CN115076204A - 一种航空航天用紧固件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空航天技术领域,具体涉及一种航空航天用紧固件,其包括:螺栓、第一螺母和第二螺母,螺栓一端设有螺栓头,另一端设有第一螺纹段和第二螺纹段,第二螺纹段与第一螺纹段的螺纹旋向相反;第一螺母安装在第一螺纹段上,第二螺母安装在第二螺纹段上;第二螺母靠近第一螺母的一端设有环形腔,第二螺母靠近第一螺母一端的端面上设有环形开口;第一螺母靠近第二螺母的一端上设有铆接筒,铆接筒一端与第一螺母固定连接,铆接筒的另一端伸入环形开口,第二螺母转动靠近第一螺母,能够使铆接筒伸入环形开口一端插入环形腔并发生卷曲变形,限位在环形腔内。其能够降低装配结构松动的风险,提高被连接件装配的牢固性和结构稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及航空航天技术领域,具体涉及一种航空航天用紧固件。
背景技术
紧固件通常为标准件,其种类较多,并且使用的范围较广,普通机械设备所用的紧固件加工和装配的要求相对较低,常规结构的紧固件基本能够满足绝大所述场合的使用要求。
航空航天用紧固件即是用于航空航天设备中零部件装配的紧固件,相较于普通机械设备,航空航天设备对各个组成构件的要求精密度和质量均较高,紧固件装配影响到航天设备的使用安全。
随着航空航天用紧固件的不断安装使用,在使用过程中发现了下述问题:1.现有的一些航天紧固件在使用的过程中装配牢固性有限,随着使用时间的增加装配结构容易松动。2.且现有的一些航天紧固件装配结构简单,例如通过螺纹等结构单一进行装配,装配结构稳定性较差。
所以有必要对现有的航空航天用紧固件进行改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提出一种航空航天用紧固件,以降低装配结构松动的风险,提高被连接件装配的牢固性和结构稳定性。
为达上述目的,本发明的航空航天用紧固件包括:螺栓、第一螺母和第二螺母,所述螺栓的一端设有螺栓头,所述螺栓的另一端相邻设有第一螺纹段和第二螺纹段,所述第一螺纹段设于所述螺栓头和所述第二螺纹段之间,所述第二螺纹段的外径小于所述第一螺纹段的螺纹小径,且所述第二螺纹段的螺纹旋向与所述第一螺纹段的螺纹旋向相反;所述第一螺母螺合安装在所述第一螺纹段上,所述第二螺母螺合安装在所述第二螺纹段上;
所述第二螺母靠近所述第一螺母的一端设有环形腔,所述环形腔环绕所述螺栓设置,所述第二螺母靠近所述第一螺母一端的端面上设有环形开口,所述环形开口环绕所述螺栓设置并与所述环形腔对应连通;
所述第一螺母靠近所述第二螺母的一端上设有铆接筒,所述铆接筒套设在所述螺栓外,所述铆接筒一端与所述第一螺母固定连接,所述铆接筒的另一端伸入所述环形开口,所述第二螺母转动靠近所述第一螺母,能够使所述铆接筒伸入所述环形开口一端插入所述环形腔并发生卷曲变形,限位在所述环形腔内。
在其中一个实施例中,所述环形腔沿所述螺栓周向的横截面形状成类圆形,所述环形开口与所述环形腔靠近所述螺栓外壁的一侧连通。
在其中一个实施例中,所述环形腔沿所述螺栓周向的横截面的轮廓线的曲率半径,从所述环形开口靠近所述螺栓的一侧到所述环形开口远离所述螺栓一侧,依次减小。
在其中一个实施例中,所述环形腔沿所述螺栓周向的横截面的轮廓线,从所述环形开口靠近所述螺栓的一侧到所述环形开口远离所述螺栓一侧,成半径连续减小的螺旋线。
在其中一个实施例中,所述环形开口靠近所述螺栓一侧与所述环形腔的连接处设有引导面,所述引导面与所述环形腔的内侧壁相切设置,并沿所述螺栓的轴向,偏向所述螺栓的中心倾斜设置。
在其中一个实施例中,所述环形开口远离所述螺栓一侧与所述环形腔的连接处设有卷曲支撑面,所述卷曲支撑面的曲率半径小于所述类圆形上个点的曲率半径;且所述卷曲支撑面从所述卷曲支撑面与所述环形开口远离所述螺栓一侧的连接处,沿所述螺栓的轴向,向远离所述螺栓的中心的方向倾斜设置。
在其中一个实施例中,所述铆接筒远离所述第一螺母的一端上设有分裂缝,所述分裂缝环绕所述螺栓间隔设置,所述分裂缝从所述铆接筒远离所述第一螺母一端的端面,沿所述螺栓的轴向延伸到所述铆接筒的中部。
在其中一个实施例中,所述分裂缝设置在所述铆接筒的内壁上。
在其中一个实施例中,所述第二螺母靠近所述第一螺母的一端还设有导向支撑筒,所述导向支撑筒的一端与所述第二螺母紧固连接,所述导向支撑筒的另一端贴近所述铆接筒并套设在所述铆接筒外。
上述实施方式中的航空航天用紧固件至少具有以下优点:
(1)使用时,先拧紧第一螺母锁紧被连接件,再转动第二螺母使铆接筒插入环形腔,在环形腔内发生卷曲变形并限位在环形腔内,铆接筒将第一螺母和第二螺母连接为一体;由于第一螺母和第二螺母的旋向相反,且铆接筒由于卷曲变形产生加工硬化、强度提高,第一螺母和第二螺母通过铆接筒相互制约,避免在螺栓上发生转动;从而降低装配结构松动的风险,提高被连接件装配的牢固性和结构稳定性。
(2)环形腔沿的横截面形状成类圆形,环形开口与环形腔靠近螺栓外壁的一侧连通便于铆接筒向一侧发生卷曲变形;环形腔横截面的轮廓线的曲率半径依次减小便于逐步加大铆接筒的卷曲变形量。
(3)引导面便于铆接筒插入环形腔;卷曲支撑面进一步增大铆接筒的卷曲变形量,便于铆接筒形成多层卷曲,使铆接筒尽量填满环形腔,增大铆接筒对第二螺母的束缚力。
(4)分裂缝在铆接筒的内壁上,便于铆接筒在第二螺母的作用力下分裂,形成多个卷曲结构,使第二螺母在周向上均匀受力;导向支撑筒报复铆接筒,防止铆接筒靠近第一螺母一端在卷曲过程中或安装完成后意外弯折或鼓胀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式,下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一实施例提供的航空航天用紧固件的主视剖视图(第二螺母未锁紧);
图2为图1所示的航空航天用紧固件的主视剖视图(第二螺母锁紧);
图3为图1所示的第二螺母的主视半剖视图;
图4为图1所示的第一螺母的主视半剖视图;
图5为图4所示的第一螺母的俯视图;
附图标记:
1-螺栓,11-螺栓头,12-第一螺纹段,13-第二螺纹段,2-第一螺母,21-铆接筒,211-分裂缝,3-第二螺母,31-环形腔,311-轮廓线,32-环形开口,33-引导面,34-卷曲支撑面,35-导向支撑筒,41-被连接件一,42-被连接件二。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图5,一实施方式中的航空航天用紧固件包括螺栓1、第一螺母2和第二螺母3,其能够降低装配结构松动的风险,提高被连接件装配的牢固性和结构稳定性。
具体的,请参阅图1和图2,螺栓1的一端设有螺栓头11。螺栓1的另一端相邻设有第一螺纹段12和第二螺纹段13,第一螺纹段12设于螺栓头11和第二螺纹段13之间。第二螺纹段13的外径小于第一螺纹段12的螺纹小径,且第二螺纹段13的螺纹旋向与第一螺纹段12的螺纹旋向相反。第一螺母2螺合安装在第一螺纹段12上,第二螺母3螺合安装在第二螺纹段13上。螺栓1的结构可以参考现有的螺栓结构设置,其差别在于需要额外设置第二螺纹段13。第二螺纹段13的外径小于第一螺纹段12的螺纹小径,便于第一螺母2和第二螺母3都能够从远离螺栓头11的一端拧装。
请参阅图1至图3,第二螺母3靠近第一螺母2的一端设有环形腔31,环形腔31环绕螺栓1设置。第二螺母3靠近第一螺母2一端的端面上设有环形开口32,环形开口32环绕螺栓1设置并与环形腔31对应连通。具体的,在沿螺栓1的周向上的横截面上,环形开口32的宽度小于环形腔31中部的宽度。环形开口32与环形腔31形成开口小,内腔大的腔结构。一实施方式中,环形开口32和环形腔31均成圆环形,并与螺栓1同轴设置。
请参阅图2至图4,第一螺母2靠近第二螺母3的一端上设有铆接筒21。铆接筒21套设在螺栓1外,铆接筒21一端与第一螺母2固定连接,铆接筒21的另一端伸入环形开口32。第二螺母3转动靠近第一螺母2,能够使铆接筒21伸入环形开口32一端插入环形腔31并发生卷曲变形,限位在环形腔31内。具体的,铆接筒21采用不锈钢或铝或铁或钢等拉铆钉使用的材料制成。铆接筒21可以与第一螺母2一体成型或通过焊接、压接等方式固定设置在第一螺母2上。本实施方式的航空航天用紧固件使用时,螺栓1贯穿被连接件一41和被连接件二42,先拧紧第一螺母2锁紧两被连接件;再转动第二螺母3使铆接筒21插入环形腔31,在环形腔31内发生卷曲变形并限位在环形腔31内,铆接筒21将第一螺母2和第二螺母3连接为一体;由于第一螺母2和第二螺母3的旋向相反,且铆接筒21由于卷曲变形产生加工硬化、强度提高,第一螺母2和第二螺母3通过铆接筒21相互制约,避免在螺栓1上发生转动;从而降低装配结构松动的风险,提高被连接件装配的牢固性和结构稳定性。
一实施方式中,环形腔31沿螺栓1周向的横截面形状成类圆形,环形开口32与环形腔31靠近螺栓1外壁的一侧连通。便于铆接筒21在环形腔31内向一侧发生卷曲变形。具体的,在沿螺栓1的周向上的横截面上,环形开口32沿环形腔31对应处的切线方向延伸并与环形腔31连接。需要说明的是,此处的类圆形是指轮廓线无奇点或拐点的环形,如圆形、椭圆形、鸡蛋形等。可以理解的是,环形开口32也可以设置在环形腔31远离螺栓1的一侧,或设置在环形腔31中部位置。只要铆接筒21插入环形腔31后能够沿环形腔31的内壁发生卷曲变形并限位在环形腔31内即可。一实施方式中,环形腔31沿螺栓1周向的横截面的轮廓线311的曲率半径,从环形开口32靠近螺栓1的一侧到环形开口32远离螺栓1一侧,依次减小。具体的,环形腔31沿螺栓1周向的横截面的轮廓线311,从环形开口32靠近螺栓1的一侧到环形开口32远离螺栓1一侧,成半径连续减小的螺旋线。环形腔31横截面的轮廓线311的曲率半径依次减小便于逐步加大铆接筒21的卷曲变形量,便于使铆接筒21发生卷曲。
一实施方式中,环形开口32靠近螺栓1一侧与环形腔31的连接处设有引导面33。引导面33与环形腔31的内侧壁相切设置,并沿螺栓1的轴向,偏向螺栓1的中心倾斜设置。具体的,引导面33成小端朝向第一螺母2的锥形面。从而,引导面33便于引导铆接筒21插入环形腔31。一实施方式中,环形开口32远离螺栓1一侧与环形腔31的连接处设有卷曲支撑面34。卷曲支撑面34的曲率半径小于类圆形上个点的曲率半径。且卷曲支撑面34从卷曲支撑面34与环形开口32远离螺栓1一侧的连接处,沿螺栓1的轴向,向远离螺栓1的中心的方向倾斜设置。卷曲支撑面34进一步增大铆接筒21的卷曲变形量,同时便于铆接筒21形成多层卷曲,使铆接筒21尽量填满环形腔31,增大铆接筒21对第二螺母3的束缚力。
请参阅图2、图4和图5,一实施方式中,铆接筒21远离第一螺母2的一端上设有分裂缝211。分裂缝211环绕螺栓1间隔设置。分裂缝211从铆接筒21远离第一螺母2一端的端面,沿螺栓1的轴向延伸到铆接筒21的中部。具体的,分裂缝211环绕螺栓1均匀间隔设置。分裂缝211可贯穿铆接筒21的侧壁或部分深入铆接筒21的侧壁。一实施方式中,分裂缝211设置在铆接筒21的内壁上。分裂缝211在铆接筒21的内壁上,便于铆接筒21在第二螺母3的作用力下分裂,形成多个卷曲结构,使第二螺母3在周向上均匀受力。尤其在引导面33的配合下,第二螺母3能使铆接筒21沿分裂缝211均匀分裂成多个区域并分别形成卷曲结构。
请参阅图2至图4,一实施方式中,第二螺母3靠近第一螺母2的一端还设有导向支撑筒35。导向支撑筒35的一端与第二螺母3紧固连接,导向支撑筒35的另一端贴近铆接筒21并套设在铆接筒21外。导向支撑筒35报复铆接筒21,防止铆接筒21靠近第一螺母2一端在卷曲过程中或安装完成后意外弯折或鼓胀。
根据上述实施方式中的航空航天用紧固件,使用时,螺栓1贯穿被连接件一41和被连接件二42,先拧紧第一螺母2锁紧两被连接件;再转动第二螺母3使铆接筒21插入环形腔31,在环形腔31内发生卷曲变形并限位在环形腔31内,铆接筒21将第一螺母2和第二螺母3连接为一体;由于第一螺母2和第二螺母3的旋向相反,且铆接筒21由于卷曲变形产生加工硬化、强度提高,第一螺母2和第二螺母3通过铆接筒21相互制约,避免在螺栓1上发生转动;从而降低装配结构松动的风险,提高被连接件装配的牢固性和结构稳定性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种航空航天用紧固件,其特征在于,包括:螺栓、第一螺母和第二螺母,所述螺栓的一端设有螺栓头,所述螺栓的另一端相邻设有第一螺纹段和第二螺纹段,所述第一螺纹段设于所述螺栓头和所述第二螺纹段之间,所述第二螺纹段的外径小于所述第一螺纹段的螺纹小径,且所述第二螺纹段的螺纹旋向与所述第一螺纹段的螺纹旋向相反;所述第一螺母螺合安装在所述第一螺纹段上,所述第二螺母螺合安装在所述第二螺纹段上;
所述第二螺母靠近所述第一螺母的一端设有环形腔,所述环形腔环绕所述螺栓设置,所述第二螺母靠近所述第一螺母一端的端面上设有环形开口,所述环形开口环绕所述螺栓设置并与所述环形腔对应连通;
所述第一螺母靠近所述第二螺母的一端上设有铆接筒,所述铆接筒套设在所述螺栓外,所述铆接筒一端与所述第一螺母固定连接,所述铆接筒的另一端伸入所述环形开口,所述第二螺母转动靠近所述第一螺母,能够使所述铆接筒伸入所述环形开口一端插入所述环形腔并发生卷曲变形,限位在所述环形腔内。
2.根据权利要求1所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述环形腔沿所述螺栓周向的横截面形状成类圆形,所述环形开口与所述环形腔靠近所述螺栓外壁的一侧连通。
3.根据权利要求2所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述环形腔沿所述螺栓周向的横截面的轮廓线的曲率半径,从所述环形开口靠近所述螺栓的一侧到所述环形开口远离所述螺栓一侧,依次减小。
4.根据权利要求3所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述环形腔沿所述螺栓周向的横截面的轮廓线,从所述环形开口靠近所述螺栓的一侧到所述环形开口远离所述螺栓一侧,成半径连续减小的螺旋线。
5.根据权利要求2所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述环形开口靠近所述螺栓一侧与所述环形腔的连接处设有引导面,所述引导面与所述环形腔的内侧壁相切设置,并沿所述螺栓的轴向,偏向所述螺栓的中心倾斜设置。
6.根据权利要求5所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述环形开口远离所述螺栓一侧与所述环形腔的连接处设有卷曲支撑面,所述卷曲支撑面的曲率半径小于所述类圆形上个点的曲率半径;且所述卷曲支撑面从所述卷曲支撑面与所述环形开口远离所述螺栓一侧的连接处,沿所述螺栓的轴向,向远离所述螺栓的中心的方向倾斜设置。
7.根据权利要求1-6任意一项中所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述铆接筒远离所述第一螺母的一端上设有分裂缝,所述分裂缝环绕所述螺栓间隔设置,所述分裂缝从所述铆接筒远离所述第一螺母一端的端面,沿所述螺栓的轴向延伸到所述铆接筒的中部。
8.根据权利要求7所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述分裂缝设置在所述铆接筒的内壁上。
9.根据权利要求7所述的航空航天用紧固件,其特征在于,所述第二螺母靠近所述第一螺母的一端还设有导向支撑筒,所述导向支撑筒的一端与所述第二螺母紧固连接,所述导向支撑筒的另一端贴近所述铆接筒并套设在所述铆接筒外。
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