一种带弹性凸起螺母与带螺旋升槽的垫片组成的防松螺栓组的制作方法

1.本发明属于机械工程螺纹联接防松领域，涉及一种能够充分利用结构运动干涉，防止螺纹联接松动，提高联接效果，减少螺纹联接的维护、检修的一种带弹性凸起螺母与带螺旋升槽的垫片组成的防松螺栓组。


背景技术：

2.各种机器及部件在连接装配中离不开联接件。联接件的数量大约占机械零件总数量的60%，其中螺纹联接是机械联接中使用最常见的形式，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，给机械工业带来了方便。但是，它有一个不可避免的弱点，在剧烈冲击、震动或变载荷作用下，或当温度变化大时，螺纹联接有可能松动，甚至完全脱开。在现实生活中因为螺纹联接松动产生的产品故障、机器失效、解体，甚至造成机毁人亡的事例屡见不鲜。因此如何保证螺纹联接的可靠性，防止螺纹联接松动，是有效保证产品质量，提高产品可靠性的重要方面，螺纹防松问题已经成为亟需解决的实际技术问题。
3.为解决联接件的松脱问题，从螺纹联接件诞生开始，世界上许多国家的科学家和工程师作了大量的试验和研究。
4.防松的方法很多，按工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防松等。此外还有一些特殊的防松方法，例如对螺纹铆焊、冲点防松、在螺纹副间涂粘接剂防松等，它们是属于不可拆联接。
5.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，以产生可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。这种正压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防松螺母等。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，预紧力逐渐减小，最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。
6.第二种方式是机械防松。是用件直接限制螺纹副的相对转动。如采用开口销、串连钢丝和垫圈等。这种方式造成拆卸不方便。


技术实现要素：

7.螺栓联接防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹五要素，只有五要素相同的内、外螺纹才能互相旋合。如果让螺母螺纹预紧后分别与两种螺纹旋合，而两种螺纹的升角不等，一螺纹为正常联接螺纹，另一螺纹的升角远大于正常螺纹的升角；螺距也不等，升角大的螺纹的螺距远大于正常螺纹的螺距。这样，当螺母要产生相对转动时，同一转角里，两种螺纹的轴向位移不等，相互干涉，彼此制约，使得相对转动不能产生，从而避免了螺纹副的相对转动，实现防松目的。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种带弹性凸起螺母与带螺旋升槽的垫片组成的防松螺栓组，其特征是：包括带
弹性凸起螺母、带螺旋升槽的垫片、螺栓；所述带弹性凸起螺母的弹性凸起呈球冠状、球冠柱状或者圆柱状，用弹性材料制成，位于螺母的一个端面上，直立，与螺母端面垂直；所述带螺旋升槽的垫片外廊是与螺母同样尺寸大小的六边型，内腔是个比螺杆直径大的圆孔；垫片的端面一端为平整面，另一端面内腔至外廊表面的壁厚中线上开有一螺旋槽；槽的轴向截面与螺母端面上的突起截面相同，槽端深与突起高度相同，槽底以α为升角逆时针方向盘旋上升；螺旋升槽的升角以及螺距至少是螺母联接内螺纹的2倍以上；螺母的弹性凸起与垫片螺旋升槽处于同圆心的一半径弧上；螺母的弹性凸起扣入垫片螺旋升槽的槽深端时，螺母的六个面必须与垫片外廊的六边型立面一一对应重合。
9.本发明的有益效果是，利用一种带弹性凸起螺母与带螺旋升槽的垫片预紧后，实现螺母同时与两种不同螺纹旋合。由于两种螺纹的升角、螺距不等，当螺母要产生相对转动时，同一转角里，两种螺纹的轴向位移不等，相互干涉，彼此制约，使得螺母相对转动不能产生，从而避免了螺纹副的相对转动，实现利用结构运动干涉达到防松目的。结构运动干涉防松比摩擦防松更为可靠，操作也比机械防松更为方便，它依然属于可拆螺纹联接，使用非常方便。它可靠性、实用性好，可以用在剧烈冲击、震动、交变载荷，或温度变化大的场合，有效减少对螺纹联接的维护、检修，提高设备利用的安全性、利用率。
附图说明
10.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
11.图1是本发明的联接装配轴向剖面示意图。
12.图2是弹性凸起螺母轴向剖面图。
13.图3是弹性凸起螺母凸起端面正视图。
14.图4是带螺旋升槽的垫片立体图。
15.图5是本发明的联接装配局部剖面示意图。
16.图中：1．带螺旋升槽的垫片 2．螺旋升槽 3．带弹性凸起螺母4．螺栓 5．直立弹性凸起6．圆形垫圈7．被联接工件1 8．被联接工件2。
具体实施方式
17.在图1实施例中，一种带弹性凸起螺母(3)与带螺旋升槽的垫片(1)组成的防松螺栓组，包括带螺旋升槽的垫片(1)、带弹性凸起螺母(3)、螺栓(4)。所述带弹性凸起螺母(3)的直立弹性凸起(5)为圆弧状，用弹性材料制成，位于凸起螺母(3)的一个端面上，直立，与凸起螺母(3)端面垂直。所述带螺旋升槽的垫片(1)的端面一端为平整面，另一端面内腔至外廊表面的壁厚中线上开有一螺旋槽(2)；槽的轴向截面与螺母端面上的突起(5)截面相同，槽端深与突起高度相同，槽底以α为升角逆时针方向盘旋上升。螺旋升槽的α升角，以及螺距至少是螺母联接内螺纹的2倍以上。螺母的弹性凸起(5)与垫片螺旋升槽(2)处于同一圆心半径弧上；螺母的弹性凸起(5)扣入垫片螺旋升槽(2)的槽深端时，螺母(3)的六个面必须与垫片(1)外廊的六边型立面一一对应重合。
18.使用时，将凸起螺母(3)的弹性凸起(5)与带螺旋升槽的垫片(1)的槽面端相对，将弹性凸起(5)扣入垫片螺旋升槽(2)的槽端深处，一起旋入螺杆(4)。由于螺母(3)与垫片(1)
形状，尺寸相同，外廊平面相互重合。旋紧操作时，扳手牙口可以同时咬合螺母(3)和垫片(1)，一块顺时针旋转。螺母(3)不断旋转，弹性凸起(5)带动垫片(1)逐渐下移，使垫片平整端面与工件支承面接触，直到螺母(3)将垫片(1)旋紧，达到规定最大预紧力为止停止旋紧。
19.工作时，由于它们相互独立，垫片(1)的螺旋升槽(2)对于弹性凸起(5)就是一个螺纹升面。当螺母(3)要产生相对转动时，同一转角里，螺母在内螺纹与在螺旋升槽的轴向位移不等，相互干涉，彼此制约，使得相对转动不能产生，从而避免了螺纹副的相对转动，实现利用结构运动干涉达到防松目的。
20.当要卸下螺母(3)时，只要将螺母(3)和垫片(1)一块旋转，它们间没有相对运动，就不会产生干涉，不影响螺母(3)的旋松操作。当螺母(3)的弹性凸起(5)从螺旋升槽(2)中旋出，螺母(3)就可以单独旋出。