CN114508538A - 一种多重防松永不松动的螺栓组件 - Google Patents

一种多重防松永不松动的螺栓组件 Download PDF

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CN114508538A CN202210118053.8A CN202210118053A CN114508538A CN 114508538 A CN114508538 A CN 114508538A CN 202210118053 A CN202210118053 A CN 202210118053A CN 114508538 A CN114508538 A CN 114508538A
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Abstract

本发明公开了一种多重防松永不松动的螺栓组件，包括螺栓，所述螺栓上从下到上依次套设有主螺母和副螺母，所述主螺母和副螺母之间设有反螺纹阻逆件，所述反螺纹阻逆件和主螺母之间通过螺纹连接且该螺纹的旋向和螺栓的螺纹的旋向相反。本发明具有结构简单、连接牢固可靠、具有多重防松和防脱功能、永不松动的优点。

Description

一种多重防松永不松动的螺栓组件
技术领域
本发明涉及螺纹紧固件技术领域，尤其涉及一种多重防松永不松动的螺栓组件。
背景技术
传统的螺纹联接采用螺母加垫圈或弹垫连接接在螺栓上，或者采用双螺母的结构，但是这类结构可靠性不高，而且目前的这类螺栓螺母连接结构，往往仅依靠螺母和螺栓之间的螺纹连接实现防脱和防松，仅具有一重防护，很容易松动。当这类结构受到冲击、振动特别是轴向循环形式的动态载荷时，容易使螺纹联接的预紧力逐渐降低，最终造成松、脱、掉等形式的联接失效问题，具有很大的安全隐患。
此外，现有的一些相对比较可靠的螺母防松结构，通常比较复杂，如日本的HardLock防松螺母；或者无法拆卸，如焊接螺母的方式。这样会过多增加成本，并且使安装拆卸过于复杂。
本发明就是基于这种情况做出的。
发明内容
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单、连接牢固可靠、具有多重防松和防脱功能、永不松动的螺栓组件。
本发明是通过以下技术方案实现的：
为解决上述技术问题，本发明提供一种多重防松永不松动的螺栓组件，包括螺栓，所述螺栓上从下到上依次套设有主螺母和副螺母，所述主螺母和副螺母之间设有反螺纹阻逆件，所述反螺纹阻逆件和主螺母之间通过螺纹连接且该螺纹的旋向和螺栓的螺纹的旋向相反。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述反螺纹阻逆件下端设有凹槽口，所述主螺母上端设有上凸台，所述凹槽口的内侧壁和上凸台的外侧壁分别设有能相互配合且与螺栓上的螺纹旋向相反的螺纹。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述主螺母下方和被连接物体之间还设有凸形垫圈。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述主螺母和凸形垫圈之间设有第一周向夹紧结构。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述第一周向夹紧结构包括设在凸形垫圈上部的第一凸台、以及设在主螺母下部且能套紧在第一凸台上并与其相互配合的第一装夹孔，所述第一凸台和凸形垫圈的中心孔共轴心，所述第一装夹孔和主螺母的螺孔共轴心，所述第一凸台上部的外侧壁和/或第一装夹孔的内侧壁为上小下大的锥形面，所述第一凸台下部的外侧壁为柱形面。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述第一凸台上开设有至少一条轴向的第一缩胀槽，且所述第一缩胀槽将第一凸台分割成若干夹块。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述反螺纹阻逆件和副螺母之间设有能阻碍二者相对滑动的阻滞结构，所述阻滞结构包括设在反螺纹阻逆件上端的第一阻滞齿，且所述副螺母下端设有能与第一阻滞齿相互啮合的第二阻滞齿。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述反螺纹阻逆件和副螺母之间设有第二周向夹紧结构。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述第二周向夹紧结构包括设在反螺纹阻逆件上部的第二凸台、以及设在副螺母下部且能套紧在第二凸台上并与其相互配合的第二装夹孔，所述第二凸台和反螺纹阻逆件的中心孔共轴心，所述第二装夹孔和副螺母的螺孔共轴心，所述第二凸台上部的外侧壁和/或第二装夹孔的内侧壁为上小下大的锥形面，所述第二凸台下部的外侧壁为柱形面。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的多重防松永不松动的螺栓组件中，所述第二凸台上开设有至少一条轴向的第二缩胀槽，且所述第二缩胀槽将第二凸台分割成若干夹块。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1.本发明具有多重防松和防脱结构，具体来说，本发明的螺栓组件安装之后，所述螺栓组件受到以下几种防松防脱作用：第一，所述主螺母受到来自螺栓1的轴向压力，二者的螺纹紧紧咬合；第二，主螺母上端受到反螺纹阻逆件的阻碍作用，由于反螺纹阻逆件和主螺母之间的螺纹的旋向与螺栓上螺纹的旋向相反，因此主螺母往旋出方向转动时，会使得反螺纹阻逆件向下压主螺母的方向旋紧，阻碍主螺母往旋出方向转动；第三，副螺母也旋接在螺栓上，且副螺母压紧在反螺纹阻逆件上。假设螺栓为右旋，则副螺母是右旋，反螺纹阻逆件是左旋，反螺纹阻逆件要松动必须顺时针旋转，但受到副螺母的阻碍。同样，副螺母要松动必须逆时针旋转，但受到反螺纹阻逆件的阻碍，所以副螺母与反螺纹阻逆件形成相互阻止松动的自锁结构，从而阻碍主螺母上移，进而进一步防止主螺母松脱。主螺母、反螺纹阻逆件和副螺母三者相互作用，相互防松，形成牢靠的自锁结构，使得主螺母很难松动，可靠性更高。
2.本发明的一种方案中，主螺母向下旋紧时，第一装夹孔向下套在第一凸台上并逐渐压紧，第一装夹孔的内侧壁对第一凸台的外侧壁产生向内的挤压力，第一凸台向内变形从而紧紧顶压在螺栓上，螺栓的螺牙会有不同程度地嵌入第一凸台内壁，阻碍其转动。相对的，第一凸台的外侧壁对第一装夹孔的内侧壁产生向外的挤压力并且产生向上的顶压力。该向外的挤压力，增大了主螺母转动趋势下的摩擦力；该向上的顶压力使得主螺母的螺牙和螺栓的螺牙更加紧密的贴合，二者之间摩擦力增大。综上所述，第一凸台的外侧壁和第一装夹孔的内侧壁的配合，使得主螺母受到了径向以及轴向的挤压力，进一步防止主螺母松脱。
3.本发明的另一种方案中，副螺母向下旋紧时，第二装夹孔向下套在第二凸台上并逐渐压紧，第二装夹孔的内侧壁对第二凸台的外侧壁产生向内的挤压力，第二凸台向内变形从而紧紧顶压在螺栓上，螺栓的螺牙会有不同程度地嵌入第二凸台内壁，阻碍其转动。相对的，第二凸台的外侧壁对第二装夹孔的内侧壁产生向外的挤压力并且产生向上的顶压力。该向外的挤压力，增大了副螺母转动趋势下的摩擦力；该向上的顶压力使得副螺母的螺牙和螺栓的螺牙更加紧密的贴合，二者之间摩擦力增大。综上所述，第二凸台的外侧壁和第二装夹孔的内侧壁的配合，使得副螺母受到了径向以及轴向的挤压力，副螺母难以松动，且副螺母和反螺纹阻逆件之间摩擦力和挤压力更大，进一步防止主螺母松脱。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1是本发明实施例一结构示意图；
图2是本发明实施例一剖视图；
图3是本发明实施例一爆炸图；
图4是本发明实施例一中凸形垫圈的剖视图；
图5是本发明实施例二结构示意图；
图6是本发明实施例二剖视图；
图7是本发明实施例二中反螺纹阻逆件的剖视图；
图8是本发明实施例二中副螺母5的剖视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图8所示的一种多重防松永不松动的螺栓组件，包括螺栓1，所述螺栓1上从下到上依次套设(通过螺纹旋接)有主螺母3和副螺母5，(即螺栓1连接在被连接物体上，被连接物体处于下方，主螺母3和副螺母5锁紧在螺栓1上，处于被连接物体上方)所述主螺母3和副螺母5之间设有反螺纹阻逆件4，所述反螺纹阻逆件4和主螺母3之间通过螺纹连接且该螺纹的旋向和螺栓1的螺纹的旋向相反。
即本发明具有多重防松和防脱结构，具体来说，本发明的螺栓组件安装之后，所述螺栓组件受到以下几种防松防脱作用：第一，所述主螺母3受到来自螺栓1的轴向压力，二者的螺纹紧紧咬合；第二，主螺母3上端受到反螺纹阻逆件4的阻碍作用，由于反螺纹阻逆件4和主螺母3之间的螺纹的旋向与螺栓1上螺纹的旋向相反，因此主螺母3往旋出方向转动时，会使得反螺纹阻逆件4向下压主螺母3的方向旋紧，阻碍主螺母3往旋出方向转动；第三，副螺母5也旋接在螺栓1上，且副螺母5压紧在反螺纹阻逆件4上。假设螺栓1为右旋，则副螺母5是右旋，反螺纹阻逆件4是左旋，反螺纹阻逆件4要松动必须顺时针旋转，但受到副螺母5的阻碍。同样，副螺母5要松动必须逆时针旋转，但受到反螺纹阻逆件4的阻碍，所以副螺母5与反螺纹阻逆件4形成相互阻止松动的自锁结构，从而阻碍主螺母3上移，进而进一步防止主螺母3松脱。主螺母3、反螺纹阻逆件4和副螺母5三者相互作用，相互防松，形成牢靠的自锁结构，使得主螺母3很难松动，可靠性更高。
而且，由于主螺母3和副螺母5二者受到的力各不相同，而且相差较大，因此主螺母3和副螺母5二者不会同时松动，被连接物体震动或者复合震动都无法使二者同时松脱。
本发明也方便安装和拆卸，安装时，可以预先把主螺母3和反螺纹阻逆件4旋接在一起组成预装件，并且通过合理调整参数可以做到拧紧时主螺母3和反螺纹阻逆件4的六个角(或每个角)互相对齐。现场安装时，只需先装预装件，最后装副螺母5即可。副螺母5拧紧时，同样可以做到与反螺纹阻逆件4的六个角(或每个角)互相对齐。现场安装时全是单方向旋转上紧，不会一会儿顺时针旋一会儿又逆时针旋，因此安装快捷方便。由于可以做到拧紧时每个角对齐，所以拆除时可以把主螺母3、反螺纹阻逆件4和副螺母5三者一起当做一个整体螺母同时旋出。
在本发明更具体的实施例中，所述反螺纹阻逆件4下端设有凹槽口41，所述主螺母3上端设有上凸台31，所述凹槽口41的内侧壁和上凸台31的外侧壁分别设有能相互配合且与螺栓1上的螺纹旋向相反的螺纹。即凹槽口41的内侧壁设有内螺纹，上凸台31的外侧壁设有外螺纹，该内螺纹和外螺纹旋接。
实施例一：
如图1-图4所示的是本发明的实施例一。
在该更具体的实施例中，所述主螺母3下方和被连接物体之间还设有凸形垫圈2。主螺母3下端受到凸形垫圈2的阻碍作用，凸形垫圈2能够均匀分散主螺母3和被连接物体之间的压力，保护主螺母3，并依靠摩擦力阻碍主螺母3发生转动。
在该更具体的实施例中，所述主螺母3和凸形垫圈2之间设有第一周向夹紧结构。即主螺母3和凸形垫圈2之间相互周向夹紧。
在该更具体的实施例中，如图2、图3所示，所述第一周向夹紧结构包括设在凸形垫圈2上部的第一凸台21、以及设在主螺母3下部且能套紧在第一凸台21上并与其相互配合的第一装夹孔32，所述第一凸台21和凸形垫圈2的中心孔共轴心(共轴心有利于减少剪切力)，所述第一装夹孔32和主螺母3的螺孔共轴心，所述第一凸台21上部的外侧壁和/或第一装夹孔32的内侧壁为上小下大的锥形面，所述第一凸台21下部的外侧壁为柱形面。凸形垫圈2下部为圈状。即主螺母3向下旋紧时，第一装夹孔32向下套在第一凸台21上并逐渐压紧，第一装夹孔32的内侧壁对第一凸台21上部的外侧壁产生向内的挤压力，第一凸台21向内变形，从而紧紧顶压在螺栓1上，螺栓1的螺牙会有不同程度地嵌入第一凸台21内壁，阻碍其转动。相对的，第一凸台21上部的外侧壁对第一装夹孔32的内侧壁产生向外的挤压力并且产生向上的顶压力。该向外的挤压力，增大了主螺母3转动趋势下的摩擦力；该向上的顶压力使得主螺母3的螺牙和螺栓1的螺牙更加紧密的贴合，二者之间摩擦力增大。综上所述，第一凸台21上部的外侧壁和第一装夹孔32的内侧壁的配合，使得主螺母3受到了径向以及轴向的挤压力，进一步防止主螺母3松脱。
如图3、图4所示，所述第一凸台21的高度为h1，第一装夹孔32的深度为H1，H1优选大于或等于h1，以保证主螺母3下端和凸形垫圈2下部的圈状部分充分接触。所述第一凸台21上半部的锥面倾斜角为r1，第一装夹孔32的内侧壁锥面倾斜角为R1，R1等于r1，以保证所述第一凸台21上部的外侧壁和第一装夹孔32的内侧壁充分接触。所述第一凸台21半径为b1，第一凸台21下半部圆柱部分高度为d1，所述第一装夹孔32的半径为B1，则优选地B1＝b1+d1*tan(R1)，以保证主螺母3在压紧所述第一凸台21上半部分锥形斜面的同时也能够压紧凸形垫圈2下部的圈状部分。
在该更具体的实施例中，所述第一凸台21上开设有至少一条轴向的第一缩胀槽211，且所述第一缩胀槽211将第一凸台21分割成若干夹块。第一缩胀槽211相当于分割间隙，将筒状的第一凸台21分割成若干夹块，以便当第一凸台21插入第一装夹孔32中时，各夹块能够向螺栓1轴心方向变形并使第一凸台21内侧壁不同程度嵌入螺栓1的螺牙。
所述第一缩胀槽211优选为2-8条，所述第一缩胀槽211优选围着凸形垫圈2的中心孔轴线均布。
在该更具体的实施例中，所述反螺纹阻逆件4和副螺母5之间设有能阻碍二者相对滑动而发生松动的阻滞结构。
在该更具体的实施例中，如图3所示，所述阻滞结构包括设在反螺纹阻逆件4上端的第一阻滞齿42，且所述副螺母5下端设有能与第一阻滞齿42相互啮合的第二阻滞齿51。
优选地，所述第一阻滞齿42和第二阻滞齿51的齿尖均周向偏向，且所述第二阻滞齿51的倾斜齿面的倾斜方向与螺栓1的螺纹方向相反。当副螺母5往旋出方向旋动时，第一阻滞齿42和第二阻滞齿51相咬合而阻碍副螺母5旋出。
实施例二：
如图5-图7所示的是本发明的实施例二。
在该更具体的实施例中，所述反螺纹阻逆件4和副螺母5之间设有第二周向夹紧结构。
在该更具体的实施例中，如图6所示，所述第二周向夹紧结构包括设在反螺纹阻逆件4上部的第二凸台43、以及设在副螺母5下部且能套紧在第二凸台43上并与其相互配合的第二装夹孔52，所述第二凸台43和反螺纹阻逆件4的中心孔共轴心，所述第二装夹孔52和副螺母5的螺孔共轴心，所述第二凸台43上部的外侧壁和/或第二装夹孔52的内侧壁为上小下大的锥形面，所述第二凸台43下部的外侧壁为柱形面。反螺纹阻逆件4下部为圈状。即副螺母5向下旋紧时，第二装夹孔52向下套在第二凸台43上并逐渐压紧，第二装夹孔52的内侧壁对第二凸台43上部的外侧壁产生向内的挤压力，第二凸台43向内变形从而紧紧顶压在螺栓1上，螺栓1的螺牙会有不同程度地嵌入第二凸台43内壁，阻碍其转动。相对的，第二凸台43上部的外侧壁对第二装夹孔52的内侧壁产生向外的挤压力并且产生向上的顶压力。该向外的挤压力，增大了副螺母5转动趋势下的摩擦力；该向上的顶压力使得副螺母5的螺牙和螺栓1的螺牙更加紧密的贴合，二者之间摩擦力增大。综上所述，第二凸台43上部的外侧壁和第二装夹孔52的内侧壁的配合，使得副螺母5受到了径向以及轴向的挤压力，副螺母5难以松动，且副螺母5和反螺纹阻逆件4之间摩擦力和挤压力更大，进一步防止主螺母3松脱。
如图7、图8所示，所述第二凸台43的高度为h2，第二装夹孔52的深度为H2，H2优选大于或等于h2，以保证副螺母5下端和反螺纹阻逆件4下部的圈状部分充分接触。所述第二凸台43上半部的锥面倾斜角为r2，第二装夹孔52的内侧壁锥面倾斜角为R2，R2等于r2，以保证所述第二凸台43上部的外侧壁和第二装夹孔52的内侧壁充分接触。所述第二凸台43半径为b2，第二凸台43下半部圆柱部分高度为d2，所述第二装夹孔52的半径为B2，则优选地B2＝b2+d2*tan(R2)，以保证副螺母5在压紧所述第二凸台43上半部分锥形斜面的同时也能够压紧反螺纹阻逆件4下部的圈状部分。
在该更具体的实施例中，所述第二凸台43上开设有至少一条轴向的第二缩胀槽431，且所述第二缩胀槽431将第二凸台43分割成若干夹块。以便当第二凸台43插入第二装夹孔52中时，各夹块能够向螺栓1轴心方向变形并使内侧壁不同程度嵌入螺栓1的螺牙。
所述第二缩胀槽431优选为2-8条，所述第二缩胀槽431优选围着反螺纹阻逆件4的中心孔轴线均布。
在该更具体的实施例中，优选地，所述主螺母3和被连接物体之间还设有垫圈6，该垫圈6使用普通垫圈即可。主螺母3下端受到该垫圈6的阻碍作用，该垫圈6能够均匀分散主螺母3和被连接物体之间的压力，保护主螺母3，并依靠摩擦力阻碍主螺母3发生转动。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：包括螺栓(1)，所述螺栓(1)上从下到上依次套设有主螺母(3)和副螺母(5)，所述主螺母(3)和副螺母(5)之间设有反螺纹阻逆件(4)，所述反螺纹阻逆件(4)和主螺母(3)之间通过螺纹连接且该螺纹的旋向和螺栓(1)的螺纹的旋向相反。
2.根据权利要求1所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述反螺纹阻逆件(4)下端设有凹槽口(41)，所述主螺母(3)上端设有上凸台(31)，所述凹槽口(41)的内侧壁和上凸台(31)的外侧壁分别设有能相互配合且与螺栓(1)上的螺纹旋向相反的螺纹。
3.根据权利要求1或2所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述主螺母(3)下方和被连接物体之间还设有凸形垫圈(2)。
4.根据权利要求3所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述主螺母(3)和凸形垫圈(2)之间设有第一周向夹紧结构。
5.根据权利要求4所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述第一周向夹紧结构包括设在凸形垫圈(2)上部的第一凸台(21)、以及设在主螺母(3)下部且能套紧在第一凸台(21)上并与其相互配合的第一装夹孔(32)，所述第一凸台(21)和凸形垫圈(2)的中心孔共轴心，所述第一装夹孔(32)和主螺母(3)的螺孔共轴心，所述第一凸台(21)上部的外侧壁和/或第一装夹孔(32)的内侧壁为上小下大的锥形面，所述第一凸台(21)下部的外侧壁为柱形面。
6.根据权利要求5所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述第一凸台(21)上开设有至少一条轴向的第一缩胀槽(211)，且所述第一缩胀槽(211)将第一凸台(21)分割成若干夹块。
7.根据权利要求4所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述反螺纹阻逆件(4)和副螺母(5)之间设有能阻碍二者相对滑动的阻滞结构，所述阻滞结构包括设在反螺纹阻逆件(4)上端的第一阻滞齿(42)，且所述副螺母(5)下端设有能与第一阻滞齿(42)相互啮合的第二阻滞齿(51)。
8.根据权利要求1或2所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述反螺纹阻逆件(4)和副螺母(5)之间设有第二周向夹紧结构。
9.根据权利要求8所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述第二周向夹紧结构包括设在反螺纹阻逆件(4)上部的第二凸台(43)、以及设在副螺母(5)下部且能套紧在第二凸台(43)上并与其相互配合的第二装夹孔(52)，所述第二凸台(43)和反螺纹阻逆件(4)的中心孔共轴心，所述第二装夹孔(52)和副螺母(5)的螺孔共轴心，所述第二凸台(43)上部的外侧壁和/或第二装夹孔(52)的内侧壁为上小下大的锥形面，所述第二凸台(43)下部的外侧壁为柱形面。
10.根据权利要求9所述的一种多重防松永不松动的螺栓组件，其特征在于：所述第二凸台(43)上开设有至少一条轴向的第二缩胀槽(431)，且所述第二缩胀槽(431)将第二凸台(43)分割成若干夹块。
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