一种防松螺母的结构及其防松调节方法
【专利摘要】本发明公开了一种防松螺母的结构，主螺母（2）由前之后为螺母头部（4）、中部螺接段（5）、尾部调节段（7），中部螺接段（5）的表面设有外螺纹Ⅰ（6），螺母头部（4）的周长大于中部螺接段（5）的周长，中部螺接段（5）的直径大于尾部调节段（7）的直径，副螺母（3）的前段内螺孔（8）的直径大于后段内螺孔（9）的直径，前段内螺孔（8）的内壁上设有前内螺纹Ⅱ（10），后段内螺孔（9）的内壁上设有后内螺纹Ⅲ（11）。本发明还公开了防松螺母的主螺母与副螺母之间的防松调节方法，它既保护了被紧固工件又保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各防松环节不松动，起到真正永不松动的效果。
【专利说明】
一种防松螺母的结构及其防松调节方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种防松螺母的结构及其防松调节方法。
【背景技术】
[0002]螺栓和螺母常用于两个以上结合部的固定，在连接装配中离不开紧固件。紧固件给机械工业带来了方便，但是它有一个不可避免的弱点，即在剧烈振动和变载荷的环境中会自行松脱，致使部件或一台完整的设备损坏、解体，甚致酿成安全事故。为解决紧固件的松脱问题，从螺纹紧固件诞生开始，世界上许多国家的科学家和工程师作了大量的试验和研。防松螺母起源于国外，它是以特殊的工程塑料永久的附着在螺纹上，使内外螺纹在缩紧过程中工程塑料被挤压而产生强大的反作用力，极大地增加了内外螺纹之间的摩擦力，提供了对振动的绝对阻力。这一阻力完全分布在内外螺纹的整个啮合段，而且该摩擦力与内外螺纹之间的缩紧压力无关，不同于以往的止退方法，靠的是螺丝缩紧后的压力而产生的摩擦力起止退作用，一旦螺丝稍松，压力减少，摩擦力即迅速消失而失去止退作用，以致螺丝松脱。但塑料防松方式受环境影响，不能满足高温和严寒要求。
[0003]现有国内螺纹的防松方法有多种，其中增加摩擦力的方法有如设置弹簧垫圈、双螺母、锁紧垫圈、扣紧螺母、尼龙嵌件、化学涂胶等方法等，但在重载、剧烈振动、恶劣环境条件下可靠性不稳定;机械防松方法有如开槽螺母、开口销、止动垫圈、钢丝串接、凹锥锁紧等，但有些受结构限制，不能重复使用;构造防松方法有偏心螺母防松、锥压抱紧式防松、唐氏防松、弹压式防松，由于制造复杂、成本高不能广泛应用，且在扭力大的情况下主体会出现断裂、损坏现象，不能根本解决问题且会有安全隐患，更不用说适应铁路电气化接触网这种高标准、复杂条件下的要求，必须要探索一种新的防松技术来满足需求。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种防松螺母的结构及其防松调节方法，它不但可以保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各环节不松动，而且可以实现了螺栓、主副螺母的多次重复使用。
[0005]本发明采用了以下技术方案:一种防松螺母的结构，它包括螺栓、主螺母和副螺母，所述主螺母主体的中心内孔上设有内螺纹I，主螺母的前段设置为螺母头部，主螺母的中段设置为中部螺接段，中部螺接段的表面设有外螺纹I，主螺母的后段设置为尾部调节段，螺母头部的周长大于中部螺接段的周长，中部螺接段的直径大于尾部调节段的直径，所述的副螺母的中心内孔分为前段内螺孔和后段内螺孔，前段内螺孔的直径大于后段内螺孔的直径，前段内螺孔的内壁上设有前内螺纹π，后段内螺孔的内壁上设有后内螺纹m，当主螺母与副螺母安装在螺栓上时，主螺母通过内螺纹I与螺栓外表面的外螺纹Π配合后连接在螺栓上，副螺母的前内螺纹π与主螺母的中部螺接段表面的外螺纹I配合连接，副螺母的后内螺纹m与螺栓的外螺纹π配合连接。
[0006]所述的外螺纹I为正向的细牙直螺纹或反向细牙直螺纹。所述的外螺纹I为正向的锥螺纹或反向锥螺纹。所述的前段内螺孔与后段内螺孔之间为阶梯状过渡。所述副螺母前段内螺孔的长度大于或等于主螺母的中部螺接段和尾部调节段的长度之和，后段内螺孔的长度大于或等于螺栓的外螺纹Π连接螺纹I牙距。
[0007]所述主螺母的外形设为方柱形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体;副螺母的外形设为方柱形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体。
[0008]所述的主螺母主体的各端面均垂直于螺栓的轴向，副螺母主体的各端面均垂直于螺栓的轴向。所述副螺母的前内螺纹Π与主螺母的中部螺接段表面的外螺纹I配合连接后，通过调整前内螺纹Π与外螺纹I之间的连接长度大小，来保障主螺母的内螺纹I和副螺母的后内螺纹m同步同时与螺栓的外螺纹π配合连接，副螺母的前内螺纹π与主螺母的中部螺接段表面的外螺纹I连接后内外贴合端面间设有间隙。所述主螺母为碳钢、不锈钢、合金钢、合金材料、铜、铝或其他金属制成，副螺母为碳钢、不锈钢、合金钢、合金材料、铜、铝或其他金属制成。所述主螺母为硬塑料、石墨或其他具有强度的固态非金属，副螺母为硬塑料、石墨或其他具有强度的固态非金属。
[0009]本发明防松螺母的主螺母与副螺母之间的防松调节方法，它包括以下步骤:首先将主螺母、副螺母通过中部螺接段的外螺纹I连接后，调整连接长度大小保障主螺母的内螺纹I和副螺母的后内螺纹m同步同时与螺栓的外螺纹π配合连接，副螺母的前内螺纹π与主螺母中部螺接段表面的外螺纹I连接的内外贴合端面间设有间隙，这样就利用主螺母的外螺纹I与副螺母的前内螺纹π连接处细牙螺纹旋进、旋出来消除副螺母的后内螺纹m与螺栓的外螺纹π齿合面的配合间隙，使副螺母的后内螺纹m与螺栓的外螺纹π齿合面间隙消除在整个圆周方向产生均匀巨大的摩擦阻力和轴向前推力F，同时产生的轴向反作用力F，使主螺母的外螺纹I与副螺母的前内螺纹Π连接齿合面间隙消除产生摩擦阻力和轴向推力F；同时使主螺母主体的中心内孔上内螺纹I与螺栓的外螺纹Π的齿合面间原有产生的摩擦阻力叠加和轴向推力F，由F产生的反作用力F同时反向作用于副螺母，自身内部形成了三道相生相克的摩擦阻力和轴向作用力防护，既保护了被紧固工件又保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各防松环节不松动，起到真正永不松动的效果。
[0010]本发明具有以下有益效果:采用了以上技术方案后，本发明可以使副螺母的后内螺纹m与螺栓的外螺纹π齿合面在整个圆周方向产生均匀巨大的摩擦阻力，同时产生的反作用力使的主副螺连接细牙螺纹、主螺母连接螺栓内孔螺纹齿合面间隙消除产生阻力，形成三重摩擦阻力防护，锁紧力矩大，锁紧牢固，是以前锁紧力矩的一倍，保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各环节不松动，起到真正的“永不松动”的效果，另外本发明的整体性没有产生结构性破坏，耐冲击性更大，由于各连接部位螺纹寿命周期很长实现了螺栓、主副螺母的多次重复使用。本发明结构简单、强度大、稳定性高、制造工艺简单、成本低廉，适合各种条件下高要求防松紧固需求，由于各连接部位螺纹寿命周期很长实现了螺栓、主副螺母的多次重复使用。本发明结构简单、强度大、稳定性高、制造工艺简单、成本低廉，适合各种条件下高要求防松紧固需求，以满足各种高标准、复杂条件下的防松要求。本发明主螺母通过内螺纹I与螺栓外表面的外螺纹π配合后连接在螺栓上，副螺母的前内螺纹π与主螺母中部螺接段表面的外螺纹I配合连接，副螺母的后内螺纹m与螺栓的外螺纹π配合连接，这样锁紧通过三段螺纹来实现，使用寿命长，结构简单，制作成本低。【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]图2为本发明主螺母结构示意图。[〇〇13]图3为本发明副螺母结构示意图。【具体实施方式】
[0014]实施例一，在图1、图2和图3中，本发明公开了一种防松螺母的结构，包括螺栓1、主螺母2和副螺母3,所述主螺母2主体的中心内孔14上设有内螺纹113,主螺母2的前段设置为螺母头部4,主螺母2的中段设置为中部螺接段5,中部螺接段5的表面设有外螺纹16,外螺纹 16为正向的细牙直螺纹或反向细牙直螺纹，外螺纹16也可以为正向的锥螺纹或反向锥螺纹，主螺母2的后段设置为尾部调节段7,螺母头部4的周长大于中部螺接段5的周长，中部螺接段5的直径大于尾部调节段7的直径，所述的副螺母3的中心内孔分为前段内螺孔8和后段内螺孔9,前段内螺孔8的直径大于后段内螺孔9的直径，所述的前段内螺孔8与后段内螺孔9 之间为阶梯状过渡，前段内螺孔8的内壁上设有前内螺纹II10,后段内螺孔9的内壁上设有后内螺纹m 11，当主螺母2与副螺母3安装在螺栓1上时，主螺母2通过内螺纹113与螺栓1夕卜表面的外螺纹n 12配合后连接在螺栓1上，副螺母3的前内螺纹n 10与主螺母2的中部螺接段表面5的外螺纹16配合连接，副螺母3的后内螺纹mu与螺栓1的外螺纹n 12配合连接，所述副螺母3的前段内螺孔8的长度大于或等于主螺母2的中部螺接段5和尾部调节段7的长度之和，后段内螺孔9的长度大于或等于螺栓1的外螺纹n 12连接螺纹1牙距，所述主螺母2的外形设为方柱形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体;副螺母3的外形设为方柱形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体，所述的主螺母2主体的各端面均垂直于螺栓1的轴向，副螺母3主体的各端面均垂直于螺栓1的轴向，所述副螺母3的前内螺纹n 10 与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16配合连接后，通过调整前内螺纹II10与外螺纹16 之间的连接长度大小，来保障主螺母2的内螺纹113和副螺母3的后内螺纹m 11同步同时与螺栓1的外螺纹n 12配合连接，副螺母3的前内螺纹n 10与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16连接后内外贴合端面间设有间隙，所述主螺母2为碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝、合金材料或其他金属制成，副螺母3为碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝、合金材料或其他金属制成， 当主螺母2和副螺母3为合金材料时，合金材料为错合金或铜合金。
[0015]本发明还公开了防松螺母的主螺母与副螺母之间的防松调节方法，它包括以下步骤:首先将主螺母2、副螺母3通过中部螺接段5的外螺纹16连接后，调整连接长度大小保障主螺母2的内螺纹113和副螺母3的后内螺纹mil同步同时与螺栓1的外螺纹n 12配合连接， 副螺母3的前内螺纹n 10与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16连接的内外贴合端面间设有间隙，这样就利用主螺母2的外螺纹16与副螺母3的前内螺纹n 10连接处细牙螺纹旋进、旋出来消除副螺母3的后内螺纹mil与螺栓1的外螺纹n 12齿合面的配合间隙，使副螺母3的后内螺纹mil与螺栓1的外螺纹n 12齿合面间隙消除在整个圆周方向产生均匀巨大的摩擦阻力和轴向前推力F，同时产生的轴向反作用力F，使主螺母2的外螺纹16与副螺母3 的前内螺纹n 10连接齿合面间隙消除产生摩擦阻力和轴向推力F;同时使主螺母2主体的中心内孔上内螺纹113与螺栓1的外螺纹n 12的齿合面间原有产生的摩擦阻力叠加和轴向推力F，由F产生的反作用力F同时反向作用于副螺母3，自身内部形成了三道相生相克的摩擦阻力和轴向作用力防护，既保护了被紧固工件又保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各防松环节不松动，起到真正永不松动的效果。
[0016]实施例二，在图1、图2和图3中，本发明提供了一种防松螺母的结构，它包括螺栓1、主螺母2和副螺母3，所述主螺母2主体的中心内孔14上设有内螺纹113，主螺母2的前段设置为螺母头部4，主螺母2的中段设置为中部螺接段5，中部螺接段5的表面设有外螺纹16，所述的外螺纹16为正向的细牙直螺纹或反向细牙直螺纹，所述的外螺纹16也可以为正向的锥螺纹或反向锥螺纹，主螺母2的后段设置为尾部调节段7，螺母头部4的周长大于中部螺接段5的周长，中部螺接段5的直径大于尾部调节段7的直径，所述的副螺母3的中心内孔分为前段内螺孔8和后段内螺孔9，前段内螺孔8的直径大于后段内螺孔9的直径，前段内螺孔8与后段内螺孔9之间为阶梯状过渡，前段内螺孔8的内壁上设有前内螺纹Π 10，后段内螺孔9的内壁上设有后内螺纹ΙΠ11，当主螺母2与副螺母3安装在螺栓I上时，主螺母2通过内螺纹113与螺栓I外表面的外螺纹Π 12配合后连接在螺栓I上，副螺母3的前内螺纹Π 10与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16配合连接，副螺母3的后内螺纹ΙΠ11与螺栓I的外螺纹Π 12配合连接，所述副螺母3的前段内螺孔8的长度大于或等于主螺母2的中部螺接段5和尾部调节段7的长度之和，后段内螺孔9的长度大于或等于螺栓I的外螺纹Π 12连接螺纹I牙距，所述主螺母2的外形设为方柱形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体;副螺母3的外形设为方柱形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体，所述的主螺母2主体的各端面均垂直于螺栓I的轴向，副螺母3主体的各端面均垂直于螺栓I的轴向，所述副螺母3的前内螺纹Π 10与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16配合连接后，通过调整前内螺纹Π 10与外螺纹16之间的连接长度大小，来保障主螺母2的内螺纹113和副螺母3的后内螺纹ΙΠ11同步同时与螺栓I的外螺纹Π 12配合连接，副螺母3的前内螺纹Π 10与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16连接后内外贴合端面间设有间隙，所述主螺母2为硬塑料、石墨或其他具有强度的固态非金属，副螺母3为硬塑料、石墨或其他具有强度的固态非金属。
[0017]本发明还公开了防松螺母的主螺母与副螺母之间的防松调节方法，它包括以下步骤:首先将主螺母2、副螺母3通过中部螺接段5的外螺纹16连接后，调整连接长度大小保障主螺母2的内螺纹113和副螺母3的后内螺纹ΙΠ11同步同时与螺栓I的外螺纹Π 12配合连接，副螺母3的前内螺纹Π 10与主螺母2的中部螺接段5表面的外螺纹16连接的内外贴合端面间设有间隙，这样就利用主螺母2的外螺纹16与副螺母3的前内螺纹Π 10连接处细牙螺纹旋进、旋出来消除副螺母3的后内螺纹ΙΠ11与螺栓I的外螺纹Π 12齿合面的配合间隙，使副螺母3的后内螺纹mil与螺栓I的外螺纹Π 12齿合面间隙消除在整个圆周方向产生均匀巨大的摩擦阻力和轴向前推力F，同时产生的轴向反作用力F，使主螺母2的外螺纹16与副螺母3的前内螺纹Π 10连接齿合面间隙消除产生摩擦阻力和轴向推力F;同时使主螺母2主体的中心内孔上内螺纹113与螺栓I的外螺纹Π 12的齿合面间原有产生的摩擦阻力叠加和轴向推力F，由F产生的反作用力F同时反向作用于副螺母3，自身内部形成了三道相生相克的摩擦阻力和轴向作用力防护，既保护了被紧固工件又保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各防松环节不松动，起到真正永不松动的效果。
[0018]除了上述的实施例外，其他未述的实施方式也应在本发明的保护范围之内。本文所述的【具体实施方式】仅是对本发明构思作举例描述，本发明所属技术领域的人员可以对所描述的具体实施例做修改、补充、替代，都不会偏离本发明的构思或超越所附权利要求书定义的范围。本文通过特定术语叙述不排除使用其他术语的可能性，这些术语只是为了通俗方便描述来解释本发明的本质，不能解释成任何一种附加的限制。
【主权项】
1.一种防松螺母的结构，其特征是它包括螺栓(1)、主螺母(2)和副螺母(3)，所述主螺 母(2)主体的中心内孔(14)上设有内螺纹1(13)，主螺母(2)的前段设置为螺母头部(4)，主 螺母(2)的中段设置为中部螺接段(5)，中部螺接段(5)的表面设有外螺纹1(6)，主螺母(2) 的后段设置为尾部调节段(7)，螺母头部(4)的周长大于中部螺接段(5)的周长，中部螺接段 (5)的直径大于尾部调节段(7)的直径，所述的副螺母(3)的中心内孔分为前段内螺孔(8)和 后段内螺孔(9)，前段内螺孔(8)的直径大于后段内螺孔(9)的直径，前段内螺孔(8)的内壁 上设有前内螺纹II (10)，后段内螺孔(9)的内壁上设有后内螺纹m(ll)，当主螺母(2)与副 螺母(3)安装在螺栓(1)上时，主螺母(2)通过内螺纹1(13)与螺栓(1)外表面的外螺纹n (12)配合后连接在螺栓(1)上，副螺母(3)的前内螺纹II (10)与主螺母(2)的中部螺接段(5) 表面的外螺纹1(6)配合连接，副螺母(3)的后内螺纹null)与螺栓(1)的外螺纹n (12)配合 连接。2.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述的外螺纹1(6)为正向的细牙 直螺纹或反向细牙直螺纹。3.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述的外螺纹1(6)为正向的锥螺 纹或反向锥螺纹。4.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述的前段内螺孔(8)与后段内螺 孔(9)之间为阶梯状过渡。5.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述副螺母(3)前段内螺孔(8)的 长度大于或等于主螺母(2)的中部螺接段(5)和尾部调节段(7)的长度之和，后段内螺孔(9) 的长度大于或等于螺栓(1)的外螺纹II (12)连接螺纹1牙距。6.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述主螺母(2)的外形设为方柱 形、圆柱形、多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体；副螺母(3)的外形设为方柱形、圆柱形、 多边柱形、蝶形、法兰边或其他异形体。7.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述的主螺母(2)主体的各端面均 垂直于螺栓(1)的轴向，副螺母(3)主体的各端面均垂直于螺栓(1)的轴向。8.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述副螺母(3)的前内螺纹n (10) 与主螺母(2)的中部螺接段表面的外螺纹1(6)配合连接后，通过调整前内螺纹n (10)与外 螺纹1(6)之间的连接长度大小，来保障主螺母的内螺纹1(13)和副螺母的后内螺纹m(ii) 同步同时与螺栓(1)的外螺纹n (12)配合连接，副螺母(3)的前内螺纹n (10)与主螺母(2) 的中部螺接段(5)表面的外螺纹1(6)连接后内外贴合端面间设有间隙。9.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述主螺母(2)为碳钢、不锈钢、合 金钢、合金材料、铜、错或其他金属制成，副螺母(3 )为碳钢、不锈钢、合金钢、合金材料、铜、 铝或其他金属制成。10.根据权利要求1所述的防松螺母的结构，其特征是所述主螺母(2)为硬塑料、石墨或 其他具有强度的固态非金属，副螺母(3)为硬塑料、石墨或其他具有强度的固态非金属。11.一种用于权利要求1-10所述防松螺母的主螺母与副螺母之间的防松调节方法，其 特征是它包括以下步骤:首先将主螺母(2)、副螺母(3)通过中部螺接段(5)的外螺纹1(6)连 接后，调整连接长度大小保障主螺母(2)的内螺纹1(13)和副螺母(3)的后内螺纹m(ii)同 步同时与螺栓(1)的外螺纹II (12)配合连接，副螺母(3)的前内螺纹II (10)与主螺母(2)中部螺接段(5)表面的外螺纹1(6)连接的内外贴合端面间设有间隙，这样就利用主螺母(2)的外螺纹1(6)与副螺母(3)的前内螺纹Π (10)连接处细牙螺纹旋进、旋出来消除副螺母(3)的后内螺纹ΠΚ11)与螺栓(I)的外螺纹Π (12)齿合面的配合间隙，使副螺母(3)的后内螺纹m(11)与螺栓(I)的外螺纹Π (12)齿合面间隙消除在整个圆周方向产生均匀巨大的摩擦阻力和轴向前推力F，同时产生的轴向反作用力F，使主螺母(2)的外螺纹1(6)与副螺母(3)的前内螺纹Π (10)连接齿合面间隙消除产生摩擦阻力和轴向推力F;同时使主螺母(2)主体的中心内孔(14)上内螺纹I (13)与螺栓(I)的外螺纹Π (12)的齿合面间原有产生的摩擦阻力叠加和轴向推力F，由F产生的反作用力F同时反向作用于副螺母(3)，自身内部形成了三道相生相克的摩擦阻力和轴向作用力防护，既保护了被紧固工件又保证受频繁振动和载荷变化等各种恶劣工作环境下各防松环节不松动，起到真正永不松动的效果。
【文档编号】F16B39/12GK105937538SQ201610337131
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】李武彬
【申请人】李武彬