CN111853037B - 一种防松螺栓紧固件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械连接紧固件技术领域，具体是一处防松螺栓紧固件。包括螺栓、螺母和螺旋弹簧，所述螺旋弹簧为弹簧沿圆周方向盘绕而成多层结构，整体为上粗下细的圆锥形，所述螺旋弹簧被夹持在螺栓外壁和螺母内壁之间，并嵌入螺栓外壁的螺牙中，所述螺母内壁没有螺纹，螺母内壁上部为上大下小的喇叭状，下部为竖直筒状。本发明的技术方案在螺栓和螺母之间设置螺旋弹簧，螺旋弹簧可以提供远大于普通螺栓和螺母之间的紧固压力和摩擦力，进而防止螺母的松动，提供有效的紧固力。

Description

一种防松螺栓紧固件
技术领域
本发明涉及机械连接紧固件技术领域，具体是一处防松螺栓紧固件。
背景技术
螺纹紧固件自诞生以来就因其结构紧凑、连接力大、拆装方便的特点和独特的自锁特性而成为应用范围最广的机械连接方式之一，给人们的生产生活带来了极大便利。然而，螺纹连接并非“天衣无缝”，实际工作环境的复杂性使得螺纹紧固件常常受到高载荷、强振动、酸碱腐蚀等外界因素的严峻考验，由此产生了螺纹松脱这一严重安全问题。由于螺纹连接常被大量应用于机械设备的关键部位，一旦发生松脱、连接失效，往往会导致严重的安全事故
在保证紧固件可拆卸性的前提下，紧固件防松方法可主要分为摩擦防松和机械防松两大类。与机械防松相比，摩擦防松在面对横向振动时防松能力有较大差距；但机械防松往往有着不利于拆装、破坏工件、易磨损等问题。如果尝试利用楔入式原理，同时利用两大原理防松，可以减少相应的弊端。
发明内容
针对以上不足，本发明提供了一种防松螺栓紧固件，螺栓和螺母之间设置螺旋弹簧，螺旋弹簧可以提供远大于普通螺栓和螺母之间的紧固压力和摩擦力，进而防止螺母的松动，提供有效的紧固力。
本发明的技术方案为：
一种防松螺栓紧固件，包括螺栓、螺母和螺旋弹簧，所述螺旋弹簧为弹簧沿圆周方向盘绕而成多层结构，整体为上大下小的圆锥形，所述螺旋弹簧被夹持在螺栓外壁和螺母内壁之间，并嵌入螺栓外壁的螺牙中，所述螺母内壁没有螺纹，螺母内壁上部为上大下小的喇叭状下部为竖直筒状。
所述螺母上端面带有凸台，所述螺旋弹簧被封挡在凸台下方。
所述螺旋弹簧为多股螺旋弹簧，由多股弹簧丝卷制而成。
所述弹簧丝的线径为0.05mm-0.15mm。
本发明的螺旋弹簧为弹簧沿圆周方向盘绕而成多层结构，形成上大下小的锥形结构，螺旋弹簧被夹持在螺栓和螺母之间，并嵌入螺栓外壁的螺牙中，螺母内壁没有螺纹，且内壁上部为为锥弹簧相适配的喇叭状，喇叭的斜面限制锥弹簧相对滑动，使螺旋弹簧固定。螺母拧紧后，锥弹簧往下楔入螺栓的螺牙中，相当于楔子填充于螺栓和螺母之间。根据斜面原理，同等预紧力条件下，锥弹簧与螺栓外螺纹的螺牙之间的压力远大于普通紧固件之间的压力，提供的最大摩擦力也远大于普通紧固件之间的最大摩擦力，进而有效防止螺母松动，达到较好的紧固效果。
附图说明
图1为本发明的防松螺栓紧固件剖面结构示意图；
图2为本发明的螺旋弹簧立体结构图；
图3为本发明的螺母喇叭口斜度与弹簧外侧公切线斜度对比图；
图4为本发明的防松螺栓紧固件在倾摆状态下的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
参考图1和图2，本发明的一种防松螺栓紧固件，包括螺栓1、螺母2和螺旋弹簧3，螺旋弹簧3为弹簧沿圆周方向盘绕而成多层结构，整体为上大下小的圆锥形，如图2所示。螺旋弹簧3被夹持在螺栓1外壁和螺母2内壁之间，并嵌入螺栓1外壁的螺牙中，螺母2内壁没有螺纹螺母2内壁上部为上大下小的喇叭状，与圆锥形的螺旋弹簧3相适配，下部为竖直筒状。
拧紧前，螺旋弹簧3位于螺母2内部。当旋转螺母2拧紧时，螺旋弹簧3随着旋转进入螺栓1的螺牙中，为了防止螺旋弹簧3受挤压沿螺母2内壁向上滑出，螺母2上端面带有凸台21，凸台21将螺旋弹簧3封挡在下方，并推动螺旋弹簧3向下楔入螺栓1的螺牙中。螺旋弹簧3为多股螺旋弹簧3，由多股钢索或弹簧丝卷制而成。弹簧丝的线径为0.05mm-0.15mm，可以在适当范围内加粗线径，以保证弹簧的强度。
多股螺旋弹簧3本身由多股钢索绕制而成，相比普通弹簧强度更高，更不易断裂，由于各股钢丝紧密接触，相互之间存在摩擦，因而本身有独特的吸振能力。在本专利设计中，多股弹簧缠绕在螺牙上，且被挤压在螺母2锥孔内部与螺栓1螺牙之间，螺旋弹簧3本身不作为弹性件，不会往复振动，因此外层钢丝尾端不会散开而造成失效，能始终保持卷绕且螺旋的状态，防止螺母2和螺栓1之间的相对滑动。
本专利中，螺母2内孔没有螺纹，利用直通孔开喇叭口的方式固定螺旋弹簧3和螺栓1，喇叭的斜面限制锥形螺旋弹簧3相对滑动，使螺旋弹簧3固定。当螺母2拧紧时，锥形螺旋弹簧3向下楔入螺栓1的螺牙中，相当于楔子填充于螺栓1和螺母2之间。根据斜面原理，同等预紧力条件下，锥弹簧与螺栓1外螺纹的螺牙之间的压力远大于普通紧固件之间的压力，提供的最大摩擦力也远大于普通紧固件之间的最大摩擦力，进而有效防止螺母2松动，达到较好的紧固效果。
当倾摆发生时，螺母2利用倾摆机构限制支承面相对滑动。如图3所示，螺母2喇叭口母线斜度小于拧紧后螺旋弹簧3外侧与轴线共面的公切线斜度。拧紧后，螺旋弹簧3靠螺栓1端部几圈受较强挤压，靠被联接件几圈受较弱挤压或不受挤压，不与螺旋弹簧3配合的螺栓1与螺母2不接触并留有足够空隙。可以看出，螺栓1与螺旋弹簧3所受压力集中在上端。参考图4，当被联接件之间相对滑动时，螺栓1的轴线相对于螺母2产生一定角度的倾斜，该紧固件系统相当于一个被动倾摆机构，给螺栓1预留了充足的倾斜空间，以吸收被联接件相对位移防止支承面受迫滑动。
以上公开的仅为本发明的实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种防松螺栓紧固件，其特征在于，包括螺栓(1)、螺母(2)和螺旋弹簧(3)，所述螺旋弹簧(3)为弹簧沿圆周方向盘绕而成多层结构，整体为上大下小的圆锥形，所述螺旋弹簧(3)被夹持在螺栓(1)外壁和螺母(2)内壁之间，并嵌入螺栓(1)外壁的螺牙中，所述螺母(2)内壁没有螺纹，螺母(2)内壁上部为上大下小的喇叭状，下部为竖直筒状；所述螺母(2)上端面带有凸台(21)，所述螺旋弹簧(3)被封挡在凸台(21)下方。
2.根据权利要求1所述的防松螺栓紧固件，其特征在于，所述螺旋弹簧(3)为多股螺旋弹簧(3)，由多股弹簧丝卷制而成。
3.根据权利要求2所述的防松螺栓紧固件，其特征在于，所述弹簧丝的线径为0.05mm-0.15mm。
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