CN117231617A - 一种双螺母防松紧固件及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双螺母防松紧固件及连接方法。由螺杆与匹配套装连接的第一螺母和第二螺母组成；第一螺母内壁沿轴向设置挤压区和第一螺纹区；挤压区为内锥形结构，内锥形的内锥外径大于内锥内径；第二螺母内壁设置第二螺纹区、一侧端部设置变形锁紧区；变形锁紧区为外锥形结构，外锥形的外锥外径小于外锥内径，变形锁紧区的内壁直径大于第二螺纹区直径并为光面结构；第一螺母挤压区与第二螺母锁紧区挤压紧配合结合；连接方法采用先安装第二螺母再安装第一螺母两步完成。本发明紧固件螺母为双螺母结构，分别增加了锁紧区和挤压区，连接后螺杆和螺母锁死形成一体，该紧固件制造成本低，安装、拆卸方便，具有优异的防松、抗疲劳性能。

Description

一种双螺母防松紧固件及连接方法

技术领域

本发明属于铆接技术领域，尤其涉及一种防松紧固件及连接方法，属金属机械加工的铆接类(B21J)和紧固件类(F16B)。

背景技术

目前紧固件的防松通常采用的方法有加防松垫圈、弹簧垫圈、螺母防松液、双螺母防松、螺母钻孔加销固定、自锁螺母等。

现有普通螺栓在长期服役或直接承受动载荷时，螺母容易沿螺旋线退出，导致连接松动，造成结构件损坏。现有防松紧固件防松性能不足，防松垫圈、弹簧垫圈、螺母防松液、双螺母防松、螺母钻孔加销固定等防松方式防松性能有限，附件成本高。在铁路、风电和钢结构等领域关键部位多使用紧固件价格高昂。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种双螺母防松紧固件及连接方法。本发明目的是提供一种连接强度一致性好、防松性好、安装及拆除方便、施工效率高的防松紧固件及连接方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种双螺母防松紧固件，其特征在于：由螺杆与匹配套装连接的第一螺母和第二螺母组成；

螺杆包括螺杆头部和螺杆螺纹区；

第一螺母内壁沿轴向设置挤压区和第一螺纹区；第一螺纹区设置与螺杆螺纹匹配的内螺纹；挤压区为内锥形结构，内锥形的内锥外径(d3)大于内锥内径；

第二螺母内壁设置第二螺纹区、一侧端部设置变形锁紧区；第二螺纹区设置与螺杆螺纹匹配的内螺纹；变形锁紧区为外锥形结构，外锥形的外锥外径小于外锥内径(d4)，变形锁紧区的内壁直径大于第二螺纹区直径为光面结构；

第二螺母相对于第一螺母套装于螺杆内端，第一螺母挤压区与第二螺母锁紧区挤压紧配合结合。

进一步本发明双螺母防松紧固件第一螺母挤压区与第二螺母锁紧区的轴向高度相同。

第一螺母内锥形结构的内锥角(β)小于或等于第二螺母锁紧区外锥形结构的外锥角(α)；内锥形的内锥外径(d3)等于外锥形外锥内径(d4)。第二螺母变形锁紧区硬度小于或等于第一螺母挤压区的硬度。

本发明双螺母防松紧固件连接方法，采用上述双螺母防松紧固件，包括以下步骤：

第一步：首先使用工具旋紧第二螺母，将连接件夹紧，为连接板提供轴向夹紧力。

第二步：第二螺母旋紧后，再使用工具向下旋紧第一螺母，第一螺母向下旋紧同时，挤压区斜面径向挤压第二螺母锁紧区金属，使第二螺母锁紧区金属填充到螺杆螺纹区中，第一螺母挤压区为挤压第二螺母锁紧区使锁紧区变形实现防松紧固。

本发明双螺母防松紧固件的螺杆采用现有标准螺栓或非标螺栓，螺母为双螺母结构，其中螺母分别增加了锁紧区和挤压区。本发明双螺母防松紧固件克服了现有普通螺栓在长期服役或直接承受动载荷时，螺母容易沿螺旋线退出，导致连接松动，造成结构件损坏的问题。本发明双螺母防松型紧固件在不影响现有普通紧固件安装和功能的基础上，通过改变螺母结构，在连接后，螺杆和螺母锁死形成一体，具有优异的防松性能。本发明双螺母防松紧固件螺栓和螺母制造难度与现有紧固件相当，制造成本低；安装、拆卸方便；具有优异防松、抗疲劳性能。

本发明双螺母防松型紧固件在不影响现有普通紧固件安装和功能的基础上，通过改变螺母结构，在连接后，螺杆和螺母锁死形成一体，具有优异的防松性能、抗疲劳性能。

附图说明

图1是本发明双螺母防松紧固件安装紧固状态示意图；

图2是本发明双螺母防松紧固件第一螺母结构示意图；

图3是本发明双螺母防松紧固件第二螺母结构示意图；

图4是本发明双螺母防松紧固件螺杆结构示意图；

图5是本发明双螺母防松紧固件紧固步骤一示意图；

图6是本发明双螺母防松紧固件紧固步骤二示意图。

图中，1是第一螺母，2是第二螺母，3是螺杆，4是联接件，11是挤压区，12第一螺纹区，21是锁紧区，22是第二螺纹区，31是螺杆头部，32是螺杆螺纹区；α是外锥角，β是内锥角，d1是螺纹区内径，d2是变形区内径，d3是内锥外径，d4是外锥内径。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图。

本发明双螺母防松紧固件由螺杆3与匹配套装连接的第一螺母1和第二螺母2组成；螺杆3包括螺杆头部31和螺杆螺纹区32；第一螺母1内壁沿轴向设置挤压区11和第一螺纹区12；第一螺纹区12设置与螺杆螺纹区32匹配的内螺纹；挤压区11为内锥形结构，内锥形的内锥外径d3大于内锥内径；第二螺母2内壁设置第二螺纹区22、一侧端部设置变形锁紧区21；第二螺纹区22设置与螺杆螺纹区32匹配的内螺纹；变形锁紧区21为外锥形结构，外锥形的外锥外径小于外锥内径d4，变形锁紧区21的内壁直径d2大于第二螺纹区22直径d1并光面结构；第二螺母2相对于第一螺母1套装于螺杆3内端，第一螺母挤压区11与第二螺母锁紧区21挤压紧配合结合。

第一螺母挤压区11与第二螺母锁紧区21的轴向高度相同。

第一螺母1内锥形结构的内锥角β小于或等于第二螺母2锁紧区外锥形结构的外锥角α；内锥形的内锥外径d3等于外锥形外锥内径d4。

第二螺母2变形锁紧区21硬度小于或等于第一螺母1挤压区11的硬度。

下面详细说明本发明双螺母防松紧固件及连接方法原理及结构。

原理：本发明双螺母紧固件结合了普通螺纹紧固件和金属塑性变形的原理，在安装时，首先使用工具将第二螺母2和螺杆3按照所需夹紧力拧紧，再通过向下旋紧第一螺母1挤压第二螺母2锁紧区21金属填充到螺杆螺纹区32螺纹槽中，锁死第二螺母2，实现防松功能。最终使得第二螺母2锁死在螺杆3上形成一个整体，在外力作用下，螺母和螺杆3之间不会发生相对的位移，该紧固件具有非常优异的防松性能。

双螺母型紧固件结构：双螺母型紧固件连接副结构包括螺杆3及其第一螺母1、第二螺母2。

如图1所示，螺母包括第一螺母1和第二螺母2，其中，第二螺母2由第二螺纹区22和锁紧区21构成，锁紧区21选择楔形外形，也可为圆柱型或其他不规则形状。第一螺母1由第一螺纹区12和挤压区11构成。

如图2、图3所示，第二螺母2满足锁紧区21小于等于第二螺纹区22硬度。第二螺纹区22为标准螺纹或非标螺纹，与螺杆3杆部螺杆螺纹区32相互配合拧紧。变形锁紧区21在第二螺纹区22和螺杆螺纹区32配合拧紧之后，再将第一螺母1旋入螺杆3，直至第一螺母1的挤压区11和第二螺母2的锁紧区21挤压配合完成。使锁紧区21金属填充到螺杆螺纹区32。

如图4所示，螺杆3包括三个部分螺杆头部31、光杆部和螺杆螺纹区32。螺栓头部31为多边形结构。杆部可为全螺纹或半螺纹结构，其螺杆螺纹区32为标准螺纹或非标螺纹。

如图5、图6所示，安装方法如下：

第一步：首先使用工具旋紧第二螺母2，将连接件夹紧，第二螺母2的主要功能为给连接板提供轴向夹紧力，如图5所示。

第二步：第二螺母2旋紧后，再使用工具向下旋紧第一螺母1，第一螺母1向下旋紧同时，挤压区11斜面径向挤压第二螺母2锁紧区21金属，使第二螺母2锁紧区21金属填充到螺杆螺纹区32中，第一螺母1主要的功能为挤压第二螺母2锁紧区21，实现防松紧固。

Claims (5)

1.一种双螺母防松紧固件，其特征在于：由螺杆与匹配套装连接的第一螺母和第二螺母组成；

螺杆包括螺杆头部和螺杆螺纹区；

第一螺母内壁沿轴向设置挤压区和第一螺纹区；第一螺纹区设置与螺杆螺纹匹配的内螺纹；挤压区为内锥形结构，内锥形的内锥外径(d3)大于内锥内径；

第二螺母内壁设置第二螺纹区、一侧端部设置变形锁紧区；第二螺纹区设置与螺杆螺纹匹配的内螺纹；变形锁紧区为外锥形结构，外锥形的外锥外径小于外锥内径(d4)，变形锁紧区的内壁直径大于第二螺纹区直径为光面结构；

第二螺母相对于第一螺母套装于螺杆内端，第一螺母挤压区与第二螺母锁紧区挤压紧配合结合。

2.根据权利要求1所述的双螺母防松紧固件，其特征在于：第一螺母挤压区与第二螺母锁紧区的轴向高度相同。

3.根据权利要求2所述的双螺母防松紧固件，其特征在于：第一螺母内锥形结构的内锥角(β)小于或等于第二螺母锁紧区外锥形结构的外锥角(α)；内锥形的内锥外径(d3)等于外锥形外锥内径(d4)。

4.根据权利要求2所述的双螺母防松紧固件，其特征在于：第二螺母变形锁紧区硬度小于或等于第一螺母挤压区的硬度。

5.一种双螺母防松紧固件连接方法，其特征在于：采用权利要求1至4任一项所述的双螺母防松紧固件，包括以下步骤：

第一步：首先使用工具旋紧第二螺母，将连接件夹紧，为连接板提供轴向夹紧力。

第二步：第二螺母旋紧后，再使用工具向下旋紧第一螺母，第一螺母向下旋紧同时，挤压区斜面径向挤压第二螺母锁紧区金属，使第二螺母锁紧区金属填充到螺杆螺纹区中，第一螺母挤压区为挤压第二螺母锁紧区使锁紧区变形实现防松紧固。