CN114941648A - 一种阻燃螺母组件及连接结构 - Google Patents

一种阻燃螺母组件及连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃螺母组件及连接结构，包括：自锁螺母、衬网、隔热垫B、隔热垫A以及内六角套帽形成多层隔热阻燃结构的阻燃螺母组件。在阻燃螺母组件的自锁螺母对被连接件A和被连接件B进行连接处在内部形成通热的通道内，当通道存在高温介质构成高温环境时，内六角套帽和自锁螺母在高温下提供强度和刚度、隔热垫A和隔热垫B提供隔热阻燃及衬网提供耐热性及抗氧化性，内六角套帽将隔热垫A、隔热垫B、衬网及自锁螺母外周包裹紧扣在自锁螺母上，解决了现有的螺栓组件本身不能起到轴向隔热阻燃作用的问题。

Description

一种阻燃螺母组件及连接结构
技术领域
本发明涉及一种阻燃螺母组件及连接结构，属于紧固连接件技术领域。
背景技术
在现代机械产品使用中，在高温工作环境下进行工作的机械产品越来越多，在高温环境下工作的机械产品有个通用要求就是在高温下机械零件必须保持一定的强度、刚性等性能指标，保证机械连接件被连接处在高温下工作不失效，避免被连接处损坏出现热能损耗及高温向外扩散造成高温区外部引起燃烧的情况。
有时机械产品中的两个被连接件经过螺母和螺栓连接在内部形成通热的通道，而目前螺母组件存在能隔热但不能阻燃及强度不足的问题，如中国专利公开号为CN112366872A的一种用于轮毂电机的隔热螺母、轮毂电机、车轮及车辆，虽然公开隔热螺母的头部及安装部均采用隔热材料能起到隔热作用，但是，存在一定的高温环境下不能阻燃及强度不能满足要求的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种阻燃螺母组件及连接结构。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种阻燃螺母组件，包括：自锁螺母、衬网、隔热垫B、隔热垫A以及内六角套帽形成多层隔热阻燃结构的阻燃螺母组件。
所述自锁螺母在高温下提供强度和刚度；
衬网固定于自锁螺母下部，衬网提供耐热性及抗氧化性；
隔热垫B固定于衬网下部；
隔热垫A固定于隔热垫B下部，隔热垫A和隔热垫B提供隔热阻燃；
所述内六角套帽固定于隔热垫A下部并将隔热垫A、隔热垫B、衬网及自锁螺母外周包裹，内六角套帽在高温下提供强度和刚度，形成多层隔热阻燃结构的阻燃螺母组件。
所述自锁螺母和内六角套帽均采用GH2132或GH4169高温合金。
所述自锁螺母包括：
自锁螺母外圆柱；
贯穿设置在锁螺母外圆柱中部的内螺纹孔；
一体延伸于自锁螺母外圆柱底部外周的自锁螺母法兰端面，自锁螺母法兰端面上设有自锁螺母通孔；
自锁螺母法兰端面上分别设有加强筋A、加强筋B。
所述加强筋A、加强筋B位于自锁螺母通孔内外两侧的自锁螺母法兰端面上，所述加强筋A、加强筋B底部有凹槽。
所述内六角套帽包括：套帽外锥体，套帽外锥体中部设有凹陷构成内六角套孔；
一体延伸在套帽外锥体外周的扣紧段，扣紧段和自套帽外锥体形成对隔热垫A、隔热垫B、衬网及自锁螺母外周的包裹。
所述套帽外锥体外表面为锥面。
所述衬网为0Cr18Ni9不锈钢网材质，实现衬网的耐热性及抗氧化性。
所述隔热垫A和隔热垫B均采用高硅氧玻璃纤维隔热毛毡。
一种连接结构，包括：自锁螺母的锁螺母外圆柱从被连接件B上连接通孔伸入，螺栓从被连接件A连接通孔伸入与自锁螺母的内螺纹孔旋紧，使得被连接件A和被连接件B连接后在内部形成通热的通道，螺栓和自锁螺母提供强度和刚度处于通道内，当通道内存在高温流体介质流通构成高温环境时，螺栓、底板及底座和上底座构成隔热阻燃的阻燃螺栓组件，阻燃螺栓组件的底板与被连接件A紧密接触堵住被连接件A的连接通孔，自锁螺母、衬网、隔热垫B、隔热垫A及内六角套帽形成的阻燃螺母组件，阻燃螺母组件上自锁螺母的自锁螺母法兰端面与被连接件B底面接触堵住被连接件B的连接通孔。
本发明的有益效果在于：在阻燃螺母组件的自锁螺母对被连接件A和被连接件B进行连接处在内部形成通热的通道内，当通道存在高温介质构成高温环境时，内六角套帽和自锁螺母在高温下提供强度和刚度、隔热垫A和隔热垫B提供隔热阻燃及衬网提供耐热性及抗氧化性，内六角套帽将隔热垫A、隔热垫B、衬网及自锁螺母外周包裹紧扣在自锁螺母上，解决了现有的螺栓组件本身不能起到轴向隔热阻燃作用的问题。
附图说明
图1是本发明阻燃螺栓组件的示意图；
图2是本发明螺栓的主视示意图；
图3是本发明螺栓的俯视示意图；
图4是本发明底板的主视剖面示意图；
图5是图4中A-A线的剖面示意图；
图6是本发明底板的俯视示意图；
图7是本发明上底座的主视剖面示意图；
图8是本发明下底座的主视剖面示意图；
图9是本发明阻燃螺母组件的示意图；
图10是本发明自锁螺母俯视的示意图；
图11是图10中B-B线的剖面示意图；
图12是本发明内六角套帽的俯视示意图；
图13是本发明内六角套帽的主视剖面示意图；
图14是本发明阻燃螺栓组件和阻燃螺母组件的连接结构示意图；
图中：1-螺栓；11-螺栓光杆；12-外螺纹；13-三角头；14-过度圆弧；2-底板；24-底板上平面；25-底板外圆面；26-底板下表面；27-底板通孔；28-底板加强筋；29-底板排气孔；3-上底座；31-上底座凸台；32-上底座凸台圆柱面；33-上底座排气孔；34-上底座通孔；35-上底座上表面；36-上底座凹台；4-下底座；41-底座凹台；42-下底座下表面；43-下底座上表面；44-下底座下凹台；45-下底座圆柱面；46-下底座通孔；47-下底座排气孔；5-内六角套帽；51-套帽外锥体；52-内六角套孔；53-扣紧段；6-隔热垫A；7-隔热垫B；8-衬网；9-自锁螺母；91-自锁螺母外圆柱；92-内螺纹孔；93-自锁螺母法兰端面；94-自锁螺母通孔；95-加强筋A；96-加强筋B；101-被连接件A；102-被连接件B；103-通道。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图14所示。
一种阻燃螺栓组件，包括：与阻燃螺母组件的自锁螺母9旋紧连接的螺栓1，螺栓1在高温下提供强度和刚度；
过盈紧套在螺栓1顶端光杆部分的底板2，底板2提供耐热性及抗氧化性，保护下底座4和上底座3；
过盈紧套在螺栓1顶端光杆部分的上底座3，上底座3经过高温胶紧密粘接固定位于底板2上部；
配合于上底座3上部并将在螺栓1顶面盖住的下底座4，底座3与下底座4经过高温胶紧密粘接固定，下底座4和上底座3提供隔热阻燃；
底板2、上底座3以及下底座4将螺栓1头部包裹覆盖，螺栓1提供刚度强度、底板2提供耐热性及抗氧化性以及底座4和上底座3提供隔热阻燃构成多层隔热阻燃结构的阻燃螺栓组件。
阻燃螺栓组件在对被连接件A101和被连接件B102进行连接形成可通高温介质的通道103，当通道103存在高温介质构成高温环境时，螺栓1提供刚度强度、底板2提供耐热性及抗氧化性以及底座4和上底座3提供隔热阻燃，底板2、上底座3以及下底座4将螺栓1处于高温区外部的轴向头部包裹覆盖，解决了现有的螺栓组件本身不能起到轴向隔热阻燃作用的问题。
所述螺栓1为GH2132高温合金，强度σb≥900MPa，实现螺栓1在高温下提供强度和刚度，强度太低在高温环境下性能不满足要求，强度太高后续组装易断裂。
所述螺栓1包括：提供受力基础的螺栓光杆11；
位于螺栓光杆11一端上用于旋合连接的外螺纹12，外螺纹12与阻燃螺母组件的自锁螺母9内螺纹孔旋紧；
位于螺栓光杆11另一端的三角头13，所述三角头13和螺栓光杆11之间有过度圆弧14。
所述底板2为0Cr18Ni9不锈钢板材，实现底板2具有耐热性及抗氧化性，有助于保护上底座3和下底座4不失效。
所述底板2，包括：提供受力基础的底板上平面24；
位于底板上平面24外周的底板外圆面25；
位于底板上平面24下表面的底板下表面26，底板下表面26在安装时与三角头13对应接触安装；
设置于底板上平面24中部的底板通孔27，底板通孔27与螺栓1的螺栓光杆11套紧；
凸起在底板上平面24上的底板加强筋28，底板加强筋28为间隔分布的多个，底板加强筋28底部为凹槽，贯穿在底板上平面24上的底板排气孔29，所述底板排气孔29位于两个底板加强筋28之间，底板排气孔29孔径尺寸尽可能小，满足组装时排气需求即可。
所述上底座3包括：提供基础的上底座凸台31，上底座凸台31的底面安装时与三角头13底面接触对应；
位于上底座凸台31外周的上底座凸台圆柱面32；
贯穿设置在上底座凸台31非中心并用于排气的上底座排气孔33，上底座排气孔33与底板排气孔29安装时对应，贯穿设置在上底座凸台31中心并与螺栓1的螺栓光杆11过盈紧套的上底座通孔34；
一体延伸于上底座凸台31外周的上底座上表面35，上底座上表面35与上底座凸台31在上底座凸台圆柱面32上形成台阶，上底座凸台31与上底座上表面35有上底座凹台36，上底座凹台36用于与三角头13底面紧密接触配合进行容纳。
所述下底座4包括：提供受力基础的底座凹台41；
一体延伸于底座凹台41一端的下底座下表面42，下底座下表面42安装时与上底座上表面35对应接触；
一体延伸于底座凹台41另一端的下底座上表面43，下底座上表面43中部内面有下底座下凹台44，底座凹台41外有下底座圆柱面45；
贯穿设置于底座凹台41中心的下底座通孔46，贯穿设置于底座凹台41非中心的下底座排气孔47，所述下底座排气孔47安装时与上底座排气孔33、底板排气孔29对应。
所述下底座4和上底座3均采用T300碳布，技术指标采用3K平纹，经向密度20根/25mm,纬向密度20根/25mm，以此使下底座4和上底座3来提供隔热阻燃性能。
一种阻燃螺母组件，包括：与阻燃螺栓组件的螺栓1旋紧连接的自锁螺母9，自锁螺母9在高温下提供强度和刚度；
位于自锁螺母9下部经高温胶紧密粘接固定的衬网8，衬网8提供耐热性及抗氧化性；
位于衬网8下部经高温胶紧密粘接固定的隔热垫B7；
位于隔热垫B7下部经高温胶紧密粘接固定的隔热垫A6，隔热垫A6和隔热垫B7提供隔热阻燃；
位于隔热垫A6下部经高温胶紧密粘接固定并将隔热垫A6、隔热垫B7、衬网8及自锁螺母9外周包裹的内六角套帽5，内六角套帽5在高温下提供强度和刚度，形成多层隔热阻燃结构的阻燃螺母组件。
在阻燃螺母组件的自锁螺母9对被连接件A101和被连接件B102进行连接处在内部形成通热的通道103内，当通道103存在高温介质构成高温环境时，内六角套帽5和自锁螺母9在高温下提供强度和刚度、隔热垫A6和隔热垫B7提供隔热阻燃及衬网8提供耐热性及抗氧化性，内六角套帽5将隔热垫A6、隔热垫B7、衬网8及自锁螺母9外周包裹紧扣在自锁螺母9上，解决了现有的螺栓组件本身不能起到轴向隔热阻燃作用的问题。
所述自锁螺母9和内六角套帽5均采用GH2132、GH4169高温合金，强度在σb＝900～1005Mpa，为自锁螺母9在高温下提供强度和刚度，强度太低整体性能不满足要求，强度太高后续组装易断裂。
所述自锁螺母9包括：
提供受力基础的自锁螺母外圆柱91；
贯穿设置在锁螺母外圆柱91中部的内螺纹孔92，装配使用时内螺纹孔92与螺栓1的外螺纹12旋紧连接，实现阻燃螺栓组件和阻燃螺母组件对被连接件A101和被连接件B102的连接；
一体延伸于自锁螺母外圆柱91底部外周的自锁螺母法兰端面93，自锁螺母法兰端面93上设有自锁螺母通孔94；
自锁螺母法兰端面93上分别设有加强筋A95、加强筋B96，所述加强筋A95、加强筋B96位于自锁螺母通孔94内外两侧的自锁螺母法兰端面93上，所述加强筋A95、加强筋B96底部有凹槽用于装配排气。
所述内六角套帽5包括：提供受力基础的套帽外锥体51，所述套帽外锥体51外表面为锥面，套帽外锥体51中部设有凹陷构成内六角套孔52，装配时内六角扳手通过与内六角套孔52进行配合进行旋紧旋松操作；
一体延伸在套帽外锥体51外周的扣紧段53，扣紧段53和自套帽外锥体51形成对隔热垫A6、隔热垫B7、衬网8及自锁螺母9外周的包裹。
所述衬网8为0Cr18Ni9不锈钢网材质，钢丝直径采Φ0.125mm，方孔边长采用0.2mm，编制精度等级采用B级即可，实现衬网8的耐热性及抗氧化性。
所述隔热垫A6和隔热垫B7均采用高硅氧玻璃纤维隔热毛毡，阻燃隔热效果可靠，厚度按SF-02或SF-04根据隔热要求及结构尺寸选取。
使用阻燃螺母组件和阻燃螺栓组件旋紧对被连接件A101和被连接件B102进行连接构成的连接结构时，具体为：自锁螺母9的锁螺母外圆柱91从被连接件B102上连接通孔伸入，螺栓1从被连接件A101连接通孔伸入与自锁螺母9的内螺纹孔92旋紧，使得被连接件A101和被连接件B102连接后在内部形成通热的通道103，螺栓1和自锁螺母9提供强度和刚度处于通道103内，当通道103内存在高温流体介质流通构成高温环境时，螺栓1、底板2及底座4和上底座3构成隔热阻燃的阻燃螺栓组件，阻燃螺栓组件的底板2与被连接件A101紧密接触堵住被连接件A101的连接通孔，自锁螺母9、衬网8、隔热垫B7、隔热垫A6及内六角套帽5形成的阻燃螺母组件，阻燃螺母组件上自锁螺母9的自锁螺母法兰端面93与被连接件B102底面接触堵住被连接件B102的连接通孔，避免被连接处损坏出现热能损耗及高温向外扩散造成高温区外部引起燃烧的情况，保证了连接件之间的被连接处在高温下工作不失效。
在装配连接时，底板加强筋28与被连接件A101接触产生弹性挤压力，加强筋A95与被连接件B102接触产生弹性挤压力与底板加强筋28产生弹性挤压力相对向拉紧螺栓1与自锁螺母9形成自锁状态。

Claims (10)

1.一种阻燃螺母组件，其特征在于，包括：自锁螺母(9)、衬网(8)、隔热垫B(7)、隔热垫A(6)以及内六角套帽(5)形成多层隔热阻燃结构。
2.如权利要求1所述的阻燃螺母组件，其特征在于：所述自锁螺母(9)在高温下提供强度和刚度；
衬网(8)固定于自锁螺母(9)下部，衬网(8)提供耐热性及抗氧化性；
隔热垫B(7)固定于衬网(8)下部；
隔热垫A(6)固定于隔热垫B(7)下部，隔热垫A(6)和隔热垫B(7)提供隔热阻燃；
所述内六角套帽(5)固定于隔热垫A(6)下部并将隔热垫A(6)、隔热垫B(7)、衬网(8)及自锁螺母(9)外周包裹，内六角套帽(5)在高温下提供强度和刚度，形成多层隔热阻燃结构的阻燃螺母组件。
3.如权利要求2所述的阻燃螺母组件，其特征在于：所述自锁螺母(9)和内六角套帽(5)均采用GH2132或GH4169高温合金。
4.如权利要求2所述的阻燃螺母组件，其特征在于，所述自锁螺母(9)包括：
自锁螺母外圆柱(91)；
贯穿设置在锁螺母外圆柱(91)中部的内螺纹孔(92)；
一体延伸于自锁螺母外圆柱(91)底部外周的自锁螺母法兰端面(93)，自锁螺母法兰端面(93)上设有自锁螺母通孔(94)；
自锁螺母法兰端面(93)上分别设有加强筋A(95)、加强筋B(96)。
5.如权利要求4所述的阻燃螺母组件，其特征在于：所述加强筋A(95)、加强筋B(96)位于自锁螺母通孔(94)内外两侧的自锁螺母法兰端面(93)上，所述加强筋A(95)、加强筋B(96)底部有凹槽。
6.如权利要求2所述的阻燃螺母组件，其特征在于，所述内六角套帽(5)包括：套帽外锥体(51)，套帽外锥体(51)中部设有凹陷构成内六角套孔(52)；
一体延伸在套帽外锥体(51)外周的扣紧段(53)，扣紧段(53)和自套帽外锥体(51)形成对隔热垫A(6)、隔热垫B(7)、衬网(8)及自锁螺母(9)外周的包裹。
7.如权利要求2所述的阻燃螺母组件，其特征在于：所述套帽外锥体(51)外表面为锥面。
8.如权利要求2所述的阻燃螺母组件，其特征在于：所述衬网(8)为0Cr18Ni9不锈钢网材质，实现衬网(8)的耐热性及抗氧化性。
9.如权利要求2所述的阻燃螺母组件，其特征在于：所述隔热垫A(6)和隔热垫B(7)均采用高硅氧玻璃纤维隔热毛毡。
10.一种连接结构，包括：自锁螺母(9)的锁螺母外圆柱(91)从被连接件B(102)上连接通孔伸入，螺栓(1)从被连接件A(101)连接通孔伸入与自锁螺母(9)的内螺纹孔(92)旋紧，使得被连接件A(101)和被连接件B(102)连接后在内部形成通热的通道(103)，螺栓(1)和自锁螺母(9)提供强度和刚度处于通道(103)内，当通道(103)内存在高温流体介质流通构成高温环境时，螺栓(1)、底板(2)及底座(4)和上底座(3)构成隔热阻燃的阻燃螺栓组件，阻燃螺栓组件的底板(2)与被连接件A(101)紧密接触堵住被连接件A(101)的连接通孔，自锁螺母(9)、衬网(8)、隔热垫B(7)、隔热垫A(6)及内六角套帽(5)形成的阻燃螺母组件，阻燃螺母组件上自锁螺母(9)的自锁螺母法兰端面(93)与被连接件B(102)底面接触堵住被连接件B(102)的连接通孔。
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