CN114352619A - 一种单面连接螺栓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单面连接螺栓，涉及紧固件技术领域；采用的技术方案为：一种单面连接螺栓，包括钉套、芯杆和挤压螺母；所述挤压螺母包括依次相连的第一圆柱段和锥段，所述第一圆柱段外径大于所述钉套的内径，所述锥段远离所述第一圆柱段的一端插设在所述钉套内；所述芯杆一端活动插设在所述钉套内且与所述挤压螺母螺接，通过旋转所述芯杆带动所述挤压螺母向所述芯杆另一端移动。本发明提供的单面连接螺栓，在锥段与钉套的摩擦力和螺纹副的旋合力的作用，挤压螺母逐步向芯杆的螺纹收尾端旋进，致使钉套端部逐渐鼓包形变，从以较小的力矩、缓慢的变形实现紧固，不会造成鼓包产生裂隙，具有安装力矩小、连接强度高的特点。

Description

一种单面连接螺栓

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，具体涉及一种单面连接螺栓。

背景技术

鉴于飞机内部结构的紧凑性和连接部件形状的多样性，以及外形气动流动性的要求，在飞机上部分需螺栓连接部位的敞开性和可达性受到严重的限制，无法采用传统的螺栓和螺母配合，并从正反两面使用工具进行安装或装配。因此，在现代飞机的制造及装配过程中，需要大量的新型单面连接螺栓，并对其连接的强度及综合机械性能有极高的要求。

现有的单面连接螺栓的安装主要采用拉拔和扭转两种方式，传统拉拔安装的单面连接螺栓的安装力矩大，且连接端的变形速率高，易产生裂纹和失效现象，而普通扭转安装的单面连接螺栓的安装力矩仍然较大，由此产生的连接强度却相对较低，且其他机械性能也不够理想，难以满足和适应飞机对单面连接的性能需求及今后的发展要求。

发明内容

针对现有单面连接螺栓安装力矩大、连接强度低的技术问题；本发明提供了一种单面连接螺栓，能够减小安装力矩和提高连接强度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种单面连接螺栓，包括钉套、芯杆和挤压螺母；所述挤压螺母包括依次相连的第一圆柱段和锥段，所述第一圆柱段外径大于所述钉套的内径，所述锥段远离所述第一圆柱段的一端插设在所述钉套内；所述芯杆一端活动插设在所述钉套内且与所述挤压螺母螺接，通过旋转所述芯杆带动所述挤压螺母向所述芯杆另一端移动。

在一可选的实施例中，所述钉套为一体成型沉头螺钉形。

在一可选的实施例中，所述钉套内部通孔为台阶孔，所述锥段插设在台阶孔的大径端。

在一可选的实施例中，所述钉套远离所述挤压螺母的一端面设有止转槽。

在一可选的实施例中，所述止转槽为十字槽。

在一可选的实施例中，所述芯杆位于所述钉套外的一段设有拧断槽。

在一可选的实施例中，所述挤压螺母还包括第二圆柱段，所述第二圆柱段和第一圆柱段分设于所述锥段的两侧；所述第二圆柱段插设在所述顶推内，且所述第二圆柱段外侧壁抵触在所述钉套内侧壁。

在一可选的实施例中，所述锥段为圆滑弧线锥。

在一可选的实施例中，所述挤压螺母为非自锁螺母。

在一可选的实施例中，所述锥段与所述第一圆柱段连接端外圆滚花处理。

本发明具有的有益效果：

1、本发明提供的单面连接螺栓，挤压螺母锥段端插设在钉套内、芯杆一端活动插设在钉套内且与挤压螺母螺接，通过旋转芯杆带动挤压螺母向芯杆另一端移动，安装时给芯杆施加扭转力矩，在锥段与钉套的摩擦力和螺纹副的旋合力的作用，挤压螺母逐步向芯杆的螺纹收尾端旋进，致使钉套端部逐渐鼓包形变，从以较小的力矩、缓慢的变形实现紧固，不会造成鼓包产生裂隙，具有安装力矩小、连接强度高的特点。

2、本发明提供的单面连接螺栓鼓包与钉套一体化成型，有效地提高连接的强度、预紧力、剪切力、抗疲劳、振动和防松脱性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例单面连接螺栓的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例钉套结构示意图；

图3为本发明实施例芯杆结构示意图；

图4为本发明实施例挤压螺母套结构示意图；

图5为本发明实施例单面连接螺栓左视结构示意图；

图6为本发明实施例单面连接螺栓安装状态结构示意图。

附图标记：

1-钉套，11-止转槽，2-芯杆，21-拧断段，22-拧断槽，23-限位沉头，24-光杆段，25-螺纹段，3-挤压螺母，31-第一圆柱段，32-锥段，33-第二圆柱段。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，以是电连接；可以是直接相连，以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

结合附图1和图4，本实施例提供了一种单面连接螺栓，包括钉套1、芯杆2和挤压螺母3；所述挤压螺母3包括依次相连的第一圆柱段31和锥段32，所述第一圆柱段31外径大于所述钉套1的内径，所述锥段32远离所述第一圆柱段31的一端插设在所述钉套1内；所述芯杆2一端活动插设在所述钉套1内且与所述挤压螺母3螺接，通过旋转所述芯杆2带动所述挤压螺母3向所述芯杆2另一端移动。

继续结合图1具体来说，所述钉套1为一体成型沉头螺钉形，以防止螺套外端部突出飞机机体，而影响飞机外形气动流动性。

结合图2，对于钉套1的内孔，所述钉套1内部通孔为台阶孔，且台阶孔大径端位于钉套1远离沉头，所述锥段32插设在台阶孔的大径端。

结合图5，所述钉套1远离所述挤压螺母3的一端面设有止转槽11，以通过相应的工具插入止转槽11内，防止钉套1在芯杆2转动时转动。

优选的，所述止转槽11为十字槽，以确保止动工具与钉套1连接的可靠性。

结合图3，芯杆2包括依次相连的拧断段21、限位沉头23、光杆段24和螺纹段25，且所述芯杆2位于所述钉套1外的一段设有拧断槽22，即芯杆2拧断槽22位于拧断段21和限位沉头23之间，在芯杆2上设置拧断槽22，当芯杆2受到的力矩达到设定值时，扳拧段从拧断槽22处被拧断。

而限位沉头23与钉套1沉头端内孔适配，以限制芯杆2向挤压螺母3移动，光杆段24可转动的插设在钉套1内部台阶孔的小径段，螺纹段25与挤压螺母3螺接。为确保芯杆2的结构强度，芯杆2一体成型。

对于挤压螺母3，结合图4，所述挤压螺母3还包括第二圆柱段33，所述第二圆柱段33和第一圆柱段31分设于所述锥段32的两侧；所述第二圆柱段33插设在所述顶推内，且所述第二圆柱段33外侧壁抵触在所述钉套1内侧壁(台阶孔大径段)，以增大安装过程的钉套1和挤压螺母3的摩擦系数，确保挤压螺母3在较小的安装力矩下顺利旋进。

优选的，所述锥段32为圆滑弧线锥，以确保钉套1在挤压螺母3的挤压下平缓的鼓包，避免钉套1鼓包产生裂痕。

具体而言，所述挤压螺母3为非自锁螺母，减小了螺纹副本身旋合或咬合而带来的安装力矩。

进一步的，所述锥段32与所述第一圆柱段31连接端外圆滚花处理，进一步增加了摩擦力挤压螺母3与钉套1，有利于挤压螺母3顺利、高效旋进，有效防止打滑。

其中，芯杆2、钉套1和挤压螺母3均采用高性能的高温合金材料，如镍基高温合金、钴基高温合金，并经固溶和时效强化处理。

结合图6，安装过程中夹持芯杆2的扳拧段和钉套1的止动槽，并给芯杆2施加固定扭转力矩，在第二圆柱段33摩擦力和螺纹副的旋合力的作用，挤压螺母3逐步向芯杆2的螺纹收尾端旋进，挤压螺母3对被连接件的紧固和挤压力逐渐增大，并致使钉套1的台阶通孔端逐渐鼓包形变，直至芯杆2的扳拧段从拧断槽22处被拧断，此时，钉套1的鼓包形变最大，其连接强度及综合机械性能也达到最佳。

由于芯杆2、钉套1和挤压螺母3均采用高性能的高温合金材料，并经热处理强化处理，因此螺栓本身强度及综合机械性能均较高，故适用和保证单面连接的强度及机械性能的要求。

其中，挤压螺母3为非自锁螺母，且外形经滚花处理，加之增设第二圆柱段33，大大降低了因螺纹副本身旋合或咬合而带来的安装力矩，同时，挤压螺母3外形的滚花，极大地增加了摩擦力，有利于螺母顺利、高效旋进，有效防止打滑。

同时，螺栓的鼓包变形分件和安装固定分件均为钉套1，一体化设计及成形可促使鼓包形变的最大化和挤压螺母3与夹层的贴合度，从而有效地增加了鼓包形变连接的强度及预紧力和剪切力，以及抗疲劳、振动和防松脱性能。

综上，本实施例提供的单面连接螺栓，以较小的扭转力矩安装达到较高的单面连接强度，并能有效地提高连接的强度、预紧力、剪切力、抗疲劳、振动和防松脱性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单面连接螺栓，包括钉套(1)和芯杆(2)，其特征在于，还包括挤压螺母(3)；

所述挤压螺母(3)包括依次相连的第一圆柱段(31)和锥段(32)，所述第一圆柱段(31)外径大于所述钉套(1)的内径，所述锥段(32)远离所述第一圆柱段(31)的一端插设在所述钉套(1)内；

所述芯杆(2)一端活动插设在所述钉套(1)内且与所述挤压螺母(3)螺接，通过旋转所述芯杆(2)带动所述挤压螺母(3)向所述芯杆(2)另一端移动。

2.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述钉套(1)为一体成型沉头螺钉形。

3.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述钉套(1)内部通孔为台阶孔，所述锥段(32)插设在台阶孔的大径端。

4.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述钉套(1)远离所述挤压螺母(3)的一端面设有止转槽(11)。

5.根据权利要求4所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述止转槽(11)为十字槽。

6.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述芯杆(2)位于所述钉套(1)外的一段设有拧断槽(22)。

7.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述挤压螺母(3)还包括第二圆柱段(33)，所述第二圆柱段(33)和第一圆柱段(31)分设于所述锥段(32)的两侧；

所述第二圆柱段(33)插设在所述顶推内，且所述第二圆柱段(33)外侧壁抵触在所述钉套(1)内侧壁。

8.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述锥段(32)为圆滑弧线锥。

9.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述挤压螺母(3)为非自锁螺母。

10.根据权利要求1所述的单面连接螺栓，其特征在于，所述锥段(32)与所述第一圆柱段(31)连接端外圆滚花处理。

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