CN112610587B - 一种可拆卸的自锁双头螺柱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可拆卸的自锁双头螺柱，该自锁双头螺柱包括自锁螺柱、内环、中环、外环和待连接的设备；待连接设备上具有与自身螺柱配合的螺纹连接孔，螺纹连接孔的上端有两个连续的台阶孔与端面相接，按孔径大小分为第一台阶孔和第二台阶孔；自锁螺柱的一端与待连接设备的螺纹连接孔配合到位后，自锁螺柱的中段与螺纹连接孔上端的两个连续台阶孔相对应，内环套装在自锁螺柱的外圆周面上底面与第二台阶孔底部接触，外环装入第一台阶孔内，中环通过过盈配合嵌入内环和外环之间，将自锁螺柱实现自锁；拆卸时将中环朝设备的方向压入，中环掉入内环与第二台阶孔形成的空隙内，内环和外环重新恢复为可活动状态，将自锁螺柱拧出后完成拆卸过程。

Description

一种可拆卸的自锁双头螺柱
技术领域
本发明涉及一种连接标准件，具体涉及一种可拆卸的自锁双头螺柱。
背景技术
双头螺柱是指两端均有螺纹的圆柱形紧固件，用来将两个不同的产品固定约束连接。比如：在一个大型机匣上安装一些诸如安装座、传感器等附件，此时利用双头螺柱将其一端拧入机匣主体，附件通过安装孔穿过另外一端螺纹，并用螺母固定，如果直接用螺栓连接，会因附件产品经常拆卸导致机匣的内螺纹磨损进而损坏，而使用双头螺柱效果则好很多，故双头螺柱广泛应用于电力、化工、汽车、航空航天等领域。
现有常见的双头螺柱只有一个柱体，如图1所示，螺柱1的一端螺纹为过盈螺纹，另外一端螺纹为普通螺纹，使用时将过盈端拧入含有内螺纹的主要设备2，主要设备2的对应的内螺纹也为过盈螺纹，螺柱1和设备2两者之间的过盈螺纹在安装时将产生较大的摩擦力，该摩擦力作用于螺柱1上产生摩擦力矩，当该摩擦力矩大于另外一端的普通螺纹的拆卸力矩时，则可以保证双头螺柱1正常工作，即通过过盈螺纹形成自锁效应，以使得当另外一端与螺母装拆时双头螺柱自身不会松动。但是过盈螺纹之间产生的摩擦力通常可以将螺纹本身破坏，即过盈端拧入后不可以再被拧出，否则螺柱1和设备2的螺纹都会发生损坏而导致不可二次使用，这就是说这种双头螺柱是不可拆卸的。
还有一种双头螺柱，由柱体3和一定数量的键4两部分构成。柱体3的两端螺纹都是普通螺纹，通常一端螺纹直径小，另外一端螺纹直径大。围绕螺柱的轴线在大端的螺纹处还有加工形成的一定数量的沿圆周均匀分布的槽，安装时将大端拧入主要设备，然后将键4沿着这些槽压入主要设备中，通过在一定程度上破坏设备中的内螺纹的方式，将键嵌入螺柱和设备之间，起到固定、限位的作用，从而防止柱体3发生松动。
根据图1中的螺柱1的拧入方式和自锁原理，决定了螺柱1的自锁效果主要依靠过盈螺纹，由于相互配合的过盈螺纹的公差带很小，材料差异、加工误差、测量误差等因素经常会导致过盈螺纹产生的摩擦力矩小于另外一端的螺母拆卸力矩，导致螺母在拆卸时螺柱1松动。另外，应用这种双头螺柱的产品在工作、运输等过程中，由于振动、温度等因素影响，也会降低过盈螺纹间的相互摩擦力，即这种螺纹自锁方式具有一定程度的不稳定性。而由于此时相互配合的过盈螺纹已经发生变形甚至破坏，所以一旦发生这类故障，返修难度极大，故其一般只应用在工作环境宽松的场合中，适用性一般。
图2中的双头螺柱同样属于不可拆卸式安装，当键4嵌入柱体3的槽中时就已经将设备中相应的内螺纹破坏，这种固定方式优点是不会发生松动，解决了图1中的双头螺柱易松动的问题，但该优点也导致其在某些应用场合中存在缺陷。在一些需要经常装拆通过双头螺柱与主要设备形成连接关系的附件时，反复装配和拆卸与柱体3的小端螺纹配合的螺母容易导致柱体3的小端螺纹磨损，一旦发生这样的螺纹损坏，基本上无法返修。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可拆卸的自锁双头螺柱，能够该双头螺柱在具备优异的固定效果的同时，还具有可拆卸性，可以根据需要更换受损的双头螺柱，从而使其适用于更多、更复杂的工作环境。
一种可拆卸的自锁双头螺柱，该自锁双头螺柱包括自锁螺柱、内环、中环、外环和待连接的设备；
所述待连接设备上具有与自身螺柱配合的螺纹连接孔，螺纹连接孔的上端有两个连续的台阶孔与端面相接，按孔径大小分为第一台阶孔和第二台阶孔；
自锁螺柱的一端与待连接设备的螺纹连接孔配合到位后，自锁螺柱的中段与螺纹连接孔上端的两个连续台阶孔相对应，所述内环套装在自锁螺柱的外圆周面上底面与第二台阶孔底部接触，外环装入第一台阶孔内，所述中环通过过盈配合嵌入内环和外环之间，将自锁螺柱实现自锁；拆卸时将中环朝设备的方向压入，中环掉入内环与第二台阶孔形成的空隙内，内环和外环重新恢复为可活动状态，将自锁螺柱拧出后完成拆卸过程。
进一步地，所述自锁螺柱的两端为螺纹段，中段为环状齿轮，环状齿轮其中一侧有限位台。
进一步地，所述内环的内圈和外圈分别为内齿轮和圆周面，内齿轮与螺柱的环状齿轮相互配合。
进一步地，所述中环的内圈和外圈均为圆周面，其中一端的两侧为倾斜角，中环内圈和外圈分别与内环的外径面和外环的内径面为过盈配合。
进一步地，所述外环内圈和外圈分别为圆周面和多道环状齿。
进一步地，所述自锁螺柱、内环、中环或外环的制造材料采用：1Cr17Ni2、1Cr11Ni2W2MoV、GH696或05Cr17Ni4Cu4Nb；材料的硬度、拉伸强度根据具体使用环境选择。
有益效果：
本发明的自锁双头螺柱具有普通双头螺柱的优异的锁紧效果外，还具备其他双头螺栓可具备的可重复拆卸的特点，从而适用于更加复杂的使用环境，极大拓宽了双头螺柱的应用范围。同时本发明的双头螺柱可维修性强，任一部分都可以拆卸并替代安装，锁紧效果及装拆过程不损伤所要安装的设备本体，避免了其他类型双头螺柱一旦损坏就无法维修的难题。
附图说明
图1和2为现有双头螺柱的结构示意图；
图3为本发明中螺柱的结构示意图；
图4为本发明中内环的结构示意图；
图5为本发明中中环的结构示意图；
图6为本发明中外环的结构示意图；
图7为设备上连接孔的结构示意图；
图8为双头螺柱在设备上装配后示意图。
其中，1-螺柱、2-设备、3-柱体、4-键、5-自锁螺柱、6-内环、7-中环、8-外环。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图8所示，本发明提供了一种可拆卸的自锁双头螺柱，该自锁双头螺柱包括自锁螺柱5、内环6、中环7和外环8；
其中，螺柱5的两端为普通螺纹，中间为环状齿轮，齿轮其中一侧有限位台；内环6的内齿轮与螺柱5的环状齿轮相互配合；中环7为一个圆环，其中一端的两侧为倾斜角，中环7的内径面与内环6的外径面为过盈配合，中环7的外径面与外环8的内径面为过盈配合；外环8的外侧为多道环状齿。
装配本发明的双头螺柱时，先将内环6套在自锁螺柱5上后，将自锁螺柱5上远离限位台一端的螺纹拧入主要设备2中，再将外环8放入设备2中的台阶面上，最后，将中环7有倾斜角的一端朝向设备2，将中环7压入内环6和外环8中间，如此即完成了双头螺柱的安装。
安装原理是利用中环7与内环6、中环7和外环8相互间的过盈面，使得内环6与自锁螺柱5在齿轮面上存在挤压效果、外环8的环状齿与设备2的台阶环面产生挤压效果，从而共同起到限位的作用。同时自锁螺柱5的限位台限制了内环6的轴向移动，进一步提高自锁效果。
拆卸本发明的双头螺柱时，只需要将中环7继续朝设备2的方向压入，则中环7可掉入设备2的台阶空隙处，中环7和内环6、中环7和外环8的过盈配合关系也随之终止，内环6和外环8重新恢复为可活动状态，此时可将自锁螺柱5拧出，从而完成整个拆卸过程。
本发明的双头螺柱的各个部分的制造材料推荐使用：1Cr17Ni2、1Cr11Ni2W2MoV、GH696、05Cr17Ni4Cu4Nb；硬度、拉伸强度等性能可根据具体使用环境选择，一般推荐自锁螺柱5的热处理方向为提高强度，内环6、中环7和外环8的热处理方向为提高韧性；各个部分需要做表面化学钝化处理；自锁螺柱5的两端螺纹尺寸和长度根据实际使用需要确定；自锁螺柱5和内环6的环状齿需要配合顺畅，环状齿的尺寸参数包括齿数、齿外径、齿内径等，随自锁螺柱5的螺纹直径变化而变化；需要根据使用环境和螺柱5的螺纹尺寸大小，调整中环7和内环6、中环7和外环8之间的过盈量，以同时满足装配和使用需求；示例中的外环8的环状齿的方向为横向，也可以换成竖状齿，即与自锁螺柱5的环状齿方向一致。
本发明与一般双头螺柱的应用领域一致，除此之外，还可以应用于需要经常装拆的环境，进一步提高了应用范围。同时，本发明的双头螺柱由4个部分组成，各个部分皆具有可替代性，极大程度上提高了可维修性。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可拆卸的自锁双头螺柱，其特征在于，该自锁双头螺柱包括自锁螺柱、内环、中环、外环和待连接设备；
所述待连接设备上具有与自身螺柱配合的螺纹连接孔，螺纹连接孔的上端有两个连续的台阶孔与端面相接，按孔径大小分为第一台阶孔和第二台阶孔；
自锁螺柱的一端与待连接设备的螺纹连接孔配合到位后，自锁螺柱的中段与螺纹连接孔上端的两个连续台阶孔相对应，所述内环套装在自锁螺柱的外圆周面上底面与第二台阶孔底部接触，外环装入第一台阶孔内，所述中环通过过盈配合嵌入内环和外环之间，将自锁螺柱实现自锁；拆卸时将中环朝设备的方向压入，中环掉入内环与第二台阶孔形成的空隙内，内环和外环重新恢复为可活动状态，将自锁螺柱拧出后完成拆卸过程。
2.如权利要求1所述的一种可拆卸的自锁双头螺柱，其特征在于，所述自锁螺柱的两端为螺纹段，中段为环状齿轮，环状齿轮其中一侧有限位台。
3.如权利要求2所述的一种可拆卸的自锁双头螺柱，其特征在于，所述内环的内圈和外圈分别为内齿轮和圆周面，内齿轮与螺柱的环状齿轮相互配合。
4.如权利要求3所述的一种可拆卸的自锁双头螺柱，其特征在于，所述中环的内圈和外圈均为圆周面，其中一端的两侧为倾斜角，中环内圈和外圈分别与内环的外径面和外环的内径面为过盈配合。
5.如权利要求4所述的一种可拆卸的自锁双头螺柱，其特征在于，所述外环的内圈和外圈分别为圆周面和多道环状齿。
6.如权利要求5所述的一种可拆卸的自锁双头螺柱，其特征在于，所述自锁螺柱、内环、中环或外环的制造材料采用：1Cr17Ni2、1Cr11Ni2W2MoV、GH696或05Cr17Ni4Cu4Nb；材料的硬度、拉伸强度根据具体使用环境选择。
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