CN209067637U - 反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组 - Google Patents

Abstract

反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组，利用反向对立外牙垫圈的直立外牙与圆台六角螺母的圆台侧面相互作用，在螺纹副预紧时，除了轴向预紧力外，多增加了一个径向作用力，形成螺纹副间更大的压力和摩擦力。同时还因为外牙与圆台侧面相互作用，又增加了一个附加的摩擦作用点，增加附加的压力和摩擦力，提高了总的摩擦力极限值，总摩擦力极限值远大于普通预紧螺栓所产生的摩擦力极限值，其防松效果更好，可以防止螺纹副相对转动。可靠性、实用性好，可以用在剧烈冲击、震动、交变载荷，或温度变化大的场合，有效减少对螺纹联接的维护、检修，提高设备利用的安全性、利用率。

Description

反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组

技术领域

本实用新型属于机械工程螺纹联接防松领域，涉及一种能够充分利用摩擦防松，防止螺纹联接松动，提高联接效果，减少螺纹联接的维护、检修的一种反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组。

背景技术

各种机器及部件在连接装配中离不开联接件。联接件的数量大约占机械零件总数量的60％，其中螺纹联接是机械联接中使用最常见的形式，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，给机械工业带来了方便。但是，它有一个不可避免的弱点，在剧烈冲击、震动或变载荷作用下，或当温度变化大时，螺纹联接有可能松动，甚至完全脱开。在现实生活中因为螺纹联接松动产生的产品故障、机器失效、解体，甚至造成机毁人亡的事例屡见不鲜。因此如何保证螺纹联接的可靠性，防止螺纹联接松动，是有效保证产品质量，提高产品可靠性的重要方面，螺纹防松问题已经成为亟需解决的实际技术问题。

为解决联接件的松脱问题，从螺纹联接件诞生开始，世界上许多国家的科学家和工程师作了大量的试验和研究。

防松的方法很多，按工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防松等。此外还有一些特殊的防松方法，例如对螺纹铆焊、冲点防松、在螺纹副间涂粘接剂防松等。

摩擦防松是应用最广的一种防松方式，这种方式在螺纹副之间产生一不随外力变化的正压力，以产生可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。这种正压力可通过轴向或同时两向压紧螺纹副来实现。如采用弹性垫圈、双螺母、自锁螺母和尼龙嵌件防松螺母等。这种防松方式对于螺母的拆卸比较方便，但在冲击、振动和变载荷的情况，一开始螺栓会因松弛导致预紧力下降，随着振动次数的增加，预紧力逐渐减小，最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。

第二种方式是机械防松。是用止动件直接限制螺纹副的相对转动。如采用开口销、串连钢丝和反向对立外牙垫圈等。这种方式造成拆卸不方便。

发明内容

螺栓联接防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。摩擦防松要防止螺纹副的相对转动，就必须设法增大螺纹副间的压力和摩擦力，或者同时增加摩擦作用点，增加附加的摩擦力，提高总的摩擦力极限值，才能防止螺纹副相对转动。

当材料一定后，摩擦系数就已不可再改变，惟有提高螺纹副间的相互作用力或者增加摩擦作用点数量。

螺纹预紧后，通常只受单一的轴向预紧力的作用，预紧力通常为材料屈服强度σs的50～70％，最大不能超过80％，限制了通过提高预紧力来提高螺纹副间的摩擦力。如果我们能够在横向加上一个外力，该横向外力与轴向预紧力的合力就远大于单一的轴向预紧力，形成的螺纹副间的压力和摩擦力也就更大，就可以防止螺纹副相对转动。

本实用新型就是利用一种反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母使螺纹预紧时，不仅受到正常的轴向预紧力作用，同时还受到一个横向外力的作用，形成螺纹副间更大的压力和摩擦力。同时还增加了一个附加的摩擦作用点，增加附加的摩擦力，提高总的摩擦力极限值，防止螺纹副相对转动。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：

一种反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组，其特征是：包括反向对立外牙垫圈、圆台六角螺母、普通六角螺母、螺栓；所述反向对立外牙垫圈用板材弹性材料制成，垫圈圆环上至少有一对直立外牙,他们在同一直径线上，分别处在轴线两端，朝向相反；每个外牙均位于垫圈外缘，直立，与垫圈端面垂直，为圆弧状或者平直状，每个外牙所对应的圆心角小于60°；所述圆台六角螺母由圆台体和正六边形柱体两部份组成，圆台的大底连接正六边形柱体，圆台的小底为螺母的一个端面，圆台的侧面向外发散倾斜；圆台高度大于垫圈的外牙高，一个垫圈外牙位置位于圆台的侧面的轴向投影区域内。

一种反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组的操作方法，其特征是：使用时，先用普通六角螺母将工件联接预紧；再将反向对立外牙垫圈套上螺杆，一个直立外牙嵌合贴紧六角螺母的一个立面固定不动，另外一个外牙直立指向螺栓杆的螺母旋入端；再将螺母的圆台端与反向对立外牙垫圈相对，旋入螺杆，直到螺母将反向对立外牙垫圈旋紧，达到规定最大预紧力为止停止旋紧。

本实用新型的有益效果是，利用反向对立外牙垫圈的直立外牙与圆台六角螺母的圆台侧面相互作用，在螺纹副预紧时，除了轴向预紧力外，多增加了一个径向作用力，形成螺纹副间更大的压力和摩擦力。同时还因为外牙与圆台侧面相互作用，又增加了一个附加的摩擦作用点，增加附加的压力和摩擦力，提高了总的摩擦力极限值，总摩擦力极限值远大于普通预紧螺栓所产生的摩擦力极限值，其防松效果更好，可以防止螺纹副相对转动。可靠性、实用性好，可以用在剧烈冲击、震动、交变载荷，或温度变化大的场合，有效减少对螺纹联接的维护、检修，提高设备利用的安全性、利用率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的联接装配轴向剖面示意图。

图2是反向对立外牙垫圈的俯视图。

图3是反向对立外牙垫圈俯视图的A－A剖面图。

图4是圆台六角螺母轴向剖面图。

图5是圆台六角螺母圆台端面正视图。

图6是圆台侧面为波纹状时的圆台端面正视图。

图中：1.普通六角螺母 2.直立外牙1 3.反向对立外牙垫圈

4.螺栓 5.直立外牙2 6.圆台六角螺母

7.圆台 8.被联接工件1 9.被联接工件2

10.波纹弧面

具体实施方式

在图1实施例中，一种反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组，包括普通六角螺母(1)、反向对立外牙垫圈(3)、圆台六角螺母(6)、螺栓(4)。所述反向对立外牙垫圈(3)用薄板弹性材料制成，有平直状直立外牙1(2)，圆弧状直立外牙2(5),外牙所对应的圆心角小于30°；直立外牙1(2)与直立外牙2(5)在同一直径线上，分别处在轴线两端，朝向相反，均位于垫圈(3)外缘，直立，与垫圈(3)端面垂直；直立外牙1(2)为与普通六角螺母(1)的立面贴紧嵌合，保证垫圈(3)与六角螺母(1)不产生相对转动，其半径等于普通六角螺母(1)的轴线到立面的垂直距离，其高度小于普通六角螺母(1)的厚度；所述圆台六角螺母(6)一半为圆台体，另一半为正六角形柱体，圆台的侧面向外发散倾斜；圆台高度大于直立外牙2(5)高，直立外牙2(5)位置位于圆台侧面的投影区域内。

使用时，先用普通六角螺母(1)将工件(8.9)联接预紧；再将反向对立外牙垫圈(3)套进螺杆(4)，一个直立外牙(2)嵌合贴紧六角螺母(1)的一个立面固定不动，直立外牙2(5)指向螺栓杆(4)的螺母旋入端；再将螺母(6)的圆台端与反向对立外牙垫圈(3)相对，旋入螺杆(4)。螺母(6)不断旋转，圆台的侧面(7)也逐渐下移，直立外牙2(5)逐渐与圆台的侧面接触发生相互作用。因为圆台的侧面向外发散倾斜，扩张圆台侧面压迫直立外牙2(5)。因为直立外牙1(2)嵌合贴紧六角螺母(1)的一个立面，垫圈(3)与螺栓杆(4)不产生相对转动，直立外牙2(5)产生弹性变形向外倾斜，反作用给螺母(6)一个横向力，同时六角螺母(1)也受到一个大小相等，方向相反的横向力。螺母(6)越往下旋，直立外牙2(5)的弹性变形越大，直立外牙2(5)与螺母(6)的相互作用力越大,六角螺母(1)所受的横向力也越大。当螺母(6)将反向对立外牙垫圈(3)旋紧，达到规定最大预紧力时，不仅作用在螺纹副上、两个螺母的接触面的轴向力最大，而且两个螺母(1，6)的相互横向作用力也最大。两个螺母(1，6)的所受横向作用力互为作用与反作用力，作用在同一条直径线上的两端，大小相等，方向相反，均指向轴心。

此时的螺纹副除了轴向预紧力外，又多了一个径向作用力，形成螺纹副间更大的压力和摩擦力。同时还因为外牙与圆台的侧面相互作用，又增加了一个附加的摩擦作用点，增加附加的摩擦力，提高了总的摩擦力极限值，总摩擦力极限值远大于普通预紧螺栓所产生的摩擦力极限值，其防松效果也就更好，就可以防止螺纹副相对转动。

圆台六角螺母(6)的侧面可以做成由一系列连续弧面构成的波纹形状，有利螺母(6)旋紧后直立外牙2(5)与波纹弧面(10)嵌合相扣。嵌合相扣作用和相邻圆弧凸面的凹陷对直立外牙2(5)的滑动有很强的机械阻碍作用，更加锁紧了螺纹副，避免螺纹副相对转动。

Claims (1)

1.反向对立外牙垫圈与圆台六角螺母组成的防松螺栓组，其特征是：包括反向对立外牙垫圈、圆台六角螺母、普通六角螺母、螺栓；所述反向对立外牙垫圈用板材弹性材料制成，垫圈圆环上至少有一对直立外牙,他们在同一直径线上，分别处在轴线两端，朝向相反；每个外牙均位于垫圈外缘，直立，与垫圈端面垂直，为圆弧状或者平直状，每个外牙所对应的圆心角小于60°；所述圆台六角螺母由圆台体和正六边形柱体两部份组成，圆台的大底连接正六边形柱体，圆台的小底为螺母的一个端面，圆台的侧面向外发散倾斜；圆台高度大于垫圈的外牙高，一个垫圈外牙位置位于圆台的侧面的轴向投影区域内。