CN110131286A - 一种防松螺丝组合结构的弹垫圈、螺丝组件与螺帽组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，包括带开口的圈体，在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿。本发明的防松螺丝组合结构，弹垫圈、螺丝与螺帽结构简单，具有防盗防松等功能，解决了现有的机械设备中的螺丝无法保证绝对防松导致的设备运转产生松动而产生的一系列问题，本发明的结构稳固，便于加工、批量化生产，制造成本低，便于实现市场化。本发明还公开了一种防松螺丝组合结构的螺丝组件、一种防松螺丝组合结构的螺帽组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种防松螺丝组合结构，特别涉及一种防松螺丝组合结构的弹垫圈、螺丝组件与螺帽组件。
背景技术
防松螺丝组合结构，通常是螺丝穿过工件的通孔，并用两个螺帽与螺丝螺接，从而达到防松的目的，或者是在螺丝穿过工件的通孔，并在螺丝上套入垫圈、弹垫，最后螺接上螺帽，也能够达到防松的目的，但是，这种常规的防松螺丝组合结构，在用于特殊领域(如：高速震动的工件、航空领域等)时，由于螺帽、螺丝与工件的接触面以及螺帽与弹垫或垫圈的接触面均为平面，在因为工件震动导致螺纹斜面滑动时，容易造成螺丝或螺帽发生旋转而松动。
本申请人在先提交了发明专利申请号为201810564542.X的防松垫片及其具有该防松垫片的螺丝，其中的防松垫片包括垫片本体，所述垫片本体的正面设有呈周向均分的弹片，所述弹片包括与垫片本体连接的根部、以及与根部连接的弹性部，弹性部与垫片本体之间形成了弹性空间，所述弹性空间包括第一间隙、第二间隙与第三间隙，第一间隙朝向第二间隙呈逐渐缩小状态，第三间隙至第二间隙形成了水滴状结构；相邻的两个根部之间形成了容置空间，当弹性部沿轴向被挤压时，所述弹性部匹配吻合在容置空间内，且弹性部的自由端端面、内表面分别与容置空间的内壁贴合。上述结构的防松垫片能够解决现有常规的防松螺丝组合结构的核心缺陷，加强螺丝与工件的连接牢固度，防止螺丝松动，但是，在实际应用过程中，申请人发现，防松垫片的弹性空间加工较为困难，量产难度较高，生产成本高。
中国专利公告号CN 203594673 U公开了一种防松防盗螺丝组件的螺帽件、螺栓件及垫圈，它可以让垫圈在配合螺帽与螺栓设于工件表面时，可以通过顶角与工件表面产生极大的摩擦力，使得垫圈可更稳固地锁附于工件的表面，也不会因为螺帽连动而松脱。但是，上述结构的螺帽件、螺栓件及垫圈，存在着如下缺陷：1)在极端条件下，垫圈容易发生断裂，由于垫圈无限位结构，导致垫圈在断裂后向外扩散，从而失去防松的作用；2)由说明书附图可得出，连续斜面与咬合斜面为上下对称关系，这样导致垫圈存在着最薄部位与最厚部位，在最薄部位，垫圈的厚度较小，其整体承受强度较低，容易发生断裂；3)在垫圈外周面设有缺口，缺口用于特殊工具的爪部置入，从而可以转动螺帽以及垫圈，但是，缺口也使得垫圈的整体强度降低；4)垫圈暴露在外，容易受外界因素的侵蚀，导致防松性能的下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，它便于加工生产，并提高自身的承受强度，结构稳固，使用寿命长，而且，在极端条件下发生断裂也能够正常使用，发挥防松的作用。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
本发明公开一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，包括带开口的圈体，在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿。
优选地，所述防松圈的底面的外径小于圈体的外径，从而在防松圈的底面的外沿与圈体的外沿之间形成了台阶面；所述防松圈的内径与圈体的内径一致。
优选地，所述第一单向齿为3-8个。
优选地，所述第一单向齿由横向斜面与竖向斜面组成，且横向斜面与竖向斜面之间的夹角为锐角或直角。
优选地，所述圈体的外周面呈圆周均布有若干扳杆。
本发明还公开了一种防松螺丝组合结构的螺丝组件，其技术解决方案为：
一种防松螺丝组合结构的螺丝组件，包括螺栓与弹垫圈，所述螺栓包括螺栓头与螺栓杆，所述螺栓头的下端与螺栓杆的上端连接，在螺栓头的下端设有与螺栓杆同心的嵌槽，所述嵌槽形成有外环面、内环面以及连接外环面与内环面的底面，所述外环面为斜面，在底面上呈圆周均布有若干第二单向齿，所述第二单向齿的受力面朝向螺栓的旋紧方向；所述弹垫圈套设在螺栓杆上，包括带开口的圈体，在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿；所述防松圈嵌设处于嵌槽内，外斜面对应匹配外环面，第一单向齿的受力面对应咬合第二单向齿的受力面。
优选地，所述防松圈的底面的外径小于圈体的外径，从而在防松圈的底面的外沿与圈体的外沿之间形成了台阶面；所述防松圈的内径与圈体的内径一致。
优选地，所述第一单向齿为3-8个。
优选地，所述第一单向齿由横向斜面与竖向斜面组成，且横向斜面与竖向斜面之间的夹角为锐角或直角；所述第二单向齿与第一单向齿互为正反，且结构一致。
优选地，所述螺栓杆的螺纹螺距小于竖向斜面的高度。
优选地，所述圈体的外周面呈圆周均布有若干扳杆；所述螺栓头的外周面呈圆周均布有若干扳块，所述若干扳块与若干扳杆一一正对匹配，且相邻两个扳块之间的圆心角、相邻两个扳杆之间的圆心角、相邻两个第一单向齿之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿之间的圆心角为一致。
所述嵌槽的内环面与螺栓杆的外周面共面，所述螺栓头的底面处于嵌槽的外环面至螺栓头的外周面之间的位置形成了抵面，所述抵面对应匹配台阶面。
本发明还公开了一种防松螺丝组合结构的螺帽组件，其技术解决方案为：
一种防松螺丝组合结构的螺帽组件，包括螺帽与弹垫圈，所述螺帽中心设有螺孔，在螺帽的底面设有与螺孔同心的嵌槽，所述嵌槽形成有内壁与底面，所述内壁为斜面，在底面上呈圆周均布有若干第二单向齿，所述第二单向齿的受力面朝向螺栓的旋紧方向；所述弹垫圈包括带开口的圈体，在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿；所述防松圈嵌设处于嵌槽内，外斜面对应匹配内壁，第一单向齿的受力面对应咬合第二单向齿的受力面。
优选地，所述防松圈的底面的外径小于圈体的外径，从而在防松圈的底面的外沿与圈体的外沿之间形成了台阶面；所述防松圈的内径与圈体的内径一致。
优选地，所述第一单向齿为3-8个。
优选地，所述第一单向齿由横向斜面与竖向斜面组成，且横向斜面与竖向斜面之间的夹角为锐角或直角；所述第二单向齿与第一单向齿互为正反，且结构一致。
优选地，所述螺孔的螺纹螺距小于竖向斜面的高度。
优选地，所述圈体的外周面呈圆周均布有若干扳杆；所述螺帽的外周面呈圆周均布有若干扳块，所述若干扳块与若干扳杆一一正对匹配，且相邻两个扳块之间的圆心角、相邻两个扳杆之间的圆心角、相邻两个第一单向齿之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿之间的圆心角为一致。
所述嵌槽的内环面与螺帽的螺孔的螺牙底面共面，所述螺帽的底面处于嵌槽的内壁至螺帽的外周面之间的位置形成了抵面，所述抵面对应匹配台阶面。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，采用本发明的防松螺丝组合结构，弹垫圈、螺丝与螺帽结构简单，便于加工、批量化生产，制造成本低，便于实现市场化，整体结构更加稳固，使用寿命长，防松效果佳；
与现有技术相比，采用本发明的防松螺丝组合结构，弹垫圈具有防滑棘齿，与工件表面接触，能够起到一定的防松作用，另外，弹垫圈与螺栓、螺帽配合使用时，螺栓、螺帽的第二单向齿的受力面推动弹垫圈的第一单向齿的受力面，从而使得弹垫圈与螺栓、弹垫圈与螺帽同步旋转并旋紧，此时，震动使得螺栓或螺帽松动的话，则螺栓、螺帽具有反向旋转运动，由于螺距小于第一单向齿的齿高，同时受横向斜面的作用，螺栓或螺母在松动时受到了限制，也就是反向旋转的趋势越大，则第二单向齿与第一单向齿之间的挤压力越大，则防松效果越大；
与现有技术相比，采用本发明的防松螺丝组合结构，其中的螺栓嵌槽的外环面或螺帽的嵌槽的内壁将弹垫圈的防松圈包裹在内，当弹垫圈在极端条件下发生断裂时，弹垫圈还能保持整体并处于嵌槽内，避免螺丝组件或螺帽组件失去防松的作用；另外，外斜面与外环面、内壁的匹配，便于弹垫圈顺利的嵌入嵌槽；
与现有技术相比，采用本发明的防松螺丝组合结构，其中的弹垫圈具有防松圈，从而使得弹垫圈的整体厚度大，承载能力强；
与现有技术相比，采用本发明的防松螺丝组合结构，防松圈内置于嵌槽中，嵌槽对防松圈具有保护作用，防止防松圈受到外界因素的侵蚀，防止防松圈发生生锈，延长其使用寿命；
与现有技术相比，采用本发明的防松螺丝组合结构，抵面对应匹配台阶面，从而对弹垫圈具有较好的挤压定位作用，进一步提高防松性能。
附图说明
图1是本发明的弹垫圈的结构示意图；
图2是本发明的弹垫圈的立体图；
图3是本发明的螺栓的立体图；
图4是本发明的螺母的立体图；
图5是本发明的螺丝组件的立体分解图；
图6是本发明的螺帽组件的立体分解图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
请参阅图1、图2、图3与图5，本发明提供一种防松螺丝组合结构，包括螺栓1、螺帽2与弹垫圈3，螺栓1与弹垫圈3组合形成了螺丝组件4，为本发明的一个实施例，所述螺栓1包括螺栓头5与螺栓杆6，所述螺栓头5的下端与螺栓杆6的上端连接，在螺栓头5的下端设有与螺栓杆6同心的嵌槽7，所述嵌槽7形成有外环面8、内环面9以及连接外环面8与内环面9的底面，所述外环面8为斜面，在底面上呈圆周均布有若干第二单向齿10，所述第二单向齿10的受力面朝向螺栓1的旋紧方向；
所述弹垫圈3套设在螺栓杆6上，包括带开口11的圈体12，在圈体12的底面设有防滑棘齿13，所述圈体12的顶面向上延伸形成有防松圈14，所述防松圈14具有锥度，从而在防松圈14的外侧面形成了外斜面15，所述防松圈14的顶面呈圆周均布有若干缺口16，若干缺口16使得防松圈14的顶面形成了若干第一单向齿17；所述防松圈14嵌设处于嵌槽7内，外斜面15对应匹配外环面8，第一单向齿17的受力面18对应咬合第二单向齿10的受力面19。
所述防滑棘齿13与第一单向齿17的齿向互为正反。
优选地，所述防松圈14的底面的外径小于圈体12的外径，从而在防松圈14的底面的外沿与圈体12的外沿之间形成了台阶面20；所述防松圈14的内径与圈体12的内径一致。
优选地，所述第一单向齿17为3-8个。
优选地，所述第一单向齿17由横向斜面21与竖向斜面22组成，且横向斜面21与竖向斜面22之间的夹角为锐角或直角；所述第二单向齿10与第一单向齿17互为正反，且结构一致。所述横向斜面21与竖向斜面22之间通过圆角29过渡。
所述竖向斜面22为第一单向齿17、第二单向齿10的受力面。
优选地，所述螺栓杆6的螺纹螺距小于竖向斜面22的高度。
优选地，所述圈体12的外周面呈圆周均布有若干扳杆23；所述螺栓头5的外周面呈圆周均布有若干扳块24，所述若干扳块24与若干扳杆23一一正对匹配，且相邻两个扳块24之间的圆心角、相邻两个扳杆23之间的圆心角、相邻两个第一单向齿17之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿10之间的圆心角为一致。
所述嵌槽7的内环面9与螺栓杆6的外周面共面，所述螺栓头5的底面处于嵌槽7的外环面至螺栓头5的外周面之间的位置形成了抵面25，所述抵面25对应匹配台阶面20。
以下对本发明的螺丝组件的使用原理作出说明：
螺栓1的螺栓杆6穿过弹垫圈3的圈体12的内孔26，并使得螺栓头5的底面正对圈体12的防松圈14，随后将螺栓杆6拧入工件的螺孔，圈体12底面的防滑棘齿13匹配在工件表面，随着螺栓杆6的不断拧入，螺栓头5底面的嵌槽7越来越靠近圈体12顶面的防松圈14，直至嵌槽7包裹住防松圈14，当嵌槽7内的第二单向齿10的受力面19与防松圈14的第一单向齿17的受力面18贴合并产生叠加面时，则螺栓1同步带动弹垫圈3旋转，继续旋转螺栓1，嵌槽7内的第二单向齿10的受力面19与防松圈14的第一单向齿17的受力面18的叠加面积越来越大，直至完全叠加，并拧不动螺栓时，此时，弹垫圈3的开口11呈闭合状态，且弹垫圈3整体呈平整状，这样就达到了防松的目的。
由于相邻两个扳块24之间的圆心角、相邻两个扳杆23之间的圆心角、相邻两个第一单向齿17之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿10之间的圆心角为一致，所以，不管何种状态下，若干扳块24与若干扳杆23始终能够做到一一上下对应。
当需要对螺栓1进行松卸时，采用专用工具，使得专用工具内的若干槽孔一一对应卡住若干扳块24与若干扳杆23，从而使得螺栓1与弹垫圈3成为一体，只需用力反向转动螺丝组件4，就能对螺丝组件4进行松卸。
在采用常规工件对螺丝组件4的螺栓1进行反向旋转，或者由于高强度的震动导致螺栓1具有反向旋转的趋势时，则螺栓1产生一定的反向旋转位移，由于螺栓杆6的螺纹螺距小于第一单向齿17的竖向斜面22的高度，也就是说，螺栓杆6在旋转相邻两个第一单向齿17之间形成的圆心角的角度时，第二单向齿10的齿尖无法越过第一单向齿17的齿尖，所以，第二单向齿10依然处于防松圈14的缺口16内，即：第二单向齿10依然与第一单向齿17处于咬合状态，而且，第二单向齿10的齿尖紧紧的抵在第一单向齿17的横向斜面21上，弹垫圈3受到第二单向齿10的作用力，与工件表面的结合更加紧固，同时，由于防松棘齿0的存在，螺丝组件4能够与工件的结合更加紧固，杜绝松开的可能性。
请参阅图1、图2、图3、图4与图6，本发明的螺帽2与弹垫圈3组合形成了螺帽组件27，为另一个实施例，包括螺帽2与弹垫圈3，所述螺帽2中心设有螺孔28，在螺帽2的底面设有与螺孔28同心的嵌槽7，所述嵌槽7形成有内壁30与底面，所述内壁30为斜面，在底面上呈圆周均布有若干第二单向齿10，所述第二单向齿10的受力面19朝向螺栓1的旋紧方向；所述弹垫圈3包括带开口11的圈体12，在圈体12的底面设有防滑棘齿13，所述圈体12的顶面向上延伸形成有防松圈14，所述防松圈14具有锥度，从而在防松圈14的外侧面形成了外斜面15，所述防松圈14的顶面呈圆周均布有若干缺口16，若干缺口16使得防松圈14的顶面形成了若干第一单向齿17；所述防松圈14嵌设处于嵌槽7内，外斜面15对应匹配内壁8，第一单向齿17的受力面18对应咬合第二单向齿10的受力面19。
优选地，所述防松圈14的底面的外径小于圈体12的外径，从而在防松圈14的底面的外沿与圈体12的外沿之间形成了台阶面20；所述防松圈14的内径与圈体12的内径一致。
优选地，所述第一单向齿17为3-8个。
优选地，所述第一单向齿17由横向斜面21与竖向斜面22组成，且横向斜面21与竖向斜面22之间的夹角为锐角或直角；所述第二单向齿10与第一单向齿17互为正反，且结构一致。
优选地，所述螺孔28的螺纹螺距小于竖向斜面22的高度。
优选地，所述圈体12的外周面呈圆周均布有若干扳杆23；所述螺帽2的外周面呈圆周均布有若干扳块24，所述若干扳块24与若干扳杆23一一正对匹配，且相邻两个扳块24之间的圆心角、相邻两个扳杆23之间的圆心角、相邻两个第一单向齿17之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿10之间的圆心角为一致。
所述嵌槽7的内环面9与螺帽2的螺孔28的螺牙底面共面，所述螺帽2的底面处于嵌槽7的内壁8至螺帽2的外周面之间的位置形成了抵面25，所述抵面25对应匹配台阶面20。
本实施例的弹垫圈3与嵌槽7之间的装配、结合、工作原理与第一个实施例一致，在此不再对使用原理进行赘述。
以上对本发明实施例所提供的防松螺丝组合结构的弹垫圈、螺丝组件与螺帽组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明所揭示的技术方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为本发明的限制。
Claims (10)
1.一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，包括带开口的圈体，其特征在于：在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿。
2.根据权利要求1所述的一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，其特征在于：所述防松圈的底面的外径小于圈体的外径，从而在防松圈的底面的外沿与圈体的外沿之间形成了台阶面；所述防松圈的内径与圈体的内径一致。
3.根据权利要求1或2所述的一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，其特征在于：所述第一单向齿为3-8个。
4.根据权利要求1或2所述的一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，其特征在于：所述第一单向齿由横向斜面与竖向斜面组成，且横向斜面与竖向斜面之间的夹角为锐角或直角。
5.根据权利要求1所述的一种防松螺丝组合结构的弹垫圈，其特征在于：所述圈体的外周面呈圆周均布有若干扳杆。
6.一种具有权利要求1所述的防松螺丝组合结构的弹垫圈的螺丝组件，其特征在于：包括螺栓与弹垫圈，所述螺栓包括螺栓头与螺栓杆，所述螺栓头的下端与螺栓杆的上端连接，在螺栓头的下端设有与螺栓杆同心的嵌槽，所述嵌槽形成有外环面、内环面以及连接外环面与内环面的底面，所述外环面为斜面，在底面上呈圆周均布有若干第二单向齿，所述第二单向齿的受力面朝向螺栓的旋紧方向；所述弹垫圈套设在螺栓杆上，包括带开口的圈体，在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿；所述防松圈嵌设处于嵌槽内，外斜面对应匹配外环面，第一单向齿的受力面对应咬合第二单向齿的受力面；所述螺栓杆的螺纹螺距小于竖向斜面的高度。
7.根据权利要求6所述的一种防松螺丝组合结构的螺丝组件，其特征在于：所述螺栓头的底面处于嵌槽的外环面至螺栓头的外周面之间的位置形成了抵面，所述抵面对应匹配台阶面；所述第二单向齿与第一单向齿互为正反，且结构一致。
8.根据权利要求6或7所述的一种防松螺丝组合结构的螺丝组件，其特征在于：所述圈体的外周面呈圆周均布有若干扳杆；所述螺栓头的外周面呈圆周均布有若干扳块，所述若干扳块与若干扳杆一一正对匹配，且相邻两个扳块之间的圆心角、相邻两个扳杆之间的圆心角、相邻两个第一单向齿之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿之间的圆心角为一致。
9.一种具有权利要求1所述的防松螺丝组合结构的弹垫圈的螺帽组件，其特征在于：包括螺帽与弹垫圈，所述螺帽中心设有螺孔，在螺帽的底面设有与螺孔同心的嵌槽，所述嵌槽形成有内壁与底面，所述内壁为斜面，在底面上呈圆周均布有若干第二单向齿，所述第二单向齿的受力面朝向螺栓的旋紧方向；所述弹垫圈包括带开口的圈体，在圈体的底面设有防滑棘齿，所述圈体的顶面向上延伸形成有防松圈，所述防松圈具有锥度，从而在防松圈的外侧面形成了外斜面，所述防松圈的顶面呈圆周均布有若干缺口，若干缺口使得防松圈的顶面形成了若干第一单向齿；所述防松圈嵌设处于嵌槽内，外斜面对应匹配内壁，第一单向齿的受力面对应咬合第二单向齿的受力面；所述螺孔的螺纹螺距小于竖向斜面的高度。
10.根据权利要求9所述的一种防松螺丝组合结构的螺帽组件，其特征在于：所述圈体的外周面呈圆周均布有若干扳杆；所述螺帽的外周面呈圆周均布有若干扳块，所述若干扳块与若干扳杆一一正对匹配，且相邻两个扳块之间的圆心角、相邻两个扳杆之间的圆心角、相邻两个第一单向齿之间的圆心角以及相邻两个第二单向齿之间的圆心角为一致；所述第二单向齿与第一单向齿互为正反，且结构一致；所述螺帽的底面处于嵌槽的内壁至螺帽的外周面之间的位置形成了抵面，所述抵面对应匹配台阶面。
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2019
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