CN114109996A - 一种自锁螺母结构 - Google Patents
一种自锁螺母结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114109996A CN114109996A CN202111436577.3A CN202111436577A CN114109996A CN 114109996 A CN114109996 A CN 114109996A CN 202111436577 A CN202111436577 A CN 202111436577A CN 114109996 A CN114109996 A CN 114109996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- locking
- self
- metal
- nut
- nut body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
- F16B39/24—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by means of washers, spring washers, or resilient plates that lock against the object
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
本申请提供了一种自锁螺母结构，包括：具有内螺纹结构的金属螺母本体，所述金属螺母本体的轴向端部具有向外延伸的收口段，通过使所述收口段向轴线方向弯折能够形成环形安装槽；设置在所述环形安装槽内的非金属锁圈，所述非金属垫圈的外端面介于所述内螺纹结构的牙顶和牙底之间；当所述金属螺母本体与具有外螺纹结构的部件连接时，所述部件的外螺纹结构挤压所述非金属锁圈，使得金属螺母本体与具有外螺纹结构的部件之间形成自锁结构。本申请所提供的自锁螺母结构实现了轴端轴承的轴向锁紧，保证传动装置工作的稳定性与可靠性，相比于现有技术中的锁片结构，可以避免锁片在手工或机械冲锁过程中易产生损伤，工作过程中出现裂纹而失效。
Description
技术领域
本申请涉及一种紧固件技术领域，特别涉及一种自锁螺母结构。
背景技术
轴端锁紧是机械领域常用的结构形式，它通常安装在传动轴的端部，对轴承等传动轴支撑部件进行轴端锁紧，以保证轴承的牢固安装及传动轴工作的平稳性。
轴端锁紧在航空发动机领域也得到广泛应用，但由于航空领域的传动齿轮轴直径规格较大，已有轴端锁紧装置一般采用螺母与锁片配合使用的锁紧结构形式，螺母压靠轴承端面进行预紧，锁片通过传动齿轮轴锁片槽与螺母限位槽对螺母进行周向定位，保证螺母在工作过程中不出现松脱。如图1所示为航空发动机结构中常用的螺母锁片锁紧装置在传动轴上的装配示意图。锁紧螺母11的端面通过垫片12压紧轴承14，轴承14支撑传动轴13，通过旋转锁紧螺母11即可实现对轴承14的锁紧，之后弯折锁片12即可。然而在该结构中，需在传动轴13上开槽以固定锁片12的底部，其结果是削弱了传动轴13的强度，特别是对于空心轴的强度更为不利，而且影响轴承14的预紧力，存在锁片12碎裂的风险。然而当螺母与锁片的结构形式一旦在使用过程中失效，将会导致航空发动机传动系统安全性降低，甚至导致传动功能丧失，存在安全隐患。
发明内容
本申请的目的是提供了一种自锁螺母结构，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
一方面，本申请提供的技术方案是：一种自锁螺母结构，所述自锁螺母结构包括：
具有内螺纹结构的金属螺母本体，所述金属螺母本体的轴向端部具有向外延伸的收口段，通过使所述收口段向轴线方向弯折能够形成环形安装槽；
设置在所述环形安装槽内的非金属锁圈，所述非金属垫圈的外端面介于所述内螺纹结构的牙顶和牙底之间；
当所述金属螺母本体与具有外螺纹结构的部件连接时，所述部件的外螺纹结构挤压所述非金属锁圈，使得金属螺母本体与具有外螺纹结构的部件之间形成自锁结构。
进一步的，所述非金属锁圈与所述环形安装槽之间过盈配合。
进一步的，所述非金属锁圈的膨胀系数高于所述金属螺母本体的膨胀系数。
进一步的，所述非金属锁圈的膨胀系数不低于所述金属螺母本体的膨胀系数的两倍。
进一步的，所述金属螺母本体的材料为不锈钢结构。
进一步的，所述非金属锁圈的材料为聚酰亚胺。
进一步的，所述收口段的外形成弧形，使得所述收口段弯折后的外形成半圆形结构。
进一步的，所述金属螺母本体的外侧设有装配用的工艺槽。
在另一方面，本申请提供的技术方案是：一种航空发动机传动结构，其特征在于，所述传动结构包括：如上任一所述的自锁螺母结构；以及具有外螺纹结构的传动轴，所述传动轴的外螺纹结构与所述自锁螺母结构的内螺纹结构配合，所述传动轴安装在支撑轴承上。
本申请所提供的自锁螺母结构实现了轴端轴承的轴向锁紧，保证传动装置工作的稳定性与可靠性，相比于现有技术中的锁片结构，可以避免锁片在手工或机械冲锁过程中易产生损伤，工作过程中出现裂纹而失效。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为现有技术中典型的螺母锁片式锁紧装置在传动轴上的装配示意图。
图2为本申请的自锁螺母结构示意图。
图3为本申请的自锁螺母结构在传动轴上的装配示意图。
图4为本申请的自锁螺母中非金属锁圈与传递轴的啮合示意图。
图5为本申请中的自锁螺母工装使用示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服现有技术中螺母锁片式的自锁结构所存在的问题，本申请中提供了一种新型的可用于航空发动机中的自锁螺母结构。
如图2所示，本申请所提供的自锁螺母结构主要包括：一金属螺母本体21及非金属锁圈22，金属螺母本体21的内侧具有内螺纹结构211，其轴向端部的上侧具有向外延伸的收口段212，收口段212通过向金属螺母本体21的轴线方向弯折可以形成一环形安装槽。金属锁圈22设置在该环形安装槽内，金属锁圈22的厚度根据配合螺纹的高度确定，通常非金属锁圈22的外端面(即轴线一侧的端面)应介于金属螺纹本体21的内螺纹结构211的牙底与牙顶之间。
当金属螺母本体21与具有外螺纹结构的部件进行连接时，该部件的外螺纹结构可以挤压非金属锁圈22，从而使得金属螺母本体21与具有外螺纹结构的部件之间形成自锁结构。
如图3所示为本申请的自锁螺母在传动轴23上装配的示意图，传递轴23即上文中的具有外螺纹结构的部件，在传动轴23上具有轴承24，需要通过自锁螺母的端面(非收口段212一侧)对轴承24进行锁紧，因此，通过使自锁螺母自身的内螺纹结构211与传动轴23的外螺纹结构相连，装配过程通过施加一定的扭矩变可以压紧轴承24，在工作过程中，传动轴23的外螺纹结构嵌入到非金属锁紧圈22内，从而实现自锁螺母与传动轴23间的防松自锁功能，如图4所示。其中，在旋拧自锁螺母的过程中，为了包装自锁螺母可以较好的进行受力，在金属螺母本体21的外侧设有装配用的工艺槽213。
另外，为了防止装配及工作过程中，非金属锁圈22相对金属螺母本体21出现转动，本申请中的非金属锁圈22和金属螺母体21设置为过盈装配。需要说明的是，该过盈装配的过盈量不应造成非金属锁圈22挤压变形。
金属螺母本体21端部的收口段212对非金属锁圈22的镶嵌牢固性十分重要，在收口过程中，本申请中采用了专用的收口工装3进行收口，以防止收口部位的开裂。
如图5所示，收口段212外表面呈曲面或弧面，收口工装3上的收口槽为半圆形，其尺寸与自锁螺母的收口段212结构尺寸相匹配。收口前，未弯曲的收口段212’沿着轴线方向伸出，通过收口工装3顶住该收口段212’可以迫使未弯曲的收口段212’沿着收口工装3内的收口槽逐渐弯曲，直至收口段212的外表面与收口槽相贴合，通过收口工装3可以保证在收口过程中收口段212的材料不开裂并与非金属锁圈22实现紧密结合。需要说明的是，收口后的收口段212的最小直径应大于与其相配传动轴螺纹的大径值，否则在装配过程中，传动轴23的螺纹无法顺利通过，形成干涉。
通过上述过程可以知道，本申请中的非金属锁圈22的硬度应小于与自锁螺母配合的结构。
此外，在本申请中，非金属锁圈22的膨胀系数与金属螺母本体21的膨胀系数应显著不同，具体的，非金属锁圈22的膨胀系数高于金属螺母本体21的膨胀系数。在本申请一实施例中，金属螺母体11可以采用不锈钢材料，例如该不锈钢材料为40CrNiMoA，非金属锁紧圈2采用聚酰亚胺材料，例如该聚酰亚胺材料为Meldin7001。聚酰亚胺Meldin7001为热固性塑料，能够在315℃高温下保持高强度并长期使用，同时材料抗蠕变性能优良，其蠕变量不会对自锁螺母的性能产生影响。进一步的，非金属锁圈22的膨胀系数或能力不低于金属螺母本体21的膨胀系数的两倍，例如在上述实施例中，金属螺母体21所采用的不锈钢材料40CrNiMoA在工作温度内的线膨胀系数为13.4，非金属锁紧圈22所采用的聚酰亚胺材料Meldin7001在工作温度内的线膨胀系数为50，二者的线膨胀系数具有较大差异，后者是前者的两倍以上，该差异会在工作温度下导致非金属锁紧圈22和金属螺母体21之间的配合更加紧密，不会导致在使用过程中非金属锁紧圈22出现松脱的可能。
与现有技术问题相比，本申请所提供的自锁螺母实现了航空发动机传动轴轴端轴承的轴向锁紧，保证传动装置工作的稳定性与可靠性；通过取消了现有技术中的锁片结构，避免锁片在手工或机械冲锁过程中易产生损伤，工作过程中出现裂纹；装配过程无需制定严格的装配工艺方法，仅规定装配拧紧力矩即可，装配过程简化，装配效率显著提高；通过取消现有技术中的传动轴锁片槽，可以避免出现传动轴刚度降低与轴承预紧力不稳定的弊端，还可以保证轴承受力均匀，提高其工作稳定性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种自锁螺母结构，其特征在于，所述自锁螺母结构包括：
具有内螺纹结构(211)的金属螺母本体(21)，所述金属螺母本体(21)的轴向端部具有向外延伸的收口段(212)，通过使所述收口段(212)向轴线方向弯折能够形成环形安装槽；
设置在所述环形安装槽内的非金属锁圈(22)，所述非金属垫圈(22)的外端面介于所述内螺纹结构(211)的牙顶和牙底之间；
当所述金属螺母本体(21)与具有外螺纹结构的部件连接时，所述部件的外螺纹结构挤压所述非金属锁圈(22)，使得金属螺母本体(21)与具有外螺纹结构的部件之间形成自锁结构。
2.如权利要求1所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述非金属锁圈(22)与所述环形安装槽之间过盈配合。
3.如权利要求1或2所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述非金属锁圈(22)的膨胀系数高于所述金属螺母本体(21)的膨胀系数。
4.如权利要求3所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述非金属锁圈(22)的膨胀系数不低于所述金属螺母本体(21)的膨胀系数的两倍。
5.如权利要求3所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述金属螺母本体(11)的材料为不锈钢结构。
6.如权利要求3所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述非金属锁圈(22)的材料为聚酰亚胺。
7.如权利要求1所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述收口段(212)的外形成弧形，使得所述收口段(212)弯折后的外形成半圆形结构。
8.如权利要求1所述的自锁螺母结构，其特征在于，所述金属螺母本体(21)的外侧设有装配用的工艺槽(213)。
9.一种航空发动机传动结构，其特征在于，所述传动结构包括：
如权利要求1至8任一所述的自锁螺母结构；以及
具有外螺纹结构的传动轴(23)，所述传动轴(23)的外螺纹结构与所述自锁螺母结构的内螺纹结构(211)配合，所述传动轴(23)安装在支撑轴承(24)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111436577.3A CN114109996A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种自锁螺母结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111436577.3A CN114109996A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种自锁螺母结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114109996A true CN114109996A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80367881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111436577.3A Pending CN114109996A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种自锁螺母结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114109996A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2318398A (en) * | 1938-09-10 | 1943-05-04 | Elastic Stop Nut Corp | Self-locking nut |
| GB566232A (en) * | 1942-11-27 | 1944-12-19 | Edward Hollister Gillette | Improvements in self-locking nut |
| AU1275666A (en) * | 1966-10-19 | 1968-04-26 | Firth Cleveland Fastenings Limited | Improvements relating to self-locking nuts |
| CN104358788A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-18 | 宁波星箭航天机械有限公司 | 用于高速轴承锁紧的装置 |
| CN105221541A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-06 | 河南航天精工制造有限公司 | 一种密封型非金属嵌件自锁螺母及成型压模 |
| CN107035753A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-11 | 航天精工股份有限公司 | 一种宇航结构用抗剪型十二角自锁螺母及其加工工艺 |
| CN109882486A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-14 | 贵州精立航太科技有限公司 | 一种微型非金属嵌件自锁螺母 |
-
2021
- 2021-11-29 CN CN202111436577.3A patent/CN114109996A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2318398A (en) * | 1938-09-10 | 1943-05-04 | Elastic Stop Nut Corp | Self-locking nut |
| GB566232A (en) * | 1942-11-27 | 1944-12-19 | Edward Hollister Gillette | Improvements in self-locking nut |
| AU1275666A (en) * | 1966-10-19 | 1968-04-26 | Firth Cleveland Fastenings Limited | Improvements relating to self-locking nuts |
| CN104358788A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-18 | 宁波星箭航天机械有限公司 | 用于高速轴承锁紧的装置 |
| CN105221541A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-06 | 河南航天精工制造有限公司 | 一种密封型非金属嵌件自锁螺母及成型压模 |
| CN107035753A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-11 | 航天精工股份有限公司 | 一种宇航结构用抗剪型十二角自锁螺母及其加工工艺 |
| CN109882486A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-14 | 贵州精立航太科技有限公司 | 一种微型非金属嵌件自锁螺母 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陆金铭: "船舶动力装置安装工艺", 南京东南大学出版社, pages: 36 - 41 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108457960B (zh) | 包括紧固件的组件和用于紧固具有孔的结构的方法 | |
| US20190162222A1 (en) | Blind fastener with frangible nut | |
| EP2679835B1 (en) | Threaded fastener | |
| KR101843417B1 (ko) | 메인 립 및 더스트 립 힌지점을 구비한 에너지 절약형 씰 | |
| US9494182B2 (en) | Fastener and fastening structure | |
| EP3473931B1 (en) | Assembly for gas turbine engine comprising an injector and an engine case | |
| EP2016298B1 (en) | Pierce nut and use thereof | |
| US8961086B2 (en) | Fastener and method of installing same | |
| CN108457958B (zh) | 用于过盈配合紧固件的圆角引入 | |
| US6112396A (en) | Jackbolts for multi jackbolt tensioners | |
| US20070258788A1 (en) | Pierce nut and use thereof | |
| WO2010081575A2 (de) | Kraftstoff-injektor sowie brennkraftmaschine mit kraftstoff-injektor | |
| EP2948698B1 (en) | Elastomeric seal formed without oven post curing and method of forming an elastomeric seal | |
| EP1117504A1 (en) | Jackbolts for multi jackbolt tensioners | |
| US10156251B2 (en) | Recessed spring washer flow drill screw | |
| EP2875252B1 (de) | Kolben-zylinder-anordnung, insbesondere für ein kupplungsbetätigungssystem in einem kraftfahrzeug | |
| CN108071642B (zh) | 紧固构件 | |
| CN114109996A (zh) | 一种自锁螺母结构 | |
| US20150308483A1 (en) | Earthing nut | |
| US11454273B2 (en) | Fastener systems and methods | |
| EP3336372B1 (en) | A mixer comprising a clamping sleeve assembly | |
| US11466725B2 (en) | Composite shaft | |
| US10247218B2 (en) | Brushing retention of threaded fastener | |
| EP3572322A1 (en) | Actuator rod assembly for a blade pitch control system | |
| US20220145922A1 (en) | Self-drilling, anti-burr, threaded fastener |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |