CN111365353B - 一种自锁防松垫圈、螺栓组件及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锁防松垫圈、螺栓组件及安装方法，其技术方案为：包括弹性垫圈和对称设于弹性垫圈两侧的第一刚性垫圈、第二刚性垫圈，所述弹性垫圈的两侧具有对称的第一楔形面和第二楔形面；第一刚性垫圈具有与第一楔形面相适配的第三楔形面，第二刚性垫圈具有与第二楔形面相适配的第四楔形面；弹性垫圈与第一刚性垫圈、第二刚性垫圈能够形成稳定的自锁结构，以消除第一刚性垫圈与第二刚性垫圈分离形成的间隙。本发明在螺母与连接件之间出现间隙时，垫圈依靠楔形结构自动加厚，将螺母与连接件之间的间隙消除，进而再次夹紧工件，并可靠锁止。

Description

一种自锁防松垫圈、螺栓组件及安装方法

技术领域

本发明涉及机械零部件领域，尤其涉及一种自锁防松垫圈、螺栓组件及安装方法。

背景技术

防松垫圈是一种常见的紧固防松零件，被广泛用于车辆、家具、运动器材、医疗器械等多个行业。现有的防松垫圈由两片组成，利用两垫片之间的张力来限制螺母与螺栓的相对运动，以达到延缓螺母相对螺栓旋转、松脱的目的。

发明人发现，螺母与连接件之间出现间隙时，现有的防松垫圈不能将螺母与连接件之间的间隙取消，进而不能实现再次稳定夹紧工件功能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自锁防松垫圈、螺栓组件及安装方法，在螺母与连接件之间出现间隙时，垫圈依靠楔形结构自动加厚，将螺母与连接件之间的间隙消除，进而再次夹紧工件，并可靠锁止。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种自锁防松垫圈，包括弹性垫圈和对称设于弹性垫圈两侧的第一刚性垫圈、第二刚性垫圈，所述弹性垫圈的两侧具有对称的第一楔形面和第二楔形面；

第一刚性垫圈具有与第一楔形面相适配的第三楔形面，第二刚性垫圈具有与第二楔形面相适配的第四楔形面；弹性垫圈与第一刚性垫圈、第二刚性垫圈能够形成稳定的自锁结构，以消除第一刚性垫圈与第二刚性垫圈分离形成的间隙。

作为进一步的实现方式，所述弹性垫圈采用弹性材料制成，其开设有开口槽；在外力作用下弹性垫圈变形，开口槽能够张开。

作为进一步的实现方式，所述开口槽两侧对称设置操作孔。

作为进一步的实现方式，所述弹性垫圈中心设有第一螺栓孔，第一螺栓孔周向设有若干均匀分布的防裂槽。

作为进一步的实现方式，所述第一楔形面与第二楔形面之间形成自锁角。

作为进一步的实现方式，所述第三楔形面的倾斜角等于第一楔形面的倾斜角，所述第四楔形面的倾斜角等于第二楔形面的倾斜角。

作为进一步的实现方式，所述第一刚性垫圈中心开设第二螺栓孔，第三楔形面与第二螺栓孔之间设置第二平面。

作为进一步的实现方式，所述第二刚性垫圈中心开设第三螺栓孔，第四楔形面与第三螺栓孔之间设置第三平面。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种螺栓组件，包括螺母、螺栓、连接件和所述的自锁防松垫圈，所述螺栓穿过连接件，螺栓一端安装螺母且螺母与连接件之间设置自锁防松垫圈。

第三方面，本发明的实施例还提供了一种螺栓组件的安装方法，包括：将螺栓、连接件、第一刚性垫圈、第二刚性垫圈与螺母连接在一起，第一刚性垫圈与第二刚性垫圈相互接触，拧紧螺母；

将开口钳插入操作孔中，在外力作用下弹性垫圈变形，开口槽张开，将弹性垫圈放入第一刚性垫圈的第三楔形面与第二刚性垫圈的第四楔形面形成的夹角中；第三楔形面与第一楔形面相接触，第四楔形面与第二楔形面相接触；

当螺母出现松动，第一刚性垫圈的第二平面与第二刚性垫圈的第三平面形成间隙时，弹性垫圈在自身形变力作用下向螺栓中心轴方向收缩，第一楔形面沿着第一刚性垫圈的第三楔形面运动；第二楔形面沿着第二刚性垫圈的第四楔形面运动，弹性垫圈楔入第一刚性垫圈与第二刚性垫圈中间，将螺母松动间隙消除。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式中的第一刚性垫圈为刚性材料，不可变形，第二刚性垫圈为刚性材料，不可变形；弹性垫圈为弹性材料，并设置开口槽，在外力作用下弹性垫圈出现变形，开口槽可以张开；通过使开口槽张开将弹性垫圈设置于第一刚性垫圈与第二刚性垫圈之间；当第一刚性垫圈与第二刚性垫圈紧密接触时，弹性垫圈处于变形状态，有嵌入第一刚性垫圈与第二刚性垫圈形成的间隙的趋势；当第一刚性垫圈与第二刚性垫圈分离时，弹性垫圈依靠自身变形恢复力与楔形结构，相对第一刚性垫圈与第二刚性垫圈移动，嵌入第一刚性垫圈与第二刚性垫圈形成的间隙；第一刚性垫圈、弹性垫圈与第二刚性垫圈形成稳定的自锁结构，以消除第一刚性垫圈与第二刚性垫圈分离形成的间隙；

(2)本发明的一个或多个实施方式中当螺栓出现松动，连接件与螺母之间距离变大时，弹性垫圈在自身弹性力作用下向螺栓中心收缩，弹性垫圈的第一楔形面沿着第一刚性垫圈的第三楔形面运动，弹性垫圈的第二楔形面沿着第二刚性垫圈的第四楔形面运动，第一刚性垫圈平面与第二刚性垫圈平面距离变大，可自动增厚楔形自锁防松垫圈整体变厚，将螺栓与连接件之间的间隙消除，实现工件再次夹紧，由于第一楔形面与第二楔形面构成夹角形为自锁角，弹性垫圈只能收缩，无法在螺栓夹紧力下再次张开。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例一的第一刚性垫圈结构示意图；

图3是本发明实施例一的第二刚性垫圈结构示意图；

图4是本发明实施例一的弹性垫圈结构示意图；

图5是本发明实施例二的结构示意图；

其中，1-第一刚性垫圈，2-弹性垫圈，3-防裂槽，4-第三平面，5-第二刚性垫圈，6-第三螺栓孔，7-操作孔，8-开口槽，9-第一螺栓孔，10-第二螺栓孔，11-第三楔形面，12-第二平面，13-第四楔形面，14-第一楔形面，15-第二楔形面，16-第一平面，17-第一连接件，18-自锁防松垫圈，19-第二连接件，20-螺母，21-螺栓。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

楔形面，其纵向截面为倾斜面。

实施例一：

下面结合附图1-图4对本发明进行详细说明，具体的，结构如下：

本实施例提供了一种自锁防松垫圈，如图1所示，包括第一刚性垫圈1、弹性垫圈2和第二刚性垫圈5，其中，第一刚性垫圈1、第二刚性垫圈5分别设于弹性垫圈2两侧。

所述第一刚性垫圈1和第二刚性垫圈5采用刚性材料制成，不可变形。如：第一刚性垫圈1、第二刚性垫圈5为不锈钢垫圈。当然，第一刚性垫圈1、第二刚性垫圈5也可以采用其他材料，具体可根据安装要求选择。

第一刚性垫圈1和第二刚性垫圈5关于弹性垫圈2呈对称结构，具体的，如图1所示，第一刚性垫圈1为环形，其中心开设第二螺栓孔10。如图2所示，第一刚性垫圈1的一侧为水平面，另一侧具有第二平面12和第三楔形面11。所述第二平面12与第三楔形面11连接为一体，且第三楔形面11位于第二平面12外侧，并与第二平面12呈设定夹角。

第二刚性垫圈5为环形，其中心开设第三螺栓孔6。如图3所示，第二刚性垫圈5的一侧为水平面，另一侧具有第三平面4和第四楔形面13。所述第三平面4与第四楔形面13连接为一体，且第四楔形面13位于第三平面4外侧，并与第三平面4呈设定夹角。

所述弹性垫圈2采用弹性材料制成，可变形。在本实施例中，弹性垫圈2可以采用橡胶材质或其他弹性材料。如图1所示，弹性垫圈2开设有开口槽8，整体为具有开口的环形结构。

所述开口槽8的两侧对称设有用于开口钳操作的操作孔7，通过开口钳作用在操作孔7向弹性垫圈2施加外力；在外力作用下弹性垫圈2变形，开口槽8可以张开。

弹性垫圈2的中心具有第一螺栓孔9，第一螺栓孔9的周向设有若干间隔均匀分布的防裂槽3。所述防裂槽3为U型槽，用于防止弹性垫圈2裂开。防裂槽3的个数根据弹性垫圈2尺寸、型号设定。

如图4所示，弹性垫圈2的上下两侧对称设置第一楔形面14、第二楔形面15，第一楔形面14、第二楔形面15的外圈分别为第一平面16，即，弹性垫圈2在距其最外侧边缘一定距离开始设置楔形面，以保证能够承受较大变形量。第一楔形面14向下倾斜，第二楔形面15向上倾斜；第一楔形面14与第二楔形面15形成设定夹角，即为自锁角。在本实施例中，所述自锁角的范围为1°～7°。

所述第一刚性垫圈1的第三楔形面11与第二平面12的夹角等于弹性垫圈2的第一楔形面14与第一平面16的夹角；第二刚性垫圈5的第四楔形面13与第三平面4的夹角等于弹性垫圈2的第二楔形面15与第一平面16的夹角。从而使第三楔形面11能够与第一楔形面14紧密接触，第四楔形面13能够与第二楔形面15紧密接触。

当第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5紧密接触时，弹性垫圈2处于变形状态，有嵌入第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5形成的间隙的趋势；当第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5分离时，弹性垫圈2依靠自身变形恢复力与楔形结构，相对第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5移动，嵌入第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5形成的间隙；第一刚性垫圈1、弹性垫圈2与第二刚性垫圈5形成稳定的自锁结构，以消除第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5分离形成的间隙。

实施例二：

本实施例提供了一种螺栓组件，如图5所示，包括螺母20、螺栓21、第一连接件17、第二连接件19和实施例一所述的自锁防松垫圈18，所述第一连接件17和第二连接件19通过螺栓21相连，所述螺栓21一端拧入螺母20，且螺母20与第一连接件17之间安装自锁防松垫圈18。

本实施例螺栓组件的安装方法为：

将螺栓21、第一连接件17、第二连接件19、第一刚性垫圈1、第二刚性垫圈5与螺母20连接在一起，第一刚性垫圈1的第二平面12与第二刚性垫圈5的第三平面4相互接触，拧紧螺母20。

将开口钳插入操作孔7中，在外力作用下弹性垫圈2变形，开口槽8张开，弹性垫圈2放入第一刚性垫圈1的第三楔形面11与第二刚性垫圈5的第四楔形面13形成的夹角中。第三楔形面11与弹性垫圈2的第一楔形面14相接触，第四楔形面13与弹性垫圈2的第二楔形面15相互接触。

当螺母20出现松动，第一刚性垫圈1的第二平面12与第二刚性垫圈5的第三平面4形成间隙时，弹性垫圈2在自身形变力作用下向螺栓21中心轴方向收缩，其第一楔形面14沿着第一刚性垫圈1的第三楔形面11运动；弹性垫圈2的第二楔形面15沿着第二刚性垫圈5的第四楔形面13运动，弹性垫圈2楔入第一刚性垫圈1与第二刚性垫圈5中间，将螺母20松动间隙消除，实现工件再次夹紧。由于弹性垫圈2的第一楔形面14与第二楔形面15形成自锁角，弹性垫圈2只能在自身形变力作用下向螺栓21中心轴方向收缩，保证锁止的可靠性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自锁防松垫圈，其特征在于，包括弹性垫圈和对称设于弹性垫圈两侧的第一刚性垫圈、第二刚性垫圈，所述弹性垫圈的两侧具有对称的第一楔形面和第二楔形面；

第一刚性垫圈具有与第一楔形面相适配的第三楔形面，第二刚性垫圈具有与第二楔形面相适配的第四楔形面；弹性垫圈与第一刚性垫圈、第二刚性垫圈能够形成稳定的自锁结构，以消除第一刚性垫圈与第二刚性垫圈分离形成的间隙；

所述弹性垫圈中心设有第一螺栓孔，第一螺栓孔周向设有若干均匀分布的防裂槽；

当第一刚性垫圈与第二刚性垫圈紧密接触时，弹性垫圈处于变形状态，有嵌入第一刚性垫圈与第二刚性垫圈形成的间隙的趋势；当第一刚性垫圈与第二刚性垫圈分离时，弹性垫圈依靠自身变形恢复力与楔形面，相对第一刚性垫圈与第二刚性垫圈移动，嵌入第一刚性垫圈与第二刚性垫圈形成的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种自锁防松垫圈，其特征在于，所述弹性垫圈采用弹性材料制成，其开设有开口槽；在外力作用下弹性垫圈变形，开口槽能够张开。

3.根据权利要求2所述的一种自锁防松垫圈，其特征在于，所述开口槽两侧对称设置操作孔。

4.根据权利要求1所述的一种自锁防松垫圈，其特征在于，所述第一楔形面与第二楔形面之间形成自锁角。

5.根据权利要求1所述的一种自锁防松垫圈，其特征在于，所述第三楔形面的倾斜角等于第一楔形面的倾斜角，所述第四楔形面的倾斜角等于第二楔形面的倾斜角。

6.根据权利要求1所述的一种自锁防松垫圈，其特征在于，所述第一刚性垫圈中心开设第二螺栓孔，第三楔形面与第二螺栓孔之间设置第二平面。

7.根据权利要求1所述的一种自锁防松垫圈，其特征在于，所述第二刚性垫圈中心开设第三螺栓孔，第四楔形面与第三螺栓孔之间设置第三平面。

8.一种螺栓组件，其特征在于，包括螺母、螺栓、连接件和如权利要求1-7任一所述的自锁防松垫圈，所述螺栓穿过连接件，螺栓一端安装螺母且螺母与连接件之间设置自锁防松垫圈。

9.根据权利要求8所述的一种螺栓组件的安装方法，其特征在于，包括：将螺栓、连接件、第一刚性垫圈、第二刚性垫圈与螺母连接在一起，第一刚性垫圈与第二刚性垫圈相互接触，拧紧螺母；

将开口钳插入操作孔中，在外力作用下弹性垫圈变形，开口槽张开，将弹性垫圈放入第一刚性垫圈的第三楔形面与第二刚性垫圈的第四楔形面形成的夹角中；第三楔形面与第一楔形面相接触，第四楔形面与第二楔形面相接触；

当螺母出现松动，第一刚性垫圈的第二平面与第二刚性垫圈的第三平面形成间隙时，弹性垫圈在自身形变力作用下向螺栓中心轴方向收缩，第一楔形面沿着第一刚性垫圈的第三楔形面运动；第二楔形面沿着第二刚性垫圈的第四楔形面运动，弹性垫圈楔入第一刚性垫圈与第二刚性垫圈中间，将螺母松动间隙消除。

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