一种防松螺纹结构的制作方法

1.本发明涉及紧固件技术领域，特别是涉及一种防松螺纹结构。


背景技术：

2.紧固件是应用极为广泛的一类机械零件，是紧固两个或两个以上零件(或构件)连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称，包括螺栓、螺杆、螺母、螺钉等等。
3.由于国家对机械基础件在机械工业中的重要地位认识较晚，长期缺乏投入，致使整个行业基础差、底子薄、实力弱。特别是随着中国主机水平的提高，机械基础件落后于主机的瓶颈现象日益显现。当今，虽然在技术引进、技术改造、科研开发等方面，国家给予了一定的支持，但与当前市场需求及国外水平相比，仍有不小差距，高档、特殊要求的紧固件还要依赖进口，如高标准的防松螺母。
4.现市场上通常防松措施有如下几种：第一种是摩擦防松。在螺纹副之间产生一个不随外力变化的正压力。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，会因松弛导致预紧力下降，随着振动次数的增加，最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。第二种方式是机械防松。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。由于止动件没有预紧力，螺母松退到止动位置时防松止动件才能起作用，因此，这种方式实际上不防止松而是防止脱落。第三种方式是铆冲防松。在拧紧后采用冲点、焊接、粘接等方法，使螺纹副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。第四种方式是结构防松。是利用螺纹副自身结构进行防松，如唐氏防松螺纹，用2个旋转方向相反的螺母同时紧固，一个螺母松脱的方向正是另一个拧紧的方向。日本hardlock螺母利用楔子原理，用凹型螺母拧紧在凸型螺母上，如同在螺纹之间插入楔子。这些永不松动的螺母用料多体积大费用高操作麻烦，且没有在根源上消除松动。
5.用于紧固的螺栓、螺杆、螺母还是螺钉，其最重要的一点是具有螺纹，紧固靠的是螺纹，松脱也是由于螺纹。传统螺纹的升角是全程不变的，从螺纹开头到螺纹结束都是不变的度数，一般在1.5-3.5度之间，过小则旋转效率太底，过大则自锁性能太差。螺纹在齿合时，由于这升角的存在，会产生2个分力：沿螺纹面方向(f1)，垂直螺纹(f2)，升角越大，则旋转效率越高，f1越大f2越小，则越易松脱；升角越小，则旋转效率越底，f1越小f2越大，则越难松脱，所以最理想的状态是：在拧的过程中，其升角要尽量大以保效率，在拧紧之后，其升角要尽量小以防松脱。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种防松螺纹结构。
7.本发明提供了如下方案：
8.一种防松螺纹结构，包括：
9.螺纹本体，所述螺纹本体的至少一部分具有由多段首尾相连的第一螺纹段以及第
二螺纹段构成的连续螺纹线结构；
10.其中，所述第一螺纹段的螺纹升角与所述第二螺纹段的螺纹升角不同。
11.优选地：所述第一螺纹段的螺纹升角大于所述第二螺纹段的螺纹升角。
12.优选地：所述第二螺纹段的螺纹升角不大于所述第一螺纹段的螺纹升角的50％。
13.优选地：所述第二螺纹段的螺纹升角为0
°
。
14.优选地：所述螺纹本体的起始段为所述第一螺纹段。
15.优选地：所述螺纹本体的牙型为三角形、矩形、梯形、锯齿形中的任意一种。
16.优选地：所述螺纹本体形成于母体的外侧表面用于形成外螺纹。
17.优选地：所述螺纹本体形成于母体的内侧表面用于形成内螺纹。
18.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
19.通过本发明，可以实现一种防松螺纹结构，在一种实现方式下，该结构可以包括螺纹本体，所述螺纹本体的至少一部分具有由多段首尾相连的第一螺纹段以及第二螺纹段构成的连续螺纹线结构；其中，所述第一螺纹段的螺纹升角与所述第二螺纹段的螺纹升角不同。本申请提供的防松螺纹结构，对螺纹本体进行分段处理：第一螺纹段形成升降段、第二螺纹段形成平缓段，升降段具有大升角，平缓段具有小升角，甚至无升角，升降段与平缓段首尾连结，形成整条螺纹。实现在源头上防松，在螺纹结构上消除松脱隐患，除非受到能使螺母产生旋转的外力。平缓段的升角小，甚至为0度，所以这部分的相互受力虽然是持续的，但主要产生摩擦阻力，而升降段的相互受力并不持续，只有当拧紧后紧密接触、相互挤压时会有受力，但一旦有细微松脱，升降段相互分离，其受力就会断崖式下降，直至不受力，从而也就消除进一步实质性松脱。
20.当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例提供的一种防松螺纹结构的螺纹升角结构示意图；
23.图2是本发明实施例提供的一种防松螺纹结构的螺纹齿合示意图；
24.图3是本发明实施例提供的一种防松螺纹结构具有三角形牙型的结构示意图；
25.图4是本发明实施例提供的一种防松螺纹结构具有矩形牙型的结构示意图。
26.图中：螺纹本体1、第一螺纹段11、第二螺纹段12、第一螺纹段的螺纹升角θ1、第二螺纹段的螺纹升角θ2。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.参见图1、图2、图3、图4，为本发明实施例提供的一种防松螺纹结构，如图1、图2、图3、图4所示，该结构包括螺纹本体1，所述螺纹本体1的至少一部分具有由多段首尾相连的第一螺纹段11以及第二螺纹段12构成的连续螺纹线结构；
30.其中，所述第一螺纹段11的螺纹升角θ1与所述第二螺纹段12的螺纹升角θ2不同。
31.进一步的，在实际应用中，所述第一螺纹段11的螺纹升角θ1可以大于所述第二螺纹段12的螺纹升角θ2。为了保证达到良好的防松动效果，所述第二螺纹段的螺纹升角θ2不大于所述第一螺纹段的螺纹升角θ1的50％。所述第二螺纹段的螺纹升角为0
°
。例如该第一螺纹段的螺纹升角可以采用传统的1.5-3.5度之间，第二螺纹段的螺纹升角可以为0-1.75之间。为了保证该螺纹结构形成的螺栓与螺母连接时更加顺畅，所述螺纹本体的起始段为所述第一螺纹段。采用大升角的第一螺纹段作为起始段，可以对螺纹连接过程起到良好的引导作用。该螺纹结构适合应用于各种不同牙型结构的螺纹中使用，具体的，所述螺纹本体的牙型为三角形、矩形、梯形、锯齿形中的任意一种。图3为牙型采用三角形的螺纹本体的示意图。在实际应用中，该螺纹结构可以形成外螺纹或者内螺纹，具体的，所述螺纹本体形成于母体的外侧表面用于形成外螺纹。所述螺纹本体形成于母体的内侧表面用于形成内螺纹。
32.本申请提供的防松螺纹结构，对螺纹本体进行分段处理：第一螺纹段形成升降段、第二螺纹段形成平缓段，升降段具有大升角，平缓段具有小升角，甚至无升角，升降段与平缓段首尾连结，形成整条螺纹。一整条螺纹由许多个短小的升降段与平缓段连结而成，平缓段通过升降段沿中轴线旋转逐级升高。由于一圈螺纹包含有许许多多个升降段，实际应用时，多拧紧或少拧紧一个升降段，并不影响拧紧所需的预紧力的有效性。
33.该结构的使用时方法为：
34.首先，是校准位置。把螺母螺纹的升降段(螺母螺纹的起始端)旋入到螺杆螺纹的升降段(螺杆螺纹的起始端)下方，并慢慢向前推进至平缓段叠加。
35.然后，旋转推进。不断旋转螺母，利用升降段一级级往前推进，在推进的过程中，每遇到升降段都会有较大阻力，但在超过升降段后在平缓段运行时阻力会减小，直至遇到下一个升降段时阻力增大，这样反复、持续向前推进，直至紧挨所要紧固的物体。
36.最后，加力拧紧。继续在第二阶段的基础上向前推进，继续向前旋转90度至180度，在螺纹平缓段增加轴向受力。
37.标准依据：gb/t 10431-2008紧固件横向振动试验方法对本申请提供的防松动螺栓的防松动性能进行验证。
38.试验设备：fpl-600型紧固件横向振动疲劳试验机；
39.试样：编号1为具有本申请提供的螺纹结构的m16x100-8.8，螺母、螺栓4件；编号2为普通螺母、螺栓不加垫片；编号3为普通螺母、螺栓加垫片；
40.试验预紧力：33.07-33.24kn；
41.预紧力加载精度：
±
1％；
42.加载形式：伺服电机匀速加载；
43.加载速度：1r/mi n；
44.温度：25℃。
45.横向振动试验是在fpl系列紧固件横向振动试验机上进行。将被试紧固件拧紧在试验装置上，使之产生一定的夹紧力。借助于试验机在被夹紧的两金属板之间产生的交变横向位移，使连接运动，导致夹紧力减小甚至完全丧失。连续记录夹紧力，根据记录数据的对此可以判定紧固件防松性能。在试验过程中，夹紧力减小得越漫，防松性能越好；反之，夹紧力减小得越快，防松性能越差。
46.实验结果如下表所示。
[0047][0048]
由上表可知，本申请提供的防松螺栓结构的振动后残余轴力大于80％，具有良好的抗松动能力。
[0049]
本申请提供的防松螺纹结构具有如下优点：
[0050]
1、在源头上防松，在螺纹结构上消除松脱隐患，除非受到能使螺母产生旋转的外力。平缓段的升角小，甚至为0度，所以这部分的相互受力虽然是持续的，但主要产生摩擦阻力，而升降段的相互受力并不持续，只有当拧紧后紧密接触、相互挤压时会有受力，但一旦有细微松脱，升降段相互分离，其受力就会断崖式下降，直至不受力，从而也就消除进一步实质性松脱。
[0051]
2、可以节省材料，减少体量且安装拆卸方便。传统螺纹的结构防松螺母，像现有的唐氏防松螺母、日本hardlock螺母，需要2个同时合并使用，费材费时使用也不方便。
[0052]
3、生产工艺简单。唐氏防松螺母需在螺杆上设置2道相反的螺纹，日本hardlock螺母要制备凹、凸结构，号称给你图纸也造不出来，而本螺纹结构的螺栓、螺母只需在攻丝时控制好刀头的推进速度、节奏就可以生产：母体持续匀速转动，而刀头在攻丝时保持用高、低2个速度轮换向前推进，在攻丝升降段时采用高速度推进，在攻丝平缓段时采用低速度，甚至0速度推进，待平缓段攻丝完成再采用高速度推进以攻丝升降段，这样循序渐进攻丝即可。
[0053]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在
包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0054]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。