CN113864316B - 一种防松动紧固组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防松动紧固组件，包括通过互锁结构连接的螺帽和垫片，互锁结构包括延伸部和容纳腔；延伸部、容纳腔的中部均设置通孔供螺栓穿过；延伸部、容纳腔中的一个与螺帽同轴固定连接，另一个与垫片同轴固定连接；延伸部的一端插入容纳腔中并与容纳腔契合且延伸部能够相对于容纳腔旋转，当延伸部相对于容纳腔旋转时，延伸部将同时沿容纳腔轴向移动，从而改变垫片与螺帽之间的距离，使得螺帽通过此互锁结构仍然压紧垫片。本发明的螺帽、垫片采用互锁结构防止脱落，纵然螺帽旋转仍然能够保持对垫片的压紧状态，能够起到良好的防松动效果。

Description

一种防松动紧固组件

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，特别是一种防松动紧固组件。

背景技术

螺栓、螺帽是常用的紧固件，两者配套使用，在高频率、大幅度的振动或冲击条件下，螺帽通常会相对螺栓旋转，导致被紧固物体松动移位，即紧固失效。为此，人们一直在研究防松动的紧固件。目前人们通常通过一定手段先固定螺栓，防止其旋转，常用的方式也多种多样，如塔、罐设备的地脚螺栓，其螺栓的固定方式就是将其与水泥基座固定为一体，当然也可以增加一些限位结构将螺栓与待紧固物体连接为一体，具体实现方式较多，技术人员可以根据需要选择，此处不再详述。螺栓固定后，防松动的关键点就在于防止螺帽旋转了。

对于防止螺帽旋转，目前常用的是采用双螺母结构，其螺栓同时穿过两螺帽且两螺帽之间部分嵌套后转动连接，同时两螺帽的通孔偏心设置,当发生相对旋转后，两个螺帽的中通孔将错位从而牢牢卡死螺栓，如CN90105524.7的发明专利公开的安全螺帽，此种方式存在一些问题，比如其对应用场景有要求，其要求在使用条件下两个螺帽之间振动不同，这样才能实现两个螺帽之间产生旋转，否则无法卡紧、防松动，而具体工况是否合适，也没有理论计算方式，需要进行试验。此外，其完全借助两个螺帽错位来卡死螺栓，两个螺帽之间错位越多防松动效果越好，但是错位越多越容易划伤螺纹或使螺纹变形，导致后期拆卸困难或者螺纹损坏后不能再次使用，如果错位量小则其两个螺帽会同时旋转，防松动效果不好。

发明内容

为解决现有技术条件的不足，本发明提供了一种防松动紧固组件，本发明在垫片与螺帽经互锁结构互锁，螺帽旋转时互锁结构的两部分旋转错位并轴向移动使得螺帽推动垫片下移继续压紧被紧固物体，保持对被紧固物体的紧固作用。本发明的技术方案如下：

一种防松动紧固组件，包括螺帽和垫片，其特征在于，螺帽和垫片通过互锁结构转动连接，垫片朝向被紧固物体的侧面设置有防滑齿；互锁结构包括两部分，分别为延伸部和容纳延伸部的容纳腔；延伸部、容纳腔的中部均设置通孔供螺栓穿过；延伸部、容纳腔中的一个与螺帽固定连接且连接后两者通孔的轴线重合，另一个与垫片固定连接且连接后两者通孔的轴线重合；延伸部的一端插入容纳腔中并与容纳腔契合且延伸部能够相对于容纳腔旋转，当延伸部相对于容纳腔旋转时，延伸部将同时沿容纳腔轴向移动，从而改变垫片与螺帽之间的距离，使得螺帽通过此互锁结构仍然压紧垫片；容纳腔通孔的高度高于防滑齿的高度；防滑齿的硬度高于被紧固物体的硬度。

本发明使用时，将螺帽、垫片安装于螺栓上，垫片的防滑齿压紧被紧固物体，利用于被紧固物体的振动使防滑齿在被紧固物体表面不断摩擦并在被紧固物体上形成凹槽(也可以理解为凹痕)，防滑齿陷入凹槽中形成了一个锁止结构，阻止垫片旋转；防滑齿陷入凹槽后，垫片轴向移动，螺帽对垫片的压紧力降低，螺帽在振动条件下更容易出现旋转导致松动，因此，设置互锁结构。互锁结构的两部分分别与螺帽、垫片固定连接，互锁结构的两部分错位接触时会使两者轴向移动但仍然保持压紧，这就弥补了防滑齿下陷后的轴向位移距离，使得螺帽与垫片可以在一定范围内相对旋转但螺帽不会与垫片完全分离、脱落，而且旋转过程中仍然能够保持螺帽对垫片的压紧状态。此处必须要强调两点，首先，此处的防滑齿并非仅仅通过增大摩擦来防滑而主要是依靠陷入凹槽中来限制其滑动，这种防滑效果很好，在制造垫片的时候必须要求防滑齿的硬度高度被紧固物体的硬度，这样才能在其表面形成凹槽；其次，防滑齿的高度不能小于容纳腔通孔的高度，否则防滑齿下陷后延伸部可以直接脱离容纳腔，两者就没法进行自锁，达不到防松动的效果。

作为本发明的一种实施方式，所述延伸部由两个及以上弧形块环形阵列且首尾相连组成，对于每个弧形块而言，弧形块外周侧面为曲面，弧形块的横截面、纵剖面外沿均为弧线，且从该弧线的一端到另一端弧线上各点到延伸部中心轴线的距离递增或递减变化；所述容纳腔通孔侧壁的形状与延伸部的弧形块外周侧面契合，延伸部伸入容纳腔后，延伸部侧壁与容纳腔通孔侧壁契合形成互锁；延伸部相对于容纳腔旋转时，延伸部轴向移动且延伸部侧壁与容纳腔通孔侧壁错位接触并保持压紧。

作为本发明的一种实施方式，所述延伸部外侧面的硬度不大于所述容纳腔通孔侧壁的硬度，使得磨损时容纳腔磨损量低，当容纳腔与垫片或螺帽一体成型时，此磨损不会影响垫片或螺帽的厚度，不会影响螺帽螺栓的承压能力，有助于增加紧固件的寿命。

对于本发明而言，弧形块数量不受限制，但对于本发明而言，当延伸部与垫片通孔侧壁完全契合时，两者是面与面的接触，螺帽不存在晃动的可能，而一旦垫片与螺帽出现相对旋转，那么每个弧形块与通孔之间将不再是全面接触，而是点接触、线接触或者小面积接触(长期磨损后)，这样就可以视为每个弧形块与通孔侧壁之间形成了一个支点，当有三个以上弧形块时，那么至少存在三个支点，延伸部与垫片之间也不存在晃动的可能，而当弧形块只有两个时，则延伸部与垫片通孔侧壁的支点只有两个，螺帽会随着物体振动而晃动，此时螺帽存在相对于螺栓轴线的摆动，这个动作给螺帽提供了一个卡紧螺栓的力，这就相当于增加了传统卡紧螺栓防止松动的方式，有利于进一步提高防松动效果，但这个卡紧力与传统的偏心卡死螺栓相比明显较小并不会损坏螺纹。因此，作为本发明的一种具体实施方式，我们选择两块弧形块。

作为本发明的一种具体实施方式，所述螺帽与所述容纳腔连接，所述垫片与所述延伸部连接。

作为本发明的一种实施方式，出于防盗的需要，所述垫片的外周侧面是圆形且设置有缺口，必须利用专用工具卡住螺帽并插入缺口后一起旋转才能拆卸本紧固件。

防滑齿的高度本领域技术人员可以根据需要自己设定，通常而言，防滑齿高度过低则不能在被紧固物体上形成凹槽，或者说，形成了凹槽但是凹槽深度不足，在振动条件下防滑齿从凹槽中滑脱，不能阻止垫片与被紧固物体之间旋转。防滑齿过高则导致防滑齿陷入凹槽后螺帽与垫片之间的间隙过大，螺帽振动幅度大，摩擦量大，防松动寿命低。对于常见的铁路轨道，考虑其振动幅度、频率的情况下进行实验，所述防滑齿的高度为0.3mm～0.7mm。

与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明的紧固件，垫片在被紧固物体上形成凹槽阻止其旋转，螺帽、垫片采用互锁结构防止脱落，纵然螺帽旋转仍然能够保持对垫片的压紧状态，能够起到良好的防松动效果。

(2)本发明互锁结构的延伸部直接插入容纳腔中，两者相当于嵌套连接，可以将螺帽与垫片较好地连为一体，这一方面使得螺帽、垫片振动幅度更为接近，可以减少两者相对旋转的位移量，起到防松动效果；另一方面，螺帽远离振动源，振动幅度更大，螺帽与垫片连为一体后，螺帽的振动能够传递到垫片上，这相当于增加了垫片的振动，能够辅助垫片上的防滑齿更快地在被紧固物体表面摩擦形成凹槽，从而防止垫片旋转。

(3)本发明采用由两个及以上环形阵列布置的弧形块组成的延伸部后，互锁结构在使用时的磨损面为延伸部的周侧面，并不磨损螺帽和垫片的压紧接触面，不会由于螺帽磨损影响其力学性能而导致安全问题。

附图说明

图1为实施例1的防松动紧固组件的整体结构示意图；

图2为实施例1的垫片与延伸部组合结构示意图；

图3为实施例1的图2的半剖示意图；

图4为实施例1的螺帽与容纳腔组合结构示意图；

图5为实施例1的图4的半剖示意图；

图6为实施例2的防松动紧固组件的整体结构示意图；

图7为实施例2的垫片与容纳腔组合结构示意图；

图8为实施例2的螺帽与延伸部组合结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

实施例1

请参考图1～图6，一种防松动紧固组件，

一种防松动紧固组件，包括螺帽1和垫片2，螺帽1和垫片2通过互锁结构3连接，垫片2朝向被紧固物体(图中未示出)的侧面设置有防滑齿21。

所述互锁结构包括两部分，分别为延伸部31和容纳延伸部的容纳腔32。

延伸部31由两个弧形块311环形阵列首尾连接而成，延伸部31的中部设置通孔供螺栓4穿过，图1中给出的螺栓为示意图，螺栓设置了部分结构使其不会相对于被压紧物体旋转，具体实施方式很多，如螺栓上设置方形段与被压紧物体间隙配合连接，此处不再详述。对于每个弧形块311而言，弧形块311外周侧面为曲面，弧形块311的横截面、纵剖面外沿均为弧线，且从该弧线的一端到另一端弧线上各点到延伸部中心轴线的距离递减变化。延伸部31的大径端与垫片2

固定连接且连接后两者通孔的轴线重合。

容纳腔32与螺帽1同轴线固定连接且容纳腔32中部也设置通孔供螺栓穿过，容纳腔32通孔侧壁的形状与延伸部31的弧形块311外周侧面契合，延伸部31伸入容纳腔32后，延伸部31侧壁与容纳腔32通孔侧壁契合形成互锁；延伸部31相对于容纳腔32旋转时，延伸部31轴向移动且延伸部31侧壁与容纳腔32通孔侧壁错位接触并保持压紧。

此外，容纳腔32通孔的高度高于防滑齿21的高度，防滑齿21的硬度高于被紧固物体的硬度。容纳腔32材质的硬度大于延伸部31的硬度。

实施例2

请参考图6-图8，本实施例中互锁结构与实施例1相同，与实施例1相比，其区别在于：

1、容纳腔32直接同轴嵌套设置于垫片2的中部通孔中，两者一体成型，垫片的外周侧面为圆形且设置有六个缺口22。

2、延伸部31与螺帽1固定连接且连接后两者通孔的轴线重合，容纳腔32与垫片2固定连接且连接后两者通孔的轴线重合。

3、防滑齿的高度为0.3mm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种防松动紧固组件，包括螺帽和垫片，其特征在于，螺帽和垫片通过互锁结构转动连接，垫片朝向被紧固物体的侧面设置有防滑齿；互锁结构包括两部分，分别为延伸部和容纳延伸部的容纳腔；延伸部、容纳腔的中部均设置通孔供螺栓穿过；延伸部、容纳腔中的一个与螺帽固定连接且连接后两者通孔的轴线重合，另一个与垫片固定连接且连接后两者通孔的轴线重合；延伸部的一端插入容纳腔中并与容纳腔契合且延伸部能够相对于容纳腔旋转，当延伸部相对于容纳腔旋转时，延伸部将同时沿容纳腔轴向移动，从而改变垫片与螺帽之间的距离，使得螺帽通过此互锁结构仍然压紧垫片；容纳腔通孔的高度高于防滑齿的高度；防滑齿的硬度高于被紧固物体的硬度；

所述延伸部由两个弧形块环形阵列且首尾相连组成，弧形块外周侧面为曲面，弧形块的横截面、纵剖面外沿均为弧线，且从该弧线的一端到另一端弧线上各点到延伸部中心轴线的距离递增或递减变化；所述容纳腔通孔侧壁与所述延伸部的弧形块外周侧面契合；所述延伸部伸入所述容纳腔后，所述延伸部侧壁与所述容纳腔通孔侧壁契合形成互锁，所述延伸部相对于所述容纳腔旋转时，所述延伸部轴向移动且所述延伸部侧壁与所述容纳腔通孔侧壁错位压紧接触。

2.根据权利要求1所述的一种防松动紧固组件，其特征在于，所述延伸部外侧面的硬度不大于所述容纳腔通孔侧壁的硬度。

3.根据权利要求1所述的一种防松动紧固组件，其特征在于，所述螺帽与所述容纳腔连接，所述垫片与所述延伸部连接。

4.根据权利要求1所述的一种防松动紧固组件，其特征在于，所述垫片的外周侧面是圆形且设置有缺口。

5.根据权利要求1所述的一种防松动紧固组件，其特征在于，所述防滑齿的高度为0.3mm～0.7mm。

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