CN210660999U - 一种止回防松的弹性棘齿垫环 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种止回防松的弹性棘齿垫环，包括垫环主体，垫环主体为接近一圈的螺旋形状，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置、具有单向止回旋功能的单向棘齿，两侧单向棘齿的止回方向相反设置。单向棘齿为直角三角棱形状，斜面为导向面，其中一直角面为止回面。装配时，垫环与螺栓或螺母接触一侧的棘齿的直角面外法线方向与螺栓或螺母拧紧旋向相同，允许螺栓或螺母沿拧紧方向旋转，阻止沿松动方向回旋；与工件接触一侧的棘齿的直角面外法线方向与螺栓或螺母旋向相反，阻止垫环、螺栓或螺母沿松动方向旋转。本实用新型能为螺纹连接件提供有效的抗振动防松效果，尤其适用于盲孔螺栓的防松。

Description

一种止回防松的弹性棘齿垫环

技术领域

本实用新型涉及防松机构，具体涉及一种止回防松的弹性棘齿垫环，能有效防止螺纹连接组件的松动。

背景技术

弹性垫圈通过其自身的弹性具有补偿螺纹连接预紧力松弛和防松的作用。

发明人在实现本实用新型的过程发现：

在强振动条件下，弹性垫圈的防松动效果满足不了实际需求。这是因为通常的弹性垫圈为光面，仅仅依靠摩擦来防止回旋。但是在振动条件下，摩擦力会瞬时消失，所以传统弹性垫圈的防松效果较差。

棘齿结构具有止回作用。现有的较多产品和专利都利用棘齿来防止螺栓螺母的松动回旋。Nord-Lock垫圈利用两片棘齿垫圈相配合来防止螺栓螺母的松动。专利（申请号201711423470.9）也采用了相同的结构。专利（申请号201710639826.6）则在与螺母贴合面放弃了使用止回效果更好的三角形齿。封闭棘齿垫圈虽然利用了棘齿的止回作用，但是没有弹性，不能补偿预紧力松弛。

盲孔螺栓的防松措施比螺母的防松措施相对较少，为此，一些专利（申请号201820970262.4）在螺栓头部设计加工刚性棘齿来防止回旋，这也同样面临预紧力松弛无法补偿的问题。

发明内容

为了解决螺纹连接件松动的问题，尤其是针对盲孔螺栓的松动问题，本实用新型提出了一种止回防松的弹性棘齿垫环。

为此，本实用新型的技术方案为，一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：包括垫环主体，垫环主体为接近一圈的螺旋形状，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置、具有单向止回旋功能的单向棘齿，两侧单向棘齿的止回方向相反设置。

作为优选，所述垫环主体的截面包括但不限于矩形或圆形或椭圆形。

作为优选，所述单向棘齿为直角三角棱形状，其中：长边直角面与垫环主体的侧面相贴合，短边直角面为止回面，斜面为导向面，单向棘齿与垫环主体是一次成型的一个整体。

作为优选，所述弹性棘齿垫环与螺栓或螺母相接触一侧的单向棘齿，其直角三角棱形状的布置随螺纹旋向变化而变化，单向棘齿的短边直角面外法线方向N1始终与螺纹拧紧方向相同，允许螺栓或螺母沿拧紧方向旋转，阻止螺栓或螺母沿松动方向回旋；弹性棘齿垫环与工件相接触的这一侧单向棘齿,其短边直角面外法线方向N2为弹性棘齿垫环或螺栓螺母的松动方向，单向棘齿阻止弹性棘齿垫环或螺栓螺母沿该方向旋转。

作为优选，垫环主体的螺旋线的拔模斜度包括但不限于零度，即螺旋状的垫环主体包括但不限于同径螺旋线或变径螺旋线。

作为优选，所述单向棘齿的材料硬度大于螺栓头部、螺母和工件表面的硬度。

有益效果：本实用新型中的弹性棘齿垫环把弹性对预紧力松弛的补偿作用与单向棘齿的止回转作用综合为一体，能有效防止振动条件下螺栓螺母的预紧力松弛和松动回旋问题。

垫环主体的截面设置为矩形或圆形或椭圆形，最佳选择是矩形，便于成型；同时可以根据生产材料选择圆形或椭圆形；

单向棘齿采用直角三角棱形状，加工方便，兼顾了成型和止回效果；

与螺栓或螺母相接触一侧的单向棘齿，其直角三角棱形状的布置随螺纹旋向变化而变化，只允许螺栓或螺母沿拧紧方向旋转，阻止螺栓或螺母沿松动方向回旋；与工件相接触的这一侧单向棘齿,其短边直角面外法线方向N2为弹性棘齿垫环或螺栓螺母的松动方向，使单向棘齿阻止弹性棘齿垫环或螺栓螺母沿该方向旋转，实现了止回放松效果；

垫环主体采用同径螺旋线和变径螺旋线，可以达到同样的止回防松效果；

所述单向棘齿的材料硬度大于螺栓头部、螺母和工件表面的硬度，防松止回的效果更好。

附图说明

图1是本实用新型的正旋螺栓与弹性棘齿垫环的盲孔装配剖切视图。

图2是本实用新型用于正旋螺栓螺母的弹性棘齿垫环实体图。

图3是图2的主视图。

图4是图2的仰视图。

图5是本实用新型的反旋螺栓与弹性棘齿垫环的盲孔装配剖切视图。

图6是本实用新型用于反旋螺栓螺母的弹性棘齿垫环实体图。

图7是图6的主视图。

图8是图6的仰视图。

图9是本实用新型用于正旋螺栓螺母的变径弹性棘齿垫环实体图。

图10是图9的主视图。

图11是图9的右视图。

图12是图9的仰视图。

图中所示：1、垫环主体；2、单向棘齿；3、短边直角面；4、斜面；5、单向棘齿；6、螺栓；7、工件；外法线方向N1；外法线方向N2。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型如图1至图12所示：

一种止回防松的弹性棘齿垫环，包括矩形的垫环主体1，垫环主体为接近一圈的螺旋形状，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体1的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置、具有单向止回旋功能的单向棘齿2\5，两侧单向棘齿2\5的止回方向相反设置。

所述单向棘齿2\5为直角三角棱形状，其中：长边直角面与垫环主体的侧面相贴合，短边直角面3为止回面，斜面4为导向面，单向棘齿2\5与垫环主体1是一次成型的一个整体。

所述弹性棘齿垫环与螺栓6相接触一侧的单向棘齿2，其直角三角棱形状的布置随螺纹旋向变化而变化，单向棘齿的短边直角面3外法线方向N1始终与螺纹拧紧方向相同，允许螺栓或螺母沿拧紧方向旋转，阻止螺栓或螺母沿松动方向回旋；弹性棘齿垫环与工件7相接触一侧的单向棘齿5,其短边直角面3外法线方向N2为弹性棘齿垫环或螺栓螺母的松动方向，单向棘齿阻止弹性棘齿垫环或螺栓螺母沿该方向旋转。

所述垫环主体的螺旋线的拔模斜度包括但不限于零度，即螺旋状的垫环主体包括但不限于同径螺旋线或变径螺旋线。

所述单向棘齿2\5的硬度大于螺栓6头部和工件7表面的硬度。

本实用新型的工作原理：

装配时，把弹性棘齿垫环穿在螺杆上，拧紧螺栓或螺母，拧紧方向与棘齿直角面法线方向N1一致，螺栓或螺母沿棘齿斜面滑动；拧紧过程中，弹性棘齿垫环受压缩，产生弹力，并反作用于螺栓或螺母。

当完全拧紧时，弹性棘齿垫环头部和尾部处于同一平面。受预紧力的作用，单向棘齿顶部与螺栓、螺母和工件表面接触部位应力较大，这些应力将使接触区域产生微区弹性变形甚至塑性变形。当单向棘齿的硬度大于螺栓头部、螺母和工件表面硬度时，变形主要发生在螺栓头部、螺母或工件表面，使单向棘齿顶部嵌入微小的深度，形成微小压痕。

当振动导致螺栓螺母具有回旋倾向时，螺栓螺母需要脱离单向棘齿顶部的制约。由于弹性棘齿垫环的弹力持续存在，且不会因振动消失，在弹力持续作用下，单向棘齿顶部始终与这些微小压痕呈咬合状态；当螺栓螺母或工件螺纹因变形等因素导致预紧力松弛时，弹性棘齿垫环的弹力将自动补偿预紧力。

因此单向棘齿对螺栓螺母的止回防松作用将稳定存在，为螺纹连接组件提供可靠的抗振动防松效果。

本实用新型中其他未详述部分均属于现有技术，故在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：包括垫环主体（1），垫环主体为接近一圈的螺旋形状，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体（1）的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置、具有单向止回旋功能的单向棘齿（2、5），两侧单向棘齿（2、5）的止回方向相反设置。

2.根据权利要求1所述一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：所述垫环主体（1）的截面包括但不限于矩形或圆形或椭圆形。

3.根据权利要求1或2所述一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：所述单向棘齿（2、5）为直角三角棱形状，其中：长边直角面与垫环主体的侧面相贴合，短边直角面（3）为止回面，斜面（4）为导向面，单向棘齿（2、5）与垫环主体（1）是一次成型的一个整体。

4.根据权利要求3所述一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：所述弹性棘齿垫环与螺栓（6）或螺母相接触一侧的单向棘齿（2），其直角三角棱形状的布置随螺纹旋向变化而变化，单向棘齿的短边直角面（3）外法线方向N1始终与螺纹拧紧方向相同，允许螺栓或螺母沿拧紧方向旋转，阻止螺栓或螺母沿松动方向回旋；弹性棘齿垫环与工件（7）相接触一侧的单向棘齿（5）,其短边直角面（3）外法线方向N2为弹性棘齿垫环或螺栓螺母的松动方向，单向棘齿阻止弹性棘齿垫环或螺栓螺母沿该方向旋转。

5.根据权利要求3所述一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：垫环主体的螺旋线的拔模斜度包括但不限于零度，即螺旋状的垫环主体包括但不限于同径螺旋线或变径螺旋线。

6.根据权利要求1或2或4或5所述一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：所述单向棘齿（2、5）的硬度大于螺栓（6）头部或螺母和工件（7）表面的硬度。

7.根据权利要求3所述一种止回防松的弹性棘齿垫环，其特征在于：所述单向棘齿（2、5）的硬度大于螺栓（6）头部或螺母和工件（7）表面的硬度。

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