CN1119535C - 具有螺栓和定力矩螺母的螺纹固定件 - Google Patents

Abstract

一种螺纹紧固组件(32)，其包括螺母(10)和螺栓(30)，该螺母(10)包括环形节段(14)和螺母节段(12)，该螺母节段(12)具有主体部(16)和颈部(18)，该颈部(18)用于移动到环形节段(14)中，并且沿径向向内移动，从而该颈部(18)中的螺纹移动而与螺栓(30)中的匹配螺纹压力配合，从而形成定力矩结构，该结构阻止螺母部件(10)相对螺栓(30)产生松动。

Description

具有螺栓和定力矩螺母的螺纹固定件

本发明涉及具有螺纹固定件的紧固件，该固定件具有定力矩特征。

在航天航空和工业建筑的许多应用场合采用螺纹紧固件。该紧固件包括螺栓和具有匹配螺纹状的螺母部件。在承受振动或反复荷载变动的应用场合，人们已知道，上述螺纹紧固件会失去其定力矩，并产生松动。为了阻止该作用，人们对螺纹紧固件进行了改进，以便提供定力矩特征，从而阻止所连接的工件或物品产生松动和失去夹紧状态。通常，定力矩特征是通过一种带有变形部的匹配螺纹形式来获得的，从而当该变形螺纹部与非变形螺纹之间啮合时，在定力矩的作用下，通过阻止非扭矩(untorqing)，从而阻止因振动而产生松动的螺纹啮合的方式，进一步将上述螺母部件和螺栓固定在一起。

对于标准的非变形螺纹形式，在较低的扭矩值下，该螺母在螺栓上自由移动，直至工件啮合，在工件上作用初始夹紧或预加荷载。之后，主要是因为在荷载作用下，旋转部件中的啮合部分之间的内摩擦的原因，达到所施加扭矩的值的最终夹紧荷载受到阻止。该情况不是具有变形的，扭矩保持不变的螺纹形式的螺纹紧固件的情况。在这里，一旦变形螺纹部与匹配螺纹啮合，则螺母部件不再自由移动，相对所施加的扭矩而固定的工件的夹紧荷载减小。虽然螺纹形状的变形部经常设置于螺母的外或后端，其仍会对螺母在螺栓上的自由移动性能，以及对应于所施加的扭矩的初始预加荷载和最终夹紧荷载值造成限制。另外，上述变形的和非变形螺纹之间的啮合在一定程度上，在夹紧范围内处于夹紧敏感状态，该夹紧范围指出最大夹紧或总厚度至最小夹紧或总厚度的工件的总厚度的变化值，而该工件是通过独特的紧固件固定在一起的。

本发明提供一种独特的螺母部件，其自由移动，并允许对工件实现夹紧直至达到预定的第1扭矩值。对该第1扭矩值进行选择以便提供作用于工件上的所需的初始预加荷载值。在自由移动的步骤中，达到该第1扭矩值之后，径向压力减小，由此摩擦荷载作用于螺母部件和螺栓之间的匹配螺纹上。该扭矩和压力增加，直至达到第2预定扭矩值，在该扭矩值下，完成安装。其结果是，在预定的最终夹紧荷载值下，将工件固定在一起形成固定式连接，在较高压力荷载下，固定在一起的、安装好的紧固件中的螺母和螺栓中的匹配螺纹产生较高的定力矩，该扭矩阻止脱开，因而阻止因振动或其它反复荷载而造成的松动。

在本发明的优选实施例中，螺母部件为单件结构，其中初始预加荷载由易断部确定，在达到第1扭矩值时，在该易断部断裂之后，产生压力荷载。

对于航天航空的应用场合，本发明的螺母部件具有自由移动性，该应用场合包括采用由复合材料形成的工件。

本发明的独特的螺母部件可通过各种螺纹形状实现，该螺纹形状包括现有螺栓上的基本上标准螺纹形状。

本发明的独特螺母部件的自由移动性能在相应的紧固件的夹紧范围，基本上是均匀实现的。

对于多种航天航空和非航天航空应用场合，最好具有上述独特的螺母部件的自由移动性能和所造成的定力矩特征。

于是，本发明的目的在于提供一种独特的螺纹紧固件，其具有定力矩特性。

本发明的另一目的在于提供一种独特的螺纹紧固件，其包括自由移动的螺母，该螺母用于在于匹配螺纹之间没有过盈或高摩擦荷载的情况下，形成预定初始预加荷载，另外用于在达到该初始预加荷载之后提供定力矩特征。

另外，重要的是，用于航天航空应用场合的、带有或不带有扭矩主特征的紧固件在最终安装时，具有轻质结构和最小尺寸。

因此，本发明的再一个目的在于提供一种独特的螺纹紧固件，其包括自由移动的螺母，该螺母在安装时也具有定力矩特征，并且具有轻质结构。

结合附图，根据下面的描述和后面所附的权利要求，容易得出本发明的其它目的、特征和优点。

图1为具有本发明特征的螺母部件的一种形式的立面剖视图；

图1A为划圈部1A中的，图1中的螺母部件的局部放大剖视图；

图2为基本沿箭头2-2方向的图1中的螺母部件的端视图；

图3为立面图，其中螺母部件以剖面示出，该图表示与螺栓和工件安装在一起的图1和2中的螺母部件，该工件是通过紧固件在对工件施加初始荷载之后固定在一起的，而该工件处于最大夹紧状态；

图4为与图3类似的立面图，其表示处于最终安装状态的，由螺母部件和螺栓形成的紧固件，就该紧固件来说，该状态用于使工件处于最大夹紧状态；

图5为与图4类似的立面图，其表示处于最终安装状态的，由螺母部件和螺栓形成的相同的紧固件，就该紧固件来说，该状态用于使工件处于最大夹紧状态；

图6为其外端具有易断裂驱动部的整体式螺母部件的另一种形式的立面剖视图；

图7为基本沿箭头7-7方向的图6中的螺母部件的端视图；

图8为与图2类似的，沿图3中的箭头8-8方向的端视图，其表示图1的整体式螺母部件的改进形式；

图9为与图1A类似的局部放大剖面图，其表示与螺栓安装在一起的图1～4中的螺母部件的改进形式，其中该螺母部件中的颈部带有多个轴向槽口以便使径向柔性增加。

现在参见图1、1A和2，螺母部件10包括螺母节段12和锁定环形节段14。该螺母节段12包括主体部16和颈部18，该颈部18的截面大大缩小。该螺母节段12通过位于颈部18的外端处的易断凸缘20与环形节段14的内端连成一体。在图1、1A和2的实施例中，上述主体部16具有六边形外表面21以便于与公知的或标准结构的套筒工具相啮合，由此可对该螺母部件10施加扭矩(参见图2)。上述环形节段14呈环形结构，其横截面基本上为圆形，该环形结构包括具有预定直径D1的光滑通孔22。

参照图1和1A，该颈部18包括具有相同外径D2基本上沿轴向延伸的平直段24。该外径D2大于锁定环孔22的直径D1。这样便形成用于下述目的的预定过盈。上述平直段24通过圆角R与主体部16连接。锥形段26具有外部锥状面，该锥形段26将平直段24与上述易断凸缘20连接。

上述螺母节段12具有螺纹通孔28，该孔穿过上述主体部16和颈部18。该孔28的内螺纹外径D3小于环形节段14中的孔22的直径D1。于是，带匹配螺纹的插入部件可带间隙地穿过上述锁定环孔22。在主体部16的孔28的部分中，孔28的内螺纹的牙顶具有直径D4，在颈部18中，为了下述目的，该牙顶呈截头锥状直至形成较大的直径D5，以便使其螺纹具有较小的径向深度d1。

上述锥形段26的前端外表面从环形节段14的内面或表面27，沿轴向和径向向内延伸至易断凸缘20处；同时，尖角状的环形表面从内面27，沿径向向内延伸至锥形段26的端部，以便构成环形的尖角延伸槽口29。正如所看到的那样，该槽口29具有这样的夹角，从而当环形节段14中的内面或表面27与主体部16中的相对内表面31之间相啮合时，由圆角R实现最低程度的啮合或不啮合。按照此方式，将避免圆角R处的局部承受压应力。同时，可对上述槽口29的深度进行选择，以便使上述凸缘20在所需扭矩下断裂。应注意到，上述圆角R的大小可根据螺母部件10的材料的强度和弹性而改变。于是，在该螺母部件10由具有所需弹性的高强材料，比如钛合金制成的一些场合，可减小该圆角R的大小，可将该槽口29基本上取消。

现在参照图3和4，图中所示的螺母部件10与螺栓30安装在一起，以便形成紧固组件32，图中所示的紧固组件32处于将工件46和48固定在一起的过程中。上述螺栓30具有长条形螺栓体34，其一端带有扩大的埋头36，其另一端带有螺纹部38。无螺纹部40将螺纹部38与埋头36连接。该螺栓30中的螺栓体34适合分别穿过工件46和48中的对准的孔42和44。该孔44具有埋头部49，该埋头部49用于以啮合方式接纳上述埋头36。上述螺纹部38具有基本相同的螺纹形状，该螺纹用于与螺母节段12中的螺纹孔28中的螺纹啮合。如图3所示，上述螺母部件10在扭矩作用下，以螺合方式固定于螺纹部38上，该扭矩是通过适合的工具(图中未示出)，借助六边形主体部16施加的，从而在预定的初始预加负载或夹紧荷载作用下，将工件46和48夹持在一起。应注意到，在此连接处，锁定环形节段14仍通过易断凸缘20与颈部18连接。

在安装紧固组件32时，可通过适合的工具或通过手动方式，将螺母部件10设置到螺栓30上，以便初步将螺母节段12拧于螺栓体34的螺纹部38上。接着，可采用上述工具再次施加扭矩，从而最终安装好该紧固组件32。借助与工件46中的外表面51相啮合的螺母部件10，通过施加第1预定的扭矩值，便获得所需的初步夹紧荷载或预加荷载。当达到此值时，该螺母部件10基本上在螺栓体34的螺纹部38上自由移动。当该扭矩值增加到第2预定值时，易断凸缘20剪断，颈部18沿轴向移动到锁定环形节段14中的孔22内。当该颈部18沿轴向移动到锁定环孔22中时，驱使锥形段26的前端沿径向向内，与螺栓中的螺纹部38上的匹配螺纹压力啮合。当所施加的上述扭矩值进一步增加时，整个锥形段26和平直段24移动到孔22中，从而与螺栓上的匹配螺纹实现紧密压力啮合。在上述平直段24移动到孔22中之后，可检测最终的预定扭矩值，当达到该值时，停止操作。在本发明的优选实施例中，平直段24完全移动到锁定环孔22中，这样分别将锁定环形节段14和螺母节段12中的相对表面27和31啮合在一起，如图4所示。相对表面27和31相啮合的结构形成下述预备机构，该机构用于目视检查和证实施加了所需的扭矩值，并且达到了作用于工件46和48上的所需最终夹紧荷载值。上述结构还确保所啮合的螺纹之间的锁定是完全的，并且达到最大程度。此外，最好颈部18中的螺纹延伸长度至少有约两个螺距。

上述螺母节段12可由比螺栓30稍软的材料制成。于是，当颈部18沿轴向移动到环孔22中时，对应于压力啮合，颈部18中的螺纹可相对螺栓30的螺纹部38上的匹配螺纹的形状稍稍发生变形。同时，螺栓30的螺纹部38上的匹配螺纹基本上保持不变形。

在航空航天应用领域，常在所连接的工件之间采用密封剂以便形成流体密封接缝。在此场合，可对易断凸缘20的断裂荷载进行选择，使其足够大，以便在凸缘20不断裂的情况下，通过足够大的预加荷载将工件46、48拉靠在一起，从而将位于它们之间的过多的密封剂挤出。在此方面，普通的作法是，首先对工件46、48施加夹紧荷载，该荷载值足够大，从而将该工件46、48拉靠在一起而相啮合，将位于它们之间的密封剂挤出，使该接缝硬化预定时间，之后通过螺母节段12再次对螺母部件10施加扭矩，以便达到最终夹紧荷载。在此场合，该凸缘20可这样形成，以便在第1步骤的过程中，其仍保持有效不断裂。在第2步骤中，在将该接缝放置一定时间而使其变硬之后，再次对螺母节段12施加扭矩。在下述扭矩荷载作用下，该凸缘20断裂，该扭矩荷载大于在第1步骤中所施加的荷载，当再进一步施加更大的扭矩时，上述颈部18完全移动到环孔22中，从而完成安装。显然应知道，可通过密封剂或在不采用该密封剂的情况下，通过一个步骤，而不是通过上述的两个步骤实现上述安装。还应知道，上述凸缘20可这样形成，以便在夹紧的第1步骤的过程中发生断裂，因发生该断裂而挤出的密封剂对操作人员提供指示或信号，从而在此时停止再施加扭矩。该密封剂一般为糊状材料，比如由Courtaulds Aerospace生产的PR1776B2型号的产品，该产品为二氧化锰分散级密封剂。

为了便于在螺母部件10和螺栓30之间施加扭矩，可在螺栓体34的外端开设六边形的或其它非规则形状的孔50，该孔可接纳安装工具上的具有类似形状的杆(图中未示出)。该杆保持固定不旋转，从而仅仅上述安装工具中的六边形套筒部旋转，由此避免螺母部件10和螺栓30在工件孔42、44中同时转动。该转动会使工件孔，比如孔42、44的表面发生不希望的磨损。该工具的具体结构属于本领域的普通技术人员的常识，其并不构成本发明的部分，于是为了简化起见，省略对其的描述。

从图4可知，在此方面，上述螺母节段12中的螺纹孔28内的几乎所有螺纹完全与螺栓30中的螺纹部38上的螺纹啮合。

如上面所述，从颈部18前端向后，至少部分螺纹的牙顶呈截头锥状。在一种形式中，上述颈部18中的牙顶降低到径向深度d1处，该深度d1约为包括主体部16的螺母节段12的剩余部分中的完整螺纹的标准径向深度d2的一半。这样做便实现几个目的。首先，其便于与螺栓30中的螺纹部38实现初始螺纹啮合，同时，防止匹配螺纹相互错扣。其次，该截头锥状螺纹，再加上颈部18中的锥形段26的渐变厚度，有助于促使颈部18沿轴向初始移动到环形节段14中的孔22内，另外在没有过度的摩擦以及螺栓上的匹配螺纹不发生永久变形的情况下，在其径向受压的作用下，产生较高的定力矩。可知道，将径向深度减小或形成截头锥状，从而深度d1约为牙顶的标准径向深度d2的25％～75％，这样就会获得上述的有益结果。在本发明的一种形式中，最好径向深度减小约50％。通过减小牙顶的径向深度，便使颈部18更加柔软，从而便于实现所需要的径向受压，并使紧固件获得较高的定力矩特征。另外，上述的颈部18中的螺纹前端处的牙顶的径向深度减小，以及所形成的更加柔软的结构，便于螺母部件10应用于下述应用场合，在该应用场合工件46的表面51相对螺母部件10的轴线X稍稍倾斜。与此相对，包括主体部16的螺母节段12中的螺纹的剩余部分具有标准螺纹深度d2，该深度d2基本上与螺栓的螺纹部38上的匹配螺纹的径向深度相等。同时，环形节段14这样形成，其具有足够大的径向壁厚，由此阻止该环形节段14沿径向膨胀。在此方面，在一些场合可使颈部18中的平直段24中的靠近内表面31的末端带有至少一个螺距的非截头锥状的螺纹部，其具有完整的径向深度d2(参见图9)。

可看到，在与易断凸缘20的连接处，锥形段26中的径向外表面的起始外径D8稍小于环形节段孔22的直径D1。将上述起始端的直径D8稍稍减小，则对应于轴向荷载的增加，会促使锥形段26初步移动到环孔22中，于是便在达到易断凸缘20的断裂荷载之后，阻止锥形段26压曲。逐步地对锥角A进行选择而使其足够大，从而使锥形段26中的前端与环形孔22实现合适的初始摩擦配合，以便在易断凸缘20初步断开时，阻止夹紧弹回或损失。在一种形式中，上述锥形段26的外表面与中心轴线X形成约8°的夹角A，并且从其前端的较小直径D8处延伸至平直段24的较大直径D2处。在此方面，可知道，锥角A可在约3°～13°之间，最好在约6°～10°之间变化。上述平直段24的延伸长度基本上可为颈部18的长度L2的10～75％左右。这一点在某种程度上取决于螺母部件10的材料和整体尺寸。

还可知道，最好形成带有平直段24的颈部18。在此方面，平直段24与环孔22的平面之间的压力配合比下述场合提供更大更均匀的面之间的摩擦配合的区域，该下述场合指仅仅锥形面，比如锥形段26中的锥形面与环孔22啮合。同时，平直段24中的至少部分螺纹可具有完整的径向深度，或其截去部分少于锥形段26中的相应部分，这样与螺纹部38上的匹配螺纹具有较大的啮合程度(参见图9)。上述表面啮合程度的增加以及压力荷载的增加产生较高的定力矩。另外，保持上述定力矩的压力荷载部分是通过平直的、基本上为非锥状的表面之间的啮合来维持的，由此便有效地阻止因振动而造成的松动，如果唯一的保持力是来自锥状表面的啮合，则会产生上述的松动。在此方面，平直段24和环孔22上轴向平直非锥状表面之间的啮合会提高螺母部件10的下述性能，该性能指在最终安装时，螺母部件10抵抗振动而不相对螺栓30产生松动的性能。但是平直段24的轴向长度L1按照所需的长度保持，从而当安装时其整体移动到孔22中，由此相对的表面27和31相互啮合。

还可知道，使平直段24与环孔22中的基本平直的表面相啮合，这样会使最终夹紧荷载的可预计的值大于仅仅颈部18呈锥状的场合的相应值。上述情况部分是下述事实的结果，该事实指在某种程度上，最终夹紧荷载是由螺栓30和螺母部件10之间的轴向力的值确定的，当平直段24沿轴向移动到环孔22中时，需要达到上述轴向力的值，以便沿径向使环形节段14膨胀。

为了将螺母节段12和螺栓30之间进一步锁定，在螺栓体34中的螺纹部38中可形成轴向缝隙或槽53(参见图3和4)。于是当颈部18，特别是平直段24完全到达环孔22中的最终位置时，其局部发生变形，该变形延伸至槽53处，其结果是，螺栓30和螺母部件10之间的机械锁定力增加。可知道，如果槽53中的各边角为直角，或为螺纹部38中的螺纹的螺旋角的1/4，则使该槽53中的锁定有效性提高。由于即使在没有上述槽53的情况下，定力矩仍保持较高值，这样该轴向锁定槽53的采用是非强制的。

在图1～4的实施例的一种形式中，锁定环孔22的直径D1为0.859cm(0.338英寸)左右，平直段24的直径D2定为0.876cm(0.345英寸)左右。其结果是，平直段24与孔22实现径向啮合，在每个径向侧边，该径向啮合深度为0.0089cm(0.0035英寸)左右。可知道，在每个径向侧边，径向啮合深度在0.0025cm(0.01英寸)～0.013cm(0.005英寸)的范围，这样会使啮合螺纹之间的压力达到所需值，从而获得所需的定力矩值。在此方面，可使孔22带有稍小的锥度，以便于通过冷冲压或冷锻方式制造该环形节段14。由于上述环形节段14的径向壁的厚度基本上保持相同，这样其外表面按照类似方式倾斜。于是，孔22可呈锥状，即其直径从其开口端的较大直径，变化为靠近颈部18的端部处的稍小直径。上述实施例的直径的总差值约为0.015cm(0.006英寸)。从通过平直段24与孔22的啮合的观点以及下述观点来看，颈部18很容易允许该差值，该下述观点为：在最终安装时，颈部18的整个长度范围不延伸到孔22中，参见图4和5。

如上面所述，槽口29呈这样的尖角状，从而由于圆角R的作用，表面27和31可不与或几乎不与表面27啮合。在上述的由7075-T73型号铝制成的螺母部件10的形式中，颈部18的整个长度L2约为0.191cm(0.075英寸)，而延伸到圆角R的起始处的平直段24的长度L1为0.033cm(0.013英寸)左右。

对位于颈部18和主体部16之间的连接处的圆角半径R进行选择，以便使颈部18的抗压环形强度和圆角R处的应力集中系数保持平衡。当颈部18移动到孔22中时，较大的圆角半径R阻止该颈部18径向受压。在此方面，由于当颈部18移入孔22中时，槽口29相对圆角R的至少局部形成间隙，这样该槽口29便起使上述阻力达到最小的作用。圆角半径R过小会特别是在下述场合产生不希望的较高的应力集中值，该下述场合指螺母部件10由具有较低强度的材料，比如铝形成。此外，该较小的圆角半径R会使此处的螺母节段12的抗拉强度降低。在上述的本发明一种形式中，当螺母部件10由7075-T73型号铝制成，平直段24采用上述的直径D2，横跨六边形的平边的直径尺寸D6为1.110cm(0.437英寸)左右时，发现半径R最好为0.076cm(0.030英寸)。槽口29的外表面与内面或表面27之间的角度B定为20°左右。螺母节段12的外表面21的平边沿径向按照直径D6间隔开，该直径D6小于环形节段14的外表面的直径D7。同时，六边形表面21的相对角部基本上沿径向，以稍小于距离D7的距离间隔开。上述几何形状便于制造该螺母部件10。

在上述螺母部件10由7075-T73型号铝形成的上述的本发明的形式中，对于-10直径的尺寸，螺纹形状为5/16-24UNJF-3B。上述螺栓30的螺栓体34上带有相啮合的螺纹形状。

如前面所述，当螺母部件10由具有较高强度的材料形成时，半径R的大小可达到最小，可基本上取消槽口29。于是，对于螺母部件10，其尺寸基本上与铝制部件的尺寸相同，并且其由3Al-2.5V型号钛形成，半径R可达到最小值，即为0.013cm(0.005英寸)。同时，可取消上述槽口，比如槽口29。于是，凸缘22的断裂荷载由独立于任何槽口，比如槽口29的设计因素确定。在航天航空应用场合，螺栓30可由6Al-4V型号钛材料形成，以便形成高强度的紧固组件32。如上面所述，定力矩特征使特别在省略锁定槽53的结构中，匹配螺纹基本上不发生变形或没有永久变形。于是，如果需要，在安装之后，可通过旋拧方式将上述紧固组件32拆开，将其从工件46和48上取下。即使在采用锁定槽53，而初始断裂扭矩稍高的情况下，仍可实现上述的螺纹式拆卸。

最好采用紧固组件32将工件，比如工件46和48在适合的夹紧范围内固定。如前面所述，紧固件，比如紧固组件32的夹持范围指工件，比如工件46和48的最大和最小总厚度之间的差值，而上述紧固件可将上述工件固定在一起。在图3和4中，图中所示的紧固组件32将具有最大总厚度或最大夹紧范围的上述工件46和48固定在一起。在此方面，可知道，无螺纹部40具有下述长度，该长度足够大从而从螺栓头36延伸下述距离，该距离为工件46和48的总厚度中的剩余总长度。在此应用场合，螺纹部38的长度达到最小，从而在按照图3所示的方式将工件46和48初步夹紧时，与螺母节段12中的几乎全部螺纹完全啮合，在按照图4所示的方式实现最终夹紧时，与上述螺纹完全啮合。同时，基本上没有螺纹部38位于工件孔42内部。

与此相对，在图5中，图中所示的紧固组件32处于工件的最终安装状态，其具有最小总厚度。于是，在描述图5时，紧固组件32中的部件采用与图4相同的标号，同时不同厚度的工件和相应的部分采用在该相同标号的右上角加有小撇的标号。

于是，在图5中，工件46’和48’的总厚度为紧固组件32的夹紧范围的最小总厚度。在此应用场合，螺栓30中的无螺纹部40延伸而穿过工件46’的外表面，并且局部地伸入到环形节段14的孔22内。可看到，对于完全按照图5所示的方式安装的紧固件，颈部18的最内端仍与螺栓30中的无螺纹部40的相邻端保持稍小的间隙。于是，相对颈部18的长度，工件，比如实现最大夹紧的工件46和48，以及实现最小夹紧的工件46’和48’的夹紧范围，选择该环形节段14的轴向长度L，由此颈部18的最内端不与螺栓30中的无螺纹部40的相对末端啮合，与该末端保持有间隙。为了保持环形节段14的尺寸，进而使其长度L保持在最小，则这样选择该长度L，从而当将紧固组件32与具有最大夹紧范围或最小总厚度的工件46’、48’最终安装时，颈部18的最内端相对无螺纹部40的相对端，仅仅保持微小的或最小的间隙。显然，可知道，在某些应用场合，可允许该最内端和相对端部之间实现最小啮合。

在此方面，应注意到，即使在螺栓30中的螺纹部38的长度延长，仍将颈部18的轴向长度选定为下述距离，该距离不大于环形节段14的轴向长度L。于是，在颈部18完全位于环形节段14的孔22内时的上述结构中，其不与相对表面，比如工件16的表面51啮合。这一点对于下述应用场合特别重要，在该应用场合，颈部18与工件46的表面51的啮合在相应的工件孔42周围产生较高的应力集中，和/或阻止相对表面，比如螺母部件10中的表面27和31相互啮合。

图6和7表示螺母部件的改进形式。在该图中，与图1～4的实施例中的相同部分类似的部分采用在相同标号的后面小字母“a”的标号。如果不这样描述，则可认为图1～4的实施例与图6和7的实施例之间的标有相同标号的部分是相同的，由此，为了简化起见，不对该相同的具体结构进行重复描述。

参照图6和7，图中所示的螺母部件10a为整体式结构，其包括螺母节段12a、锁定环形节段14a和易断裂驱动节段60。该螺母节段12a包括主体部16a和颈部18a。在图6和7的实施例中，该主体部16a带有环形的、相对光滑的外表面64。与此相对，图1～4中的主体部16具有六边形的外表面21。上述环形节段16a呈环形结构，其截面基本上为圆形，该节段包括具有预定直径D1a的无螺纹通孔22a。

上述颈部18a包括具有相同外径D5a的平直段24a。该平直段24a通过圆角Ra与主体部16a连接。锥形段26a具有径向外表面，该表面相对螺母部件10a的轴线Xa，形成夹角Aa。

上述螺母节段12a具有螺纹通孔28a，该孔穿过主体部16a和颈部18a，并可以螺合方式安装到螺栓，比如图3和4中的螺栓30上。上述驱动节段60通过环形裂颈槽62与螺母节段12a中的主体部16a连接，该槽62适合在预定扭矩值的作用下断裂，其给出施加于固定在一起的工件，比如工件46和48上的最终所需夹紧荷载的指示。于是，可将螺母部件10以螺合方式固定到螺栓，比如螺栓30的螺纹部上，而扭矩通过易断裂驱动节段60中的六边形表面21a施加，从而在预定夹紧荷载值的作用下，将工件，比如工件46和48夹紧。随着扭矩的不断增加，易断凸缘20a断裂，颈部18a沿轴向移动到锁定环形节段14a的孔22a内。当锥形段26a进一步沿轴向移动到环孔22a中时，沿径向向内对该锥形段26a施加压力，而处于与螺栓中的螺纹部，比如螺栓30中的螺纹部38上的匹配螺纹实现紧密压力啮合的状态。不断增加上述扭矩，直至上述平直段24a移动到环孔22a内。在平直段24a移动到环孔22a中，最好相对表面27a和31a相互啮合，并且达到所需扭矩值之后，裂颈槽62断裂，将驱动节段60与螺母节段12a断开，由此安装作业完成。通过采用单独的，可断开的驱动节段60，可降低主体部16a的重量，其结果是，部分14a、16a和18a的总重量降低，从而由于螺母部件10中的剩余部分14a、16a和18a的重量减小，可降低最终安装之后的紧固件的重量。上述重量的降低对于航天航空应用场合，具有重要意义。

如在图1～4的实施例中已描述的那样，为了实现在前面所描述的目的，颈部18中的至少部分螺纹的牙顶呈截头锥状。

图8表示螺母部件的另一种改进形式，其与螺栓安装在一起以便固定工件，在该图中，与图1～4的实施例中的相同部分类似的部分采用在相同的标号后面加字母“b”的标号。除了下面所描述的部分以外，该螺母部件10b基本上与图1～4的螺母部件相同，同时螺栓30b、工件46b和48b与图1～4中的相应部分相同。于是，为了简化起见，省略了对这些相同具体结构的描述。

因此，上述螺母部件10为整体式结构，其包括螺母节段12b和锁定环形节段14b。该螺母节段12b基本上与图1～4中的螺母节段12相同，于是其包括主体部16b和颈部，该主体部16b与主体部16相同，该颈部与颈部18相同。在图8的实施例中，与图2中的六边形表面21类似，主体部16b具有六边形的外表面21b，由此可通过螺母节段12b对螺母部件10b施加扭矩。环形节段14b呈环形结构，其具有光滑的通孔，比如图1～4中的孔22。螺母部件10b和螺母部件10之间的主要区别在于螺母部件10b中的环形节段14b的外表面66按照呈六边形的方式形成，但是其具有下述尺寸，该尺寸大于螺母部件10中的主体部16上的六边形表面21，进而大于螺母部件10b中的主体部16b上的具有类似形状的，类似尺寸的六边形表面21b。于是，横跨该六边形66中的平边的径向尺寸D8大于横跨六边形表面21b中的平边的径向尺寸D7b。正如所看到的那样，最好在应用于工件46b和48b之间的场合，较大的外部六边形表面66可用于提供将密封剂初步挤出的预加荷载值。

因此，在仅仅通过较大的外部六边形表面66，而施加于环形节段14b上的扭矩的作用下，螺母部件10b初步安装于螺栓30中的螺纹部38b上。正如在图1～4的实施例中所描述的那样，通过下述方式，可防止螺母部件10b和螺栓30b在工件孔内部一起旋转，该方式为：将螺栓30中的螺纹部38b的外端处的六边形孔50b与安装工具上的具有类似形状的杆啮合。可从图8看到，较大的六边形表面66具有这样的尺寸，从而较大的六边形套筒可以足够大的间隙，穿过较小的六边形表面21b。

然后，在将过多的密封剂挤出的荷载作用下，采用密封剂，比如前面所描述的密封剂的场合，对螺母部件10b施加扭矩而达到下述值，在该值下以初始预加荷载将工件46b和48b夹紧在一起。在此方面，易断凸缘，比如易断凸缘20的断裂荷载可用于确定下述荷载，在该荷载下获得将密封剂挤出的所需初始预加荷载。通过仅仅借助较大的外部六边形表面66施加将密封剂挤出的初始荷载的方式，易断凸缘，比如凸缘20的断裂荷载确定所施加的上述预加荷载的最大值。一旦易断凸缘，比如凸缘20断裂，操作人员不通过外部六边形表面66进一步施加荷载。于是，通过采用较大的外部六边形表面66来施加初始预加荷载，则可将初始预加荷载的值设定在所需的固定值，同时避免过大的初始预加荷载。在预定时间之后，该时间足够长以便使挤出的最终密封剂移动，通过借助螺母节段12b中的较小六边形表面21b，进一步施加扭矩，则可再次施加夹紧荷载，并达到最终夹紧荷载。于是，在易断凸缘(比如凸缘20)断裂之后，此时颈部(比如颈部18)完全移动到锁定环形节段14b中的孔(比如孔22)内，这样该螺母部件10b的作用与针对图1～4的实施例所描述的相应部件的作用相同。

在承受较高荷载的一些连接应用场合，必须使颈部，比如颈部18具有下述较大的总壁厚和结构，该壁厚和结构用于为径向受压提供必要的条件。这一点表示于图9所示的螺母部件的形式中，在该图中，与图1～4中的实施例中的相同部分类似的部分采用在相同的标号后面加字母“c”的标号。除了下述描述的方面，该螺母部件10c基本上与图1～4中的螺母部件相同，因此，为了简化起见，省略对这些相同的具体结构的描述。参照图9，为了使颈部18c在其移动到环孔22c中时，对径向受压具有足够大的柔性，在颈部18c中形成有多个沿圆周间隔开的，沿轴向延伸的槽68。其结果是，使颈部18c的总横截面积降低，使其径向刚度减小，因此使其具有必需的柔性，同时仍提供所需的强度值。此外，在所固定的工件之间采用密封剂的应用场合，上述槽68可用作便于使过多的密封剂流动的通道，由此阻止积累过大的压力。

应注意到，可根据不同的应用场合的特定要求，改变槽68的数量和其深度。还应注意到，可通过与用于形成键槽类似的轧制方法，形成上述槽68。之后对该轧制的槽的凸顶进行加工，使其尺寸降低，从而进一步减小颈部18c的抗压刚度。可知道，上述槽68应基本上沿圆周方向等间距间隔开，以便使所降低的径向刚度均匀分布。

从图9还可知道，颈部18的前端带有截头锥状的螺纹，其具有径向深度d1c，在其后端包括具有完整径向深度d2c的至少一个完整螺距。具有完整径向深度d2c的上述螺纹按照与颈部18c中的平直段24c对准的方式定位。这样便使螺纹孔28c中的螺纹与螺栓中的匹配螺纹之间的螺纹连接部的抗拉强度增加。

应注意到，根据本说明书中的教导，各个实施例中所具有的不同特征可相互组合。比如，图6和7中的节段60的易断裂驱动结构可用于图1～5、8和9中的实施例中。同样，图8中的双六边形特征不但可用于图1～5中的结构，而且还可用于图6、7和9中的实施例。另外，图9中的带槽口颈部18c可用于图1～5、6、7和8。另外，可知道，在所有场合，颈部，比如颈部18、18a、18c可带有至少约2个螺距的螺纹，并且包括具有完整径向深度的至少一个螺距。

在图示的本发明的实施例中，螺纹部，比如螺栓30中的螺纹部38上的螺纹形式可为US5090852号专利中的附图所示的和说明书中所描述的浅型，该专利是于1992年2月25日公布的，其专利权人为RichardD.Dixon，该专利的发明名称为“高强度紧固件及其制造方法”。因此，螺纹部，比如螺纹部38上的螺纹具有下述牙底部，该牙底部具有上述US5090852号专利中所描述的仿流水线型或椭圆形状。在此方面，在这里上述专利的说明书是作为参考加以引用的。上述螺母部件，比如螺母部件10具有类似形状的匹配螺纹，同时包括截头锥状部，比如图1～4中的实施例中的颈部18中的截头锥状部，以便于实现初始啮合。但是在此结构中，可知道，最好在颈部中形成至少一个或两个完整螺纹的螺距，其具有完整的径向深度。

虽然显然知道，所公开的本发明的优选实施例是经过精心设计的以便实现上述目的，但是可知道，在不离开本发明的适合的请求保护范围或真正的实质的情况下，本发明允许进行改进、改变和变换。

Claims (34)

1.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，该节段在其基本保持一致的预定直径的环通孔的一端具有基本上沿轴向的平直啮合部；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加扭矩；

上述颈部包括平直段，该平直段带有基本保持一致的直径的径向外表面，该平直段通过直径变化的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至下述外端，该外端用于可操作地在上述环孔处与上述环形节段连接；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述锥形段中的外表面的外端的直径基本上不大于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的较大直径处，上述较大直径大于上述环孔的直径，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述锥形段和平直段用于移动到上述环孔中而与该环孔形成表面啮合，上述颈部中的平直段与上述环孔中的平直啮合部实现表面啮合，由此在上述颈部中的螺纹和上述螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间施加径向压力，从而通过上述预定的定力矩值，将上述螺母部件与上述螺纹部固定。

2.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于上述颈部包括至少约两个螺距的螺纹。

3.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于上述平直段基本上为上述颈部的轴向长度的10～75％左右。

4.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于上述颈部中包括至少约两个螺距的螺纹；

上述平直段基本上为上述颈部的轴向长度的10～75％左右。

5.根据权利要求1所述的紧固件，用于通过上述环形节段将工件固定在一起，该环形节段具有轴向向外径向延伸的表面，该表面用于与其中一个工件的相对表面啮合，上述颈部具有与上述环孔的轴向深度相对应的轴向长度，从而基本上防止该颈部与工件中的相应的一个的相对表面啮合。

6.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括具有基本保持一致的预定直径的环通孔；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述颈部包括平直段，该平直段带有基本保持一致的直径的径向外表面，该平直段通过直径变化的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至下述外端，该外端用于在操作时在上述环孔处与上述环形节段连接；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中，

上述锥形段中的外表面的外端的直径基本上不大于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的较大直径处，上述较大直径大于上述环孔的直径，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述锥形段和平直段用于移动到上述环孔中而与该环孔形成表面啮合，由此在上述颈部中的螺纹和上述螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间施加径向压力，从而通过上述预定的定力矩值，将上述螺母部件与上述螺纹部固定；

上述螺母节段包括主体部，该主体部通过裂颈槽与该驱动部连接，该裂颈槽用于在所施加的预定扭矩值下断裂，由此在最终安装时，将上述驱动部从螺母部件中的剩余部分上拆下。

7.根据权利要求6所述的紧固件，其特征在于具有一个上述驱动部，该部包括第1内侧的径向延伸表面，该表面与上述环形节段上的第2内侧的径向延伸表面相对，在上述颈部完全移动到上述环孔中之后，该第1和第2内侧表面相互啮合。

8.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括具有基本保持一致的预定直径的环通孔；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述颈部包括平直段，该平直段带有基本保持一致的直径的径向外表面，该平直段通过直径变化的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至下述外端，该外端用于在操作时在上述环孔处与上述环形节段连接；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述锥形段中的外表面的外端的直径基本上不大于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的较大直径处，上述较大直径大于上述环孔的直径，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述锥形段和平直段用于移动到上述环孔中而与该环孔形成表面啮合，由此在上述颈部中的螺纹和上述螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间施加径向压力，从而通过上述预定的定力矩值，将上述螺母部件与上述螺纹部固定；

上述环形节段和上述螺母节段成整体形成，上述螺母部件还包括易断凸缘，该凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件的螺纹部上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起。

9.根据权利要求7所述的紧固件，其特征在于上述驱动部包括第1内侧的径向延伸表面，该表面与上述环形节段上的第2内侧的径向延伸表面相对，在上述颈部完全移动到上述环孔中之后，该第1和第2内侧表面相互啮合。

10.根据权利要求9所述的紧固件，其特征在于

上述驱动部中的第1内侧表面通过圆角与上述颈部连接；

在上述第2内侧表面中形成有环形槽口，该槽口与上述易断凸缘对准，并且沿轴向向内延伸，从而在上述第1和第2内侧表面相啮合时，其基本与上述圆角形成间隙；

11.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括具有基本保持一致的预定直径的环通孔；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述颈部包括平直段，该平直段带有基本保持一致的直径的径向外表面，该平直段通过直径变化的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至下述外端，该外端用于在操作时在上述环孔处与上述环形节段连接；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述锥形段中的外表面的外端的直径基本上不大于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的较大直径处，上述较大直径大于上述环孔的直径，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述锥形段和平直段用于移动到上述环孔中而与该环孔形成表面啮合，由此在上述颈部中的螺纹和上述螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间施加径向压力，从而通过上述预定的定力矩值，将上述螺母部件与上述螺纹部固定；

上述颈部中的螺纹具有至少一些开始于其外端的牙顶，该牙顶的局部呈截头锥状，并且其径向深度小于上述驱动部中的螺纹，从而使上述颈部对径向向内的受压的抵抗力减小。

12.根据权利要求11所述的紧固件，其特征在于上述颈部中的截头锥状螺纹具有下述的牙顶，该牙顶为上述驱动部中螺纹的牙顶深度的25～75％左右。

13.根据权利要求11所述的紧固件，其特征在于上述颈部中的截头锥状螺纹具有下述的牙顶，该牙顶为上述驱动部中螺纹的牙顶深度的50％左右。

14.根据权利要求11所述的紧固件，其特征在于上述颈部的内端包括至少一个具有完整径向深度的螺距。

15.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括具有基本保持一致的预定直径的环通孔；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述颈部包括平直段，该平直段带有基本保持一致的直径的径向外表面，该平直段通过直径变化的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至下述外端，该外端用于在操作时在上述环孔处与上述环形节段连接；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述锥形段中的外表面的外端的直径基本上不大于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的较大直径处，上述较大直径大于上述环孔的直径，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述锥形段和平直段用于移动进入上述环形孔与该孔形成表面啮合，从而在螺栓件的上述螺纹部分的匹配螺纹与上述颈部的螺纹之间施加径向压力，由此，在预定的定力矩值下将上述螺母部件固定于上述螺纹部上；

在上述工件之间设置有密封剂，上述环形节段和螺母节段成整体形成，上述螺母节段还包括易断凸缘，该凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件的螺纹部上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起；

上述环形节段具有非规则形状的外表面，其用于通过下述工具夹持，该工具用于通过上述环形节段，在上述螺母部件和上述螺栓部件之间施加扭矩，在下述场合，上述外表面还用于承受扭矩而对密封剂施加压力，该场合指上述扭矩达到下述值，在该扭矩值，通过上述驱动部而进一步施加的扭矩，上述易断凸缘断裂，从而使上述颈部移动到上述环孔中以便实现最终安装。

16.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括具有预定直径的环通孔；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述颈部延伸至外端，该外端用于在操作上与处于上述环孔处的环形节段中的一个端部连接；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述颈部中的径向外表面具有与上述环孔的直径成比例的直径，由此，可以预定的过盈将上述颈部置于上述环孔中；

上述颈部中的螺纹具有至少部分开始于上述外端的螺纹牙顶，其局部呈截头锥状，其径向深度小于上述驱动部中的螺纹，从而当其移动到上述环孔中时，使该驱动部中的螺纹对沿径向向内的压力的阻力减小；

上述颈部中的外表面和上述环孔的表面在操作时啮合，由此当其移动到上述环孔中时，该局部沿径向向内受压，从而当该颈部以螺纹方式移动到上述环孔中时，在上述颈部中的螺纹和上述螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈，从而在上述颈部中的螺纹和上述螺纹部上的匹配螺纹之间施加径向压力，由此，在预定的定力矩值下，上述螺母部件固定于上述螺纹部上。

17.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于上述颈部中的截头锥状螺纹的牙顶深度为上述驱动部中的螺纹的牙顶深度的25～75％左右。

18.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于上述颈部中的截头锥状螺纹的牙顶深度为上述驱动部中的螺纹的牙顶深度的50％左右。

19.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于上述颈部的内端具有至少一个具有完整径向深度的螺距。

20.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于上述螺母节段包括主体部，该主体部通过裂颈槽与该驱动部连接，该裂颈槽用于在所施加的预定扭矩值下断裂，由此在最终安装时，使上述驱动部与螺母部件中的剩余部分分离。

21.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于上述环形节段和上述螺母节段成整体形成，上述螺母部件还包括易断凸缘，该凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件的螺纹部上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起。

22.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于上述环形节段和螺母节段成整体形成，上述螺母节段还包括易断凸缘，该凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件的螺纹部上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起；

上述驱动部包括第1内侧的径向延伸表面，该表面与上述环形节段上的第2内侧的径向延伸表面相对，在上述颈部完全移动到上述环孔中之后，该第1和第2内侧表面相互啮合。

23.根据权利要求16所述的紧固件，其特征在于在上述工件之间设置有密封剂，上述环形节段和螺母节段成整体形成，上述螺母节段还包括易断凸缘，该凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件的螺纹部上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起；

上述环形节段具有非规则形状的外表面，其用于通过下述工具夹持，该工具用于通过上述环形节段，在上述螺母部件和上述螺栓部件之间施加相对的扭矩，在下述场合，上述外表面还用于承受扭矩而对密封剂施加压力，该场合指上述扭矩达到下述值，在该扭矩值，通过上述驱动部而进一步施加的扭矩，上述易断凸缘断裂，从而使上述颈部移动到上述环孔中以便实现最终安装。

24.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起，上述工件之间设置有密封剂；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括环通孔；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述颈部中的外表面的外端的直径通常不大于上述环形节段中上述的一个端部处的环孔的直径；

上述颈部的外表面和上述环孔的表面被选择成使位于它们之间的直径逐渐减小，由此当其移动到上述环孔中时，该颈部沿径向向内受压，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，上述颈部中的螺纹与上述螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间实现预定的最大过盈，这样在上述颈部中的螺纹和上述螺纹部上的匹配螺纹之间施加径向压力，由此以预定的定力矩值，将上述螺母部件与上述螺纹部固定；

上述环形节段和螺母节段成整体形成，上述螺母节段还包括易断凸缘，该凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起；

上述环形节段具有非规则形状的外表面，其用于通过下述工具夹持，该工具用于通过上述环形节段，在上述螺母部件和上述螺栓部件之间施加相对的扭矩，在下述场合，上述外表面还用于承受扭矩而对密封剂施加压力，该场合指上述扭矩达到下述值，在该扭矩值，通过上述驱动部而进一步施加的扭矩，上述易断凸缘断裂，从而使上述颈部移动到上述环孔中以便实现最终安装。

25.根据权利要求24所述的紧固件，其特征在于上述环形节段中的环通孔具有基本上保持一致的预定直径；

上述颈部包括平直段，其带有具有基本上保持一致的直径的径向外表面，该平直段使具有变化直径的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至上述外端；

上述锥形段中的外表面的外端的直径基本等于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的直径处，该直径大于上述环孔的直径，从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述平直段用于以螺合方式移动到上述环孔中而与该环孔形成表面啮合，由此在上述颈部中的螺纹和上述螺栓部件中的匹配螺纹之间施加径向压力，从而通过上述预定的定力矩值，将上述螺母部件与上述螺纹部固定。

26.根据权利要求24所述的紧固件，其特征在于上述颈部中的螺纹的牙顶至少局部呈截头锥状，其径向深度小于上述驱动部中的螺纹，从而减小上述颈部对径向向内的压力的阻力；

上述颈部中的截头锥状螺纹具有下述的牙顶，该牙顶为上述驱动部中螺纹的牙顶深度的25～75％左右。

27.根据权利要求24所述的紧固件，其特征在于上述颈部中的螺纹的牙顶至少局部呈截头锥状，其径向深度小于上述驱动部中的螺纹，从而减小上述颈部对径向向内的压力的阻力；

上述颈部中的截头锥状螺纹具有下述的牙顶，该牙顶为上述驱动部中螺纹的牙顶深度的50％左右。

28.根据权利要求24所述的紧固件，其特征在于上述螺母节段包括主体部，该主体部通过断颈槽与上述驱动部连接，该断颈槽用于在所施加的预定扭矩值下断裂，由此在最终安装时，使上述驱动部与螺母部件中的剩余部分分离。

29.一种紧固件，其包括螺栓部件和螺母部件，该螺栓部件具有带螺纹部的螺栓体，该螺母部件用于以螺纹方式与上述螺栓部件中的螺纹部啮合，以便以预定的定力矩值，在预定的预加荷载下将工件固定在一起；

上述螺母部件包括：

环形节段，其包括具有基本上保持一致的预定直径的环通孔，以便形成基本上平直的柱状表面；

螺母节段，其包括其内带螺纹的螺母孔，以便与上述螺栓部件中的螺纹部以螺纹方式啮合；

上述螺母节段包括驱动部和与其连接的较小直径颈部；

上述驱动部用于通过下述工具夹持，该工具在上述螺母部件和螺栓部件之间施加相对的扭矩；

上述颈部包括平直段，其带有具有基本上保持一致的直径的径向外表面，该平直段使具有变化直径的径向外表面与锥形段连接；

上述锥形段在上述平直段和上述环形节段之间延伸，直至下述外端，该外端通过易断凸缘，在上述环孔处与环孔连接；

上述环形节段和螺母节段成整体形成，另外上述易断凸缘使上述环形节段与上述颈部成整体连接，并且用于在预定扭矩值下断裂，由此上述螺母部件可自由地在上述螺栓部件的螺纹部上移动，以便在上述易断凸缘断裂之前，并且在上述颈部移动到上述环孔中之前，在预定夹紧荷载值下将工件夹紧在一起；

上述驱动部包括第1内侧的径向延伸表面，该表面与上述环形节段上的第2内侧的径向延伸表面相对，在上述颈部完全移动到上述环孔中之后，该第1和第2内侧表面相互啮合；

上述螺母孔内形成的螺纹从上述驱动部至少局部延伸到上述颈部中；

上述锥形段的外表面的外端的直径基本等于上述环孔的直径，并且该外表面呈锥状延伸至上述平直段处的直径处，该直径大于上述环孔的直径从而当上述颈部以螺合方式移动到上述环孔中时，使上述颈部中的螺纹和螺栓部件中的螺纹部上的匹配螺纹之间形成预定的最大过盈；

上述平直段用于以螺合方式移动到上述环孔中，以便与上述环孔中的平直柱状表面实现表面啮合，由此在上述颈部中的螺纹和上述螺纹部上的螺纹之间施加径向压力，这样以预定的定力矩值，将螺母部件与上述螺纹部固定；

上述颈部中的螺纹的牙顶至少局部呈截头锥状，其径向深度小于上述驱动部中的螺纹，从而减小上述颈部对径向向内的压力的阻力。

30.根据权利要求29所述的紧固件，其特征在于该紧固件用于通过上述环形节段将工件固定在一起，该环形节段用于与其中一个工件的相对表面啮合，上述颈部的轴向长度基本上不大于上述环孔中的轴向深度，由此基本上防止上述颈部与相应的一个工件的相对表面啮合。

31.根据权利要求29所述的紧固件，其特征在于该紧固件用于在预定的夹紧范围将工件固定在一起，该夹紧范围按照通过上述螺栓和螺母部件构成的共同紧固件而固定的工件的最大和最小总厚度之间的差值来确定，上述螺栓部件在上述螺栓体的一端具有扩大头，其用于与其中一个工件的表面相啮合，上述环形节段用于与另一个工件的相对表面相啮合，上述螺栓体具有光滑部分，其基本上在上述螺栓头和上述螺纹部之间延伸，上述光滑部分具有下述长度，当上述工件具有最大总厚度时，该长度基本上延伸至另一工件的相对表面，当工件具有最小总厚度时，上述长度以一个预定的长度延伸而通过另一工件的相对表面，上述颈部的轴向长度小于上述环形节段的轴向深度，由此防止上述颈部中的外端与上述光滑部分中的相对端啮合。

32.根据权利要求29所述的紧固件，其特征在于上述颈部包括多个沿圆周方向的轴向延伸槽，其用于使上述颈部具有预定的径向柔性，从而当上述颈部移动到上述环孔中时，便于获得径向压力。

33.根据权利要求29所述的紧固件，其特征在于上述螺栓部件中的螺纹部具有基本上沿轴向延伸的槽口，以便当上述颈部沿径向压入上述螺栓部件中的螺纹部上的螺纹中时，接纳上述螺母部件中的颈部部分，从而实现阻止上述螺母部件相对螺栓部件产生松动的锁定，上述槽口基本上按照上述螺纹部上的螺纹的螺旋角度的1/4的角度延伸。

34.根据权利要求29所述的紧固件，其特征在于上述螺栓部件中的螺纹部的端部具有非规则形状的孔，该非规则形状的孔用于与上述工具上的具有类似形状的杆件啮合，由此阻止在施加扭矩的过程中，上述螺栓部件与上述螺母部件一起转动。

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