CN114876936A - 一种有声响防松的带齿法兰螺母 - Google Patents
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Abstract
紧固件Int.F16B。一种有声响防松的带齿法兰螺母的发明，包括复合螺纹螺栓、紧固螺母、锁紧螺母。紧固螺母螺纹与复合螺纹螺栓中的大导程螺纹的尺寸相同。锁紧螺母螺纹与复合螺纹螺栓中的小导程螺纹的尺寸相同。当锁紧螺母与紧固螺母接触旋进时，金属撞击声响来自于两个带齿法兰螺母的法兰齿之间的互相跳动。听到第4次声响后，安装即告完成。结构设计、生产工艺、安装操作都很简单，谁都能设计、谁都能生产，价格低廉，谁都能用得起。而且在低端材料、低端工艺、没有高端设备进口的情况下竟能获得超高端紧固件的防松性能，振动次数：12750次时，残余/初始＝90.3％。对机械摩擦没有依赖性，其超高端的防松性能来源于结构设计的新颖性、实用性和先进性。
Description
技术领域：
紧固件Int.F16B，发明专利申请涉及一种螺纹防松的紧固件，尤其是一种有声响防松的带齿法兰螺母。
背景技术：
目前双螺母紧固件中，锁紧螺母端面与紧固螺母端面之间多是平面顶住平面，很像处于稳定平衡状态。但是紧固轴力来源于螺纹升角，紧固轴力始终作用于螺纹升角的斜面上，始终存在着下滑的危险。犹如山坡斜面上的大石头，它始终存在着沿斜坡滚到谷底的危险，这种紧固轴力依靠摩擦维持在螺纹斜面上的平衡，实际是不稳定平衡状态。
将扳手的转矩转换成紧固件的所必需的紧固轴力，螺纹升角的斜面发挥了决定性作用，这很好。但紧固轴力总要有一端作用于螺纹升角的斜面上，这不很好，这是危险不稳定平衡状态。这种不稳定平衡永远是螺母松脱的主因。许多螺母的防松诀窍都是针对这种斜面不稳定平衡设计的补救措施。本专利的申请也是这样。
专利申请内容：
为了克服现有技术中紧固件的松动，低端紧固件防松质量差，高端紧固件价格过于昂贵等缺陷，本专利申请提供一种有声响防松的带齿法兰螺母，利用了复合螺纹螺栓的卡顿功后，能较好完成对紧固件的防松。这种有声响防松的带齿法兰螺母，包括复合螺纹螺栓、紧固螺母、锁紧螺母、弹簧垫圈。
所采取的第一技术措施是选用带齿法兰螺母的紧固螺母的反向安装，它具有声响功能。所采取的第二技术措施是利用复合螺纹螺栓，它具有卡顿功能。
为审查方便而采用的简称：有声响防松的带齿法兰螺母的紧固螺母，简称为：紧固螺母。有声响防松的带齿法兰螺母的锁紧螺母，简称为：锁紧螺母。锁紧螺母在轴方向上的旋转及位移运动，用“旋进”一词来表述。
申请内容1.带齿法兰螺母结构原理和声响功能。
带齿法兰螺母有24个法兰齿，每个法兰齿都是由齿顶圆弧、齿侧斜坡、齿根谷底三部分组成。
技术特征：在本专利申请中，带齿法兰螺母的紧固螺母采用了反向安装。其具体的新颖特征是紧固螺母的法兰齿不再指向被紧固的零部件，而是调转180°，指向了锁紧螺母。只有在组装后，一定要保持紧固螺母的法兰齿与锁紧螺母的法兰齿之间作齿对齿的对峙状态，就能被合并为可一体化螺母。
可一体化螺母特性：1.振动试验时，锁紧螺母不会与紧固螺母分离而独自从螺栓松脱，显示两个螺母一体化。2.振动试验时，锁紧螺母若从螺栓松脱，那么锁紧螺母将一定携带紧固螺母一起松脱，再次显示两个螺母一体化。3.紧固螺母有了锁紧“锁紧螺母”的特殊功能，即：紧固螺母也具备了锁紧功能。
锁紧螺母的24个法兰齿的齿顶圆弧分别顶入紧固螺母24个法兰齿的齿根谷底。同样情况是紧固螺母的24个法兰齿的齿顶圆弧也分别顶入锁紧螺母24个法兰齿的齿根谷底。锁紧螺母旋进时，有清脆的声响。声响大小与轴力大小成正比，声响次数与转角的角度成正比。金属撞击声响来源于法兰齿的齿顶圆弧之间的互相跳动。到第4次跳动声响时，紧固安装即告完成。一个单独的锁紧螺母依靠可一体化螺母的特性，就能被紧固螺母所锁紧，实现了紧固螺母与锁紧螺母的互相锁紧。这是采用第一技术措施获得的非摩擦的稳定平衡状态。
申请内容2.复合螺纹螺栓结构原理和卡顿功能。
复合螺纹螺栓、锁紧螺母、紧固螺母能使被紧固另部件得到可靠的紧固。
技术特征：复合螺纹螺栓是由螺纹直径相同、螺纹牙高度相等、螺纹导程不同的大导程螺纹和小导程螺纹的两条交叉螺纹所组成。
紧固螺母的螺纹直径、螺纹牙高度与复合螺纹螺栓的大导程的螺纹相同。所以紧固螺母唯一路径只有沿着大导程螺纹旋进。紧固螺母与锁紧螺母二者的齿顶圆弧之间的互相跳动发出第4次跳动声响时，二者便合成了可一体化螺母。
锁紧螺母的螺纹直径、螺纹牙高度与复合螺纹螺栓的小导程螺纹相同。所以锁紧螺母唯一路径只有沿着小导程螺纹旋进。锁紧螺母与紧固螺母二者的齿顶圆弧之间的互相跳动发出第4次跳动声响时，二者合成了可一体化螺母。
一体化了的两个螺母无法同时沿着两条不同导程的螺纹方向旋进，可一体化螺母遇到了复合螺纹螺栓的交叉螺纹后就显示出：卡顿功能。在没有施加拆卸力矩前，一体化的那两个螺母就一起卡死在螺栓上纹丝不动，绝不会脱离螺栓。这就是采用的第二技术措施所获得的非摩擦的稳定平衡状态。
申请内容3.声响功能、卡顿功能可靠地抗住了螺纹升角下滑的不稳定平衡。技术特征产生必然的技术效果，有声响防松的带齿法兰螺母有益效果如下。
有益效果①，有声响防松获得的振动次数：1万2千次，残余/初始＝90.3％。属于防松优秀级别。
有益效果②，低端材料、低端工艺、没有高端进口设备的情况下，能获得超过高端紧固件的防松性能，其产品价格明显低于高端进口产品价格。
有益效果③，结构设计、生产工艺、安装操作都很简单，谁都能设计、谁都能生产，谁都能用得起，有利于产品的长远的广泛的普及。
有益效果④，有声响防松的带齿法兰螺母对机械摩擦没有依赖性，所获得的超高端的防松性能都来源于结构设计的新颖性、设计的实用性和设计的先进性。
附图说明：
图1是有声响防松的带齿法兰螺母的装配过程示意图。
图2是有声响防松的带齿法兰螺母的装配完成示意图。
图3是有声响防松的带齿法兰螺母的法兰齿示意图。
在图中有：复合螺纹螺栓〔1〕、锁紧螺母〔2〕、法兰齿〔3〕、法兰齿〔4〕、紧固螺母〔5〕、被紧固件〔6〕、被紧固件〔7〕、小导程螺纹〔8〕、大导程螺纹〔9〕、弹簧垫圈〔10〕、齿顶圆弧〔11〕、齿侧斜坡〔12〕、齿根谷底〔13〕。
在图1中紧固螺母〔5〕的旋进已经到达了紧固状态，而锁紧螺母〔2〕处于安装的旋进过程中。
在图2中，所有装配完成。锁紧螺母〔2〕与紧固螺母〔5〕已经被合并为一个可一体化螺母。当用户用扳手拆卸后，可一体化螺母的特性随即消失。
在图3中有：锁紧螺母〔2〕、紧固螺母〔5〕，其上的每个法兰齿都由齿顶圆弧〔11〕、齿侧斜坡〔12〕、齿根谷底〔13〕这三部分组成的。
具体实施方式：
【实施例1】
一种有声响防松的带齿法兰螺母，包括复合螺纹螺栓〔1〕、锁紧螺母〔2〕、紧固螺母〔5〕、其特征在于：所述的复合螺纹螺栓〔1〕能与锁紧螺母〔2〕、紧固螺母〔5〕组装后可以将被紧固件〔6〕、被紧固件〔7〕得到可靠的紧固。
紧固螺母〔5〕的24个法兰齿〔4〕由24个齿顶圆弧和24个齿根谷底构成。
紧固螺母〔5〕的一个圆周角为360°，360°÷24＝15°。所以紧固螺母〔5〕每个法兰齿〔4〕占据15°的圆周角。
紧固螺母〔5〕的装配尺寸是M12×1.25，螺距1.25÷24＝0.053mm。所以紧固螺母〔5〕每转动1个法兰齿〔4〕，紧固螺母〔5〕就轴向运动0.053mm。
锁紧螺母〔2〕的装配尺寸与紧固螺母〔5〕的装配尺寸及其转动、轴向运动情况都相同。
锁紧螺母〔2〕相对于紧固螺母〔5〕每转动1个法兰齿即15°，就会发出一次声响。同时锁紧螺母〔2〕向紧固螺母〔5〕压缩0.053mm。
当发出第4次声响后：15°×4＝60°，0.053mm×4＝0.208mm。
带齿法兰螺母标准是QC/T864-2001，防松检测报告如下。
【实施例2】
检验报告：中国认可 国际互认
通检 委 字第 201434号
机械工业通用零部件产品质量监督检测中心
(机械科学研究总院集团有限公司零部件质量检测中心)
样品名称：带齿法兰螺母
检验依据GB/T 10431-2008
检验项目：防松的性能
试验设备：安布内科横向振动试验机
试验条件：
1.试验频率：12.5Hz
2.空载振幅：±1.2mm
3.润滑条件：机油
4.振动次数：12750次
5.实验用螺栓：M12×90-10.9
6. 1020S之后螺栓断裂，试验中止
检验结果：初始轴力17.6kN
在振动120秒时：振动次数1500次时，残余轴力16.4kN。残余/初始＝93.18％。这属于防松的优秀级别。
在振动1020秒时：振动次数12750次时，残余轴力15.9kN，残余/初始＝90.3％。这仍是属于防松的优秀级别。
Claims (5)
1.一种有声响防松的带齿法兰螺母，包括复合螺纹螺栓〔1〕、有声响防松的带齿法兰螺母的锁紧螺母〔2〕、有声响防松的带齿法兰螺母的紧固螺母〔5〕、弹簧垫圈〔10〕，其特征在于：所述的复合螺纹螺栓〔1〕能与有声响防松的带齿法兰螺母的锁紧螺母〔2〕、有声响防松的带齿法兰螺母的紧固螺母〔5〕、弹簧垫圈〔10〕组装后可以将被紧固件〔6〕、被紧固件〔7〕得到可靠的紧固。
2.一种如权利要求1所述的有声响防松的带齿法兰螺母，其特征在于：所述的带齿法兰螺母的锁紧螺母〔2〕、带齿法兰螺母的紧固螺母〔5〕都能被合并为可一体化螺母。
3.一种如权利要求1所述的有声响防松的带齿法兰螺母，其特征在于：所述的复合螺纹螺栓〔1〕是由螺纹直径相同、螺纹牙高度相等、螺纹导程不一样的大导程螺纹〔9〕和小导程螺纹〔8〕的两条不同导程螺纹所组成。
4.一种如权利要求1所述的有声响防松的带齿法兰螺母，其特征在于：所述的有声响防松的带齿法兰螺母的紧固螺母〔5〕的螺纹直径、螺纹牙高度与复合螺纹螺栓〔1〕大导程螺纹〔9〕相同。
5.一种如权利要求1所述的有声响防松的带齿法兰螺母，其特征在于：所述的有声响防松的带齿法兰螺母的锁紧螺母〔2〕的螺纹直径、螺纹牙高度与复合螺纹螺栓〔1〕小导程螺纹〔8〕相同。
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