CN110985509A - 双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，属于机械紧固件技术领域，其技术方案要点包括一体制造成形的螺栓帽和螺栓杆的螺纹端，螺栓杆螺纹部上分别螺接复合有螺纹旋转方向相反的紧固螺母和锁定螺母，紧固螺母和锁定螺母之间设置有定位防松组件；定位防松组件包括设置在紧固螺母上传统螺纹段的第一限位结构以及设置在锁定螺母上靠近螺纹段端面的第二限位结构，第一限位结构与第二限位结构之间设有连接卡位结构，该装置在不增加重量的前提下，提升了螺栓的整体强度和稳定性，实现低成本强力防松、防盗和根除螺栓连轴转的实用要求，结构简单、可靠、操作方便、生产成本会比唐氏螺栓更低、加工工艺简单、适合标准化生产使用。

Description

双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓

技术领域

本发明涉及机械紧固件技术领域，具体涉及一种双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓系列。

背景技术

目前，螺栓结构因设备的不断振动容易造成所固定设备发生松动，进而引发设备故障和事故等问题。而现有的唐氏防松螺栓直径是变截面的、非连续的，所以螺栓整体强度不足，容易断裂而且不易加工；现有的防松螺栓结构复杂/繁琐/不可靠/部件多/重量大/成本高并有不易大批量生产的种种弊端及不足之处。

市场上常用的螺纹紧固件的防松方式有四种：

第一种是摩擦防松。日本的哈德洛克防松螺母采用的就是这种方式。最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。

第二种方式是机械防松。用制动件直接限制螺纹副的相对转动。如采用开口销、钢丝和制动弹性垫圈等。这种方式造成拆卸不方便。

第三种方式是铆冲防松。在拧紧后采用冲点、焊接、粘接等方法，使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆连接。这种方式的缺点是栓杆只能使用一次，且拆卸十分困难，必须破坏螺栓方可拆卸。

第四种方式是结构防松。是利用螺纹副自身结构，即本发明采用的网状螺纹和多重弹性自锁结构防松方式。

前三类防松方式主要依靠第三者力进行防松，主要是指摩擦力。

而新结构防松不依靠第三者的力，仅仅依靠自身的弹性自锁结构。结构防松方式即本发明复合螺纹防松的工作方式，特点是像井字杠杆锁舌门锁一样的稳定可靠、安全性极好。

针对上述已有技术状况，本发明申请人做了大量反复而有益的探索，运用契形原理即可以让设计进一步简化，运营维护环节也得到了节省，最终产品取得了有效的成果，并且形成了下面将要介绍的技术方案系列。

发明内容

为此，本发明提供了双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，以解决现有技术中的防松螺栓结构繁琐而可靠性低、强度不足、安全性和经济性差等等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓包括一体制造成形的螺帽和螺栓杆螺纹部，所述螺栓杆螺纹部上分别螺接复合有螺纹旋转方向相反的紧固螺母和锁定螺母，所述紧固螺母和锁定螺母之间设置有定位防松组件；

所述定位防松组件包括设置在紧固螺母上传统螺纹段的第一限位结构以及设置在锁定螺母上靠近螺纹段端面的第二限位结构，所述第一限位结构与第二限位结构之间设有连接卡位结构，所述连接卡位结构用于与第一限位结构、第二限位结构配合防止紧固螺母松动。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，所述螺帽及螺栓杆螺纹部为一体制作成型结构，所述螺栓杆螺纹部的外壁既设有右旋螺纹，位于紧固螺母背离螺帽一侧的螺栓杆螺纹部的右旋螺纹之上又叠加设有左旋螺纹，所述紧固螺母沿螺栓杆螺纹部上的右旋螺纹与螺栓杆螺纹部相结合，所述锁定螺母沿螺栓杆螺纹部上的左旋螺纹与螺栓杆螺纹部相结合。

进一步地，所述紧固螺母的下内缘处，设置有一圈楔形R角。

进一步地，所述第一限位结构为下防逆锯齿槽，所述第二限位结构为容置盲孔，所述连接卡位结构为倒置的U形钢丝，所述下防逆锯齿槽沿环形设置在紧固螺母的内圈，所述容置盲孔与下防逆锯齿槽竖向相互对应，且容置盲孔与下防逆锯齿槽均以螺栓杆螺纹部轴线为中心环形分布，所述U形钢丝的双环头端设置在容置盲孔的底部，U形钢丝的另一双头端形成了两个弹性锁舌，锁舌与下防逆锯齿槽相弹性抵接自锁。

进一步地，所述容置盲孔的孔口内径大于孔底内径，所述U形钢丝的双头端朝向容置盲孔的孔口一侧，形成了两个弹性锁舌。

进一步地，所述下防逆锯齿槽的齿牙为环形放射状的正齿牙。

进一步地，所述第一限位结构为防逆锯齿槽，所述第二限位结构为上防逆锯齿槽，所述连接卡位结构为定位块，所述下防逆锯齿槽沿环形设置在紧固螺母的内圈，所述上防逆锯齿槽沿环形设置在锁定螺母的内圈凹槽，上防逆锯齿槽与下防逆锯齿槽中心相互垂直对应共同形成了圆环状空室空间，定位块设置在下防逆锯齿槽和上防逆锯齿槽形成的圆环状空室内，且定位块的上下侧端面分别与上防逆锯齿槽和下防逆锯齿槽相弹性抵接。

进一步地，螺帽和螺栓杆螺纹部之间设置有弹性垫圈，所述弹性垫圈两侧均设置有防逆转结构。

进一步地，所述防逆转结构为孔洞、凸起、波纹或防逆转齿牙。

进一步地，螺帽背离螺栓杆螺纹部一侧和螺栓杆螺纹部背离螺帽一侧均可以设置为外凸或内凹的弧形。

本发明具有如下优点：

由于结构简单合理，生产成本低廉而性能精度均得以大幅提升，锚结构使螺栓简单可靠的有了根基，尤其是网络螺纹和多点弹性自锁结构，大大简化和增强了防松螺栓整体强度和防止松动、防盗的功能。

该装置在不增加重量的前提下，可以开发和生产螺栓防松、防盗系列，弹性自锁机构系列能够适应高、低温等极端环境下的重复使用，提升了现有螺栓的整体强度和整体结构的稳定性，实现了用低成本强力防松、防盗和根除了螺栓连轴转的实用要求，结构简单、可靠、操作方便、三分之二可以采用标准件，生产成本及重量会比唐氏螺栓和日本防松螺栓产品更低、新结构适用范围广、加工工艺简单顺畅、适合标准化生产推广使用；并能在有效防止螺栓松动、防盗的同时，还可使用现有工具方便地拆卸和重复使用，弹性自锁机构能够适应高、低温等极端环境下的重复使用，解决了列车或者高速大型设备震动造成的螺栓松动、劳动强度大、成本增大及不安全因素增大的问题，全行业第一个提出了螺栓要有根的创意理念，与同类产品相比，新结构使螺栓有了根基，填补了行业空白。

此多点弹性自锁防盗性能是现有日本顶尖防止松动螺栓产品所做不到。

1、该装置通过设置有正、反向复合的螺母和防逆转的定位防松组件，可实现用低成本结构自锁防松、拆、装方便的实用要求，新结构简单、可靠、拆、装操作方便、三分之二是标准件，生产成本更加低廉、适用范围广、加工工艺简单、适合标准化生产，极利于大规模推广使用；技术系列中的简化版中仅仅一个螺栓、一个螺母、一个弹簧弹性垫圈既可以达到防松、防盗、防止连轴转之目的。

2、通过将下防逆锯齿槽的齿牙设置为正齿牙，在有效防止自然松动、震动的同时，还可在外部工具的作用下方便地拆卸，可以适应高/低温极端环境下在使用传统工具拆卸后的重复使用。

3、金属或非金属的弹性垫圈或开口卡环在受到挤压时会产生弹性波形应力形变。有益于抵消震动波的破坏力，从而使紧固螺栓保持可靠、稳定、良好的工作状态，因而有利于提高振动设备在使用过程中的安全性。

4、复合网络防止松动螺栓系列简单、可靠、经济性好，皮实耐用，操控简单，物美价廉，还能适应不同工作环境保证螺栓弹性闭锁的准确性。此外它价格便宜，制造所需的材料部件并未增加，即便是衍生出来双螺母的版本，制造成本也比现有产品和唐氏螺栓要低，用更低的成本得到了最高的强度和性能，新结构具有很高的性价比和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、角度大小、螺纹头数、契形加强筋、锚点理念的螺栓剖面变化等等，均用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或角度及剖面等等大、小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的范围内，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1的整体安装结构示意图；

图2为本发明实施例1中负锁定螺母的结构示意图；

图3为本发明实施例中正紧固螺母的结构示意图；

图4为本发明实施例1中U形钢丝与下防逆锯齿槽的配合结构示意图；

图5为本发明实施例2的整体安装结构示意图；

图6为本发明实施例2中未安装定位块时的结构示意图；

图7为本发明实施例4中锲子形的角加强筋的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

螺帽1、角加强筋11、螺栓杆螺纹部2、右旋螺纹21、左旋螺纹22、紧固螺母3、下防逆锯齿槽31、锁定螺母4、容置盲孔41、上防逆锯齿槽42、U形钢丝5、定位块6、弹性垫圈7、上连接件8、下连接件9。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所披露的内容轻易地了解本发明的优点及效果，显然，所描述的实施例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做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。

实施例1

如图1-4所示，本发明实施例提供了双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，包括螺帽1、螺栓杆螺纹部2、分别与螺栓杆螺纹部2相螺合的紧固螺母3和锁定螺母4、以及设置在紧固螺母3和锁定螺母4之间的定位防松组件，用以通过简洁的防逆转设计，即在直径相同的螺栓杆螺纹部2上同时设置了两个左、右旋螺纹供旋转方向不同的螺母均可以顺畅通过，紧固螺母3和锁定螺母4的螺纹旋转方向相反的两种螺纹叠加复合在同一段直径相同的螺栓上，因为进、退方向的不同，紧固螺母3的松动力变成了锁紧螺母4的自锁之力，从而互相平衡抵消，最终实现了双向的相互锁定，利用多重弹性自锁的方式抵消设备震动所产生的破坏力。具体设置如下：

所述螺帽1与螺栓杆螺纹部2一体成型连接，所述螺栓杆螺纹部2的外壁设有右旋螺纹21，用以与紧固螺母3相螺合，实现螺栓体的紧固功能，所述螺栓杆螺纹部2的外壁在远离螺帽1的一端设有左旋螺纹22，用以与锁定螺母4相螺合，实现螺栓体的锁定防松功能。

具体地，所述左旋螺纹22与所述螺栓杆螺纹部2上远离螺帽1一端的正向右旋螺纹21是在传统的螺纹段之上叠加、复合形成了同时具有左旋螺纹22和右旋螺纹21的网状复合螺纹，网状复合螺纹既可以和紧固螺母3配合通过，又可以和锁紧螺母4配合通过，所述螺栓杆螺纹部2上靠近螺帽1一端的右旋螺纹21单独形成右旋螺纹部，所述右旋螺纹部在位于螺栓杆螺纹部2上段的长度要略大于紧固螺母3的高度，用以保证紧固螺母3在与右旋螺纹21螺合拧紧时，锁定螺母4能沿左旋螺纹22旋转至与紧固螺母3相贴合，提高了螺纹结构的通用性和螺栓的整体强度。

所述紧固螺母3沿螺栓杆螺纹部2的右旋螺纹21与螺栓杆螺纹部2相螺合，所述锁定螺母4沿螺栓杆螺纹部2的左旋螺纹22与螺栓杆螺纹部2相螺合，用以在螺栓杆螺纹部2直径相同的前提下，紧固螺母3和锁定螺母4可分别沿相应的螺纹旋转压紧与锁定而进入工作状态。

所述定位防松组件包括下防逆锯齿槽31、容置盲孔41和U形钢丝5，所述下防逆锯齿槽31沿环形设置在紧固螺母3上远离螺帽1的一侧端面内圈(参考图3)，所述容置盲孔41设置在锁定螺母4上靠近螺帽1的一侧端面，且容置盲孔41与下防逆锯齿槽31相竖向对应，所述U形钢丝5的一端设置在容置盲孔41的内部，U形钢丝5的另一端与下防逆锯齿槽31的凹部相弹性抵接，用以实现U形钢丝5与下防逆锯齿槽31的相互定位，防止锁定螺母4的逆向松动。

具体地，所述下防逆锯齿槽31采用防逆齿牙，用以使U形钢丝5在锁定螺母4的旋转带动作用下与下防逆锯齿槽31抵接牢靠时不可回转，抵消断绝了紧固螺母3的松动退路，使锁定螺母4与紧固螺母3合二为一的锁定、结合为一体。

所述容置盲孔41的孔口内径大于孔底内径(参考图1-2)，且U形钢丝5的开口端朝向容置盲孔41的孔口一侧，用以使U形钢丝5的两个端头在旋转过程中受到来自下防逆锯齿槽31内防逆齿牙的挤压时能够灵活的形变退让滑行，直至到达下防逆锯齿槽31的下一个凹部后自动回弹定位，可以定位于任何角度，提高了功能性。

优选地，所述容置盲孔41设有两个，且两个容置盲孔41内均布置有U形钢丝5，用以提高螺栓体装配后的牢固稳定性。

优选地，所述弹簧弹性垫圈7的正、反面上均匀设置了若干个圆锥状的凸起点或凹陷点，可依靠安装压强或在螺栓帽头部1预留的凹陷点或凸起锚点来定位防止弹性垫圈7发生松动和位移。

优选地，所述螺栓杆螺纹部2的螺纹段沿着螺栓杆螺纹部2轴向设置有若干个纵向凹槽或断切面，所述纵向凹槽包括但不限于矩形凹槽、角槽，用以起到轴向键槽的作用，能够通过内嵌有尼龙圈的自锁螺母紧固到位，自锁螺母的尼龙圈会因直径偏小而紧紧的形变抱紧吻合在并不圆滑的螺栓杆螺纹部2的外径之平面形成的两个钝角之上。

实施例2

在实施例2中，对于与实施例1中相同的结构，给予相同的符号，省略相同的说明，实施例2在实施例1的基础上做出了改进，如图5-6所示，所述定位防松组件包括下防逆锯齿槽31、上防逆锯齿槽42和定位块6，所述上防逆锯齿槽42沿环形设置在锁定螺母4上靠近螺帽1一侧上端面的内圈，且上防逆锯齿槽42与紧固螺母3上的下防逆锯齿槽31垂直相对应，共同形成了圆环状空室空间，所述上防逆锯齿槽42采用防逆齿牙，且上防逆锯齿槽42与下防逆锯齿槽31的防逆方向相反。

所述定位块6设置在下防逆锯齿槽31和上防逆锯齿槽42形成的圆环状空室内，且定位块6的上下侧端面分别与上防逆锯齿槽42和下防逆锯齿槽31相弹性抵接，用以在定位块6的作用下使锁定螺母4和紧固螺母3均不可回转逆动，同时由于结构简单可靠，有利于减少生产和维护成本，有效的提升了性价比和经济性。

需要说明的是，所述定位块6使用的结构包括但不限于金属或非金属的弹性垫圈、开口卡环，金属或非金属的弹性垫圈或开口卡环在受到挤压时会产生弹性波形应力形变，有益于平衡和抵消震动波的破坏力，从而使螺栓整体保持可靠、稳定、良好的自锁工作状态，因而有利于提高振动设备在使用过程中的安全性。

实施例3

在实施例3中，对于与实施例1中相同的结构，给予相同的符号，省略相同的说明，实施例3在实施例1的基础上做出了改进，所述下防逆锯齿槽31的齿牙采用正角齿牙，且正齿牙的两侧斜面角度均为45°，用以使U形钢丝5与下防逆锯齿槽31相弹性抵接时能有效防止自然松动、震动的同时，还可在外部传统工具的作用下方便地拆卸，实现了防松螺栓二次利用的实用性需求，解决了现有防松螺栓不可拆装重复利用的技术难题。

实施例4

在实施例4中，对于与实施例1-3中相同的结构，给予相同的符号，省略了相同的说明，实施例4与实施例1-3有所不同的是，参考图7，所述螺帽1与螺栓杆螺纹部2的过渡连接处还一体设置有若干楔形的角加强筋11。

角加强筋11靠近螺帽1一端沿螺栓杆螺纹部2径向的长度范围要大于工件孔径1～2mm，螺帽1背离螺帽1一端沿螺栓杆螺纹部2径向的长度范围为0.6～1mm，”用以依靠紧固螺母3不断拧紧产生的刃压强或借助锤子等工具的敲击使螺帽1上的角加强筋11部分咬入被连接件的孔缘角之中，能有效抗震，同时根除了螺栓跟随性连轴转的可能性。

该装置的使用过程如下：

使用时，参考图1，首先将螺栓杆螺纹部2分别穿过上连接件8和下连接件9，并在螺栓帽头部1与下连接件9之间以及待安装螺母与上连接件8之间分别配以弹性垫圈7；其次沿螺栓杆螺纹部2的右旋螺纹21拧装紧固螺母3，使得螺栓体固定于连接件上；最后沿螺栓杆螺纹部2的左旋螺纹22拧装锁定螺母4，直至锁定螺母4拧紧，同时容置盲孔41内的U形钢丝5抵接在紧固螺母3的下防逆锯齿槽31上。

当使用定位块6时，在拧装锁定螺母4之前，先在紧固螺母3的下防逆锯齿槽31内放置定位块6，进而拧装带有上防逆锯齿槽42的锁定螺母4直至拧紧即可。

当使用特种弹簧弹性垫圈防松、防盗时，弹簧弹性垫圈防的下内缘处，设置有楔形R角，一种方式是弹簧弹性垫圈上设置的尖锥状锚点依靠压强压入工件定位。二是在弹簧弹性垫圈的开口处向下折弯一个毫米形成了垂直的锚点，进入固定工件之上预先加工好的浅凹陷点后相互吻合。弹性垫圈之上直接在螺栓上加装上锁紧螺母3。锁紧螺母3上的四个锁舌会弹性作用于弹性垫圈上的放射状均匀排列的孔洞或齿牙抵紧进入到锁定防松动或者防盗的工作状态。新结构做到了一个螺栓，一个螺母，一个弹性垫圈儿既防止松动和防盗的性能并且随着齿牙形状的不同而灵活转换其不同的设计功能。

下防逆锯齿槽31的齿牙采用正齿牙，当需要拆卸时，利用外部工具拧动锁定螺母4使容置盲孔41内的U形钢丝5形变退让，并逐渐旋转螺母松动退出即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不是用以限制本发明，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。需要说明的是，在没有脱离创意构思的前提下，任何显而易见的修改、等同替换、角度与剖面的改进和数量增减等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征在于：包括一体制造成形的螺帽和相同直径的螺栓杆螺纹部，所述螺栓杆螺纹部上分别螺接复合有螺纹旋转方向相反的紧固螺母和锁定螺母，所述紧固螺母和锁定螺母之间设置有定位防松组件；

所述定位防松组件包括设置在紧固螺母上传统螺纹段的第一限位结构以及设置在锁定螺母上靠近螺纹段端面的第二限位结构，所述第一限位结构与第二限位结构之间设有连接卡位结构，所述连接卡位结构用于与第一限位结构、第二限位结构配合防止紧固螺母松动。

2.如权利要求1所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述螺帽和垫圈及螺栓杆螺纹部为一体制作成型结构，所述螺栓杆螺纹部的外壁上既设有右旋螺纹，位于紧固螺母背离螺帽一侧的螺栓杆螺纹部的右旋螺纹之上又叠加设有左旋螺纹，所述紧固螺母沿螺栓杆螺纹部上的右旋螺纹与螺栓杆螺纹部相结合，所述锁定螺母沿螺栓杆螺纹部上的左旋螺纹与螺栓杆螺纹部相结合。

3.如权利要求1所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述紧固螺母的下内缘处，设置有一圈楔形R角。

4.如权利要求1所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述第一限位结构为下防逆锯齿槽，所述第二限位结构为容置盲孔，所述连接卡位结构为倒置的U形钢丝，所述下防逆锯齿槽沿环形设置在紧固螺母的内圈，所述容置盲孔与下防逆锯齿槽竖向相互对应，且容置盲孔与下防逆锯齿槽均以螺栓杆螺纹部轴线为中心环形分布，所述U形钢丝的双环头端设置在容置盲孔的底部，U形钢丝的另一双头端形成了两个弹性锁舌，锁舌与下防逆锯齿槽相弹性抵接自锁。

5.如权利要求4所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述容置盲孔的孔口内径大于孔底内径，所述U形钢丝的双头端朝向容置盲孔的孔口一侧，形成了两个弹性锁舌。

6.如权利要求4所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述下防逆锯齿槽的齿牙为环形放射状的正齿牙。

7.如权利要求1所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述第一限位结构为下防逆锯齿槽，所述第二限位结构为上防逆锯齿槽，所述连接卡位结构为定位块，所述下防逆锯齿槽沿环形设置在紧固螺母的内圈，所述上防逆锯齿槽沿环形设置在锁定螺母的内圈凹槽，上防逆锯齿槽与下防逆锯齿槽中心相互垂直对应共同形成了圆环状空室空间，定位块设置在下防逆锯齿槽和上防逆锯齿槽共同形成的圆环状空室内，且定位块的上下侧端面分别与上防逆锯齿槽和下防逆锯齿槽相弹性抵接。

8.如权利要求1所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，螺帽和螺栓杆螺纹部之间设置有弹性垫圈，所述弹性垫圈两侧面均设置有防逆转结构。

9.如权利要求8所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，所述防逆转结构为孔洞、凸起、波纹或防逆转齿牙。

10.如权利要求1所述的双螺母同直径正、反双向复合螺纹防松、防盗自锁螺栓，其特征是，螺帽背离螺栓杆螺纹部一侧和螺栓杆螺纹部背离螺帽一侧均设置为外凸或内凹的弧形。

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