CN114183453A - 一种互锁式螺栓防松结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种互锁式螺栓防松结构，包括螺栓、弹性防松环和防松座，弹性防松环夹设于螺栓头和防松座之间，弹性防松环包括开口垫环主体，垫环主体两个侧面分别设有导向及止回方向均一致的防松齿，防松座上端面设有一圈防松齿，防松座底部与工件安装孔处固定连接，螺栓头底部设有防松齿。拧紧后，螺栓头、弹性防松环和防松座相互啮合构成互锁结构。螺栓回旋时，防松齿需要克服弹性防松环上防松面的阻力，当防松面坡度小于90度且大于临界角，螺栓回旋时松动的力无法克服弹性防松环上防松面阻力，从而无法越过防松齿，实现止回防松。拆卸时，只需提供大于防松齿阻力的拆卸力即可无破坏拆卸。当防松面坡度等于或大于90度时，结构锁死，起防盗作用。

Description

一种互锁式螺栓防松结构
技术领域
本发明涉及防松机构，具体涉及一种互锁式螺栓防松结构，能有效防止螺纹连接组件的松动。
背景技术
螺栓松动是长久困扰机械领域的一个问题。静态载荷下，螺纹副之间产生的摩擦力具有自锁能力，螺栓不会松动；然而在振动条件下，螺纹副之间的摩擦力瞬时消失，螺纹副之间产生松动回旋。
发明内容
为了解决螺栓连接件松动的问题，尤其是针对无螺母工况（通常为沉孔或盲孔）下螺栓的紧固和防松问题，本发明提出了一种互锁式螺栓防松结构。
发明构思：在螺栓与防松座孔之间设置弹性防松环，弹性防松环两侧设置防松齿，与弹性防松环相接触的零件上设置相应的防松齿，防松座固定在工件上，当螺栓要产生松动回旋，它们上面的防松齿就必须越过弹性防松环上的防松齿，当防松齿的防松面的角坡度（β角）适当时，沿着防松面产生的阻力将会大于松动回旋的力，从而有效阻止螺栓的松动回旋；对于需要拆卸的情况，临界角θ＜β＜90°，从而实现无破坏性拆卸；当用于防盗时，β角取90°或大于90°，防松结构锁死。
为此，本发明的技术方案为，一种互锁式螺栓防松结构，用于无螺母工况下螺栓的紧固与防松，包括螺栓，其特征在于：还包括弹性防松环和防松座，弹性防松环夹设于螺栓头和防松座之间，
弹性防松环包括垫环主体，垫环主体为螺旋环形，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置的防松齿，防松齿一侧为导向面、另一侧为防松面，靠近螺栓头一侧的防松齿导向面的上坡切线方向与螺栓拧紧方向相一致，靠近防松座一侧的防松齿防松面的上坡切线方向与螺栓止回方向相对应，垫环主体两侧的防松齿的导向及止回方向均一致；
防松座中间设有供螺栓穿过的通孔，防松座的上端面设有一圈与弹性防松环上的防松齿相啮合的防松齿，该防松齿***预留有承载面，防松座底部设有与工件安装孔处固定连接的安装部；
螺栓头的底部设有一圈与弹性防松环上的防松齿相啮合的防松齿，该防松齿***预留有承载面；
紧固时，弹性防松环两侧的防松齿与螺栓头、防松座上的防松齿相互啮合，螺栓头、弹性防松环与防松座形成互锁结构。
作为优选，所述螺栓头、防松座和弹性防松环上的防松齿的截面相同，截面形状为三角形或半圆形或梯形或弧形，其中：导向面的坡度大于螺纹导程角度，用于可拆卸时防松面的坡度小于90°且大于临界角度，用于不可拆卸时防松面的坡度大于或等于90°。
对上述技术方案的进一步改进在于：使用时，所述防松座同轴固定在工件的安装孔上，弹性防松环装配在防松座上、防松齿相互啮合，螺栓旋入螺纹孔并拧紧后，螺栓头上的防松齿与弹性防松环上的防松齿啮合、并压缩弹性防松环，同时螺栓头与防松座上的承载面相互接触，传递预紧力，螺栓头、弹性防松环和防松座构成互锁结构，防松座上的防松面向弹性防松环上的防松面施加阻力，并传递到螺栓头的防松面上，该阻力大于螺栓松动回旋的力，防松齿之间不会因振动而产生相对滑动，互锁结构能稳定防松。
有益效果：本发明提供的防松结构解决螺栓在螺纹孔中的防松问题，且可拆卸性好，可重复使用。
附图说明
图1是本发明的工件为盲孔螺栓防松装配示意图。
图2是本发明的工件为沉孔螺栓防松装配示意图。
图3是本发明的沉孔或盲孔螺栓防松装配中防松齿啮合关系的详解图。
图4是本发明的沉孔用螺栓（内六角）的结构图。
图5是图4的剖视图。
图6是本发明的弹性防松环的等轴视图。
图7是本发明的弹性防松环的主视
图8是本发明的弹性防松环的侧视图。
图9是本发明的防松座的等轴视图。
图10是本发明的防松座的主视图。
图中所示：10、螺栓；20、弹性防松环；30、防松座；40、工件；50、工件；F1、导向面；F2、防松面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是：
临界角度θ是指因振动产生松动回旋时，防松齿的防松面因相互之间的阻力而无法产生相对滑动而所需的最小坡度或角度；
上坡切线方向指的是从防松齿根部指向齿的顶部；
坡度指的是导向面或防松面上的点的上坡切线与中心轴线垂直平面的夹角；
弹性防松环的螺旋升角大于同旋向螺纹的导程角，导程角和螺旋升角与机械中螺纹的术语具有相同的规定。
本发明如图1至图10所示：
一种互锁式螺栓防松结构，用于无螺母工况下螺栓的紧固与防松，包括螺栓10、弹性防松环20和防松座30，螺栓10从弹性防松环20和防松座30的中间通孔穿过，弹性防松环夹设于螺栓的螺栓头和防松座之间，
弹性防松环20包括垫环主体，垫环主体为螺旋环形，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置的防松齿21，防松齿一侧为导向面F1、另一侧为防松面F2，靠近螺栓头一侧的防松齿导向面的上坡切线方向与螺栓10拧紧方向相一致，靠近防松座30一侧的防松齿防松面的上坡切线方向与螺栓止回方向相对应，垫环主体两侧的防松齿的导向及止回方向均一致；
防松座30中间设有供螺栓穿过的通孔，防松座的上端面设有一圈与弹性防松环上的防松齿相啮合的防松齿31，该防松齿***预留有承载面32，防松座底部设有与工件安装孔处固定连接的安装部33，
螺栓头的底部设有一圈与弹性防松环上的防松齿相啮合的防松齿11，该防松齿***预留有承载面12；
紧固时，弹性防松环20两侧的防松齿与螺栓头、防松座30上的防松齿相互啮合，螺栓头、弹性防松环与防松座形成互锁结构。
所述螺栓10的螺栓头、防松座30和弹性防松环20上的防松齿的截面相同，截面形状为三角形或半圆形或梯形或弧形，其中：导向面F1的坡度大于螺纹导程角度，用于可拆卸时防松面的坡度小于90°且大于临界角度，用于不可拆卸时防松面的坡度大于或等于90°。
使用时，所述防松座30通过焊接或一体成形同轴固定在工件40的安装孔上，弹性防松环20装配在防松座30上、防松齿相互啮合，螺栓10依次穿过弹性防松环、防松座和工件40的安装孔后旋入工件50的螺纹孔中，螺栓拧紧后，螺栓头上的防松齿11与弹性防松环上的防松齿21啮合、并压缩弹性防松环，同时螺栓头与防松座上的承载面相互接触，向工件施加预紧力。
振动导致螺栓松动回旋时，需要克服弹性防松环的防松齿21的防松面阻力、把弹性防松环向下压。当防松面的坡度β大于临界角度θ时，螺栓松动回旋的力无法克服弹性防松环上防松齿的阻力，从而不能把弹性防松环的防松齿往下压，最终螺栓头上的防松齿11无法越过弹性防松环上的防松齿21，螺栓头、弹性防松环和防松座始终处于互锁状态。由于防松座30被固定在工件上，不会产生松动，因此整个互锁结构都不会产生松动，从而实现防止螺栓松动的效果。拆卸时，施加的力大于防松齿的阻力即可实现拆卸。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种互锁式螺栓防松结构，用于无螺母工况下螺栓的紧固与防松，包括螺栓，其特征在于：还包括弹性防松环和防松座，弹性防松环夹设于螺栓头和防松座之间，
弹性防松环包括垫环主体，垫环主体为螺旋环形，头部和尾部的高度不同、上下错开形成弹性开口，垫环主体的两个侧面分别整圈均布有呈径向设置的防松齿，防松齿一侧为导向面、另一侧为防松面，靠近螺栓头一侧的防松齿导向面的上坡切线方向与螺栓拧紧方向相一致，靠近防松座一侧的防松齿防松面的上坡切线方向与螺栓止回方向相对应，垫环主体两侧的防松齿的导向及止回方向均一致；
防松座中间设有供螺栓穿过的通孔，防松座的上端面设有一圈与弹性防松环上的防松齿相啮合的防松齿，该防松齿***预留有承载面，防松座底部设有与工件安装孔处固定连接的安装部；
螺栓头的底部设有一圈与弹性防松环上的防松齿相啮合的防松齿，该防松齿***预留有承载面。
2.根据权利要求1所述一种互锁式螺栓防松结构，其特征在于：所述螺栓头、防松座和弹性防松环上的防松齿的截面为三角形或半圆形或梯形或弧形，其中：导向面的坡度大于螺纹导程角度，用于可拆卸时防松面的坡度小于90°且大于临界角度，用于不可拆卸时防松面的坡度大于或等于90°。
3.根据权利要求1或2所述一种互锁式螺栓防松结构，其特征在于：使用时，所述防松座同轴固定在工件的安装孔上，弹性防松环装配在防松座上、防松齿相互啮合，螺栓旋入螺纹孔并拧紧后，螺栓头上的防松齿与弹性防松环上的防松齿啮合、并压缩弹性防松环，同时螺栓头与防松座上的承载面相互接触，传递预紧力，螺栓头、弹性防松环和防松座构成互锁结构，防松座上的防松面向弹性防松环上的防松面施加阻力，并传递到螺栓头的防松面上，该阻力大于螺栓松动回旋的力，防松齿之间不会因振动而产生相对滑动，互锁结构能稳定防松。
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