CN114412903A - 紧固件装置及液压打桩锤缓冲套筒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紧固件装置及液压打桩锤缓冲套筒，该紧固件装置包括紧固螺栓和紧固螺母，紧固螺栓包括螺杆以及设置在螺杆两端的螺柱，螺柱上设置有外螺纹，紧固螺母设置有匹配于外螺纹的内螺纹，螺柱上的外螺纹的牙型为带倾角螺纹牙型，螺纹线相对于螺纹轴线具有0.3°的倾角，在螺纹长度范围内螺纹牙型成锥形构型，螺纹初始啮合端为锥形构型的小端。本发明通过采用带倾角螺纹牙型的设计，使得被紧固部件之间的啮合部位的螺纹受力趋于均匀，受力扣齿数量可达8～12扣齿，应力峰值下降30％左右且高应力值范围大大减少，易发生破碎断裂的危险区域显著减小，增加了紧固件装置及液压打桩锤缓冲套筒的强度和使用寿命。

Description

紧固件装置及液压打桩锤缓冲套筒
技术领域
本发明属于液压打桩锤技术领域，尤其涉及一种紧固件装置及包含该紧固件装置的液压打桩锤缓冲套筒。
背景技术
应用于液压打桩锤的缓冲套筒主要包含压套盖、碟簧、导套、连接锤体与压套盖的紧固件，缓冲套筒需承受液压打桩锤的冲击力并增加缓冲时间以保护锤体。在这一过程中，连接锤体与压套盖的紧固件受力情况复杂且瞬时冲击力数值极大，需要强度更高的紧固件。现有技术中的紧固件使用的螺纹一般为普通60°螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹，这些螺纹的大径、中径、小径在螺纹长度内是相同的。作用在紧固件上的轴向拉力由初始啮合的前3～5扣齿受力，应力高值集中在前几扣，螺纹根部有严重的应力集中现象，这将带来紧固件失效的隐患，影响液压打桩锤的正常作业。随着装备制造业的发展，需要能承受更高荷载且节省材料的紧固件。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种紧固件装置及包含该紧固件装置的液压打桩锤缓冲套筒。
在本发明的一个方面，提供了一种紧固件装置，包括紧固螺栓和紧固螺母，所述紧固螺栓包括螺杆以及设置在所述螺杆两端的螺柱，所述螺柱上设置有外螺纹，所述紧固螺母设置有匹配于所述螺柱上的外螺纹的内螺纹，所述螺柱上的外螺纹的牙型为带倾角螺纹牙型，其中，螺纹线相对于螺纹轴线具有0.3°的倾角，在螺纹长度范围内螺纹牙型成锥形构型，螺纹初始啮合端为锥形构型的小端。
进一步地，在上述紧固件装置中，所述紧固螺母的内螺纹的牙型也为所述带倾角螺纹牙型。
进一步地，在上述紧固件装置中，所述紧固件装置还包括防松垫片。
在本发明的另一个方面，提供了一种液压打桩锤缓冲套筒，包括紧固件装置、压套盖、碟簧及导套，所述碟簧安装在所述导套内，所述压套盖扣合在所述导套上，所述紧固件装置将所述压套盖紧固到液压打桩锤的锤体，其中，所述紧固件装置为本发明的上述紧固件装置，并且所述锤体与所述紧固件装置连接的部位设置有与所述紧固件装置的螺柱上的外螺纹匹配的内螺纹，所述锤体设置的内螺纹也采用所述带倾角螺纹牙型。
与现有技术相比，本发明的紧固件装置及包含该紧固件装置的液压打桩锤缓冲套筒具有如下优点和有益效果：通过采用带倾角螺纹牙型的设计，使得被紧固部件之间的啮合部位的螺纹受力趋于均匀，减缓了啮合部位的螺纹受力逐扣递减的速度，紧固件装置中受力扣齿数量可达8～12扣齿，而且比相同受力情况下的现有普通螺纹紧固件应力峰值下降30％左右，且高应力值范围大大减少，易发生破碎断裂的危险区域显著减小，增加了紧固件装置及包含该紧固件装置的液压打桩锤缓冲套筒的强度和使用寿命，可以承受更高的载荷，并且消除了紧固件装置的失效隐患，提高了液压打桩锤的工作效率。
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。在附图中：
图1为本发明的液压打桩锤缓冲套筒的结构示意图；
图2为本发明的紧固件装置的结构示意图；
图3为常规普通60°螺纹的牙型示意图；
图4为本发明的紧固件装置中所采用的带倾角螺纹的牙型示意图。
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及相应的附图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。
参见图1，本发明的液压打桩锤缓冲套筒包括紧固件装置1、压套盖2、碟簧3及导套4，碟簧3安装在导套4内，压套盖2扣合在导套4上，紧固件装置1将压套盖2紧固到液压打桩锤的锤体5，其中锤体5与紧固件装置1连接的部位设置有与紧固件装置1的外螺纹匹配的内螺纹。液压打桩锤缓冲套筒的作用在于，缓冲套筒承受液压打桩锤的冲击力并增加缓冲时间以保护锤体5。
参见图2，本发明的紧固件装置1应用在上述液压打桩锤缓冲套筒中，该紧固件装置1包括紧固螺栓11和紧固螺母12，紧固螺栓11包括螺杆111以及设置在螺杆111两端的螺柱112，螺柱112上设置有外螺纹，紧固螺母12设置有匹配于螺柱112的外螺纹的内螺纹。相应地，为了利用紧固件装置1将液压打桩锤缓冲套筒中的压套盖紧固到液压打桩锤锤体，锤体与紧固件装置1连接的部位设置有与紧固件装置1的外螺纹匹配的内螺纹。
优选地，紧固件装置1还包括防松垫片。
进一步地，在本发明的紧固件装置1中，紧固螺栓11的螺柱112上的外螺纹的牙型为带倾角螺纹牙型，该带倾角螺纹牙型是在普通60°螺纹牙型基础上进行改造而设计。
为描述清楚的目的，首先针对普通60°螺纹牙型进行简要说明。参见图3，在普通60°螺纹牙型中，螺纹线始终平行于螺纹轴线，外/内螺纹大径D/d、外/内螺纹小径D1/d1、外/内螺纹中径D2/d2各自分别在螺纹长度范围内保持相同，牙顶中分线与螺纹轴线成90°。
接着参见图4，本发明的紧固件装置1的带倾角螺纹牙型中，螺纹线相对于螺纹轴线具有0.3°的倾角，也即，牙顶中分线与螺纹轴线成90.3°。因而，在螺纹长度范围内，螺纹牙型成锥形构型，其中螺纹初始啮合端，即紧固件装置与被连接部件连接时螺柱上首先进行啮合的螺纹端，为锥形构型的小端。由此，外/内螺纹大径D/d、外/内螺纹小径D1/d1、外/内螺纹中径D2/d2各自分别在螺纹长度范围内是逐渐变化的。
进一步地，在本发明的紧固件装置1中，紧固螺母12的内螺纹相应地也采用上述带倾角螺纹牙型，以与紧固螺栓11的螺柱112上的外螺纹匹配。不言而喻，锤体内设置的内螺纹也相应采用上述带倾角螺纹牙型，以与紧固螺栓11的螺柱112上的外螺纹匹配。
因此，在本发明的紧固件装置及包含该紧固件装置的液压打桩锤缓冲套筒中，通过采用带倾角螺纹牙型的设计，使得被紧固部件之间的啮合部位的螺纹受力趋于均匀，减缓了啮合部位的螺纹受力逐扣递减的速度。与现有技术中采用普通螺纹牙型的紧固件仅由初始啮合的前3～5扣齿受力相比，本发明的采用带倾角螺纹牙型的紧固件装置中受力扣齿数量可达8～12扣齿，而且经有限元计算测试，本发明的采用带倾角螺纹牙型的紧固件装置比相同受力情况下的现有普通螺纹紧固件应力峰值下降30％左右，且高应力值范围大大减少，即本发明的采用带倾角螺纹牙型的紧固件装置易发生破碎断裂的危险区域显著减小，增加了紧固件装置及包含该紧固件装置的液压打桩锤缓冲套筒的强度和使用寿命，可以承受更高的载荷，并且消除了紧固件装置的失效隐患，提高了液压打桩锤的工作效率。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”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过程、方法、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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种紧固件装置，包括紧固螺栓和紧固螺母，所述紧固螺栓包括螺杆以及设置在所述螺杆两端的螺柱，所述螺柱上设置有外螺纹，所述紧固螺母设置有匹配于所述螺柱上的外螺纹的内螺纹，其特征在于，所述螺柱上的外螺纹的牙型为带倾角螺纹牙型，其中，螺纹线相对于螺纹轴线具有0.3°的倾角，在螺纹长度范围内螺纹牙型成锥形构型，螺纹初始啮合端为锥形构型的小端。
2.根据权利要求1所述的紧固件装置，其特征在于，所述紧固螺母的内螺纹的牙型也为所述带倾角螺纹牙型。
3.根据权利要求1所述的紧固件装置，其特征在于，所述紧固件装置还包括防松垫片。
4.一种液压打桩锤缓冲套筒，包括紧固件装置、压套盖、碟簧及导套，所述碟簧安装在所述导套内，所述压套盖扣合在所述导套上，所述紧固件装置将所述压套盖紧固到液压打桩锤的锤体，其特征在于，所述紧固件装置为权利要求1至3中任一项所述的紧固件装置，并且所述锤体与所述紧固件装置连接的部位设置有与所述紧固件装置的螺柱上的外螺纹匹配的内螺纹，所述锤体设置的内螺纹也采用所述带倾角螺纹牙型。
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