一种液压膨胀锁紧螺栓的制作方法

本发明涉及紧固件技术领域，具体涉及一种采用静压膨胀技术进行反转扭矩调节、吸震和防松的液压膨胀锁紧螺栓。

背景技术：

螺栓作为一种最常用的紧固件，主要起连接和紧固的作用，现有的螺栓一般由头部和带螺纹的杆部组成，其作用原理是利用相互形成螺纹副的若干零件，构成一种机械静联接形式，以固定被联接件之间的相对位置或姿态，使其无相对运动。在静载荷和工作温度变化不大的情况下，由于满足自锁条件和摩擦力的防松作用，螺纹联接一般不会自动松脱，但在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，从而导致螺纹联接松脱；特别是在高温或者温度变化较大的情况下，由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛，使得联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，则最终导致联接失效。

技术实现要素：

为了解决现有螺栓存在的上述问题，本发明的目的是提供一种全新结构的液压膨胀锁紧螺栓，在螺栓内部通过设计膨胀油腔来补偿预紧力，达到增强螺栓连接强度、减振、防松的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液压膨胀锁紧螺栓，包括头部、法兰、杆部和螺纹部，其特征在于，法兰的中部开设有环形的膨胀油腔一，杆部中部的外壁设置有螺纹部，在杆部底端的内部开设有环形的膨胀油腔二；沿螺栓轴线开设有主油腔，主油腔通过通油孔一与膨胀油腔一连通，主油腔通过通油孔二与膨胀油腔二连通；螺栓头部设置有活塞杆，活塞杆的端部设置有加压螺钉。

进一步地，所述活塞杆和加压螺钉位于螺栓的头部内，加压螺钉拧紧后与螺栓头部的端面平齐。

进一步地，所述加压螺钉为内六角螺钉。

进一步地，所述活塞杆的外侧安装有丁晴橡胶，使得密封效果更好。

进一步地，所述主油腔位于螺栓的中心，主油腔的长度依据螺栓长度设定，以保证油路相通。

进一步地，所述膨胀油腔一以法兰的中心线为中心，且与法兰端面相邻，输入液压油加压后可使法兰的端面向外膨胀，从而增加法兰端面与工件表面的压力，并增加摩擦阻力，起到防松的目的。

进一步地，所述膨胀油腔二以螺栓轴线为中心，且位于杆部的底端，膨胀油腔二的高度依据杆部底端的长度设定，输入液压油加压后可使杆部底端向外膨胀，从而实现拧紧扭矩的目的。

本发明属于一种全新结构的螺栓，采用静压膨胀技术设计，达到改变螺栓拧紧扭矩、防松和吸震的目的。与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、从螺栓结构上进行创新，在杆部的底端未设置螺纹，且在未设置螺纹的杆部底端的内部，以及法兰端面增加了油腔，可以通过螺栓头部中心的加压螺钉来调节油腔的压力，从而使法兰端面和杆部底端膨胀，提高接触面的压力，补偿接触面之间的间隙；同时还增强了杆部底端与螺纹孔接触面、法兰端面与接触面的摩擦阻力，提高了预紧力，使得螺栓的防松扭矩得以提高。

2、法兰和杆部底端的膨胀，增加了螺栓受到的轴向拉力，从而提高了螺栓的预紧能力。

3、内部油腔的设计，以及油腔内部输入的液压油，改变了螺栓的结构阻尼，在振动工况的环境下，螺栓的振动频率发生变化，降低了螺栓的振动幅度，增强了螺栓的吸振能力，从而防止螺栓松脱，同时还大幅提高了螺栓的抗疲劳能力和防松能力。

4、减小了温度变化对于螺栓防松能力的影响，当环境温度提高时，内部油腔的液压油得以膨胀，从而使法兰面和杆部底端膨胀，进而提高了螺栓的预紧力；当环境温度降低时，液压油相比于铁质螺栓的收缩力更小，可以维持接触面的平衡，使接触面之间不会产生松动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（剖面图）；

图2是加压活塞结构图；

图3是螺栓工作原理图。

图中：头部1、法兰2、杆部5和螺纹部6图中：1、头部，2、法兰，3、膨胀油腔一，4、通油孔一，5、杆部，6、螺纹部，7、膨胀油腔二，8、通油孔二，9、主油腔，10、活塞杆，11、加压螺钉，12、丁晴橡胶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。

如图1和图2所示，本发明一种液压膨胀锁紧螺栓，包括头部1、法兰2、膨胀油腔一3、通油孔一4、杆部5、螺纹部6、膨胀油腔二7、通油孔二8、主油腔9、活塞杆10、加压螺钉11、丁晴橡胶12。

如图1所示，法兰2的中部开设有环形的膨胀油腔一3，杆部5中部的外壁设置有螺纹部6，在杆部5底端的内部开设有环形的膨胀油腔二7；沿螺栓轴线开设有主油腔9，主油腔9位于螺栓的中心，主油腔9的长度依据螺栓长度设定，以保证油路相通。主油腔9通过通油孔一4与膨胀油腔一3连通，主油腔9通过通油孔二8与膨胀油腔二7连通；螺栓头部1设置有活塞杆10，活塞杆10的端部设置有加压螺钉11。

膨胀油腔一3以法兰2的中心线为中心，且与法兰2端面相邻，输入液压油加压后可使法兰2的端面向外膨胀，从而增加法兰2端面与工件表面的压力，并增加摩擦阻力，起到防松的目的。膨胀油腔二7以螺栓轴线为中心，且位于杆部5的底端，膨胀油腔二7的高度依据杆部5底端的长度设定，输入液压油加压后可使杆部5底端向外膨胀，从而实现拧紧扭矩的目的。

如图1和图2所示，活塞杆10和加压螺钉11位于螺栓的头部1内，加压螺钉11为内六角螺钉，加压螺钉11拧紧后与螺栓头部1的端面平齐。活塞杆10的外侧安装有丁晴橡胶12，使得密封效果更好。

工作原理：首先向主油腔9内注满液压油，液压油经主油腔9、通油孔一4进入膨胀油腔一3，继而注满膨胀油腔一3；同时，液压油经主油腔9、通油孔二8进入膨胀油腔二7，继而注满膨胀油腔二7。使用时，将螺栓螺纹部6拧入需连接件的螺纹孔内，螺栓经过初步预紧后，通过调节螺栓头部1上的加压螺钉11，通过加压螺钉11推动活塞杆10前进，从而压缩油腔内液压油体积，液压油将压强传递到法兰2端面和膨胀油腔7的膨胀壁，法兰2端面和膨胀油腔7受到液压油传递的压力后膨胀，如图3所示，从而增加了摩擦力，提高了预紧力和防松能力。

当外部环境发生振动时，由于液压油腔的存在，改变了整个螺栓的结构阻尼，液压油会吸收震动，防止预加的预紧力出现减小或瞬间消失的情况，这样螺栓就不会松动，起到防松的作用。此外，也可以依据震动情况，调节加压螺钉11，增加预紧力，无需拆卸螺栓就可以达到螺栓防松的目的。

当外部温度升高时，液压油会随着温度升高发生体积膨胀，保证膨胀壁与螺纹孔壁的摩擦力不下降，从而起到防松紧固的目的；当环境温度降低时，液压油的体积变化比钢要小，这样螺纹孔的缩小幅度就比螺栓大，增加了预紧力，当环境温度降低到液压油的冰点以下时，液压油固化，体积会进一步增大，预紧力会更进一步增大，也达到了防松的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。

技术特征：

1.一种液压膨胀锁紧螺栓，包括头部（1）、法兰（2）、杆部（5）和螺纹部（6），其特征在于，法兰（2）的中部开设有环形的膨胀油腔一（3），杆部（5）中部的外壁设置有螺纹部（6），在杆部（5）底端的内部开设有环形的膨胀油腔二（7）；沿螺栓轴线开设有主油腔（9），主油腔（9）通过通油孔一（4）与膨胀油腔一（3）连通，主油腔（9）通过通油孔二（8）与膨胀油腔二（7）连通；螺栓头部（1）设置有活塞杆（10），活塞杆（10）的端部设置有加压螺钉（11）。

2.如权利要求1所述的液压膨胀锁紧螺栓，其特征在于，所述活塞杆（10）和加压螺钉（11）位于螺栓的头部（1）内，加压螺钉（11）拧紧后与螺栓头部（1）的端面平齐。

3.如权利要求2所述的液压膨胀锁紧螺栓，其特征在于，所述加压螺钉（11）为内六角螺钉。

4.如权利要求1或2所述的液压膨胀锁紧螺栓，其特征在于，所述活塞杆（10）的外侧安装有丁晴橡胶（12）。

5.如权利要求4所述的液压膨胀锁紧螺栓，其特征在于，所述主油腔（9）位于螺栓的中心，主油腔（9）的长度依据螺栓长度设定。

6.如权利要求4所述的液压膨胀锁紧螺栓，其特征在于，所述膨胀油腔一（3）以法兰（2）的中心线为中心，且与法兰（2）端面相邻。

7.如权利要求4所述的液压膨胀锁紧螺栓，其特征在于，所述膨胀油腔二（7）以螺栓轴线为中心，且位于杆部（5）的底端，膨胀油腔二（7）的高度依据杆部（5）底端的长度设定。

技术总结
本发明公开了一种液压膨胀锁紧螺栓，包括头部、法兰、杆部和螺纹部，法兰的中部开设有环形的膨胀油腔一，杆部中部的外壁设置有螺纹部，在杆部底端的内部开设有环形的膨胀油腔二，沿螺栓轴线开设有主油腔，主油腔通过通油孔一与膨胀油腔一连通，主油腔通过通油孔二与膨胀油腔二连通；螺栓头部设置有活塞杆，活塞杆的端部设置有加压螺钉。本发明的液压膨胀锁紧螺栓，在螺栓内部通过设计膨胀油腔来补偿预紧力，达到增强螺栓连接强度、减振、防松的目的。

技术研发人员：甘威
受保护的技术使用者：常德市中天精密工具有限公司
技术研发日：2020.06.19
技术公布日：2020.09.18