CN217355175U - 圆螺母、主轴锁紧结构及滚轮罐耳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆螺母、主轴锁紧结构及滚轮罐耳，其中圆螺母侧面开有用于圆螺母扳手施力的工艺槽，所述圆螺母的主体为圆螺母套，该圆螺母套的一端接有一圆锥套；其中，圆锥套为光套或螺纹套，若为螺纹套，该螺纹套的内螺纹与所述圆螺母套的内螺纹连续且螺牙参数相同；圆锥套大底壁厚为圆螺母内螺纹大径的十五分之一~九分之一或1.5~5mm，且基于1.5~5mm的尺寸值描述圆锥套大底壁厚时，圆锥套大底壁厚与圆螺母内螺纹大径值正相关。基于本实用新型的圆螺母所形成的主轴锁紧结构防松性能比较好。

Description

圆螺母、主轴锁紧结构及滚轮罐耳

技术领域

本实用新型涉及一种用于主轴在摆架上锁紧的圆螺母，本实用新型还涉及一种基于该圆螺母所构造出的主轴锁紧结构，以及具备该主轴锁紧结构的一种滚轮罐耳。

背景技术

滚轮罐耳主要执行煤炭行业标准MT236-2011，标准名称为“矩形钢罐道滚轮罐耳”，所规定的滚轮罐耳主要由单排轮或双排滚轮，以及所适配的缓冲装置和底架组成，其中缓冲装置包括一摆架，摆架下端铰接于所述底架，上端用于安装所述单排轮或双排滚轮。安装方式是摆架上端开有滚轮轴安装孔，其中的滚轮轴通常被称为主轴，相应地，主轴的一端穿过滚轮轴安装孔后使用圆螺母锁住。

典型地，如中国专利文献CN2873720Y，其公开了一种滚轮罐耳，从其附图中可以比较明显的看出于主轴与摆转臂（即摆架）连接的一端在穿过摆转臂的主轴孔后使用一圆螺母锁紧。应知，滚轮罐耳采用缓冲装置的目的在于滚轮罐耳的工作状况比较恶劣，缓冲器既用于减振，相应地，滚轮与罐道间产生频繁的受力变化，表现在主轴上即为振动，振动是螺纹松脱的主要原因之一，采用单一的自锁螺母还不足以有效克服螺纹松脱的问题。

中国专利文献CN204280965U公开了一种滚轮罐耳，该专利文献中滚轴（即主轴）在油箱（即摆架）的装配方式是，油箱上端开有滚轴孔，滚轴一端穿过滚轴孔后使用一对圆螺母锁紧，位于内侧的圆螺母为锁紧螺母，位于外侧的圆螺母则构成背母，借以形成机械领域常见的双螺母备紧结构，属于机械领域常见的防松结构，该种结构在振动相对较小的应用中较为常用，而在振动相对较大的应用中背母仍较容易产生松脱，进而锁紧螺母也会随之松脱。

有鉴于此，在一些实现中，为背母进一步配有止转垫圈，借助于止转垫圈避免背母松脱，而止转垫圈用于与背母连接的部分相对比较薄，在振动比较大的滚轮罐耳上，止转垫圈非常容易产生疲劳裂纹，进而发展为疲劳断裂而失效。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种防松性能相对较好的圆螺母，本实用新型还提供了一种适配于该圆螺母的主轴锁紧结构，并提供了一种具有该主轴锁紧结构的滚轮罐耳。

依据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种圆螺母，侧面开有用于圆螺母扳手施力的工艺槽，所述圆螺母的主体为圆螺母套，该圆螺母套的一端接有一圆锥套；

其中，圆锥套为光套或螺纹套，若为螺纹套，该螺纹套的内螺纹与所述圆螺母套的内螺纹连续且螺牙参数相同；

圆锥套大底壁厚为圆螺母内螺纹大径的十五分之一~九分之一或1.5~5mm，且基于1.5~5mm的尺寸值描述圆锥套大底壁厚时，圆锥套大底壁厚与圆螺母内螺纹大径值正相关。

可选地，所述圆锥套的高度为2~5mm，且该高度与圆螺母内螺纹的大径值正相关。

可选地，圆螺母套与圆锥套连接的一端在侧面成型出一环槽，从而将圆螺母套分成本体部分和环体部分；

其中，环体部分开有一对光孔，相应两光孔间关于环体部分的轴线轴对称布置；

相应地，本体部分上对位于所述光孔设有螺钉孔；

提供一对拉紧螺钉，以在圆螺母装配到位后预紧所述拉紧螺钉而牵拉环体部分相应侧。

可选地，所述环槽的宽度为1.5~2.5mm；

环体部分的厚度相应为环槽宽度的1.2~1.5倍。

依据本实用新型的实施例的第二个方面，提供了一种主轴锁紧结构，所述主轴的一端在滚轮罐耳的摆架上装置到位后使用本实用新型第一个方面提供的圆螺母锁紧；

相应地，主轴用于套入圆螺母的端部形成有型面连接结构，以在圆螺母装设到位后，致使所述圆锥套与所述型面连接结构对位的部分发生塑性变形而形成型面连接。

可选地，所述型面连接结构包括两部分，两部分间关于主轴的轴线轴对称配置。

可选地，所述型面连接结构为斜键槽形或斜切形成的楔形缺口。

可选地，圆螺母套与圆锥套连接的一端在侧面成型出一环槽，从而将圆螺母套分成本体部分和环体部分；

其中，环体部分开有一对光孔，相应两光孔间关于环体部分的轴线轴对称布置；

相应地，本体部分上对位于所述光孔设有螺钉孔；

提供一对拉紧螺钉，以在圆螺母装配到位后预紧所述拉紧螺钉而牵拉环体部分相应侧。

可选地，摆架与主轴连接的结构体为与主轴间形成轴孔配合的安装套；

安装套侧面开有一紧定螺钉孔；

相应地，在主轴套入所述安装套后，提供一紧定螺钉从侧面锁紧所述主轴。

依据本实用新型实施例的第三个方面，提供了一种滚轮罐耳，该滚轮罐耳具有本实用新型实施例所提供第二个方面的主轴锁紧结构。

在本实用新型的实施例中，使用一个圆螺母即可满足滚轮罐耳主轴的锁紧，且通过圆螺母设置的圆锥套的塑性形变，使得圆锥套与主轴间除了螺纹连接外，还形成了型面连接，借以防松，该种防松的阻力矩相对较小，相应型面连接不容易失效，而具有更好的可靠性。此外，基于塑性变形的型面连接还具有一定的防拆效果，避免使用方因频繁拆卸所导致的螺纹副的损坏。

附图说明

图1为一实施例中圆螺母左视结构示意图。

图2为图1的B-B旋转剖结构示意图。

图3为一实施例中主轴与摆架及圆螺母连接部分的主视结构示意图。

图4为一实施例中主轴锁紧结构的主视示意图。

图5为一实施例中主轴与摆架及圆螺母连接部分的右视结构示意图。

图中：1.锥头，2.圆弧槽，3.套体，4.环形槽，5.拉紧环，6.螺钉孔，7.光孔，8.轴头，9.凹坑，10.退刀槽，11.斜键槽，12.螺纹头，13.摆架，14.安装套，15.轴颈，16.锁紧螺母，17.背母，18.紧定螺钉，19.拉紧螺钉。

L1.拉紧间隙，L2.拉紧环厚度，L3.锥头高度。

具体实施方式

滚轮罐耳具有单排轮和双排滚轮两种基本形式，本实用新型实施例中所提供的圆螺母主要用于单排轮。鉴于在本实用新型的实施例中侧重于圆螺母，以及借助于圆螺母所实现的主轴锁紧结构的改进，对于滚轮罐耳的其他部分并没有提出改进，因此，对于滚轮罐耳的其他部分不再进行详述。

需知，在本实用新型的实施例中，所适用的滚轮罐耳至少符合煤炭行业标准MT236-2011，同时应知，凡是使用圆螺母进行主轴锁紧的滚轮罐耳，都可以使用本实用新型所提供的圆螺母，以及相应的主轴锁紧结构。

进一步地，有鉴于圆螺母是机械领域用于轴类件锁紧的一种常见紧固件，尽管在本实用新型的实施例中以其在滚轮罐耳上的应用为例进行说明，但应知，该种应用并不具有限定性，本实用新型所要求保护的圆螺母在其他领域的应用仍在其保护范围之内。

应知，适用于滚轮罐耳的圆螺母的材质主要是金属材质，以Q235钢为主，优选Q235B。塑性变形是实现本实用新型目的主要技术条件之一，而适用于滚轮罐耳的圆螺母的材质均具有较好的塑性变形工艺性，因此，对于塑性变形就材质而言不必过多的考虑可实现性。

对于圆螺母，作为惯常的结构，其侧面通常开有用于圆螺母扳手施力的工艺槽，如图1中所示的圆弧槽2，其数量通常为四个，除此之外的结构，圆螺母整体上通常表现为一个螺母套，而区别于例如六角螺、方螺母等。

图1和2中例示的圆螺母是一个整体件，为了方便描述，将其进行了单元化，而在轴向区分为几个节段，其中看图2中位于最右侧的节段为一个锥头1，整体上表现为一个圆锥套，而位于圆锥套左侧的节段占据了圆螺母的大部分形体，记为圆螺母套。

圆螺母套又包含了两个节段，主体节段记为图2中例示的套体3，位于该主体节段右部的节段记为拉紧环5。

关于锥头1，其基本形制为圆锥套结构，图中表现为圆台套，但在机械领域通常称此类结构为圆锥套，并不影响本领域技术人员的正确理解。应知，机械领域通常借用几何学的概念，使用几何学元素所描述的产品结构并不必然具备严格意义上的几何学特征。例如六角头螺栓，其螺栓头并不是六边形，而是六棱柱，并且其顶端切圆，但不影响本领域技术人员的对六角头螺栓的正确理解。

鉴于所述圆锥套在本实用新型实施例中侧重于形锁合，因而其可以表现为光套，即内孔无螺纹，也可以采用螺纹套，若为螺纹套，该螺纹套的内螺纹与所述圆螺母套的内螺纹连续且螺牙参数相同，表现为图2中，圆螺母的内螺纹是连续成型出的圆柱内螺纹。

而从图4例示的结构中可见，圆螺母的长度相对于所配合的主轴部分的长度可以稍长，以利于圆锥套的塑性变形。

关于滚轮罐耳，对于使用方，其习惯上对所使用滚轮罐耳自行拆解，并且这种拆解很多情况下是不规范的频繁的拆解。而频繁的拆解非常容易导致螺牙过度磨损或者完全失效，而基于塑性变形的锁合，在拆除圆螺母后，该圆螺母重复使用性就大大较低，而降低了使用方自行拆卸的预期，从而有助于维持滚轮罐耳相对较长的使用寿命。

进一步地，经过研究发现，以型面连接为基础构造的防松结构，不需要使型面连接具备极高的连接强度，而只需要满足在滚轮罐耳的工作状况下能够有效防松即可，因此，圆锥套若太厚，会使得致使其变形的力比较大，而难以操作。为此，以圆锥套的大底为基准，圆锥套大底壁厚为圆螺母内螺纹大径的十五分之一~九分之一或1.5~5mm，且基于1.5~5mm的尺寸值描述圆锥套大底壁厚时，圆锥套大底壁厚与圆螺母内螺纹大径值正相关。

应知，圆锥套小底的厚度必然小于大底。

图4中，圆螺母在主轴上安装到位后，采用例如敲击的方式使与斜键槽11对位的位置内凹而与斜键槽11间形成周向约束，从而实现止转。

相应地，所述圆锥套的高度不宜过小，否则致使其变形所需的力相对较大，难以操作；同时也不宜过大，而失去必要性，因此，圆锥套的高度以2~5mm为宜，且该高度与圆螺母内螺纹的大径值正相关，具体而言，不同规格的滚轮罐耳所配主轴直径也不相同，相对较粗的主轴所适配的所述圆锥套的高度应相对较大。

作为另一种措施，圆螺母套与圆锥套连接的一端在侧面成型出一环槽，从而将圆螺母套分成两个节段，即前述套体3（记为本体部分）和拉紧环5（记为环体部分）。

图1和图2中，拉紧环5开有一对光孔7，相应两光孔7间关于拉紧环5的轴线轴对称布置，即位于拉紧环5相对的两侧。

相应地，套体3的端面上对位于所述光孔7设有螺钉孔6。

进而，提供一对拉紧螺钉19，以在圆螺母装配到位后预紧所述拉紧螺钉19而牵拉紧环5的相应侧，即相对的两侧，而使锥头1产生变形，该变形可以是塑性变形也可以是弹性变形，还可以是两种变形都存在，从而使锥头1与螺纹头12配合所形成的螺纹副进一步锁紧。

在拉紧环5上开光孔的目的在于螺纹副间隙比较小，如果拉紧环5因拉紧而发生变形，会使得光孔7与拉紧螺钉19间的同轴度逐渐变差，如果采用螺纹配合，则因这种同轴度的变差导致附加力矩变大，而影响拉紧环5的进一步的产生所期望的变形。

螺纹副存在间隙，但该间隙并不大，图2拉紧间隙L1是拉紧环5与套体3间的间距，即环槽的宽度，该宽度决定了拉紧环5的最大变形量，从而适配于螺纹副存在的间隙，借以锁紧螺纹副，有鉴于此，所述环槽的宽度为1.5~2.5mm即可满足所期望的螺纹副锁紧。

相适配的，即变形适配的问题，需要拉紧环5自身具备一定的刚度，借以通过牵拉使螺纹副锁紧。有鉴于此，拉紧环5的环体部分的厚度相应为环槽宽度的1.2~1.5倍。

相应地，前文已经述及到了使用拉紧螺钉19实现的主锁紧方式，在此不再赘述。

图4示出了一种主轴锁紧结构，适配于前述的具有锥头1的圆螺母，相应地，主轴即滚轮罐耳的滚轮轴，滚轮轴通过设置在摆架13上的例如安装套14而安装在摆架13上，进而使用圆螺母锁紧，锁紧的状态可见于图4所示的结构，即主轴的轴头8与所述安装套14间形成轴孔配合，其自图4中安装套14右端露出的部分具有外螺纹，所述圆螺母与该外螺纹间螺纹连接。

进而，借助于型面配合，即主轴用于套入圆螺母的端部形成有型面连接结构，以在圆螺母装设到位后，致使所述圆锥套与所述型面连接结构对位的部分发生塑性变形而形成型面连接。

型面连接是机械领域的一种周向连接方式，换言之，周向连接所形成的即周向限位，借以使圆螺母与螺纹头12配合所形成的螺纹副处于静定状态，即形成可靠的锁合。

常见的一种型面连接结构为例如螺纹头12上在一侧铣去一块弓形部，借助于例如圆螺母的锥头1的径向变形而无法在主轴上产生周向转动，借以形成锁合。被铣去一块弓形部的螺纹头12即形成具有弓形缺口的螺纹头12。

图3~5中显示的构造出的型面连接结构为两个斜键槽11，两个斜键槽11间关于主轴的轴线轴对称配置，当圆螺母旋转到位后，致使与两个斜键槽11对位的锥头1部分发生径向变形，从而使得该变形的部分嵌入斜键槽11，而形成可靠的周向限位。

斜键槽11构造相对简单，在一些实施例中还可以使用如前所述的单侧的斜键槽11、弓形缺口或者楔形缺口，同样地，弓形缺口和楔形缺口也可以在螺纹头12上对称的双侧设置。

图4中还示出了一种安装套14与主轴间的周向连接结构，表示为图4中所示的使用紧定螺钉18的锁紧，紧定螺钉俗称顶丝，以从侧面对轴上零件进行锁紧。

相应地，安装套14侧面开有一紧定螺钉孔；进而，在主轴套入所述安装套14后，提供一紧定螺钉18从侧面锁紧所述主轴。

进而，图4中，紧定螺钉18还备有两个螺母，其一是锁紧螺母16，另一个是背母17，以提高紧定螺钉18锁紧的可靠性。

Claims (10)

1.一种圆螺母，侧面开有用于圆螺母扳手施力的工艺槽，其特征在于，所述圆螺母的主体为圆螺母套，该圆螺母套的一端接有一圆锥套；

其中，圆锥套为光套或螺纹套，若为螺纹套，该螺纹套的内螺纹与所述圆螺母套的内螺纹连续且螺牙参数相同；

圆锥套大底壁厚为圆螺母内螺纹大径的十五分之一~九分之一或1.5~5mm，且基于1.5~5mm的尺寸值描述圆锥套大底壁厚时，圆锥套大底壁厚与圆螺母内螺纹大径值正相关。

2.根据权利要求1所述的圆螺母，其特征在于，所述圆锥套的高度为2~5mm，且该高度与圆螺母内螺纹的大径值正相关。

3.根据权利要求1所述的圆螺母，其特征在于，圆螺母套与圆锥套连接的一端在侧面成型出一环槽，从而将圆螺母套分成本体部分和环体部分；

其中，环体部分开有一对光孔，相应两光孔间关于环体部分的轴线轴对称布置；

相应地，本体部分上对位于所述光孔设有螺钉孔；

提供一对拉紧螺钉，以在圆螺母装配到位后预紧所述拉紧螺钉而牵拉环体部分相应侧。

4.根据权利要求3所述的圆螺母，其特征在于，所述环槽的宽度为1.5~2.5mm；

环体部分的厚度相应为环槽宽度的1.2~1.5倍。

5.一种主轴锁紧结构，其特征在于，所述主轴的一端在滚轮罐耳的摆架上装置到位后使用权利要求1~4任一所述的圆螺母锁紧；

相应地，主轴用于套入圆螺母的端部形成有型面连接结构，以在圆螺母装设到位后，致使所述圆锥套与所述型面连接结构对位的部分发生塑性变形而形成型面连接。

6.根据权利要求5所述的主轴锁紧结构，其特征在于，所述型面连接结构包括两部分，两部分间关于主轴的轴线轴对称配置。

7.根据权利要求5或6所述的主轴锁紧结构，其特征在于，所述型面连接结构为斜键槽形或斜切形成的楔形缺口。

8.根据权利要求5所述的主轴锁紧结构，其特征在于，圆螺母套与圆锥套连接的一端在侧面成型出一环槽，从而将圆螺母套分成本体部分和环体部分；

其中，环体部分开有一对光孔，相应两光孔间关于环体部分的轴线轴对称布置；

相应地，本体部分上对位于所述光孔设有螺钉孔；

提供一对拉紧螺钉，以在圆螺母装配到位后预紧所述拉紧螺钉而牵拉环体部分相应侧。

9.根据权利要求5所述的主轴锁紧结构，其特征在于，摆架与主轴连接的结构体为与主轴间形成轴孔配合的安装套；

安装套侧面开有一紧定螺钉孔；

相应地，在主轴套入所述安装套后，提供一紧定螺钉从侧面锁紧所述主轴。

10.一种滚轮罐耳，其特征在于，该滚轮罐耳具有权利要求5~9任一所述的主轴锁紧结构。

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