CN111609025B - 一种分段式垫片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分段式垫片。包括四段弧形垫片(1)构成的圆形垫片，关键是弧形垫片(1)的一端有内缘凹部(2)和外缘凹部(3)，另一端有内缘凸部(4)和外缘凸部(5)，相邻的弧形垫片(1)的内外缘凹部(2、3)与内外缘凸部(4、5)相配合，内外缘凹部(2、3)和内外缘凸部(4、5)之间均有一剖切斜面(9)，圆形垫片的外圆面设有一橡胶圈。本发明可极大地提高单向螺栓的使用效果和减少垫片的损失率。

Description

一种分段式垫片
技术领域：
本发明涉及一种机械领域的连接构件的垫片，特别是涉及一种分段构成圆形的垫片。
背景技术：
连接紧固体是使用十分广泛的连接件，使用量也十分巨大，而垫片是紧固件的配件，通常的垫片的结构是中心具有通孔的环状结构，螺栓通过上述的通孔后，旋紧螺栓上的螺母夹持上述的垫片并将待紧固件连接。但在待紧固件为箱式件或中空筒形如钢管或大型件时，上述的紧固件的安装使用就十分不便，特别是垫片就很难通过待紧固件上的通孔而装配。为解决上述困难，设计出了可变形的分段式垫片，如四段弧形垫片构成一个圆形垫片，在圆形垫片外设有一橡胶圈以约束上述的四段弧形垫片构成一体的圆形垫片，使用时在上述圆形垫片的一个对称的连接缝外施加一个相对的外力，上述的垫片则会变形压扁的枣核形状，意味着有一短轴，则可通过前述的待紧固件上的通孔，一旦上述变形后的圆形垫片通过通孔，在上述的橡胶圈施加的周向外力的作用下恢复原有的状态，则可旋紧螺母，实现单向螺栓的使用。上述的分段式垫片存在一些缺陷，如变形后在橡胶圈的作用力下无法恢复原状，即相邻的两段垫片会错位，甚至有崩脱，而使垫片的摩擦作用大幅降低或失效，也有可能在使用前某一段垫片会脱离而造成损失。故如何改进设计而克服上述的缺陷是一个十分有意义的工作。
发明内容：
本发明的发明目的是公开一种使用中安全可靠的分段式垫片。
实现本发明的技术解决方案如下：包括四段弧形垫片构成的圆形垫片，关键是弧形垫片的一端有内缘凹部和外缘凹部，另一端有内缘凸部和外缘凸部，相邻的弧形垫片的内外缘凹部与内外缘凸部相配合，内外缘凹部和内外缘凸部之间均有一剖切斜面，圆形垫片的外圆面设有一橡胶圈。
所述的内缘凹部由两段不同曲率半径的曲面构成。
所述的外缘凹部由两段不同曲率半径的曲面构成。
所述的内缘凹部与弧形垫片的内圆表面之间形成一个曲面过渡的第一限制端，外缘凹部与弧形垫片的外圆表面之间形成一个曲面过渡的第二限制端。
所述的内缘凹部的gh曲面段的曲率半径r1≥20％R1，R1为弧形垫片的内表面半径，hi曲面段的曲率半径r2≤50％r1。
所述的外缘凹部的cd曲面段的曲率半径r3≥10％R2，R2为弧形垫片的外表面半径，bc曲面段的曲率半径r4≤50％r3。
所述的剖切斜面与内缘凹部之间的fg过渡曲面段的曲率半径r5≥20％R1，第一限制端的曲率半径r6≤1/3r2。
所述的剖切斜面与外缘凹部之间的de过渡曲面段的曲率半径r7≥20％R3，第二限制端的曲率半径r8≤1/3r4。
所述的圆形垫片的四分之一分割的中轴线与剖切斜面之间的夹角α大于或等于3°。
所述的弧形垫片的外表面有一沟槽，橡胶圈嵌入沟槽。
本发明公开的分段式垫片在施加外力时具有很好的顺利变形过程，且相邻的两段弧形垫片之间还具有极佳的防止错位和防脱出橡胶圈的性能，在解除外力时，具有非常顺利的恢复变状的能力，甚至整个圆形垫片在高空坠落时仍能保持弧形垫片不脱出。因此，本发明的技术方案可极大地提高单向螺栓的使用效果和减少垫片的损失率。
附图说明：
图1为本发明的一个实施例的立体结构示意图。
图2为本发明的俯视结构示意图。
图3为本发明的弧形垫片的立体结构示意图。
图4为弧形垫片的俯视结构示意图。
图5为圆形分段垫片受到外力时的变形状态的立体结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图详细给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明的实施方式的详细描述是为便于对本发明的技术内容的全面理解，而不应视为是对本发明的权利要求保护范围的限制。
请参见图1～图5，本发明的具体实施例的技术解决方案是：包括四段弧形垫片1构成的圆形垫片，关键是弧形垫片1的一端有内缘凹部2和外缘凹部3，另一端有内缘凸部4和外缘凸部5，弧形垫片1的首尾相接，相邻的弧形垫片1的内外缘凹部(2、3)与内外缘凸部(4、5)相配合，即内缘凸部4嵌入内缘凹部2和外缘凸部5嵌入外缘凹部3并且凹凸部基本重合配合，内外缘凹部(2、3)和内外缘凸部(4、5)之间均有一剖切斜面9，圆形垫片的外圆面设有一橡胶圈(图中未示出)，该橡胶圈的收缩弹力将四段弧形垫片1形成首尾相连接，并使之不散开或脱离，在对上述的圆形垫片施加一个作用于连接缝处的相对的外力时，圆形垫片会变形，受力的两个相对的连接缝处的内缘端张开，外缘端保持接触不脱离，同时连接缝处的外径变小并可通过待连接件上的通孔，解除上述的外力时，前述的橡胶圈的收缩弹力将使变形的圆形垫片恢复原状，也就是说上述变形的圆形垫片在通过待连接件上的通孔后，操作人员的手指施加的外力自然解除，圆形垫片恢复原状，通过工具旋紧螺母并压紧圆形垫片而方便实现单向螺栓的紧固。
前面已描述了内外缘凹部(2、3)分别与内外缘凸部(4、5)相配合，并四段弧形垫片1构成一个圆形垫片，在圆形垫片受到外力作用而压成扁状的变形过程中，凹部和凸部的表面之间有滑动运动，且凹部和凸部之间在受力的偏向等因素的影响或作用下，两者之间存在脱离的问题，为提高凹部和凸部之间的滑动的顺畅和相互制约，所述的内缘凹部2由两段不同曲率半径的曲面构成，两段曲面圆滑过渡，相应的内缘凸部4的表面与上述的内缘凹部2的表面配合，由于内缘凹部2的上述构成，使内缘凸部4不仅在内缘凹部2内可顺畅平滑的运动，且两者之间还具有相互约束的作用。同样，外缘凹部3由两段不同曲率半径的曲面构成，两段曲面圆滑过渡，以便外缘凸部5的表面与外缘凹部3良好重合配合并且相互滑动运动流畅。
为进一步提高内外缘凹部(2、3)对内外缘凸部(4、5)的约束作用和防止圆形垫片变形时相互脱离，所述的内缘凹部2与弧形垫片1的内圆表面之间形成一个曲面过渡的第一限制端6，外缘凹部3与弧形垫片1的外圆表面之间形成一个曲面过渡的第二限制端7；当圆形垫片变形时(图5所示)，内外缘凸部(4、5)在内外缘凹部(2、3)内旋转并滑动运动，上述的第一、二限制端(6、7)则限制内外缘凸部(4、5)在施加的外力不完全对称或两方向受力有偏差时不会从内外缘凹部(2、3)内脱出。
为进一步提高内外缘凹部(2、3)与内外缘凸部(4、5)之间的相互滑动运动的顺畅性，避免凹部与凸部之间在运动过程中的相互干涉，所述的内缘凹部2的gh曲面段的曲率半径r1≥20％R1，R1为弧形垫片1的内表面半径，hi曲面段的曲率半径r2≤50％r1，其中曲率半径r1不大于40％R1和曲率半径r2不小于35％r1，这样两段不同曲率半径的曲面段形成了不同的局部凹部，对脱离有一定的约束，且两段曲面段之间也容易实现圆滑的过渡而保证滑动运动的顺畅；为进一步提高防止内缘凸部4脱出内缘凹部2，上述的gh曲面段的圆心位于弧形垫片1的内表面延长线和四分之一分割中轴线的交点上，这可进一步保证圆形垫片变形时内缘凹部2和内缘凸部4不会彼此脱离。所述的外缘凹部3的cd曲面段的曲率半径r3≥10％R2，R2为弧形垫片1的外表面半径，bc曲面段的曲率半径r4≤50％r3，其中曲率半径r3不大于30％R2和曲率半径r4不小于40％r3，这使外缘凹部3对外缘凸部5既有一定的约束作用又使两个曲面段之间容易实现圆滑的过渡而保证滑动运动的顺畅，并且上述的cd曲面段的圆心位于弧形垫片1的外表面延长线和四分之一分割中轴线的交点上，这进一步保证外缘凹部3和外缘凹部5之间的相互啮合而不会彼此脱离。
为使圆形垫片在变形过程中相邻的弧形垫片1之间的配合的相互约束和运动的顺畅，所述的剖切斜面9与内缘凹部2之间的fg过渡曲面段的曲率半径r5≥20％r1，第一限制端6的曲率半径r6≤1/3r2，其中r5不大于35％r1和第一限制端6的曲率半径r6不小于1/4r2；同时，所述的剖切斜面9与外缘凹部3之间的de过渡曲面段的曲率半径r7≥20％r3，第二限制端7的曲率半径r8≤1/3r4，其中r7不大于35％r3和第二限制端7的曲率半径r8不小于1/4r4，上述的技术要求可以保证凹部与凸部之间的运动轨迹或变形中的圆形垫片的弧形垫片1的运动轨迹不会相互干涉，确保运动过程的顺畅。
为进一步防止圆形垫片变形时的弧形垫片1的脱离，所述的圆形垫片的四分之一分割的中轴线与剖切斜面9之间的夹角α大于或等于3°，上述的圆形垫片的四分之一分割的中轴线是完整的圆形垫片的四分之一的虚拟的分割线，四段弧形垫片1还要构成一个圆形垫片，由于存在上述的夹角α，使内外缘凸部(4、5)的位置有一个错位和凸部高点的不一致，可以防止弧形垫片1的相互滑脱，上述的夹角α不大于8°；为进一步保护前述的橡胶圈，弧形垫片1的外表面有一沟槽8，橡胶圈嵌入沟槽8，则橡胶圈不会脱离，且不易出现制备、运输和使用过程中的划伤破坏。
本发明公开的分段式垫片，使用极为方便，在实际安装使用中，变形顺畅，不会产生变形的错位、无法恢复原状等情况，为一种效率高的安全的分段式垫片。

Claims (4)

1.一种分段式垫片，包括四段弧形垫片(1)构成的圆形垫片，其特征在于弧形垫片(1)的一端有内缘凹部(2)和外缘凹部(3)，另一端有内缘凸部(4)和外缘凸部(5)，相邻的弧形垫片(1)的内外缘凹部(2、3)与内外缘凸部(4、5)相配合，内外缘凹部(2、3)和内外缘凸部(4、5)之间均有一剖切斜面(9)，圆形垫片的外圆面设有一橡胶圈；所述的内缘凹部(2)由两段不同曲率半径的曲面构成；所述的外缘凹部(3)由两段不同曲率半径的曲面构成；所述的内缘凹部(2)的gh曲面段的曲率半径r1≥20％R1，R1为弧形垫片(1)的内表面半径，hi曲面段的曲率半径r2≤50％r1；所述的外缘凹部(3)的cd曲面段的曲率半径r3≥10％R2，R2为弧形垫片(1)的外表面半径，bc曲面段的曲率半径r4≤50％r3；所述的剖切斜面(9)与内缘凹部(2)之间的fg过渡曲面段的曲率半径r5≥20％r1，第一限制端(6)的曲率半径r6≤1/3r2；所述的剖切斜面(9)与外缘凹部(3)之间的de过渡曲面段的曲率半径r7≥20％r3，第二限制端(7)的曲率半径r8≤1/3r4。
2.根据权利要求1所述的分段式垫片，其特征在于所述的内缘凹部(2)与弧形垫片(1)的内圆表面之间形成一个曲面过渡的第一限制端(6)，外缘凹部(3)与弧形垫片(1)的外圆表面之间形成一个曲面过渡的第二限制端(7)。
3.根据权利要求2所述的分段式垫片，其特征在于所述的圆形垫片的四分之一分割的中轴线与剖切斜面(9)之间的夹角α大于或等于3°。
4.根据权利要求3所述的分段式垫片，其特征在于所述的弧形垫片(1)的外表面有一沟槽(8)，橡胶圈嵌入沟槽(8)。
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