CN111692188A - 一种防松螺纹紧固件及其使用方法 - Google Patents

一种防松螺纹紧固件及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于紧固件领域，尤其涉及一种防松螺纹紧固件及其使用方法，它包括螺母、内螺纹、螺栓、外螺纹A、环套A、外螺纹B、涡卷弹簧、连杆，其中螺栓的外螺纹A所在柱面上开有三个轴向均匀分布的环槽A，一个环槽A与外螺纹A所在柱面末端相通；本发明在螺母对设备形成有效紧固后通过沿与外螺纹A旋向相反的方向旋动末端环套A可以对螺母与螺栓的紧固状态形成有效锁定，从而避免处于紧固状态的螺母在设备高频震动过程中产生松动，保证螺母持续地对设备形成有效紧固。

Description

一种防松螺纹紧固件及其使用方法
技术领域
本发明属于紧固件领域，尤其涉及一种防松螺纹紧固件及其使用方法。
背景技术
现有技术的快速安装螺栓在对设备紧固过程中有效提高了其对设备的紧固效率，从而提高工作效率，加快螺栓安装的速度。
现有技术的快速安装螺栓由于其旋进紧固角度的限制，使得快速安装螺栓只适用于较硬材质的设备之间的紧固预紧，而现有技术的快速安装螺栓在针对较软材质的设备之间的紧固时不能完成对设备之间的有效紧固预紧。
当传统的快装螺栓对较软材质的设备进行紧固预紧时，传统快装螺栓上的螺纹在有效配合90度后不能再继续对设备进行进一步的紧固。如果继续旋动螺母会导致螺母与螺栓在轴向的相对滑动，从而导致螺栓与螺母之前90度旋转对设备的紧固完全失效。同时，无论现有技术的快装螺栓还是普通螺栓，其在对设备进行有效预紧紧固后，必须通过加装双螺母形式或弹性垫圈来对已经处于预紧状态的螺栓进行锁定，从而防止处于有效预紧状态的螺栓在设备产生频繁震动时发生松脱现象。
所以设计一种既可以自行放松脱又适用于不同硬度材质的设备的紧固的快装紧固件很有必要。
本发明设计一种防松螺纹紧固件及其使用方法解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种防松螺纹紧固件及其使用方法，它是采用以下技术方案来实现的。
在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，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、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种防松螺纹紧固件及其使用方法，它包括螺母、内螺纹、螺栓、外螺纹A、环套A、外螺纹B、涡卷弹簧、连杆，其中螺栓的外螺纹A所在柱面上开有三个轴向均匀分布的环槽A，一个环槽A与外螺纹A所在柱面末端相通；每个环槽A内均旋转配合有环套A；每个环套A外侧均具有与外螺纹A旋向相同且螺距相等的外螺纹B；螺母的内螺纹所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽A与外螺纹A和外螺纹B轴向滑动配合，内螺纹与外螺纹A所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽B和外螺纹B所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽C轴向滑动配合；内螺纹与外螺纹A和外螺纹B配合。
环套A与螺栓之间具有对环套A旋转复位的涡卷弹簧；相邻两个环套A之间通过对称分布的两个连杆连接；沿与外螺纹A旋向相反的方向旋动的末端环套A通过连杆的配合带动另外两个环套A同步旋动，以完成对处于螺纹配合状态的螺母与螺栓的锁定；沿与外螺纹A旋向一致的方向旋动的最内侧环套A通过连杆带动另外两个环套A同步旋动，以解除对处于螺纹配合状态的螺母与螺栓之间的锁定。
环套A和螺栓上具有限制外螺纹B与滑槽A相对的环套A沿与外螺纹B旋向一致的方向继续旋动的结构。
作为本技术的进一步改进，上述涡卷弹簧位于相应环槽A柱面上的环槽B中；涡卷弹簧一端与相应环槽B的内壁连接，另一端与相应环套A的内壁连接。环槽B为涡卷弹簧提供容纳空间，减小涡卷弹簧在环槽A内占据的空间。
作为本技术的进一步改进，上述环套A的内壁上均安装有卡块，卡块活动于相应环槽A内壁上的摆槽A内；卡块在相应摆槽A中的最大幅度为90度，保证环套A相对于螺栓最大的旋转角度为90度。
作为本技术的进一步改进，上述环槽A的侧壁上对称开有两个轴向贯通三个环槽A的摆槽B；连接任意相邻两个环套A的两个连杆分别活动于两个摆槽B中。
作为本技术的进一步改进，位于外侧末端的上述环套A的端面上安装有同中心轴线的环套B，环套B上安装有同中心轴线的外六角环套C；外六角的环套C与扳手配合；螺栓末端安装有同中心轴线的固定柱，固定柱末端具有与扳手配合的六角凸台。
作为本技术的进一步改进，首先，将螺母上的内螺纹沿外螺纹A上的滑槽B和外螺纹B上的滑槽C向螺栓上进行快速套装；其次，沿与外螺纹A旋向一致的方向旋动螺母实现螺母与螺栓对设备的有效紧固；再次，沿与外螺纹A旋向一致的方向旋动最末端的环套A对螺母与螺栓的紧固状态进行锁定;最后，反向旋动环套A对螺母与螺栓之间的紧固状态解锁，通过反向旋动螺母使得螺母上的内螺纹与外螺纹A上的滑槽B和外螺纹B上的滑槽C相对并从螺栓上轴向拆离螺母。
相对于传统的紧固螺栓，本发明通过螺栓与螺母的特殊结构可以实现螺母向螺栓上的快装和快拆。同时，由于本发明中与螺栓旋转配合的环套A的存在，使得螺母在向螺栓旋合过程中不会因螺母上的内螺纹与螺栓上的滑槽A相对而与螺栓产生轴向脱离，保证螺母在旋合过程中持续地对需要被紧固的设备进行固定预紧，有效避免传统快装螺栓中预紧旋合角度的限制，使得本发明适用于不同硬度材质的设备之间的紧固。
另外，本发明在螺母对设备形成有效紧固后通过沿与外螺纹A旋向相反的方向旋动末端环套A可以对螺母与螺栓的紧固状态形成有效锁定，从而避免处于紧固状态的螺母在设备高频震动过程中产生松动，保证螺母持续地对设备形成有效紧固。本发明结构简单，具有较好的使用效果。
附图说明
图1是本发明整体示意图。
图2是螺母示意图。
图3是螺栓、环套A、环套B、环套C与固定柱配合示意图。
图4是螺栓、涡卷弹簧、环套A、环套B与环套C配合剖面示意图。
图5是环套A、卡块与螺栓配合剖面示意图。
图6是环套A、涡卷弹簧与螺栓配合剖面示意图。
图7是螺栓与连杆配合剖面示意图。
图8是螺栓及其剖面示意图。
图9是螺栓上摆槽A与摆槽B分布剖面示意图。
图10是环套A与连杆配合示意图。
图中标号名称：1、螺母；2、内螺纹；3、滑槽A；4、螺栓；5、外螺纹A；6、滑槽B；7、环槽A；8、环槽B；9、摆槽A；10、摆槽B；11、环套A；12、外螺纹B；13、滑槽C；14、卡块；15、涡卷弹簧；16、连杆；17、环套B；18、环套C；20、固定柱；21、六角凸台。
具体实施方式
附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
如图1所示，它包括螺母1、内螺纹2、螺栓4、外螺纹A5、环套A11、外螺纹B12、涡卷弹簧15、连杆16，其中如图8所示，螺栓4的外螺纹A5所在柱面上开有三个轴向均匀分布的环槽A7，一个环槽A7与外螺纹A5所在柱面末端相通；如图3、4、5所示，每个环槽A7内均旋转配合有环套A11；如图3、8、10所示，每个环套A11外侧均具有与外螺纹A5旋向相同且螺距相等的外螺纹B12；如图2、9、10所示，螺母1的内螺纹2所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽A3与外螺纹A5和外螺纹B12轴向滑动配合；如图8、9、10所示，内螺纹2与外螺纹A5所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽B6和外螺纹B12所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽C13轴向滑动配合；内螺纹2与外螺纹A5和外螺纹B12配合。
如图4、6所示，环套A11与螺栓4之间具有对环套A11旋转复位的涡卷弹簧15；如图7、9、10所示，相邻两个环套A11之间通过对称分布的两个连杆16连接；沿与外螺纹A5旋向相反的方向旋动的末端环套A11通过连杆16的配合带动另外两个环套A11同步旋动，以完成对处于螺纹配合状态的螺母1与螺栓4的锁定；沿与外螺纹A5旋向一致的方向旋动的最内侧环套A11通过连杆16带动另外两个环套A11同步旋动，以解除对处于螺纹配合状态的螺母1与螺栓4之间的锁定。
如图5、8、10所示，环套A11和螺栓4上具有限制外螺纹B12与滑槽A3相对的环套A11沿与外螺纹B12旋向一致的方向继续旋动的结构。
如图6、8所示，上述涡卷弹簧15位于相应环槽A7柱面上的环槽B8中；涡卷弹簧15一端与相应环槽B8的内壁连接，另一端与相应环套A11的内壁连接。环槽B8为涡卷弹簧15提供容纳空间，减小涡卷弹簧15在环槽A7内占据的空间。
如图5、8、10所示，上述环套A11的内壁上均安装有卡块14，卡块14活动于相应环槽A7内壁上的摆槽A9内；卡块14在相应摆槽A9中的最大幅度为90度，保证环套A11相对于螺栓4最大的旋转角度为90度。
如图7、8、9所示，上述环槽A7的侧壁上对称开有两个轴向贯通三个环槽A7的摆槽B10；连接任意相邻两个环套A11的两个连杆16分别活动于两个摆槽B10中。
如图1、4所示，位于外侧末端的上述环套A11的端面上安装有同中心轴线的环套B17，环套B17上安装有同中心轴线的外六角环套C18；外六角的环套C18与扳手配合；螺栓4末端安装有同中心轴线的固定柱20，固定柱20末端具有与扳手配合的六角凸台21。
如图1所示，首先，将螺母1上的内螺纹2沿外螺纹A5上的滑槽B6和外螺纹B12上的滑槽C13向螺栓4上进行快速套装；其次，沿与外螺纹A5旋向一致的方向旋动螺母1实现螺母1与螺栓4对设备的有效紧固；再次，沿与外螺纹A5旋向一致的方向旋动最末端的环套A11对螺母1与螺栓4的紧固状态进行锁定;最后，反向旋动环套A11对螺母1与螺栓4之间的紧固状态解锁，通过反向旋动螺母1使得螺母1上的内螺纹2与外螺纹A5上的滑槽B6和外螺纹B12上的滑槽C13相对并从螺栓4上轴向拆离螺母1。
本发明中螺母1的高度大于环套A11的高度，环套A11的高度与相邻的外螺纹A5高度相等，保证螺母1在与外螺纹A5旋合的同时与一个环套A11相互作用，进而保证螺母1相对于螺栓4旋动90度后，螺母1带动环套A11同步旋转90度并开始逐渐脱离螺栓4的外螺纹A5时继续与环套A11上的外螺纹B12进行啮合，使得外螺纹A5与外螺纹B12形成一个完整的螺纹，保证螺母1的内螺纹2在完全脱离螺栓4上的外螺纹A5时与相应环套A11上的外螺纹B12旋合继续对设备进行紧固。
本发明的工作流程：在初始状态，卡块14位于相应摆槽A9的极限位置，涡卷弹簧15处于预压缩储能状态。环套A11上的外螺纹B12与螺栓4上的外螺纹A5相对，环套A11上的滑槽C13与螺栓4上的滑槽B6相对。
当需要使用本发明对设备进行紧固时，先将螺栓4插入设备上紧固处的圆孔内，然后将螺母1内壁上两部分弧度为九十度的内螺纹2与螺栓4上的滑槽B6和环套A11上的滑槽C13相对。
将螺母1轴向向螺栓4上进行快速滑动套装，螺母1上的两部分内螺纹2轴向滑动于螺栓4上的滑槽B6和环套A11上的滑槽C13内，环套A11上的两部分外螺纹B12和螺栓4上的两部分外螺纹A5轴向滑动于螺母1内壁上的两个滑槽A3内。
当螺母1上的内螺纹2部分到达螺栓4上距离设备最近的两部分外螺纹A5之间的滑槽B6内时，将螺母1相对于螺栓4沿轴向进行微小调整，使得螺母1上的内螺纹2与螺栓4上的外螺纹A5处于预旋合相对状态，此时螺母1上内螺纹2的齿牙与环套A11上外螺纹B12的齿牙具有部分重叠，无法旋进。
然后，沿与外螺纹A5旋向相一致的方向旋动螺母1，使得螺母1与螺栓4上的外螺纹A5旋合并向设备侧壁靠近。同时，螺母1通过其上的内螺纹2截面与位于其内的环套A11上外螺纹B12截面相互作用带动此环套沿与外螺纹A5旋向相一致的方向相对于螺栓4旋转。随着螺母1在螺栓4的持续旋合，螺母1上的内螺纹2截面与位于其内的环套A11上的外螺纹B12的截面轴向相错运动并逐渐趋于旋合相对状态。
当螺母1相对于螺栓4旋合90度时，被螺母1带动旋转的环套A11上的外螺纹B12正好与螺栓4上的外螺纹A5衔接成完整的螺纹，螺母1上的内螺纹2刚好与环套A11上的外螺纹B12形成完全旋合相对状态，螺母1上的内螺纹2正好完全进入螺栓4的外螺纹A5上并开始逐渐与环套A11上的外螺纹B12旋合。此时，在螺母1带动下发生旋转的环套A11的内壁上安装的卡块14刚好到达相应摆槽A9的极限位置并阻止环套A11继续旋转，保证螺母1在与环套A11上的外螺纹B12旋合过程中不会在螺母1的带动下产生相对于螺栓4的旋转，保证环套A11上外螺纹B12与螺母1的良好旋合，进而使得螺母1在完全脱离螺栓4上的外螺纹A5后继续与环套A11上的外螺纹B12进行旋合，使得螺母1相对于螺栓4旋合的轴向行程增大，以达到螺母1对设备的进一步紧固，使得本发明适用于对较软材质的设备的紧固。
在螺母1带动位于其内的环套A11旋转过程中，与螺母1直接作用的环套A11通过连杆16带动其余两个环套A11同步旋转，与环套A11相对应的涡卷弹簧15被进一步压缩储能。
当螺母1在与环套A11上的外螺纹B12或螺栓4上的外螺纹A5的旋合下对设备形成有效紧固时，通过两个扳手分别与固定柱20上的六角凸台21和外六角环套C18的配合，相对于螺栓4反向旋动环套C18，环套C18通过环套B17带动末端处的环套A11同步旋转，末端处的环套A11通过连杆16带动其余两个环套A11同步反向旋转微小角度，与环套A11相对应的涡卷弹簧15释放少许能量且仍处于压缩储能状态，卡块14脱离相应摆槽A9的极限位置微小距离。与螺母1直接作用的环套A11相对于处于紧固状态的螺母1进行反向旋动，环套A11上的外螺纹B12与螺母1的内螺纹2沿轴向方向产生相对运动，环套A11上的外螺纹B12通过螺母1上的内螺纹2带动螺母1具有轴向向外的运动趋势，从而使得螺母1上的内螺纹2与螺栓4上的外螺纹A5进行轴向挤压，进而使得螺母1与螺栓4之间的状态被锁定，防止处于有效紧固状态的螺母1与螺栓4之间在设备发生频繁震动时产生松动。
当需要将处于紧固状态的螺母1与螺栓4进行拆卸时，通过两个扳手分别与固定柱20上的六角凸台21和外六角的环套C18相互配合，沿与外螺纹A5旋向相一致的方向相对于螺栓4旋动环套C18，环套C18通过环套B17带动最末端的环套A11同步旋转。最末端的环套A11通过连杆16带动另外两个环套A11同步旋转。与环套A11相对应的涡卷弹簧15被进一步压缩，卡块14重新到达相应摆槽A9的极限位置并阻止环套A11在扳手的作用下继续相对于螺栓4进行旋转。
接着，相对于螺栓4反向旋动螺母1，使得螺母1向旋离螺栓4的方向运动，螺母1上的内螺纹2逐渐地旋离位于其内的环套A11上的外螺纹B12。因环套A11上的外螺纹B12与螺母1上的内螺纹2处于旋合状态，所以在螺母1上内螺纹2旋离环套A11上的外螺纹B12过程中环套A11相对于螺栓4不产生旋转。
当螺母1上的内螺纹2完全脱离环套A11上的外螺纹B12时，随着螺母1相对于螺栓4的继续反向旋转，环套A11在相应涡卷弹簧15的复位作用下紧随螺母1进行反向旋转，卡块14随环套A11逐渐向相应摆槽A9中的初始位置运动。另外两个环套A11同样在相应涡卷弹簧15的作用下进行复位。
当螺母1的内螺纹2完全旋离螺栓4上的外螺纹A5时，环套A11相对于螺栓4刚好完全复位，螺母1上的内螺纹2与螺栓4上的滑槽B6和环套A11上的滑槽C13正好相对。此时，用手将螺母1轴向滑离螺栓4即可完成对螺母1从螺栓4上的拆卸。
综上所述，本发明的有益效果为：本发明通过螺栓4与螺母1的特殊结构可以实现螺母1向螺栓4上的快装和快拆。同时，由于本发明中与螺栓4旋转配合的环套A11的存在，使得螺母1在向螺栓4旋合过程中不会因螺母1上的内螺纹2与螺栓4上的滑槽A3相对而与螺栓4产生轴向脱离，保证螺母1在旋合过程中持续地对需要被紧固的设备进行固定预紧，有效避免传统快装螺栓4中预紧旋合角度的限制，使得本发明适用于不同硬度材质的设备之间的紧固。
另外，本发明在螺母1对设备形成有效紧固后通过沿与外螺纹A5旋向相反的方向旋动末端环套A11可以对螺母1与螺栓4的紧固状态形成有效锁定，从而避免处于紧固状态的螺母1在设备高频震动过程中产生松动，保证螺母1持续地对设备形成有效紧固。

Claims (6)

1.一种防松螺纹紧固件，其特征在于：它包括螺母、内螺纹、螺栓、外螺纹A、环套A、外螺纹B、涡卷弹簧、连杆，其中螺栓的外螺纹A所在柱面上开有三个轴向均匀分布的环槽A，一个环槽A与外螺纹A所在柱面末端相通；每个环槽A内均旋转配合有环套A；每个环套A外侧均具有与外螺纹A旋向相同且螺距相等的外螺纹B；螺母的内螺纹所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽A与外螺纹A和外螺纹B轴向滑动配合，内螺纹与外螺纹A所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽B和外螺纹B所在柱面上对称开设的两个弧度为90度的滑槽C轴向滑动配合；内螺纹与外螺纹A和外螺纹B配合；
环套A与螺栓之间具有对环套A旋转复位的涡卷弹簧；相邻两个环套A之间通过对称分布的两个连杆连接；沿与外螺纹A旋向相反的方向旋动的末端环套A通过连杆的配合带动另外两个环套A同步旋动，以完成对处于螺纹配合状态的螺母与螺栓的锁定；沿与外螺纹A旋向一致的方向旋动的最内侧环套A通过连杆带动另外两个环套A同步旋动，以解除对处于螺纹配合状态的螺母与螺栓之间的锁定；
环套A和螺栓上具有限制外螺纹B与滑槽A相对的环套A沿与外螺纹B旋向一致的方向继续旋动的结构。
2.根据权利要求1所述的一种防松螺纹紧固件，其特征在于：上述涡卷弹簧位于相应环槽A柱面上的环槽B中；涡卷弹簧一端与相应环槽B的内壁连接，另一端与相应环套A的内壁连接。
3.根据权利要求1所述的一种防松螺纹紧固件，其特征在于：上述环套A的内壁上均安装有卡块，卡块活动于相应环槽A内壁上的摆槽A内；卡块在相应摆槽A中的最大幅度为90度。
4.根据权利要求1所述的一种防松螺纹紧固件，其特征在于：上述环槽A的侧壁上对称开有两个轴向贯通三个环槽A的摆槽B；连接任意相邻两个环套A的两个连杆分别活动于两个摆槽B中。
5.根据权利要求1所述的一种防松螺纹紧固件，其特征在于：位于外侧末端的上述环套A的端面上安装有同中心轴线的环套B，环套B上安装有同中心轴线的外六角环套C；外六角的环套C与扳手配合；螺栓末端安装有同中心轴线的固定柱，固定柱末端具有与扳手配合的六角凸台。
6.使用权利要求1-5任意一项所述的一种防松螺纹紧固件的使用方法，其特征在于：
安装时
1）将螺母上的内螺纹沿外螺纹A上的滑槽B和外螺纹B上的滑槽C向螺栓上进行快速套装；
2）沿与外螺纹A旋向一致的方向旋动螺母实现螺母与螺栓对设备的有效紧固；
3）沿与外螺纹A旋向一致的方向旋动最末端的环套A对螺母与螺栓的紧固状态进行锁定；
拆卸时
1）反向旋动环套A对螺母与螺栓之间的紧固状态解锁；
2）通过反向旋动螺母使得螺母上的内螺纹与外螺纹A上的滑槽B和外螺纹B上的滑槽C相对并从螺栓上轴向拆离螺母。
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