CN218625003U - 一种凸台自锁紧固件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种凸台自锁紧固件，包括螺栓、螺母和垫片；垫片适于套接于螺栓且位于螺栓和螺母之间；垫片和螺母相对的端面适于通过凸台结构进行过盈挤压配合；当螺母和螺栓进行旋紧时，螺母适于和垫片共同进行旋转直至旋紧，此过程中，螺母适于通过凸台结构产生的沿径向的合力矩进行自锁。本申请的有益效果：通过在螺母和螺栓之间增加垫片，并且垫片和螺母之间通过凸台结构进行配合，从而在螺母和螺栓进行并紧时，通过凸台结构的过盈配合来对螺母产生径向力偶矩以实现自锁。并且本申请的凸台自锁紧固件可以适用所有规格螺母在所有场合的自锁要求，不破坏螺纹，可以实现螺纹多次可拆连接，锁定力矩可调并自锁可靠。

Description

一种凸台自锁紧固件

技术领域

本申请涉及紧固件技术领域，尤其是涉及一种凸台自锁紧固件。

背景技术

螺母自锁在各行业有着重大需求。目前螺母自锁方法有破坏螺纹的止退方法、轴向摩擦力偶矩自锁方法、径向摩擦力偶矩自锁方法等。所有这些方法均是在螺母结构上进行结构设计来实现的，这就容易造成螺母的制造结构复杂，进而导致制造成本的增加；或者螺母的结构遭到破坏，无法进行重复的使用。

实用新型内容

本申请的其中一个目的在于提供一种制作简单且能够重复使用的凸台自锁紧固件。

为达到上述的至少一个目的，本申请采用的技术方案为：一种凸台自锁紧固件，包括螺栓、螺母和垫片；所述垫片适于套接于所述螺栓且位于所述螺栓和所述螺母之间；所述垫片和所述螺母相对的端面适于通过凸台结构进行过盈挤压配合；当所述螺母和所述螺栓进行旋紧时，所述螺母适于和所述垫片共同进行旋转直至旋紧，此过程中，所述螺母适于通过所述凸台结构产生的沿径向的合力矩进行自锁。

优选的，所述凸台结构包括分别设置于所述螺母以及所述垫片相对端面的第一凸台和第二凸台；所述第一凸台和所述第二凸台沿轴向的投影分别位于相对的两侧，且所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边进行过盈配合。

优选的，所述凸台结构的过盈量为n；所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边分别至所述螺母以及所述垫片的轴线距离为X₁和X₂；其中，X₁≥0，X₂≥0，且X₁+X₂＝n。

优选的，所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边分别设置有第一挤压部和第二挤压部；所述第一挤压部和所述第一凸台的端面通过第一过渡区进行过渡，所述第二挤压部和所述第二凸台的端面通过第二过渡区进行过渡；所述第一过渡区和所述第二过渡区为弧形面或倾斜面。

优选的，所述凸台结构包括分别设置于所述螺母以及所述垫片相对端面的第一凸台和第二凸台，还包括填充块；所述第一凸台和所述第二凸台沿轴向的投影分别位于相对的两侧，且所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边进行间隙配合；当所述螺母和所述螺栓进行并紧时，所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边之间适于通过所述填充块进行过盈配合。

优选的，所述凸台结构的过盈量为n，设所述填充块的宽度为L；所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边分别至所述螺母以及所述垫片的轴线距离为X₃和X₄；其中，X₃≥0，X₄≥0，且L-(X₃+X₄)＝n。

优选的，所述填充块呈键状或柱状。

优选的，所述垫片的中心设置有第二通孔，所述第二通孔的直径为D，所述螺栓的螺纹大径为d；则D-d≤0.4mm。

优选的，所述螺母和所述螺栓的螺纹游隙为ε，所述第一凸台和所述第二凸台的加工总误差为σ；则n＞(ε+σ)+(D-d)/2。

优选的，所述螺母靠近所述垫片的一端中心设置有第一通孔，所述第一通孔和所述第二通孔尺寸相同，且所述第一通孔和所述螺母的螺纹孔轴线对齐。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)通过在螺母和螺栓之间增加垫片，并且垫片和螺母之间通过凸台结构进行配合，从而在螺母和螺栓进行并紧时，通过凸台结构的过盈配合来对螺母产生径向力偶矩以实现自锁。

(2)并且本申请的凸台自锁紧固件可以适用所有规格螺母在所有场合的自锁要求，不破坏螺纹，可以实现螺纹多次可拆连接，锁定力矩可调并自锁可靠。

附图说明

图1为本实用新型其中一个实施例的剖视结构示意图。

图2为本实用新型图1中局部A处的放大示意图。

图3为本实用新型图1所示实施例中螺母的结构示意图。

图4为本实用新型图1所示实施例中垫片的结构示意图。

图5为本实用新型另一个实施例的剖视结构示意图。

图6为本实用新型图5中局部B处的放大示意图。

图中：螺栓100、螺母200、第一凸台210、第一挤压部2101、第一过渡区2102、螺纹孔220、第一通孔230、垫片300、第二凸台310、第二挤压部3101、第二过渡区3102、第二通孔320、填充块400。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的其中一个优选实施例，如图1至图6所示，一种凸台自锁紧固件，包括螺栓100、螺母200和垫片300。垫片300可以套接安装于螺栓100上，且垫片300的安装位置位于螺栓100和螺母200之间。垫片300和螺母200相对的端面可以通过凸台结构进行过盈挤压配合；从而在螺母200和螺栓100进行旋紧的过程中，螺母200可以和垫片300共同进行旋转运动直至螺母200和螺栓100旋紧；此过程中，螺母200可以通过凸台结构产生的沿径向的合力矩进行自锁，以保证螺母200在和螺栓100并紧后不发生松脱。

可以理解的是，在进行螺母200和螺栓100的并紧过程中，需要先将垫片300套入螺栓100上，然后再将螺母200和螺栓100进行旋合。在螺母200进行旋合的过程中，需要先将垫片300和螺母200进行贴合对齐，然后通过扳手等工具驱动垫片300和螺母200共同进行旋转，以避免螺母200的单独旋转受垫片300的干涉。由于垫片300和螺母200之间通过凸台结构进行过盈配合，从而在垫片300随螺母200轴向移动至相抵于螺栓100的头部后，垫片300只进行圆周转动，进而螺母200可以相对于垫片300进行轴向运动直至并紧，此过程中，螺母200和垫片300始终保持过盈配合，以保证螺母200能够产生径向的自锁力偶矩进行自锁。

本实施例中，凸台结构的具体结构有多种，包括但不限于下述的两种。

结构一：如图1至图4所示，凸台结构包括分别设置于螺母200以及垫片300相对端面的第一凸台210和第二凸台310；第一凸台210和第二凸台310沿轴向的投影分别位于相对的两侧，且第一凸台210和第二凸台310相对的侧边进行过盈配合。

具体的，凸台结构的过盈量为n；第一凸台210和第二凸台310相对的侧边分别至螺母200以及垫片300的轴线距离为X₁和X₂；其中，X1≥0，X2≥0，且X1+X2＝n。

可以理解的是，X₁和X₂的具体取值可以根据实际需要进行选择。例如X₁的取值为n，X₂的取值为0；即第一凸台210向第二凸台310方向延伸的侧边超出螺母200对应的轴线的距离为n，而第二凸台310向第一凸台210方向延伸的侧边和垫片300对应的轴线重合。还例如图2至图3所示，X₁＝X₂＝n/2；即第一凸台210向第二凸台310方向延伸的侧边超出螺母200对应的轴线的距离为n/2，第二凸台310向第一凸台210方向延伸的侧边超出垫片300对应的轴线的距离也为n/2。

本实施例中，如图2至图4所示，第一凸台210和第二凸台310相对的侧边分别设置有第一挤压部2101和第二挤压部3101；第一挤压部2101和第一凸台210的端面通过第一过渡区2102进行过渡，第二挤压部3101和第二凸台310的端面通过第二过渡区3102进行过渡。

可以理解的是，第一凸块210和第二凸块310之间可以分别通过第一挤压部2101以及第二挤压部3101进行过盈配合。而在螺母200和垫片300共同沿螺栓100进行旋转至垫片300和螺栓100的头部进行相抵时，为了保证后续过程中螺母200可以相对于垫片300进行轴向运动，可以分别通过第一过渡区2102和第二过渡区3102的导向配合来保证第一挤压部2101和第二挤压部3101进行后续的过盈配合。

具体的，第一过渡区2102位于第一凸台210端面的一端和第二过渡区3102位于第二凸台310端面的一端进行间隙配合，以保证第一凸台210和第二凸台310之间可以通过第一过渡区2102和第二过渡区3102导向配合来实现后续的过盈挤压。

可以理解的是，如图2至图4所示，第一过渡区2102和第二过渡区3102的常见结构有弧形面或倾斜面。

结构二：如图5和图6所示，凸台结构包括分别设置于螺母200以及垫片300相对端面的第一凸台210和第二凸台310，还包括填充块400。第一凸台210和第二凸台310沿轴向的投影分别位于相对的两侧，且第一凸台210和第二凸台310相对的侧边进行间隙配合；当螺母200和螺栓100进行并紧时，第一凸台210和第二凸台310相对的侧边之间可以通过填充块400进行过盈配合。

可以理解的是，对于上述的结构一，在本申请的凸台自锁紧固件应用于不同的环境时，需要更换带有不同规格第一凸台210和第二凸台310的螺母以及垫片300。对于上述的结构二，在本申请的凸台自锁紧固件应用于不同的环境时，只需更换不同规格的填充块400即可，从而可以方便进行使用，同时可以降低生产成本以及螺母200和垫片300的加工精度。

具体的，凸台结构的过盈量为n，设填充块400的宽度为L；第一凸台210和第二凸台310相对的侧边分别至螺母200以及垫片300的轴线距离为X₃和X₄；其中，X₃≥0，X₄≥0，且L-(X₃+X₄)＝n。

可以理解的是，第一凸台210和第二凸台310相对的侧边分别和螺母200以及垫片300相对应的轴线之间存在间隙。X₃和X₄的具体取值可以根据实际需要进行选择。例如X₃的取值为L-n，X₄的取值为0；即第一凸台210向第二凸台310方向延伸的侧边和螺母200对应的轴线之间存在值为L-n的间隙，而第二凸台310向第一凸台210方向延伸的侧边和垫片300对应的轴线重合。还例如图6所示，X₃＝X₄＝(L-n)/2；即第一凸台210向第二凸台310方向延伸的侧边和螺母200对应的轴线之间存在值为(L-n)/2的间隙，第二凸台310向第一凸台210方向延伸的侧边和垫片300对应的轴线之间存在值为(L-n)/2的间隙。

本实施例中，如图6所示，填充块400的结构形状有多种，常见的有键状或柱状。

本实施例中，设螺母200和螺栓100的螺纹游隙为ε，同时设第一凸台210和第二凸台310相对的侧边的加工总误差为σ。则n的取值至少需要满足n＞(ε+σ)。

可以理解的是，为了保证垫片300对螺母200的自锁，第一凸台210和第二凸台220之间需要进行过盈配合。而在螺母200和螺栓100进行螺纹配合时，螺母200和螺栓100之间会产生螺纹游隙ε；同时第一凸台210和第二凸台310的加工也会存在误差σ。所以，第一凸台210和第二凸台310之间的过盈量n在补偿了螺母200和螺栓100的螺纹游隙ε以及第一凸台210和第二凸台310的加工总误差σ后，还需要留有足够的盈余量m，m＝n-ε-σ。

由于上述盈余量m的存在，在螺母200和螺栓100旋紧后，盈余量m可以通过第一凸台210和第二凸台310的拉伸形变以及螺母200和螺栓100的变形量来进行补偿。由此，螺母200、螺栓100以及垫片300之间会产生巨大的正压力。从而根据本申请的凸台自锁紧固件在不同使用环境所需的自锁力的不同，可以通过调节盈余量m的值来改变自锁力的值。

本申请的其中一个实施例，如图1、图3和图5所示，垫片300的中心设置有第二通孔320，第二通孔320的直径为D，螺栓100的螺纹大径为d；则D-d≤0.4mm。

可以理解的是，为了避免或降低垫片300在随螺母200同步旋转的过程中对螺栓100的螺纹造成损失，可以将垫片300中心的第二通孔320的尺寸设置的大于螺栓100的螺纹大径。若第二通孔320的直径尺寸D过大，容易导致螺母200和螺栓100并紧后，垫片300和螺母200的偏离距离过大，进而造成凸台结构的过盈量不足。所以，垫片300中心的第二通孔320的尺寸不宜过大。一般来说，垫片300中心的第二通孔310的直径不宜超过螺栓100螺纹大径0.4mm。

还可以理解的是，第一凸台210和第二凸台310之间的过盈量还需要对垫片300和螺栓100之间的间隙进行补偿。即n＞(ε+σ)+(D-d)/2，m＝n-ε-σ-(D-d)/2。

本实施例中，如图2和图6所示，螺母200靠近垫片300的一端中心设置有第一通孔230，第一通孔230和第二通孔320尺寸相同，且第一通孔230和螺母200的螺纹孔220轴线对齐。

可以理解的是，在进行螺母200的内螺纹的加工时，一般需要保证螺纹的完整性，故而螺母200的螺纹孔220的长度需要小于螺母200的长度，即螺纹孔220和第一凸台210之间通过设置第一通孔230进行间隔设置，且为了保证螺母200的下端能够顺利和螺栓100进行配合，可以将第一通孔230的尺寸设置的大于螺栓100的螺纹大径。为了方便加工，优选的将第一通孔220的尺寸设置的和第二通孔320的尺寸相同。

为了方便进行理解，以上述的结构一为例，可以对本申请的凸台自锁紧固件进行受力分析，

当螺母200通过垫片300和螺栓100进行并紧时，由于凸台结构的过盈配合，使得螺母200和垫片300之间于第一凸台210和第二凸台310相接触的位置产生沿径向的挤压力，第一凸台210和第二凸台310所产生的挤压力等大反向。

两个挤压力分别驱使螺母200和垫片300沿径向进行反向运动直至和螺栓100紧密相抵，从而螺母200和垫片300可以分别对螺栓100施加反向等大的正压力，通过螺母200和垫片300产生的径向正压力可以增大螺母200和螺栓100之间的螺纹摩擦力，从而在螺栓100的使用过程中由于振动等因素产生让螺母200松动的力矩时，螺母200可以产生向着松动方向的运动的趋势，此时正压力所产生的摩擦力矩正好可以和螺母200的松动力矩反向，进而可以阻碍螺母200发生松动以实现对螺母200的自锁。

同时，由于挤压力所产生的位置位于螺母200的端部，使得螺母200可以在螺栓100的轴向平面内产生使螺母200进行倾覆的力矩，以进一步的提高螺母200的自锁效果。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种凸台自锁紧固件，其特征在于，包括：螺栓、螺母和垫片；所述垫片适于套接于所述螺栓且位于所述螺栓和所述螺母之间；所述垫片和所述螺母相对的端面适于通过凸台结构进行过盈挤压配合；当所述螺母和所述螺栓进行旋紧时，所述螺母适于和所述垫片共同进行旋转直至旋紧，此过程中，所述螺母适于通过所述凸台结构产生的沿径向的合力矩进行自锁。

2.如权利要求1所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述凸台结构包括分别设置于所述螺母以及所述垫片相对端面的第一凸台和第二凸台；所述第一凸台和所述第二凸台沿轴向的投影分别位于相对的两侧，且所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧部进行过盈配合。

3.如权利要求2所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述凸台结构的过盈量为n；所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边分别至所述螺母以及所述垫片的轴线距离为X₁和X₂；其中，X₁≥0，X₂≥0，且X₁+X₂＝n。

4.如权利要求3所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边分别设置有第一挤压部和第二挤压部；所述第一挤压部和所述第一凸台的端面通过第一过渡区进行过渡，所述第二挤压部和所述第二凸台的端面通过第二过渡区进行过渡；所述第一过渡区和所述第二过渡区为弧形面或倾斜面。

5.如权利要求1所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述凸台结构包括分别设置于所述螺母以及所述垫片相对端面的第一凸台和第二凸台，还包括填充块；所述第一凸台和所述第二凸台沿轴向的投影分别位于相对的两侧，且所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边进行间隙配合；当所述螺母和所述螺栓进行并紧时，所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边之间适于通过所述填充块进行过盈配合。

6.如权利要求5所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述凸台结构的过盈量为n，设所述填充块的宽度为L；所述第一凸台和所述第二凸台相对的侧边分别至所述螺母以及所述垫片的轴线距离为X₃和X₄；其中，X₃≥0，X₄≥0，且L-(X₃+X₄)＝n。

7.如权利要求5所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述填充块呈键状或柱状。

8.如权利要求2或6所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述垫片的中心设置有第二通孔，所述第二通孔的直径为D，所述螺栓的螺纹大径为d；则D-d≤0.4mm。

9.如权利要求8所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述螺母和所述螺栓的螺纹游隙为ε，所述第一凸台和所述第二凸台的加工总误差为σ；则n＞(ε+σ)+(D-d)/2。

10.如权利要求8所述的凸台自锁紧固件，其特征在于：所述螺母靠近所述垫片的一端中心设置有第一通孔，所述第一通孔和所述第二通孔尺寸相同，且所述第一通孔和所述螺母的螺纹孔轴线对齐。

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