紧螺柱包括：螺柱主体5、拧紧部3、螺纹结构4；所述螺柱主体5的两端均各自独立设有所述拧紧部3；所述螺纹结构4设置于拧紧部3的外表面上；螺纹结构；所述拧紧部3的包括：外翘体301、形变预张力缝302；所述拧紧部3由所述形变预张力缝302分出多个所述外翘体301；所述外翘体301的外周设有螺纹结构4；所述外翘体301靠近所述螺柱主体5中间的一端相互紧贴；所述外翘体301远离所述螺柱主体5中间的一端相互分离；所述外翘体301上靠近所述螺柱主体5中间一端的螺纹结构4的直径为D3，所述外翘体301上远离螺柱主体5中间一端的螺纹结构4的直径为D4；D4>D3；所述外翘体301上的螺纹结构4的直径大小由一端的D3向另一端的D4逐渐变大过度。

实施例15

重复实施例14，只是所述拧紧部3还包括：安装引导头303，所述安装引导头303设置于拧紧部3的端面上；安装引导头303与拧紧部3同轴；安装引导头303与所连接的外翘体301一起由形变预张力缝302分开；安装引导头303分开后的直径为D5；D5≤D3。

实施例16

重复实施例15，只是所述拧紧部3还包括：扭力限位柱304；扭力限位柱304设置在拧紧部3的中央位置，形变预张力缝302设置在外翘体301和扭力限位柱304之间；所述外翘体301聚拢后与扭力限位柱304紧贴。

实施例17

重复实施例16，只是所述扭力限位柱304为多边形棱柱,。

实施例18

重复实施例17，只是所述扭力限位柱304为正多边形棱柱。

实施例19

重复实施例18，只是所述外翘体301的轴线与拧紧部3的中轴线处于同一平面内。

实施例20

重复实施例18，只是所述外翘体301的轴线绕拧紧部3的中轴线呈螺旋形设置，外翘体301的螺旋方向与螺纹结构4结构的螺旋方向相反。

实施例21

重复实施例20，只是所述螺纹结构4和安装引导头303的端部设有倒角305。

实施例22

重复实施例21，只是形变预张力缝302的轴线为直线，形变预张力缝302的最小宽度为0.01mm；形变预张力缝302的宽度由靠近所述螺柱主体5一端向远离所述螺柱主体5一端逐渐变宽。

实施例23

重复实施例21，只是形变预张力缝302的轴线为曲线，形变预张力缝302的最小宽度为0.01mm；形变预张力缝302的宽度由靠近所述螺柱主体5一端向远离所述螺柱主体5一端逐渐变宽。

实施例24

重复实施例22，只是拧紧部3由所述形变预张力缝302分出5个所述外翘体301。

实施例25

重复实施例24，只是所述拧紧部3采用弹性钢材料。

实施例26

重复实施例25，只是所述自紧螺柱采用弹性钢材料。

对比例1

一种自紧螺栓螺母紧固组件(申请号：201711041696.2)。本发明公开了一种自紧螺栓螺母紧固组件，属于机械领域，包括紧固螺母本体、自紧螺栓和垫圈，自紧螺栓包括螺栓把和螺栓杆，螺旋状曲面由所述螺旋把中心轴线上一点与所述螺旋把外侧面同一高度上一点的连线绕螺旋把中心轴线等速旋转并沿螺旋把中心轴线等速移动而成，旋转角度大于360°，小于540°。本发明的有益效果是：将螺旋状曲面旋转角度设置成大于360°，使螺旋把中心轴线上一点与螺旋把外侧面同一高度上一点的连线旋转一圈以上，从而在螺旋把与垫圈接触面形成一个嵌入块，与垫圈相互嵌套，从而使得即使是螺栓上部分螺纹因振动被损坏，垫圈在不损坏的前提下也无法与螺栓在螺栓轴向发生相对运动，真正起到了自紧作用。该自紧螺栓螺母采用传统螺距相差原理，从而达到自紧目的。

采用实施例的自紧螺栓或螺柱、对比例1的自紧螺栓螺母紧固组件分别进行抗振试验，实验结果如下：

另外，采用本发明实施例的自紧螺栓或螺柱进行抗振试验，本发明实施例1-26制备的自紧螺栓或螺柱与常规螺母配合使用，经过振动次数超过100亿次均不松动，能够很好的实现自紧、防松动的目的和效果。

Claims (46)

1.一种自紧螺栓，该自紧螺栓包括：螺栓主体（1）、螺栓头（2）、拧紧部（3）、螺纹结构（4）；所述螺栓头（2）设置于所述螺栓主体（1）的一端；所述拧紧部（3）设置于所述螺栓主体（1）的另一端；所述螺纹结构（4）设置于拧紧部（3）的外表面上；

其特征在于：所述拧紧部（3）包括：外翘体（301）、形变预张力缝（302）；所述拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出多个所述外翘体（301）；所述外翘体（301）的外周设有螺纹结构（4）；所述外翘体（301）靠近所述螺栓头（2）一端的部分相互紧贴；所述外翘体（301）远离所述螺栓头（2）一端的部分相互分离；所述外翘体（301）上靠近所述螺栓头（2）一端的螺纹结构（4）的直径为D1，所述外翘体（301）上远离所述螺栓头（2）一端的螺纹结构（4）的直径为D2；D2>D1；所述外翘体（301）上的螺纹结构（4）的直径大小由一端的D1向另一端的D2逐渐变大过度；所述拧紧部（3）还包括：扭力限位柱（304）；扭力限位柱（304）设置在拧紧部（3）的中央位置，形变预张力缝（302）设置在外翘体（301）和扭力限位柱（304）之间；所述外翘体（301）聚拢后与扭力限位柱（304）紧贴。

2.根据权利要求1所述的自紧螺栓，其特征在于：所述拧紧部（3）还包括：安装引导头（303），所述安装引导头（303）设置于拧紧部（3）的端面上；安装引导头（303）与拧紧部（3）同轴；安装引导头（303）与所连接的外翘体（301）一起由形变预张力缝（302）分开；安装引导头（303）分开后的直径为D5；D5≤D1。

3.根据权利要求1或2所述的自紧螺栓，其特征在于：所述扭力限位柱（304）为多边形棱柱。

4.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：所述扭力限位柱（304）为正多边形棱柱。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的自紧螺栓，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线与拧紧部（3）的中轴线处于同一平面内。

6.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线与拧紧部（3）的中轴线处于同一平面内。

7.根据权利要求1、2、4、6中任一项所述的自紧螺栓，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线绕拧紧部（3）的中轴线呈螺旋形设置，外翘体（301）的螺旋方向与螺纹结构（4）的螺旋方向相反。

8.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线绕拧紧部（3）的中轴线呈螺旋形设置，外翘体（301）的螺旋方向与螺纹结构（4）的螺旋方向相反。

9.根据权利要求2所述的自紧螺栓，其特征在于：所述螺纹结构（4）和/或安装引导头（303）的端部设有倒角（305）。

10.根据权利要求1、2、4、6、8-9中任一项所述的自紧螺栓，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.01-50mm；形变预张力缝（302）的宽度由靠近所述螺栓头（2）一端向远离所述螺栓头（2）一端逐渐变宽。

11.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.01-50mm；形变预张力缝（302）的宽度由靠近所述螺栓头（2）一端向远离所述螺栓头（2）一端逐渐变宽。

12.根据权利要求10所述的自紧螺栓，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.02-30mm。

13.根据权利要求11所述的自紧螺栓，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.02-30mm。

14.根据权利要求12或13所述的自紧螺栓，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.03-20mm。

15.根据权利要求1、2、4、6、8-9、11-13中任一项所述的自紧螺栓，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出2-10个所述外翘体（301）。

16.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出2-10个所述外翘体（301）。

17.根据权利要求15所述的自紧螺栓，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出3-8个所述外翘体（301）。

18.根据权利要求16所述的自紧螺栓，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出3-8个所述外翘体（301）。

19.根据权利要求17或18所述的自紧螺栓，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出4-6个所述外翘体（301）。

20.根据权利要求1、2、4、6、8-9、11-13、16-18中任一项所述的自紧螺栓，其特征在于：所述拧紧部（3）采用弹性钢材料。

21.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：所述拧紧部（3）采用弹性钢材料。

22.根据权利要求1、2、4、6、8-9、11-13、16-18、21中任一项所述的自紧螺栓，其特征在于：所述自紧螺栓采用弹性钢材料。

23.根据权利要求3所述的自紧螺栓，其特征在于：所述自紧螺栓采用弹性钢材料。

24.一种自紧螺柱，该自紧螺柱包括：螺柱主体（5）、拧紧部（3）、螺纹结构（4）；所述螺柱主体（5）的两端均各自独立设有所述拧紧部（3）；所述螺纹结构（4）设置于拧紧部（3）的外表面上；

其特征在于：所述拧紧部（3）的包括：外翘体（301）、形变预张力缝（302）；所述拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出多个所述外翘体（301）；所述外翘体（301）的外周设有螺纹结构（4）；所述外翘体（301）靠近所述螺柱主体（5）中间的一端相互紧贴；所述外翘体（301）远离所述螺柱主体（5）中间的一端相互分离；所述外翘体（301）上靠近所述螺柱主体（5）中间一端的螺纹结构（4）的直径为D3，所述外翘体（301）上远离螺柱主体（5）中间一端的螺纹结构（4）的直径为D4；D4>D3；所述外翘体（301）上的螺纹结构（4）的直径大小由一端的D3向另一端的D4逐渐变大过度；所述拧紧部（3）还包括：扭力限位柱（304）；扭力限位柱（304）设置在拧紧部（3）的中央位置，形变预张力缝（302）设置在外翘体（301）和扭力限位柱（304）之间；所述外翘体（301）聚拢后与扭力限位柱（304）紧贴。

25.根据权利要求24所述的自紧螺柱，其特征在于：所述拧紧部（3）还包括：安装引导头（303），所述安装引导头（303）设置于拧紧部（3）的端面上；安装引导头（303）与拧紧部（3）同轴；安装引导头（303）与所连接的外翘体（301）一起由形变预张力缝（302）分开；安装引导头（303）分开后的直径为D5；D5≤D3。

26.根据权利要求24或25所述的自紧螺柱，其特征在于：所述扭力限位柱（304）为多边形棱柱。

27.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：所述扭力限位柱（304）为正多边形棱柱。

28.根据权利要求24、25、27中任一项所述的自紧螺柱，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线与拧紧部（3）的中轴线处于同一平面内。

29.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线与拧紧部（3）的中轴线处于同一平面内。

30.根据权利要求24、25、27、29中任一项所述的自紧螺柱，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线绕拧紧部（3）的中轴线呈螺旋形设置，外翘体（301）的螺旋方向与螺纹结构（4）的螺旋方向相反。

31.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：所述外翘体（301）的轴线绕拧紧部（3）的中轴线呈螺旋形设置，外翘体（301）的螺旋方向与螺纹结构（4）的螺旋方向相反。

32.根据权利要求25所述的自紧螺柱，其特征在于：所述螺纹结构（4）和/或安装引导头（303）的端部设有倒角（305）。

33.根据权利要求24-25、27、29、31-32中任一项所述的自紧螺柱，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.01-50mm；形变预张力缝（302）的宽度由靠近所述螺柱主体（5）一端向远离所述螺柱主体（5）一端逐渐变宽。

34.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.01-50mm；形变预张力缝（302）的宽度由靠近所述螺柱主体（5）一端向远离所述螺柱主体（5）一端逐渐变宽。

35.根据权利要求33所述的自紧螺柱，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.02-30mm。

36.根据权利要求34所述的自紧螺柱，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.02-30mm。

37.根据权利要求35或 36所述的自紧螺柱，其特征在于：形变预张力缝（302）的轴线为直线或曲线，形变预张力缝（302）的宽度为0.03-20mm。

38.根据权利要求24-25、27、29、31-32、34-36中任一项所述的自紧螺柱，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出2-10个所述外翘体（301）。

39.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出2-10个所述外翘体（301）。

40.根据权利要求38所述的自紧螺柱，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出3-8个所述外翘体（301）。

41.根据权利要求39所述的自紧螺柱，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出3-8个所述外翘体（301）。

42.根据权利要求40或41所述的自紧螺柱，其特征在于：拧紧部（3）由所述形变预张力缝（302）分出4-6个所述外翘体（301）。

43.根据权利要求24-25、27、29、31-32、34-36、39-41中任一项所述的自紧螺柱，其特征在于：所述拧紧部（3）采用弹性钢材料。

44.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：所述拧紧部（3）采用弹性钢材料。

45.根据权利要求24-25、27、29、31-32、34-36、39-41、44中任一项所述的自紧螺柱，其特征在于：所述自紧螺柱采用弹性钢材料。

46.根据权利要求26所述的自紧螺柱，其特征在于：所述自紧螺柱采用弹性钢材料。

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