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CN106286566B - 一种双叠自锁垫圈 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双叠自锁垫圈，包括两个相互啮合的子垫圈，所述子垫圈的一面设置有以圆心为中点的楔形大齿，在另一面设置以圆心为中点的放射状弧形齿，每个所述弧形齿由所述子垫圈的内环边至外环边为弧形过度，两个所述子垫圈通过楔形大齿端面相互啮合。本发明的双叠自锁垫圈具有咬合稳定性好，适用范围广，锁紧能力强的优点，适用于国内外轨道交通、石油石化、电力、军工、机电、船舶、航空航天等领域。

Description

一种双叠自锁垫圈
技术领域
本发明涉及一种紧固部件，特别是涉及一种能够在对多种材质进行紧固时提高咬合力的双叠自锁垫圈。
背景技术
现有技术中的双叠自锁垫圈一般是由两个相互啮合的子垫圈组成，两个子垫圈相互接触的一面为分布密度较小的楔形大齿端面，两个子垫圈朝外的一面分别为分布密度较大的小齿端面，小齿端面一般都是放射状的直齿结构。
安装时，一般由螺栓、螺母及双叠自锁垫圈组成螺纹副型紧固件将工件连接在一起，螺栓头穿过双叠自锁垫圈后放入带有通孔或螺纹孔的待连接件中，另一侧用螺母旋紧。此时双叠自锁垫圈的上小齿端面与螺栓头接触，下小齿端面与待连接件表面接触。当螺栓头被旋紧或螺栓和螺母旋紧时，两端的小齿端面分别被压进与小齿端面接触的螺栓头和连接件表面，大齿端面保持紧密啮合状态。当螺栓头在强烈振动的环境中逐渐松动，或者螺栓螺母之间产生松动趋势时，此时双叠自锁垫圈的小齿端面分别与各自接触面咬合，咬合后的子垫圈会随着螺栓头或螺母松开的方向发生位移，从而带动双叠自锁垫圈内侧的大齿端面齿牙相对挫动抬升，引起的抬升张力在螺栓连接处可产生较高的抵抗力以消除振动力，从而达到优良的防松效果。
虽然直齿形双叠自锁垫圈相较于其他防松垫圈防松效果明显，但其适应面较窄，一般在铝合金表面表现优异，但是在其他材质表面防松效果表现不稳定，例如45#钢表面防松效果仍不理想，其小齿端面易与工件接触表面间发生滑移。
发明内容
本发明的目的是要提供一种能够在对多种材质进行紧固时提高咬合力的双叠自锁垫圈。
特别地，本发明提供一种双叠自锁垫圈，包括两个相互啮合的子垫圈，所述子垫圈的一面设置有以圆心为中点的楔形大齿，在另一面设置以圆心为中点的放射状弧形齿，每个所述弧形齿由所述子垫圈的内环边至外环边为弧形过度，两个所述子垫圈通过楔形大齿端面相互啮合。
进一步地，所述弧形齿的径向截面为：由垂直于所述子垫圈的垂直边和连接所述垂直边顶端与子垫圈的弧形边构成的弧形尖角。
进一步地，所述弧形齿的齿深为0.3～0.35毫米，齿宽为0.3～0.5毫米，所述弧形齿在所述子垫圈的表面均匀分布。
进一步地，所述子垫圈的规格小于M8时，所述弧形齿为单圆弧，所述子垫圈的规格在M8～M60之间时，所述弧形齿为平滑连接的双圆弧，所述子垫圈的规格大于M60时，所述弧形齿为平滑连接的三圆弧。
进一步地，所述子垫圈上的所述弧形齿为双弧形，且两个弧形之间为弧形过渡。
进一步地，所述双弧形中每一个弧形的圆心均落在相邻等分角度所在的半径上，所述双弧形中外圆弧的一端位于所述子垫圈的外径上，内圆弧的一端位于所述子垫圈的内径上，两者的另一端分别落在所述子垫圈内外径等分半径处。
进一步地，确定所述子垫圈上的弧形齿数量Z后，所述相邻等分角度α＝2π/Z。
进一步地，所述子垫圈的表面镀有锌铬涂层。
进一步地，所述子垫圈两端面的楔形齿和弧形齿为冲压形成。
进一步地，两个所述子垫圈通过涂在楔形大齿端面上的胶粘合在一起。
本发明的双叠自锁垫圈具有咬合稳定性好，适用范围广，锁紧能力强的优点，适用于国内外轨道交通、石油石化、电力、军工、机电、船舶、航空航天等领域。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的双叠自锁垫圈的小齿端正面视图；
图2是根据本发明一个实施例中弧形齿的截面示意图；
图3是根据本发明一个实施例的弧形齿采用双弧形的结构示意图；
图4是图3所示双弧形的放大示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一个实施例的双叠自锁垫圈100一般性地包括两个相互啮合的子垫圈10，两个子垫圈10的一面分别设置有以圆心为中点的楔形大齿，在另一面分别设置有以圆心为中点的放射状弧形齿12，每个弧形齿12由子垫圈10的内环边14至外环边13为弧形过渡，使用时，两个子垫圈10通过楔形大齿端面相互啮合，啮合后的两个子垫圈10通过涂在大齿面上的胶粘合在一起。
本实施例中，子垫圈10与工件表面接触的小齿端面11由现有的放射状直齿齿形结构优化为弧齿形，大大增加了与工件表面咬合接触的面积，同时弧形齿12的几何结构咬紧工件时，弧形齿12可将原来直齿承受的法向力分解为弧形面的径向力和沿弧形结构分散的切向力，提高了法向承受能力，增强了小齿端面11咬合防松能力。本实施例的双叠自锁垫圈100具有咬合稳定性好，适用范围广，锁紧能力强的优点，适用于国内外轨道交通、石油石化、电力、军工、机电、船舶、航空航天等领域。
如图2所示，在本发明的一个实施例中，具体的弧形齿12的径向截面可以是：由垂直于子垫圈10的垂直边123和连接垂直边顶端与子垫圈10的弧形边124构成的弧形尖角。子垫圈10上各弧形齿12的弧形方向相同，当弧形齿12与工件表面接触时，以其弧形边124为接触面，同时尖角能够在压力下形成一个插入工件表面的挤压力，受力越大其尖角与工件表面的咬合越紧。为提高合金钢子垫圈10表面的硬度，可以在子垫圈10的表面镀锌铬涂层(达克罗处理)。
具体的弧形齿12的齿深可以为0.3～0.35毫米，齿宽可以为0.3～0.5毫米，弧形齿12在子垫圈10的表面均匀分布。随着子垫圈10的尺寸增大，上述参数逐渐变大。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该弧形齿12可以由多个连续的圆弧构成，具体的圆弧个数可以根据子垫圈10的尺寸确定。如：在规格M8以下的子垫圈10中，可以采用单圆弧；在规格M8～M60的子垫圈10上可以采用连续的双圆弧；在规格M60以上的子垫圈10中可以采用连续的三圆弧。采用多个圆弧的结构，能够更好的分布弧形齿12，具体弧形齿12的数量可以由加工工艺的最大能力决定。本实施例中，子垫圈10两端面的楔形齿和弧形齿可以采用冲压方式制作。
如图3所示，进一步地，在本发明的一个实施例中，该弧形齿12上的圆弧数量优选为两个，且两个弧形的弧长相同，连接点为弧形过渡。
如图4所示，在本发明的一个进一步实施例中，采用双弧形的弧形齿12中，双弧形中每一个弧形的圆心均落在相邻等分角度20所在的半径r上，其中，双弧形中外圆弧121的一端位于子垫圈10的外径13上，内圆弧122的一端位于子垫圈10的内径14上，两者的另一端分别落在子垫圈10内外径等分半径处。具体地，外圆弧121的外端位于外径A处，内端位于内外径等分半径C处，内圆弧122的外端位于内径B处，内端位于内外径等分半径C处，内圆弧122和外圆弧121采用弧形过度连接。而两者的圆心都位于相邻等分角度a的半径r的r1点和r2点上。在已知加工齿数Z时，该相邻等分角度α＝2π/Z。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种双叠自锁垫圈，其特征在于，包括两个相互啮合的子垫圈，所述子垫圈的一面设置有以圆心为中点的楔形大齿，在另一面设置以圆心为中点的放射状弧形齿，每个所述弧形齿由所述子垫圈的内环边至外环边为弧形过度，两个所述子垫圈通过楔形大齿端面相互啮合;
所述弧形齿的径向截面为：由垂直于所述子垫圈的垂直边和连接所述垂直边顶端与子垫圈的弧形边构成的弧形尖角; 子垫圈上各弧形齿的弧形方向相同，当弧形齿与工件表面接触时，以其弧形边为接触面，同时尖角能够在压力下形成一个插入工件表面的挤压力，受力越大其尖角与工件表面的咬合越紧;
所述子垫圈上的所述弧形齿为双弧形，且两个弧形之间为弧形过渡;
所述双弧形中每一个弧形的圆心均落在相邻等分角度所在的半径上，所述双弧形中外圆弧的一端位于所述子垫圈的外径上，内圆弧的一端位于所述子垫圈的内径上，两者的另一端分别落在所述子垫圈内外径等分半径处。
2.根据权利要求1所述的双叠自锁垫圈，其特征在于，
所述弧形齿的齿深为0.3~0.35毫米，齿宽为0.3~0.5毫米，所述弧形齿在所述子垫圈的表面均匀分布。
3.根据权利要求1所述的双叠自锁垫圈，其特征在于，
所述子垫圈的规格小于M8时，所述弧形齿为单圆弧，所述子垫圈的规格在M8~M60之间时，所述弧形齿为平滑连接的双圆弧，所述子垫圈的规格大于M60时，所述弧形齿为平滑连接的三圆弧。
4.根据权利要求3所述的双叠自锁垫圈，其特征在于，
确定所述子垫圈上的弧形齿数量Z后，所述相邻等分角度α=2π/Z。
5.根据权利要求1-4任一项所述的双叠自锁垫圈，其特征在于，
所述子垫圈的表面镀有锌铬涂层。
6.根据权利要求5所述的双叠自锁垫圈，其特征在于，
所述子垫圈两端面的楔形齿和弧形齿为冲压形成。
7.根据权利要求1所述的双叠自锁垫圈，其特征在于，
两个所述子垫圈通过涂在楔形大齿端面上的胶粘合在一起。
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