CN213575099U - 一种自锁螺栓 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自锁螺栓，包括头部和杆体，所述杆体包括锁紧螺纹段和承力螺纹段和变形槽，锁紧螺纹段位于杆体远离头部一端，变形槽位于锁紧螺纹段与承力螺纹段之间，锁紧螺纹段的中心轴线与承力螺纹段的中心轴线之间形成偏心角α。本实用新型所述的自锁螺栓，通过对锁紧螺纹段进行偏心设计，并在锁紧螺纹段与承力螺纹段之间设置有变形槽，达到对螺母内螺纹形成一定的挤压摩擦效果，阻止螺纹副的相对滑动，阻止螺母的松脱，自锁螺栓与螺母配合拧紧后不易松脱，安装方便快捷。

Description

一种自锁螺栓

技术领域

本实用新型属于紧固件领域，尤其是涉及一种自锁螺栓。

背景技术

螺栓是一种外螺纹紧固件，与螺母配合，广泛应用于生活中机械、建筑、电子、航空航天等各行各业的连接中。在震动较严重的地方，普通螺母经常会松脱，产生安全隐患。针对这种情况，螺母出现了各种防松结构，诸如压扁自锁螺母、尼龙自锁螺母、带槽螺母等。但是这些螺母的锁紧性能大部分仍不理想，出现不能重复使用或者安装不方便等问题。

在航空航天领域，尤其是对机壳进行紧固时，一般会对螺栓螺母进行紧固后，为了保证在发生震动时螺栓螺母不松动，一般会用保险丝对螺栓螺母进行进一步的紧固，或者是通过涂胶的方式对螺栓螺母进行进一步的紧固，但保险丝在高温环境下会发生断裂的风险，从而造成螺栓螺母紧固的松动，涂胶虽然也可以对螺栓螺母进行紧固，但安装步骤复杂，基于此，急需一种方便安装的机械式自锁螺栓。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种自锁螺栓，以克服现有技术中螺栓和螺母锁紧过程中容易松动的缺陷。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种自锁螺栓，包括头部和杆体，所述杆体包括锁紧螺纹段、承力螺纹段和变形槽，锁紧螺纹段位于杆体远离头部一端，变形槽设在锁紧螺纹段与承力螺纹段之间，锁紧螺纹段的中心轴线与承力螺纹段的中心轴线之间形成偏心角α。

进一步的，所述偏心角α的角度为1-10°。

进一步的，所述偏心角α的角度优选为2-3°。

进一步的，所述变形槽为弧形凹槽。

进一步的，所述变形槽的角度θ为30-35°。

进一步的，承力螺纹段靠近变形槽一端设有倒角β，倒角β的角度为90-100°。

进一步的，所述倒角β的角度优选为90°。

进一步的，所述变形槽的直径r1与杆体的直径r2比值为1:2-3。

进一步的，所述变形槽的高度h1与螺母的高度h2比值为1:1.5-3。

进一步的，所述锁紧螺纹段螺纹的大径和中径分别比承力螺纹段螺纹的大径和中径偏小5-15丝。

进一步的，所述自锁螺栓的材质为不锈钢、钛合金、合金钢、高温合金中的一种。

进一步的，所述自锁螺栓为一体成型。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种自锁螺栓具有以下优势：

1、本实用新型所述的一种自锁螺栓，通过对承力螺纹段与锁紧螺纹段进行偏心设计，承力螺纹段与锁紧螺纹段之间形成一定的偏心角度，当螺母旋拧进入到承力螺纹段时，可以达到对螺母内螺纹形成一定的挤压摩擦效果，阻止螺纹副的相对滑动，阻止螺母的松脱；

2、本实用新型所述的一种自锁螺栓，承力螺纹段与锁紧螺纹段之间设置有变形槽，对变形槽进行退火处理，减小硬度提高其韧性，通过变形槽的形变提供螺栓相对内螺纹的挤压力，锁紧螺纹段及承力螺纹段因错位关系对螺母内壁形成相反的两种作用力，对螺母产生锁紧作用；

3、本实用新型所述的一种自锁螺栓，承力螺纹段靠近变形槽一端设有倒角β，当螺母通过锁紧螺纹段和变形槽进入到承力螺纹段时，倒角β可以减弱螺纹之间的干涉，并可引导螺纹部位进行内外螺纹扣旋合进入到承力螺纹段，自锁螺栓与螺母配合拧紧后不易松脱，安装方便快捷。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的自锁螺栓的结构示意图；

图2为图1中A的放大图；

图3为本实用新型所述的螺母未进入自锁螺栓状态示意图；

图4为本实用新型所述的螺母进入自锁螺栓锁紧示意图。

附图标记说明：

1-自锁螺栓；11-头部；12-杆体；121-锁紧螺纹段；122-承力螺纹段；123-变形槽；2-螺母；3-基体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-4所示，一种自锁螺栓，自锁螺栓1包括头部11和杆体12，杆体12包括锁紧螺纹段121、承力螺纹段122和变形槽123，锁紧螺纹段121位于杆体12远离头部11一端，变形槽123位于锁紧螺纹段121与承力螺纹段122之间，变形槽123为弧形凹槽，变形槽123的角度θ为30-35°，为了保证变形槽的形变和韧性，变形槽123的角度θ优选为35°；本实用新型通过对变形槽123进行了减薄设计，还对变形槽123进行了退火处理，当受到外力时会产生弹性形变，减小变形槽123的硬度，提高变形槽123的韧性，为了保证变形槽在使用过程中不易折断，对变形槽123的高度和直径进行了设计，变形槽13的直径r1与杆体12的直径r2比值为1:2-3，直径比值优选为1:2；变形槽13的高度h1与螺母2的高度h2比值为1:1.5-3；高度比值优选为1:2；通过变形槽123的形变提供螺栓相对螺母2的内螺纹的挤压力，由于承力螺纹段122与变形槽123共同组成承力结构，此时锁紧螺纹段121与承力螺纹段122形成错位，对螺母2的内螺纹挤压摩擦形成相反的两种作用力，对螺母产生锁紧作用。

锁紧螺纹段121的中心轴线与承力螺纹段122的中心轴线之间形成偏心角α，偏心角α的角度为1-10°，偏心角α的角度优选为2-3°，偏心角度过大或过小均会影响锁紧螺栓1和螺母2在紧固过程中的挤压摩擦效果，偏心角α过大会影响螺母2从锁紧螺纹段121向承力螺纹段122上的继续拧紧，偏心角α过小不能起到阻止螺纹副的相对滑动，阻止螺母的松脱的效果，导致螺母2容易从锁紧螺栓1脱落。

当螺母2套接在锁紧螺纹段121上通过变形槽123继续向承力螺纹段122拧紧时，为了方便螺母继续套接在承力螺纹段，锁紧螺纹段121螺纹的大径和中径比分别比承力螺纹段122螺纹的大径和中径偏小5-15丝，当螺母2与承力螺纹段122进行拧紧，锁紧螺纹段121受外力后，锁紧螺纹段121螺纹轴线会变垂直，由于锁紧螺纹段121和承力螺纹段122在垂直方向的螺纹为连续螺纹，当螺母2与承力螺纹段122进行拧紧，螺母2在锁紧螺纹段121和承力螺纹段122上的螺纹扣不会乱，锁紧螺纹段121与承力螺纹段122呈小角度不同心结构，可以达到对螺母2的内螺纹形成一定的挤压摩擦效果，阻止螺纹副的相对滑动，阻止螺母的松脱。

承力螺纹段122靠近变形槽123一端设有倒角β，倒角β的角度为90-100°，倒角β的角度优选为90°，由于倒角β处的螺纹不完整，牙高偏小，当螺母2接触到承力螺纹段122上的倒角β时，通过螺母2孔口的倒角和承力螺纹段122上的倒角β的螺纹慢慢对上，并旋合进入承力螺纹段122，螺母2继续套接在承力螺纹段122上，此时螺母2的一部分与锁紧螺纹段121螺纹连接，另一部分与承力螺纹段122螺纹连接，直至变形槽123位于螺母2高度的中心位置完成螺母2的旋拧。

自锁螺栓1的材质为不锈钢、钛合金、合金钢或高温合金中的一种，优选合金钢，合金钢可以保证变形槽123的韧性，并能形成一定的偏心角度，自锁螺栓1为一体成型设计，自锁螺栓1与螺母配合拧紧后不易松脱，安装方便快捷，适用性强，避免锁紧装置如保险丝在高温下会进行断裂，从而造成螺栓螺母紧固的松动的情况，也避免了通过涂胶对螺栓螺母进行锁死，安装不方便的情况。

实验例：

本实验选择螺栓规格为M8×1.25-5h6h，螺栓材料为30CrMnSiA，对不同变形槽直径和不同偏心角度进行了锁紧数据的测试，测试仪器选用型号为CTT1202(50N.M)的锁紧性能试验机，测试数据见表1。

根据表1可以看出，变形槽直径为3.99mm，偏心角α的偏转角度为2°20′时，五次拧紧的锁紧数据平均数为1.07585，变形槽直径为3.98mm，偏心角α的偏转角度为2°40′时，五次拧紧的锁紧数据平均数为0.7912，说明偏心角α的偏转角度为2°40′时，变形槽直径为3.98mm，力矩最小。

表1

本实用新型的工作原理为：

当自锁螺栓1进行安装时，先将自锁螺栓1插入紧固件的通孔中，再将螺母2拧入锁紧螺纹段121，通过变形槽123，当螺母2到达承力螺纹段122时，承力螺纹段122与锁紧螺纹段121之间形成一定的偏心角α度，当螺母2上的内螺纹刚拧入承力螺纹段122时会对锁紧螺纹段121形成一定的反作用力，迫使变形槽123变形以适应螺母2的内螺纹的通过，变形槽123底端的倒角β一方面可以减弱螺纹之间的干涉，另一方面可引导螺纹部位进行内外螺纹扣旋合，螺母2的内螺纹到达承力螺纹段时，为了方便螺母继续套接在承力螺纹段，锁紧螺纹段121螺纹的大径和中径比分别比承力螺纹段122螺纹的大径和中径偏小5-15丝，会引导螺母2的内螺纹的继续旋入，螺母的继续旋入迫使锁紧螺纹段122进行校直，因自锁螺栓1的锁紧螺纹段121和承力螺纹段122的偏心结构，会增大螺纹副之间的摩擦力，此时需要增加外部扳拧力矩克服该摩擦力继续旋入螺母2，继续拧入螺母2，直至螺母2端面与基体相接触，安装结束。此时，由于自锁螺栓1的变形槽123在弹性形变的所用下，锁紧螺纹段121与承力螺纹段122对螺母内壁形成相反的两种作用力，像楔子一样，产生锁紧作用，若螺母2因反复振动而产生松脱旋转，会随着松脱角度的增加，自锁螺栓1的偏心结构提供的摩擦力也随着增大，进而阻止了螺母2的继续松脱。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自锁螺栓，其特征在于：包括头部(11)和杆体(12)，所述杆体(12)包括锁紧螺纹段(121)、承力螺纹段(122)和变形槽(123)，锁紧螺纹段(121)位于杆体(12)远离头部(11)一端，变形槽(123)位于锁紧螺纹段(121)与承力螺纹段(122)之间，锁紧螺纹段(121)的中心轴线与承力螺纹段(122)的中心轴线之间形成偏心角α。

2.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述偏心角α的角度为1-10°。

3.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述变形槽(123)为弧形凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述变形槽(123)的角度θ为30-35°。

5.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述承力螺纹段(122)靠近变形槽(123)一端设有倒角β，倒角β的角度为90-100°。

6.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述变形槽(123)的直径r1与杆体(12)的直径r2比值为1:2-3。

7.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述变形槽(123)的高度h1与螺母(2)的高度h2比值为1:1.5-3。

8.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述锁紧螺纹段(121)螺纹的大径和中径分别比承力螺纹段(122)螺纹的大径和中径偏小5-15丝。

9.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述自锁螺栓(1)的材质为不锈钢、钛合金、合金钢、高温合金中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种自锁螺栓，其特征在于：所述自锁螺栓(1)为一体成型。

Images