CN211820332U - 一种复合型防松螺母 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合型防松螺母，包括锥度螺母、锥度套和弹簧结构；所述锥度螺母包括依次相连的旋转套、连接套和内锥套，所述内锥套的外表面为锥面，所述内锥套上设有若干沿内锥套的轴线方向延伸的通槽；所述锥度套内部设有相连通的锥面槽和弹簧槽，所述锥面槽与所述内锥套相匹配，所述弹簧槽内安装有若干所述弹簧结构。本实用新型提供的复合型防松螺母，将带有通槽的楔形增力结构和弹簧结构相结合，轴向预紧力不变而径向预紧力成倍增加，带通槽的楔形结构使得螺母与螺栓实际接触面积显著增加，避免拆卸时锁紧面之间过大的局部磨损和破坏，可多次重复使用，弹簧结构能提供恒定持久的预紧力，震动和温度变化大的场合防松效果更好。

Description

一种复合型防松螺母

技术领域

本实用新型属于螺母技术领域，具体涉及一种复合型防松螺母。

背景技术

螺纹联接因其结构紧凑、装拆容易、连接力大、可重复使用等优点，已经广泛运用于汽车、机床、航天、铁路等行业。传统的螺纹联接在静载荷作用且温度变化不大的条件下，满足自锁条件，螺纹间旋松力矩小于自锁力矩，联接系统处于平衡状态可实现有效锁紧，一般不需要另外引入防松方法阻止松脱发生。但是当结构受到冲击、振动特别是横向循环形式的动态载荷时，容易使螺纹联接的预紧力逐渐降低，最终造成松、脱、掉等形式的联接失效问题。在安全和关键的应用中，这种故障可能是灾难性的。

通常，机械结构的耐久性与其使用螺栓连接的数量是成比例的，随着现代制造业的发展，避免螺纹联接结构在工作过程中出现松动问题也已成为目前螺纹联接结构设计所关心的核心问题之一。因此，设计和使用安全可靠的螺纹联接防松方法尤为关键。螺纹紧固件的防松方法虽然很多，但归纳以来，一般就有四种：第一种是摩擦防松，主要依靠增加摩擦力；第二种是机械防松，主要是用销、垫片、钢丝将螺母卡死；第三种是铆冲防松，主要是将螺纹副铆死和焊死；第四种是结构防松，如Hard Lock防松螺母、唐氏螺纹防松、ST2型防松螺母、SLB螺纹防松等。

第一种摩擦防松是应用最广的一种防松方式，这种方式在螺纹副之间产生一不随外力变化的正压力，从而获得可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。这种摩擦力可通过轴向或同时两向压紧螺纹副来实现。如采用弹性垫圈、双螺母、自锁螺母和尼龙嵌件锁紧螺母等。这种防松方式对于螺母的拆卸比较方便，但在冲击、振动和变载荷的情况，一开始螺栓会因松弛导致预紧力下降，随着振动次数的增加，损失的预紧力缓慢地增多，最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效，而通过增加螺纹副之间的正压力增加摩擦力是有限度的。

第二种方式机械防松是用止动件直接限制螺纹副的相对转动。如采用开口销、串连钢丝和止动垫圈等。这种方式造成拆卸不方便，而且其防松方式没有预紧力，即当螺栓松退到防松位置时，防松方式才能发生效果。因此，这种方式实际上不是防松，而是防脱落。

第三种方式铆冲防松是在拧紧后采用冲点、焊接、粘接等方法，使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆连接。这种方式的缺点是栓杆只能使用一次，且拆卸十分困难，必须破坏螺栓副方可拆卸。使用范围十分有限。

第四种结构防松中最经典的是日本的Hard Lock防松螺母，结合双螺母与凸凹螺母的防松原理并加以改进。上方螺母是凹螺母，下方螺母是凸螺母，在加工时中心稍许错动，呈偏心加工，形成在缝隙间打入楔子的功效，以防止螺纹松动，但是对不同尺寸和材质有不同的对应偏心量，制作和生产麻烦、效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种复合型防松螺母，结构简单，将带有通槽的楔形增力结构和弹簧结构相结合，轴向预紧力不变而径向预紧力成倍增加，带通槽的楔形结构使得螺母与螺栓实际接触面积显著增加，避免拆卸时锁紧面之间过大的局部磨损和破坏，可多次重复使用，弹簧结构能提供恒定持久的预紧力，震动和温度变化大的场合防松效果更好。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种复合型防松螺母，包括锥度螺母、锥度套和弹簧结构；

所述锥度螺母包括依次相连的旋转套、连接套和内锥套，所述内锥套的外表面为锥面，所述内锥套上设有若干沿内锥套的轴线方向延伸的通槽；

所述锥度套内部设有相连通的锥面槽和弹簧槽，所述锥面槽与所述内锥套相匹配，所述弹簧槽内安装有若干所述弹簧结构。

优选的，所述旋转套、连接套和内锥套的内表面设有与螺栓杆的外螺纹相匹配的内螺纹。

优选的，所述旋转套的外表面为六边形面。

优选的，所述连接套的外表面为弧面。

优选的，所述通槽沿所述内锥套的圆周方向均匀分布。

优选的，所述弹簧槽的上表面凸出于所述锥面槽，并形成环形的限位台，所述限位台的内径小于所述内锥套的外径。

优选的，所述弹簧结构为碟形弹簧，所述碟形弹簧的外径小于所述弹簧槽的端面内径。

优选的，所述内锥套外表面以及所述锥面槽内表面的锥角均为3-15°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型中锥度螺母的内锥套与锥度套的锥面槽相匹配且匹配面呈锥面，形成楔形增力结构，该楔形增力结构在保持轴向预紧力不变的情况下，成倍增加了螺纹的径向预紧力，消除了导致冲击载荷和疲劳破坏的径向间隙，也显著增加了螺栓与螺母的径向接触面积，从而增大了螺纹连接力；

（2）本实用新型中锥度螺母的内锥套上设有若干沿内锥套的轴线方向延伸的通槽，使内锥套可以在一定范围内沿径向变形，增大内锥套与螺栓的贴合面积，从而增大螺纹连接力，具有防松作用，同时避免拆卸时锁紧面之间过大的局部磨损和破坏，可多次重复使用；

（3）本实用新型中锥度套的弹簧槽内安装有若干弹簧结构，使用时，弹簧结构的下端面与紧固对象的上端面接触，拧紧锥度螺母时，弹簧结构可以始终保持螺纹的径向预紧力和轴向预紧力，使螺纹预紧不受振动和热胀冷缩等不利因素的影响，具有防松作用，防止螺母与螺栓连接失效；

（4）本实用新型所提供的复合型防松螺母，构件数量少，结构简单，制造方便，成本低，便于生产和应用。

附图说明

图1是复合型防松螺母的结构示意图；

图2是锥度螺母的结构示意图；

图3是锥度螺母的轴侧剖视图；

图4是锥度套的轴侧剖视图；

图5是复合型防松螺母的轴侧剖视图；

图6是复合型防松螺母的剖视图；

图中标记为：1、锥度螺母；1-1、旋转套；1-2、内锥套；1-3、连接套；1-4、通槽；1-5、内螺纹；2、锥度套；2-1、锥面槽；2-2、弹簧槽；2-3、限位台；2-4、弹簧槽的端面；3、螺栓；3-1、螺栓杆；3-2、螺栓头；4、弹簧结构；5、紧固对象。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-6所示，一种复合型防松螺母，包括锥度螺母1、锥度套2和弹簧结构4；锥度螺母1包括依次相连的旋转套1-1、连接套1-3和内锥套1-2，内锥套1-2的外表面为锥面，内锥套1-2上设有若干沿内锥套1-2的轴线方向延伸的通槽1-4；锥度套2内部设有相连通的锥面槽2-1和弹簧槽2-2，锥面槽2-1与内锥套1-2相匹配，弹簧槽2-2内安装有若干弹簧结构4。

如图2、3所示，旋转套1-1、连接套1-3和内锥套1-2的内表面设有与螺栓杆3-1的外螺纹相匹配的内螺纹1-5。旋转套1-1的外表面为六边形面，便于外部施力旋转。连接套1-3的外表面为弧面，避免应力集中，同时也防止安装过程中碰撞损伤，有利于延长使用寿命。通槽1-4沿内锥套1-2的圆周方向均匀分布，使内锥套1-2在一定范围内沿径向均匀变形，增大内锥套1-2与螺栓杆3-1的贴合面积。

如图4所示，弹簧槽2-2的上表面凸出于锥面槽2-1，并形成环形的限位台2-3，限位台2-3的内径小于内锥套1-2的外径，安装时，内锥套1-2的下端面卡于限位台2-3的上端面。弹簧结构4为碟形弹簧，碟形弹簧的外径小于弹簧槽的端面2-4内径，便于安装碟形弹簧。

如图5所示，内锥套1-2外表面以及锥面槽2-1内表面的锥角均为3-15°。

如图5、6所示，安装时，将螺栓3的螺栓杆3-1依次穿过紧固对象5、弹簧结构4、锥度套2和锥度螺母1，使螺栓头3-2的上端面与紧固对象5的下端面相接触，弹簧结构4卡于锥度套2的弹簧槽2-2内，使弹簧结构4的下端面与紧固对象5的上端面相接触，弹簧结构4的上端面与弹簧槽2-2的上表面相接触，同时将锥度螺母1的内锥套1-2卡于锥度套2的锥面槽2-1内。

如图5、6所示，工作状态时，旋转锥度螺母1的旋转套1-1，锥度螺母1向下运动，使内锥套1-2的外表面与锥面槽2-1的内表面相接触；继续旋转锥度螺母1的旋转套1-1，则锥度螺母1带动锥度套2向下运动，直到弹簧槽2-2的端面底部与紧固对象5的上端面相接触，旋转时施加的锁紧力矩应达到规范要求。此时锥度螺母1的内锥套1-2既受到锁紧力矩和弹簧结构4的弹力所给予的轴向力，也受到锥度套2 所给予的斜面反作用力（可分解成轴向力和径向力），该径向力为轴向力的若干倍，使得锥度螺母1的内螺纹与螺栓杆3上的外螺纹紧紧贴合在一起；同时，安装过程中内锥套1-2在一定范围内沿径向变形，增大了内锥套1-2与螺栓杆3-1的贴合面积，从而增大螺纹连接力，起到防松锁紧作用。

本实用新型提供的复合型防松螺母，采用了膨胀螺钉的原理，将带有通槽的楔形增力结构和弹簧结构相结合，轴向预紧力不变而径向预紧力成倍增加。与其它传统结构不同的是，由于通槽的存在，处于悬臂状态的内锥套前端在径向预紧力作用下很容易产生整体变形，同时内螺纹与螺栓杆的外螺纹相匹配（螺纹形状和螺距完全一致），从而有效的消除了螺母与螺栓之间的轴向间隙和径向间隙（径向间隙是产生螺纹松动的主要原因），使得螺母与螺栓实际的接触面积显著增加，增加了螺纹锁紧的可靠性，可避免拆卸时锁紧面之间过大的局部磨损和破坏，拆卸30次以上锁紧力无明显变化可继续使用；弹簧结构能提供恒定持久的预紧力，在震动和温度变化大的场合防松效果更好。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合型防松螺母，其特征在于，包括锥度螺母、锥度套和弹簧结构；

所述锥度螺母包括依次相连的旋转套、连接套和内锥套，所述内锥套的外表面为锥面，所述内锥套上设有若干沿内锥套的轴线方向延伸的通槽；

所述锥度套内部设有相连通的锥面槽和弹簧槽，所述锥面槽与所述内锥套相匹配，所述弹簧槽内安装有若干所述弹簧结构。

2.根据权利要求1所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述旋转套、连接套和内锥套的内表面设有与螺栓杆的外螺纹相匹配的内螺纹。

3.根据权利要求2所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述旋转套的外表面为六边形面。

4.根据权利要求2所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述连接套的外表面为弧面。

5.根据权利要求2所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述通槽沿所述内锥套的圆周方向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述弹簧槽的上表面凸出于所述锥面槽，并形成环形的限位台，所述限位台的内径小于所述内锥套的外径。

7.根据权利要求1所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述弹簧结构为碟形弹簧，所述碟形弹簧的外径小于所述弹簧槽的端面内径。

8.根据权利要求1所述的复合型防松螺母，其特征在于，所述内锥套外表面以及所述锥面槽内表面的锥角均为3-15°。

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