CN209146105U - 一种带凹槽的永不松动螺丝 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带凹槽的永不松动螺丝及其装配方法，属于螺丝技术领域，包含螺杆、第一螺母、卡销套筒、弹簧垫圈和第二螺母，其特征在于，所述螺杆上设置有螺纹，同时还设置有两条凹槽，所述第一螺母套在螺纹上，然后再套上所述卡销套筒，再套上弹簧垫圈，再套上第二螺母；本实用新型提出一种全新的螺丝结构，应对高频高压振动的场景，实现永不松动的效果。本实用新型适合用在高铁，航空、桥梁、挖掘机、装载机、钢结构等需要永不松动地紧固机件的地方。

Description

一种带凹槽的永不松动螺丝

技术领域

本实用新型涉及螺丝制造技术领域，特别涉及一种带凹槽的永不松动螺丝。

背景技术

螺丝为机械领域最常见的紧固机械零件，配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。目前最常见的螺丝为一个螺杆加一个垫片和一个螺母组成，此为一般性的螺丝，其防松动性能比较普通；在高铁或者飞机制造等高振动设备领域，比如像高速行驶的列车，长期与铁轨摩擦，造成的震动非常大，一般的螺母经受不住，很容易松动脱落，那么满载乘客的列车没准会有解体的危险。

目前防松动螺栓领域，以哈德洛克(Hard Lock)工业株式会社生产的Hard Lock螺母为代表，其占据了永不松动螺丝领域的大部分市场份额，Hard Lock螺母的主要以一个凹螺母和一个凸螺母组成，这种螺母的技术要点在于材料与尺寸的偏差值的选用。

发明内容

本实用新型通过极大地改造结构，提出一种新的永不松动螺丝。

一种带凹槽的永不松动螺丝，包含螺杆（1）、紧固螺母（2）、卡销套筒（3）、弹簧垫圈（4）和紧锁螺母（5），其特征在于，所述螺杆上设置有螺纹（12），同时还设置有两条对称的凹槽（13），所述紧固螺母（2）套在螺纹12上，然后再套上所述卡销套筒，再套上弹簧垫圈（4），再套上紧锁螺母（5）；所述紧固螺母（2）的一端设置有第一锯齿（22），所述卡销套筒（3）的一端设置有第二锯齿（32），所述卡销套筒（3）内圈没有设置螺纹，为光面，所述卡销套筒（3）的内圈凸出设置有卡轨（33），所述弹簧垫圈为开口弹簧垫圈（4），所述紧锁螺母（5）为普通螺母。

进一步地，所述凹槽（13）与所述卡轨（33）尺寸想吻合，即在所述卡销套筒（3）套在螺杆（1）上时，所述卡轨（33）沿着所述凹槽（13）滑动。

进一步地，所述紧固螺母（2）上的第一锯齿（22）与卡销套筒（3）的第二锯齿（32），正对安装，即第一锯齿（22）和第二锯齿（32）相齿合。

当装上紧固螺母（2）后，第一锯齿（22）是朝外的，然后套上卡销套筒（3），第二锯齿（32）朝内，卡销套筒（3）因为卡轨（33）卡在凹槽（13）内无法旋转，因此其会一直往下，直到第二锯齿（32）与第一锯齿（22）相齿合，在第二锯齿（32）与第一锯齿（22）的配合下，紧固螺母（2）和卡销套筒（3）连接成一个整体。

进一步地，第一锯齿（22）的每个锯齿有两个边，一个是垂直边，另外一个边是斜边，垂直边即与螺杆中心线平行，垂直边的长度小于螺纹12的相邻两个纹理宽度的两倍，其目的是在螺丝紧固时，如果垂直边太高，将使卡销套筒无法上下微微沿凹槽移动来是第一锯齿和第二锯齿贴合。

进一步地，凹槽（13）的形状为方形或者三角形、倒T形、半圆形，凹槽（13）的宽度为螺纹12的纹理最大宽度的2倍以内，凹槽（13）的开槽起点为螺杆六角头加一个螺母的厚度开始起槽，凹槽（13）的目的是定位卡销套筒（3），因此凹槽（13）的形状为方形和三角形，或倒T形，半圆形，都可以实现定位卡销套筒（3）的目的。

进一步地，紧锁螺母（5）通过压紧弹簧垫圈（4）来固定卡销套筒（3）不移动，在紧固状态下，卡销套筒（3）固定了紧固螺母（2）无法旋转，因为如果紧固螺母（2）旋转，其第一锯齿（22）必然带动卡销套筒（3）旋转，而卡销套筒（3）的运动形式只能是沿着凹槽（13）滑动，在螺丝振动情况下，紧固螺母（2）有外移动的趋势，但是因为紧固螺母（2）只能通过旋转往外松动，而固定卡销套筒（3）必须沿着螺杆上凹槽（13）滑动，因此，固定卡销套筒（3）可以卡住紧固螺母（2）不松动。

进一步地，在紧固状态下，振动中，因为卡销套筒（3）对紧锁螺母（5）没有旋转的作用力，同时往外滑动的作用力非常小，紧锁螺母（5）可以很好地固定住卡销套筒（3）不滑动。只要第二锯齿（32）与第一锯齿（22）处于齿合状态，紧固螺母（2）就无法松动。

进一步地，本实用新型提出的螺丝的装配方法为：

1：紧固螺母旋入螺杆至被紧固物表面不加力紧固就停止旋入(达到指定力矩时停止),紧固时，紧固螺母的第一锯齿（22）朝外,留有锯齿贴合的空间行程。

2：插入卡销套筒至紧固螺母，卡销套筒的第二锯齿朝内，与紧固螺母的第一锯齿（22）对应。

3：套上弹簧垫圈至卡销套筒；旋入紧锁螺母，把弹簧垫圈压缩50--80%，使弹簧垫圈处于半紧固状态。

4：然后再加力旋紧紧固螺母，在旋紧的过程中由于弹簧垫圈被压缩50--80%的挤压力，使两个锯齿面会不断的反复贴合，在加力紧固到位之后，如果锯齿贴合，那就没有问题，如果还没有贴合，那么可以选择再旋入一点使锯齿贴合或者往反方向旋出一点，使第二锯齿和第一锯齿贴合。

5：最后，再次旋紧紧锁螺母，至弹簧垫圈完全被压缩，整个安装过程结束。

在紧固的过程中，最关键注意的是，首次用紧锁螺母压紧弹簧垫圈不能紧死，在锯齿完全贴合好后，再旋紧紧锁螺母。

本实用新型具有对材料要求更低，同时螺丝不松动的特点，可以应对高频振动的特殊情况。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种带凹槽的永不松动螺丝结构示意图。

图2是图1中沿A线的截面图。

图3是图1中螺杆（1）的示意图。

图4是图1中紧固螺母（2）的三个视角的示意图。

图5是图1中套筒（3）的三个视角的示意图。

图6是图1中弹簧垫圈（4）的示意图。

图7是图1中紧锁螺母（5）的示意图。

图8是图1中紧固螺母（2）的第一锯齿截面示意图。

图中图例：螺杆1、紧固螺母2、卡销套筒3、弹簧垫圈4、紧锁螺母5、螺纹12、凹槽13、第二锯齿32、第一锯齿22、筒身31、卡轨33、螺母主体21、螺母螺纹23。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1-3，图2是图1中沿A线的截面图，示出包含螺杆1、紧固螺母2、卡销套筒3、弹簧垫圈4和紧锁螺母5，螺杆上设置有螺纹12，同时还设置有两条对称的凹槽13，紧固螺母2套在螺纹12上，然后再套上卡销套筒3，再套上弹簧垫圈4，再套上紧锁螺母5；紧固螺母2的一端设置有第一锯齿22，套筒3的一端设置有第二锯齿32，卡销套筒3内圈没有设置螺纹，卡销套筒3的内圈凸出设置有卡轨33，弹簧垫圈4为开口弹簧垫圈，紧锁螺母5为普通构造的螺母。

因为卡销套筒3的移动方式是上下平移，其内圈没有设置螺纹。

如图3，图3是图1中螺杆1的示意图，螺杆1有螺纹12，同时还有凹槽13，凹槽13是有对称的两条，在螺杆1的两边。

需要注意的是，凹槽13的形状可以为多种，凹槽13的目的是限制卡销套筒3的滑动方式。

如图4，是紧固螺母2的示意图，里面有三个视角的图片，紧固螺母2的螺母主体21，同时中间内有螺母螺纹23，在螺母主体21的一端有第一锯齿22。

如图8，为第一锯齿22的两个锯齿侧面放大示意图，具体地，第一锯齿22的每个锯齿有两个边，一个是垂直边a，另外一个边是斜边b，垂直边a即与螺杆中心线平行，垂直边a的长度小于螺纹12的相邻两个纹理之间宽度的两倍,此设置主要是为了紧固时螺栓时，紧固螺母2和卡销套筒3能更好的齿合。

如图5，是卡销套筒3的三个视角的示意图，卡销套筒3含有筒身31、第二锯齿32和卡轨33，筒身31内侧设置有卡轨33，卡轨33的形状为往内凸出的长条，凹槽13与卡轨33尺寸想吻合，相应地，凹槽13与卡轨33形状相同，即在套筒3套在螺杆1上时，卡轨33沿着凹槽13滑动，卡销套筒3的卡轨33决定了卡销套筒3只能沿着凹槽13滑动，其限定为本实用新型的关键。

具体地，凹槽13的形状为方形、者三角形、倒T形、半圆形中的一种，凹槽13的宽度为螺纹12的纹理最大宽度的2倍以内，凹槽13的开槽起点为螺杆六角头加一个螺母的厚度开始起槽，凹槽13的目的是定位卡销套筒3，因此凹槽13的形状为方形、三角形、倒T形和半圆形中的一种，都可以实现定位卡销套筒3的目的，凹槽13与卡轨33形状相同。

具体地，如图1-2，紧固螺母2上的第一锯齿22与卡销套筒3的第二锯齿32，正对安装，同时第一锯齿22和第二锯齿32相齿合，在此设置下，紧固螺母2和套筒3无法同时旋转，也无法同时滑动。

具体地，当装上紧固螺母2后，当紧固螺母2旋入紧固螺母接触到被固定物体表面之后，不再加力紧固，使之留有旋紧的的余地，使之留有之后与卡销套筒齿合的余地，第一锯齿22是朝外的，然后套上卡销套筒3，第二锯齿32朝内，套筒3因为卡轨33卡在凹槽13内无法旋转，因此其会一直往下，直到第二锯齿32与第一锯齿22相齿合，在第二锯齿32与第一锯齿22的配合下，紧固螺母2和套筒3连接成一个整体。

具体地，在本实施例中，凹槽13的形状为方形，凹槽13的宽度为螺纹12的纹理最大宽度的2倍以内，凹槽13的开槽起点为螺杆六角头加一个螺母的厚度开始起槽，凹槽13的开槽起点，可以根据实际情况微调。

如图6，为弹簧垫圈4的结构图，因为其构造比较常见，其功能对于业界很好理解，因此不展开描述，如图7，为紧锁螺母5的结构图，因构造比较常见，因此不展开描述，其构造对于业界也很好理解。

具体地，紧锁螺母5通过压紧弹簧垫圈4来固定套筒3不移动，在紧固状态下，即使用过程中，套筒3固定了紧固螺母2无法旋转，因为如果紧固螺母2旋转，其第一锯齿22必然带动套筒3旋转，而套筒3的运动形式只能是沿着凹槽13滑动，在螺丝振动情况下，紧固螺母2有外移动的趋势，但是因为紧固螺母2只能通过旋转往外松动，而固定套筒3必须沿着螺杆上凹槽13滑动，因此，固定套筒3可以卡住紧固螺母2不松动。

具体地，在紧固状态下，振动中，因为套筒3对紧锁螺母5没有旋转的作用力，同时往外滑动的作用力非常小，紧锁螺母5可以很好地固定住套筒3不滑动。只要第二锯齿32与第一锯齿22处于齿合状态，紧固螺母2就无法松动。

本实施例的具体转配方法为：

具体地，本实用新型提出的螺丝的装配方法为：

1：紧固螺母2旋入螺杆至被紧固物表面不加力紧固就停止旋入,紧固时，紧固螺母2的第一锯齿22朝外,留有锯齿贴合的空间行程。

2：插入卡销套筒3至紧固螺母，卡销套筒的第二锯齿32朝内，与紧固螺母的第一锯齿22对应。

3：套上弹簧垫圈4至卡销套筒3；旋入紧锁螺母5，把弹簧垫圈4压缩50--80%，使弹簧垫圈4处于半紧固状态；如果此时弹簧垫圈4压缩至100%，则卡销套筒3无法往外移动，卡销套筒3也无法往内移动，此时无法再旋紧紧固螺母2，进而无法达到紧固装配的状态。

4：然后再加力旋紧紧固螺母2，在旋紧的过程中由于弹簧垫圈4被压缩50--80%的挤压力，使两个锯齿面会不断的反复贴合，在加力紧固到位之后，如果锯齿贴合，那就没有问题，如果还没有贴合，那么可以选择再旋入一点使锯齿贴合或者往反方向旋出一点，使第二锯齿32和第一锯齿22贴合。

5：最后，再次旋紧紧锁螺母5，至弹簧垫圈4完全被压缩，整个安装过程结束。

本实施例还有另外一种装配方法，1：紧固螺母2旋入螺杆，同时套上卡销套筒3，用手按住卡销套筒3，使其贴住紧固螺母2，然后旋紧紧固螺母2，然后第二锯齿32和第一锯齿22贴合，然后套上弹簧垫圈4，紧固紧锁螺母5。

本实施例的具体实现过程为，将需要紧固的部件安装在螺杆1上，套上紧固螺母2，拧紧，其第一锯齿22方向朝外，此时沿着凹槽13 套上套筒3，让第二锯齿32对着第一锯齿22，让第一锯齿22和第二锯齿32齿合，此时，即无法简单地通过旋转紧固螺母2松开，因为当紧固螺母2旋转的时候，会有带动套筒3旋转的动力，但是套筒3只能沿着凹槽13 滑动，而无法旋转，套好套筒3后再放入弹簧垫圈4，然后套上紧锁螺母5，拧紧，紧锁螺母5压紧套筒3无法滑动，在振动过程中，力的传导方向是先通过紧固螺母2的旋转力，给予套筒3的一个旋转力，但是此旋转力会被凹槽13承受，因此套筒3沿着螺杆1方向往外的力比较小，因此紧锁螺母5可以很好的固定住套筒3，实现一个不松动的效果，对应地，紧固螺母2也无法松动，达到一个整体不松动的效果。

本实用新型在结构上大大区别其他螺丝，结构比较巧妙，利用了不同运动形式的螺母进行锁固。

本实用新型具有对材料要求更低，同时螺丝具有不松动的特点，可以应对高频振动的特殊情况，适合用在高铁等高频振动应用场景。

以上所揭露的仅为实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种带凹槽的永不松动螺丝，包含螺杆（1）、紧固螺母（2）、卡销套筒（3）、弹簧垫圈（4）和紧锁螺母（5），其特征在于，所述螺杆上设置有螺纹（12），同时还设置有两条对称凹槽（13），所述紧固螺母（2）套在螺纹（12）上，然后再套上所述卡销套筒（3），再套上弹簧垫圈（4），再套上紧锁螺母（5）；所述紧固螺母（2）的一端设置有第一锯齿（22），所述套筒（3）的一端设置有第二锯齿（32），所述套筒（3）内圈没有设置螺纹，所述套筒（3）的内圈凸出设置有卡轨（33），所述弹簧垫圈（4）为开口弹簧垫圈，所述紧锁螺母（5）为普通螺母。

2.根据权利要求1所述的一种带凹槽的永不松动螺丝，其特征在于，所述凹槽（13）与所述卡轨（33）尺寸想吻合，即在所述卡销套筒（3）套在螺杆（1）上时，所述卡轨（33）沿着所述凹槽（13）滑动。

3.根据权利要求1所述的一种带凹槽的永不松动螺丝，其特征在于，所述紧固螺母（2）上的第一锯齿（22）与所述卡销套筒（3）的第二锯齿（32），正对安装，同时第一锯齿（22）和第二锯齿（32）相齿合，齿合状态下，紧固螺母（2）和所述卡销套筒（3）为一个整体。

4.根据权利要求3所述的一种带凹槽的永不松动螺丝，其特征在于，第一锯齿（22）的每个锯齿有两个边，一个是垂直边，另外一个边是斜边，垂直边即与螺杆中心线平行，垂直边的长度小于螺纹（12）的相邻两个纹理宽度的两倍。

5.根据权利要求2所述的一种带凹槽的永不松动螺丝，其特征在于，凹槽（13）的形状为方形、三角形、倒T形或者半圆形，凹槽（13）的宽度为螺纹（12）的纹理最大宽度的2倍以内，凹槽（13）的开槽起点为螺杆六角头加一个螺母的厚度开始起槽。