TW201305454A - 複合耐磨型螺栓 - Google Patents

Abstract

一種複合耐磨型螺栓，係適用於緊固連接水力機組之相關過流部件，螺栓主要由一螺栓頭、一螺栓桿及一扭矩件所構成；螺栓頭頂端結合一耐磨金屬層；螺栓桿係由螺栓頭底端朝下延伸，其外周緣設有螺紋部；扭矩件包括一扭矩頭，一由扭矩頭底端朝下延伸之扭矩桿，而扭矩桿底端連接於螺栓頭之耐磨金屬層上；藉由扳手工具夾持轉動螺栓鎖接水力機組之過流部件，進而施力扭斷扭矩桿，使螺栓之耐磨金屬層與水力機組之過流部件表面形成全面性同一耐磨防護面，更能夠承受含泥砂水流的沖刷，以降低過流部件之磨損更換頻率，進而節省生產與維修成本，提高經濟效益。

Description

複合耐磨型螺栓

本發明有關於一種螺栓，尤指一種適用於連接水力機組相關過流部件之複合耐磨型螺栓。

目前的螺栓主要用於連接不同構造之工件，而被廣泛使用。螺栓主要包括有螺栓桿和螺栓頭，螺栓桿上設有螺紋，螺栓頭的頂部設有“十字形”或“一字形”等凹槽，以具有相應尖端形狀的螺絲起子插入於相應凹槽，可對螺栓施加旋轉轉矩，以鎖緊連接不同工件。

對於緊固在工件上的螺栓而言，由於螺栓頭上設有凹槽，可容易地將其鎖緊或鬆開。但是，在作為水輪機組或水力機組上的過流部件使用時，由於水流的沖刷作用，螺栓頭的凹槽無疑會形成氣蝕現象，以致螺栓頭容易損壞，降低了水力機組過流部件表面的使用壽命，導致運轉效率降低、洩漏量增加的結果，直接影響發電與供電的經濟性、安全性及穩定性，除了遭受營收減少及支出增加的雙重損失，也是對天然資源的一種浪費。

本發明之主要目的暨使用功效在於，提供一種複合耐磨型螺栓，以緊固連接水力機組之過流部件，並且螺栓頭頂端之耐磨金屬層無凹槽，具有耐磨損與抗氣蝕等功效。

為達上揭目的，本發明複合耐磨型螺栓包含有：一螺栓頭，其頂端結合一耐磨金屬層；一螺栓桿，係由螺栓頭底端朝下延伸，其外周緣設有螺紋部；一扭矩件，包括一扭矩頭，一由扭矩頭底端朝下延伸之扭矩桿，以扭矩桿底端連接於螺栓頭之耐磨金屬層上。

本發明複合耐磨型螺栓實際使用時，藉由扳手工具夾持螺栓之扭矩件進行轉動，以緊固鎖接水力機組之過流部件，並且繼續施力扭緊螺栓，直至將扭矩桿扭斷，藉由對扭矩桿之扭斷力設計，以保證螺栓達到設定的鎖緊力，然後將螺栓頭之耐磨金屬層凸出於過流部件表面的部份磨平，以形成相同水平之研磨面。本發明螺栓的有益效果是：螺栓頭頂端之耐磨金屬層無凹槽，即不產生磨損性氣蝕源，以增進螺栓頭與耐磨金屬層的耐磨損性能，有效延長螺栓使用壽命，使螺栓之耐磨金屬層與水力機組之過流部件表面形成全面性同一耐磨防護面，更能夠承受含泥砂水流的沖刷，以降低過流部件之磨損更換頻率，進而節省生產與維修成本，提高經濟效益。

於較佳實施例中，耐磨金屬層之硬度大於螺栓頭、螺栓桿、扭矩件。又，耐磨金屬層之硬度為HRc40以上。進一步，耐磨金屬層設為自熔合金層，其熔點低於螺栓頭、螺栓桿、扭矩件，且耐磨金屬層之厚度設為0.5～4mm，以具備更耐磨損與抗氣蝕等功效。

於較佳實施例中，扭矩件之扭矩桿直徑由上朝下縮小，以其底端作為應力集中部。進一步，扭矩件之扭矩桿底端設有往外延伸之一扭矩層，以連接於螺栓頭之耐磨金屬層上，使扭矩桿之扭斷位置接近於螺栓頭之耐磨金屬層，以減少後續研磨時的工作量。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉出可行實施例，並且配合圖式說明如下：

首先，請參閱第一及二圖，本發明複合耐磨型螺栓係由一螺栓頭1、一螺栓桿2、一耐磨金屬層3及一扭矩件4所組成，螺栓頭1、螺栓桿2與扭矩件4可採用碳鋼或不銹鋼等金屬材質製成，而耐磨金屬層3則設為自熔性合金層，其可含有鎳、鈷、硼、矽、鉻等成分。

於第一、二及三圖所示之較佳實施例中，本發明複合耐磨型螺栓主要用於緊固連接水力機組6(或水輪機組)之相關本體61及其過流部件62。如圖中所示，螺栓頭1頂端結合耐磨金屬層3；螺栓桿2係由螺栓頭1底端朝下延伸，其外周緣設有螺紋部21；扭矩件4係包括一扭矩頭41，一由扭矩頭41底端朝下延伸之扭矩桿42，以扭矩桿42底端連接於螺栓頭1之耐磨金屬層2上，而形成雙合金螺栓結構。

繼續說明本發明複合耐磨型螺栓之結構設計，如第一、二及三圖所示，螺栓主要將耐磨金屬層3設為自熔合金層，使其熔點低於螺栓頭1、螺栓桿2、扭矩件4，而耐磨金屬層3之厚度則設為0.5～4mm，並且耐磨金屬層3之硬度大於螺栓頭1、螺栓桿2、扭矩件4，使耐磨金屬層3之硬度為HRc40以上，已具備更耐磨損與抗氣蝕等功效。

請參閱第三、四及五圖，本發明複合耐磨型螺栓實際使用時，藉由扳手工具夾持螺栓之扭矩件4進行轉動，以緊固鎖接水力機組6之本體61相對螺孔63與過流部件62之通孔64，並且繼續施力扭緊螺栓，直至將扭矩桿42扭斷，藉由對扭矩桿42之扭斷力的設計，以保證螺栓達到設定的鎖緊力，然後將螺栓頭1之耐磨金屬層3凸出於過流部件62表面的部份磨平，以形成相同水平之研磨面31。本發明螺栓的特點在於：螺栓頭1頂端之耐磨金屬層3無凹槽，即不產生磨損性氣蝕源，以增進螺栓頭1與耐磨金屬層3的耐磨損性能，有效延長螺栓使用壽命，並且螺栓之耐磨金屬層3與水力機組6之過流部件62表面之耐磨金屬層65形成全面性同一耐磨防護面，更能夠承受含泥砂水流的沖刷，以降低過流部件62之磨損更換頻率，進而節省生產與維修成本，提高經濟效益。

於第三、四及五圖所示之較佳實施例中，扭矩件4之扭矩頭41可設為圓狀，而扭矩桿42則設有可受力扭斷之一應力集中部43，並且扭矩件4之扭矩桿42直徑可由上朝下縮小，而以其底端作為應力集中部43，以減少扭斷處的後續研磨工作量。如圖中所示，扭矩件4之扭矩桿42底端可設有往外延伸之一扭矩層44，以確實連接於螺栓頭1之耐磨金屬層3上。

請參閱第六至十圖所示之另一較佳實施例，此種扭矩件5主要將扭矩桿52底端之應力集中部53連接於螺栓頭1之耐磨金屬層3上，並且扭矩頭51亦可設為六角狀。

綜上所述，本發明複合耐磨型螺栓能夠緊固連接水力機組6之本體61與過流部件62，並且螺栓頭1頂端之耐磨金屬層3無凹槽，具有耐磨損與抗氣蝕等功效，爰依法提出發明專利申請。

以上所舉實施例僅用為方便說明本發明，而並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士所可作之各種簡易變化與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

1．．．螺栓頭

2．．．螺栓桿

21．．．螺紋部

3．．．耐磨金屬層

31．．．研磨面

4．．．扭矩件

41．．．扭矩頭

42．．．扭矩桿

43．．．應力集中部

44．．．扭矩層

5．．．扭矩件

51．．．扭矩頭

52．．．扭矩桿

53．．．應力集中部

6．．．水力機組

61．．．本體

62．．．過流部件

63．．．螺孔

64．．．通孔

65．．．耐磨金屬層

第一圖係本發明較佳實施例複合耐磨型螺栓之立體圖；

第二圖係第一圖複合耐磨型螺栓之正視圖；

第三圖係第二圖複合耐磨型螺栓之使用狀態圖；

第四圖係接續第三圖複合耐磨型螺栓扭斷扭矩件之動作圖；

第五圖係接續第四圖螺栓頭頂端耐磨金屬層之磨平狀態圖；

第六圖係本發明另一較佳實施例複合耐磨型螺栓之立體圖；

第七圖係第六圖複合耐磨型螺栓之正視圖；

第八圖係第七圖複合耐磨型螺栓之使用狀態圖；

第九圖係接續第八圖複合耐磨型螺栓扭斷扭矩件之動作圖；

第十圖係接續第九圖螺栓頭頂端耐磨金屬層之磨平狀態圖。

1．．．螺栓頭

2．．．螺栓桿

21．．．螺紋部

3．．．耐磨金屬層

4．．．扭矩件

41．．．扭矩頭

42．．．扭矩桿

43．．．應力集中部

44．．．扭矩層

Claims (8)

1. 一種複合耐磨型螺栓，包含有：一螺栓頭，其頂端結合一耐磨金屬層；一螺栓桿，係由螺栓頭底端朝下延伸，其外周緣設有螺紋部；一扭矩件，包括一扭矩頭，一由扭矩頭底端朝下延伸之扭矩桿，以扭矩桿底端連接於螺栓頭之耐磨金屬層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述複合耐磨型螺栓，其中該耐磨金屬層之硬度大於螺栓頭、螺栓桿、扭矩件。
3. 如申請專利範圍第1項所述複合耐磨型螺栓，其中該耐磨金屬層之硬度為HRc40以上。
4. 如申請專利範圍第1或2或3項所述複合耐磨型螺栓，其中該耐磨金屬層設為自熔合金層，其熔點低於螺栓頭、螺栓桿、扭矩件。
5. 如申請專利範圍第4項所述複合耐磨型螺栓，其中該耐磨金屬層之厚度設為0.5～4mm。
6. 如申請專利範圍第1項所述複合耐磨型螺栓，其中該扭矩件之扭矩桿設有可受力扭斷之一應力集中部。
7. 如申請專利範圍第6項所述複合耐磨型螺栓，其中該扭矩件之扭矩桿直徑由上朝下縮小，以其底端作為應力集中部。
8. 如申請專利範圍第7項所述複合耐磨型螺栓，其中該扭矩件之扭矩桿底端設有往外延伸之一扭矩層，以連接於螺栓頭之耐磨金屬層上。