CN113606241A - 组合式互锁螺母 - Google Patents

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韩新健
武旭彦
逯盛华
文卫星
张青花
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    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/02—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
    • F16B39/12—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by means of locknuts
    • F16B39/122—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by means of locknuts foreseen with mating surfaces inclined, i.e. not normal, to the bolt axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
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Abstract

本发明提供一种组合式互锁螺母，包括多爪螺母、锥面螺母和螺栓，多爪螺母和锥面螺母的中心设有与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，多爪螺母的一侧端面上设置有沿多爪螺母的螺纹通孔的周缘布置的多个变形爪，每个变形爪的顶面为平面，每个变形爪的内外侧面为具有与多爪螺母的螺纹通孔相同的弧度的圆弧形，每个变形爪的外侧面为锥形斜面，每个变形爪的内侧面设置有匹配于螺栓的螺纹，每个变形爪的内侧面的底部设置有变形槽，锥面螺母的一侧端面上设置有倒锥形空腔，倒锥形空腔与锥面螺母的螺纹通孔同心，且倒锥形空腔的深度小于锥面螺母的厚度，多爪螺母的变形爪匹配于锥面螺母的倒锥形空腔。该组合式互锁螺母能够有效防止机械部件松解。

Description

组合式互锁螺母
技术领域
本发明属于机械紧固件技术领域，更具体地涉及一种组合式互锁螺母。
背景技术
各种机械部件都需要采用容易拆装的螺栓、螺母紧固方式，尤其是在某些领域，如锤式破碎机，锤头作为易损件需要随时更换，因此锤头的固定就采用螺栓、螺母紧固方式，当破碎工作时会承受很大的冲击载荷，引起的振动很大，如果振幅过大或者引起共振，都会对设备寿命造成很大影响，甚至损坏两侧轴承损坏造成事故。由于冲击振动直接作用于锤头上，造成紧固螺母非常容易松动，从而造成锤头掉落丢失，此问题是类似装备一直困扰的技术难题。因此，研发一种具有防松、紧固、可互锁功能的螺母组合成为必要的需求。
发明内容
本发明的组合式互锁螺母包括多爪螺母、锥面螺母和螺栓，所述多爪螺母和所述锥面螺母的中心设有与所述螺栓螺纹连接的螺纹通孔，其中：
所述多爪螺母的一侧端面上设置多个变形爪，所述多个变形爪沿所述多爪螺母的螺纹通孔的周缘布置，每个所述变形爪的顶面为平面，每个所述变形爪的内外侧面为具有与所述多爪螺母的螺纹通孔相同的弧度的圆弧形，每个所述变形爪的外侧面为锥形斜面，每个所述变形爪的内侧面设置有匹配于所述螺栓的螺纹，每个所述变形爪的内侧面的底部设置有变形槽；
所述锥面螺母的一侧端面上设置有倒锥形空腔，所述倒锥形空腔与所述锥面螺母的螺纹通孔同心，且所述倒锥形空腔的深度小于所述锥面螺母的厚度，所述多爪螺母的变形爪匹配于所述锥面螺母的倒锥形空腔。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多爪螺母和所述锥面螺母均为标准六角螺母。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多爪螺母的变形爪的数量为3个以上，并且所述变形爪沿所述多爪螺母的螺纹通孔周缘非均布地设置。
可选地，为便于加工，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多爪螺母的变形爪的数量为3个，所述3个变形爪沿所述多爪螺母的螺纹通孔周缘相互成120°均匀布置。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多爪螺母的变形爪的高度小于所述锥面螺母的倒锥形空腔的深度。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多爪螺母的变形爪的根部外径比所述锥面螺母的倒锥形空腔的最大内径大2mm。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多个变形爪的内侧面的底部设置的变形槽的槽深度不同。
可选地，为便于加工，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述多个变形爪的内侧面的底部设置的变形槽的槽深度相同。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述变形爪的外侧面的锥形斜面与所述多爪螺母的端面之间的夹角α等于所述锥面螺母的倒锥形空腔的锥角β。
优选地，在本发明的上述组合式互锁螺母中，所述变形爪的外侧面的锥形斜面与所述多爪螺母的端面之间的夹角α为：45°≤α≤90°，所述锥面螺母的倒锥形空腔的锥角β为：45°≤β≤90°。
本发明的组合式互锁螺母通过多爪螺母和锥面螺母的相互配合，有效防止机械部件松解，同时本发明的组合式互锁螺母结构紧凑，加工、安装和使用方便快捷，可广泛用于各种需要防松的场合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是利用本发明的组合式互锁螺母紧固锤式破碎机的锤头与锤体的结构示意图，其中多爪螺母和锥面螺母处于锁紧状态。
图2是本发明的组合式互锁螺母中多爪螺母与锥面螺母组合受力的结构示意图。
图3是本发明的组合式互锁螺母中的多爪螺母的主视剖视图。
图4是本发明的组合式互锁螺母中的多爪螺母的俯视图。
图5是本发明的组合式互锁螺母中的锥面螺母的主视剖视图。
图6是本发明的组合式互锁螺母中的锥面螺母的俯视图。
附图标记说明：1-多爪螺母、2-锥面螺母、3-螺栓、4-变形槽、5-变形爪、6-倒锥形空腔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图6所示，本发明的组合式互锁螺母包括多爪螺母1、锥面螺母2和螺栓3，多爪螺母1和锥面螺母2的中心设置有螺纹通孔，多爪螺母1和锥面螺母2通过螺纹通孔与螺栓3进行螺纹连接；多爪螺母1的一侧端面上设有沿多爪螺母1的螺纹通孔周缘布置的多个变形爪5，每个变形爪5的顶面为平面，每个变形爪5的内外侧面为具有与多爪螺母1的螺纹通孔相同的弧度的圆弧形，并且每个变形爪5的外侧面为锥形斜面，每个变形爪5的内侧面设有匹配于螺栓3的螺纹，而且每个变形爪5的内侧面的底部设有变形槽4；锥面螺母2的一侧端面设置有倒锥形空腔6，倒锥形空腔6与锥面螺母2的螺纹通孔同心，且倒锥形空腔6的深度小于锥面螺母2的厚度，多爪螺母1的变形爪5匹配于锥面螺母2的倒锥形空腔6。
锥面螺母2和多爪螺母1通过螺纹通孔旋拧于螺栓3，多爪螺母1上的变形爪5的内侧面螺纹啮合于螺栓3，变形爪5的具有锥形斜面的外侧面贴合于锥面螺母2的倒锥形空腔6的内壁，同时倒锥形空腔6挤压变形爪5进而增大摩擦力，使变形爪5锁紧于螺栓3，而且变形爪5内侧面的底部设置的变形槽4在变形爪5受力后产生形变，此时变形爪5外侧面的斜面与锥形空腔6内壁相互作用产生垂直于斜面的作用力F与反作用力，作用力F分解为水平方向力F1和竖直方向力F2，水平方向力F1使变形爪5更进一步锁紧螺栓3，从而达到锁紧防松效果。
变形槽4的深浅直接影响变形爪的弹性力大小，因此，在保证变形爪5的强度的前提下，优选地尽可能将变形槽4的槽深度加工的较大。此外，多个变形爪5的所有变形槽4的槽深度可以相同，但更优选地多个变形爪5的变形槽4的槽深度可以不同，从而使得各变形爪的变形槽4受力各不相同，可以进一步提高锁紧防松效果。
变形槽4的槽深度的加工控制例如可以通过如下方式实现：在多个变形爪5内侧面底部加工变形槽4时，与多爪螺母1的螺母中心同心地加工出所有变形槽4，由此可以实现多个变形爪5的所有变形槽4的槽深度相同；通过在多个变形爪5中的几个变形爪5的内侧面底部预置垫板然后再加工变形槽4，可以使得多个变形爪5的所有变形槽4相对于多爪螺母1的螺母中心形成偏心，由此可以实现多个变形爪5的所有变形槽4的槽深度不同。
优选地，本发明的组合式互锁螺母中多爪螺母1和锥面螺母2均为标准六角螺母。
优选地，变形爪5的外侧面的锥形斜面与多爪螺母1的端面之间的夹角α等于锥面螺母2的倒锥形空腔6的锥角β。
优选地，变形爪5的外侧面的锥形斜面与多爪螺母1的端面之间的夹角α为45°≤α≤90°，锥面螺母2的倒锥形空腔6的锥角β为45°≤β≤90°。
为使多爪螺母1和锥面螺母2之间具有一定相互作用的空间，优选地，多爪螺母1的变形爪5的高度小于锥面螺母2的倒锥形空腔6的深度。
优选地，多爪螺母1的变形爪5的根部外径比锥面螺母2的锥面空腔6的最大内径大2mm。
作为一种具体实施方式，本发明中多爪螺母1的变形爪5的数量为3个，沿多爪螺母1的螺纹通孔周缘相互成120°均匀布置。
作为其他具体实施方式，本发明中多爪螺母1的变形爪5的数量为3个以上，例如6个、8个等，而且这些变形爪5沿多爪螺母1的螺纹通孔周缘非均布地设置，由此可以更加提高锁紧防松效果。
本发明的组合式互锁螺母可紧固多种机械部件，下面以锤式破碎机的锤头为例介绍本发明的组合式互锁螺母的装配过程：如图1所示，先将螺栓3插入锤头和锤体的螺纹孔中，再将锥面螺母2旋拧于螺栓3，将锤头和锤体进行固定，且锥面螺母2具有倒锥面空腔6的端面远离锤头，然后将多爪螺母1旋拧于螺栓3，且多爪螺母1具有变形爪5的端面朝向锥面螺母2的倒锥面空腔6，变形爪5的外侧面贴合于锥形空腔6内壁，变形爪5内侧面的螺纹啮合于螺栓3；随着多爪螺母1在螺栓3上的旋拧，变形爪5内侧面底部设置的变形槽4在变形爪5受力后产生形变，使变形爪5进一步锁紧螺栓3，从而达到锁紧防松效果。
本发明的组合式互锁螺母通过多爪螺母和锥面螺母的相互配合，有效防止机械部件松解，同时本发明的组合式互锁螺母结构紧凑，安装和使用方便快捷，可广泛用于各种需要锁紧防松的场合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。
还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种组合式互锁螺母，包括多爪螺母、锥面螺母和螺栓，所述多爪螺母和所述锥面螺母的中心设有与所述螺栓螺纹连接的螺纹通孔，其特征在于：
所述多爪螺母的一侧端面上设置多个变形爪，所述多个变形爪沿所述多爪螺母的螺纹通孔的周缘布置，每个所述变形爪的顶面为平面，每个所述变形爪的内外侧面为具有与所述多爪螺母的螺纹通孔相同的弧度的圆弧形，每个所述变形爪的外侧面为锥形斜面，每个所述变形爪的内侧面设置有匹配于所述螺栓的螺纹，每个所述变形爪的内侧面的底部设置有变形槽；
所述锥面螺母的一侧端面上设置有倒锥形空腔，所述倒锥形空腔与所述锥面螺母的螺纹通孔同心，且所述倒锥形空腔的深度小于所述锥面螺母的厚度，所述多爪螺母的变形爪匹配于所述锥面螺母的倒锥形空腔。
2.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多爪螺母和所述锥面螺母均为标准六角螺母。
3.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多爪螺母的变形爪的数量为3个以上，并且所述变形爪沿所述多爪螺母的螺纹通孔周缘非均布地设置。
4.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多爪螺母的变形爪的数量为3个，所述3个变形爪沿所述多爪螺母的螺纹通孔周缘相互成120°均匀布置。
5.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多爪螺母的变形爪的高度小于所述锥面螺母的倒锥形空腔的深度。
6.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多爪螺母的变形爪的根部外径比所述锥面螺母的倒锥形空腔的最大内径大2mm。
7.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多个变形爪的内侧面的底部设置的变形槽的槽深度相同。
8.如权利要求1所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述多个变形爪的内侧面的底部设置的变形槽的槽深度不同。
9.如权利要求1至8中任一项所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述变形爪的外侧面的锥形斜面与所述多爪螺母的端面之间的夹角α等于所述锥面螺母的倒锥形空腔的锥角β。
10.如权利要求9所述的组合式互锁螺母，其特征在于，所述变形爪的外侧面的锥形斜面与所述多爪螺母的端面之间的夹角α为：45°≤α≤90°，所述锥面螺母的倒锥形空腔的锥角β为：45°≤β≤90°。
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