凹槽防松螺栓的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種凹槽防松螺栓，包括頭部和螺桿，所述螺桿帶有外螺紋，外螺紋部分沿螺栓周向均布有若干平行于螺栓軸線的凹槽，配套使用的自鎖螺母至少有一個收口落入所述的凹槽內。本發明裝配時自鎖螺母和螺栓螺牙的接觸面積減小，能夠降低摩擦，減小干摩擦發生的概率，提高抗反力矩的能力，提高產品壽命；具有極好的抗振動性能，能在強烈的振動環境下保證鎖緊性能；可以提高裝配速率；提供較高的、持續穩定的預緊力并提高疲勞強度；適合在不能使用工具的場所進行裝配。
【專利說明】
凹槽防松螺栓
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種防松緊固連接裝置。
【背景技術】
[0002]目前，在航空、航天等領域的機械結構中，若干層板結構(包括鋁合金6061或7075、鈦合金Ti6A14V、碳纖維復合材料T700/M21等)使用收口自鎖螺母和普通螺栓進行連接，連接結構見圖1，包括自鎖螺母3和普通螺栓4，采用一個自鎖螺母3和一個普通螺栓4將結構板I和結構板2連接。對螺栓施加規定的力矩值，使螺栓擰入自鎖螺母并通過鎖緊區域，靠鎖緊區域嚙合螺紋處的摩擦力使被連接件達到規定的預緊力，使被連接件達到連接的目的。這種普通螺栓連接有以下幾個缺點:
[0003](I)在較少次數的循環裝拆下雖然可靠，但經過幾十次的循環裝拆時，自鎖螺母鎖緊區域的螺牙表面潤滑劑和表面涂層磨損較快，出現干摩擦的可能性增大；
[0004](2)僅僅依靠自鎖螺母鎖緊區域與螺栓螺牙之間的摩擦力提供鎖緊性能；
[0005](3)自鎖螺母鎖緊區域螺牙的摩損使鎖緊性能降低甚至失效；
[0006](4)自鎖螺母鎖緊區域螺牙與螺栓之間受到干摩擦后，螺母螺牙裸露出金屬本體降低螺母的防腐蝕能力。
【發明內容】
[0007]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種凹槽防松螺栓，依靠摩擦力和螺栓的防松結構來確保鎖緊性能，減小了裝配過程中自鎖螺母與螺栓之間的摩擦。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括頭部和螺桿;所述螺桿帶有外螺紋，外螺紋部分沿螺栓周向均布有若干平行于螺栓軸線的凹槽，配套使用的自鎖螺母至少有一個收口落入所述的凹槽內。
[0009]所述的凹槽削去的外螺紋牙高為外螺紋基本牙型高度的2/3，誤差為±5%。
[0010]所述的凹槽削去外螺紋牙高后，保留外螺紋牙底的圓弧，使螺栓牙底與螺母牙頂保持螺旋導向功能。
[0011 ] 所述的凹槽寬度W= (1.5?2) XP，其中，P為外螺紋的螺距。
[0012]所述的凹槽一端開到螺栓的螺紋終止端，另一端與螺栓頭部的距離L= HdH-11-U?3) XP，其中，H1為包含墊圈厚度在內的帶夾裝夾層的總厚度，H為所述自鎖螺母的高度，h為所述自鎖螺母的收口高度h。
[0013]所述的頭部、螺桿和自鎖螺母的材質采用Ti6A14V鈦合金、7075鋁合金、6061鋁合金、304不銹鋼或A286高溫合金。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015](I)提尚廣品壽命
[0016]裝配時自鎖螺母和防松螺栓螺牙接觸面積減小，能夠降低它們之間的摩擦，減小干摩?祭發生的概率，提尚抗反力矩的能力，提尚廣品壽命；
[0017](2)極好的抗振動性能
[0018]與僅依靠摩擦力來提供鎖緊的其它緊固件相比，具有極好的抗振動性能，能在強烈的振動環境下保證鎖緊性能；
[0019](3)更快的裝配速率
[0020]由于防松螺栓和螺母之間較小的摩擦系數，可以提高裝配速率；
[0021](4)增強連接性
[0022]提供$父尚的、持續穩定的預緊力并提尚疲勞強度；
[0023](5)增強緊固件的適用性
[0024]較小的緊固件不需要裝配工具，適合在不能使用工具的場所進行裝配。
【附圖說明】
[0025]圖1是現有技術的裝配示意圖，其中(a)為裝配剖視圖，(b)為普通螺栓主視、俯視圖，(C)為收口螺母橫截面示意圖，(d)為普通螺栓與收口螺母裝配橫截面示意圖；
[0026]圖2是本發明凹槽螺栓示意圖，其中(a)為凹槽螺栓橫截面示意圖，(b)為凹槽螺栓與收口螺母裝配橫截面示意圖；(C)為凹槽深度很淺時凹槽螺栓與收口螺母裝配橫截面示意圖；
[0027]圖3是本發明的裝配結構示意圖；
[0028]圖4是本發明的裝配流程示意圖；
[0029]圖5是本發明的拆卸流程不意圖；
[0030]圖中，1-結構板一，2-結構板二，3-收口自鎖螺母，4-普通螺栓，5-凹槽防松螺栓。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。
[0032]本發明的技術方案包括自鎖螺母和凹槽螺栓(如圖2(a)所示)；所述的凹槽螺栓是在普通螺栓的基礎上用平行于螺栓軸線的平面削去螺栓外螺紋部分牙高，形成凹槽，削去部分的牙高為基本牙型高度2/3±5%，保留螺栓牙底的圓弧，使螺栓牙底與螺母牙頂保持螺旋導向功能，凹槽寬度W=(l.5?2) XP，其中P螺距，凹槽距離螺栓六方頭的距離是:夾層總厚度H1 (包含墊圈厚度)+螺母高度H-收口高度h-(2?3) X P，然后凹槽一直開到螺栓的螺紋終止端。凹槽深度很淺時，凹槽形狀就退化為近似于一小平面(參見圖2(c))。防松螺栓上的凹槽按螺栓軸線陣列，凹槽數量可以是奇數也可以是偶數，這取決于螺栓材料、螺栓規格、連接要求(比如經常拆卸、偶爾拆卸、永久固定等)以及收□螺母的收□點數(比如兩點收口、三點收口等)，只需要確保收口螺母至少有一個收口落入螺栓凹槽內，并且對螺栓施加的預緊力不能受到開槽數量的影響。凡在有自鎖螺母(比如:高鎖螺母、公制自鎖螺母、英制自鎖螺母)使用處，均可以使用這種凹槽防松螺栓(比如:高鎖螺栓、六角頭螺栓、十二角頭螺栓、螺釘)。
[0033]凹槽防松螺栓依靠相互嚙合的內外螺紋之間的摩擦力來提供的鎖緊力矩，并在防松螺栓與螺母裝配后達到規定的預緊力時，螺母收口處內螺紋變形產生的凸起剛好落入螺栓凹槽中來防止螺母松脫(如圖2(b)所示)。凹槽防松螺栓的螺紋段橫截面參見圖2(a)和圖2(c)。自鎖螺母和凹槽防松螺栓的材質可以是鈦合金(Ti6A14V)、鋁合金(7075、6061)、不銹鋼(304)或高溫合金(A286)。
[0034]如圖2所示，本發明提供的防松螺栓規格如下:
[0035]I)螺栓規格為MJ5 X 0.8_4h6h時，在普通螺栓的基礎上用平行于螺栓軸線的兩平面削去螺栓外螺紋部分牙高，削去部分的牙高為0.26mm，保留螺栓牙底的圓弧，使螺栓牙底與螺母牙頂保持螺旋導向功能，凹槽寬度W為1.28mm，凹槽長度為15mm。
[0036]2)螺栓規格為0.1900-32UNJF-3A時，在普通螺栓的基礎上用平行于螺栓軸線的兩平面、削去螺栓外螺紋部分牙高，削去部分的牙高為0.44mm，保留螺栓牙底的圓弧，使螺栓牙底與螺母牙頂保持螺旋導向功能，凹槽寬度為1.27mm，凹槽長度為15mm。
[0037]螺栓凹槽減小了螺栓擰入時自鎖螺母螺牙和螺栓螺牙的接觸面積，因此降低了摩擦力，使自鎖螺母的循環使用次數增加，五凹槽防松螺栓擰入時三點收口的自鎖螺母時，防松螺栓非凹槽處的外螺紋牙頂與自鎖螺母螺紋嚙合時撐開螺母的收口處，凹槽處保留的外螺紋牙底可以順利通過螺母收口處的牙頂，當達到要求的預緊力時，此時自鎖緊母收口處的凸起落入凹槽螺栓的凹槽中，提高反力矩的能力。所述自鎖螺母的材質均為304，螺栓的材質均為A286。
[0038]如圖3所示，本發明裝配時:
[0039]I )MJ5 X 0.8-4h6h規格螺栓裝配后擰脫力矩、振動等性能分別滿足GJB715、IS05858標準，并且振動性能提高5-10倍。
[0040]2)0.1900-32UNJF-3A規格螺栓裝配后擰脫力矩、振動等性能分別滿足NSA25027標準，并且振動性能提高5-10倍。
[0041 ] MJ5X0.8-4h6h、0.1900_32UNJF_3A螺栓采用的凹槽數量均為五個，均與各自的三點收口的自鎖螺母進行裝配時，保證自鎖螺母收口處的凸起落入防脫螺栓凹槽中。五凹槽防松螺栓的外形見圖2(a)。
[0042]本發明兩種螺栓、螺母的裝配使用過程如圖4所示，首先放置結構板一I到結構板二 2上，兩板孔中心線對齊，凹槽防松螺栓5有螺紋的一端從結構板下面穿過使螺紋伸出結構板，擰入自鎖螺母3到達自鎖螺母的鎖緊區域后，使用工具夾緊自鎖螺母3，然后用內六方套筒力矩扳手擰螺栓5，達到規定力矩時，裝配完畢。
[0043]拆卸使用過程如圖5所示，工具夾緊自鎖螺母3，然后用內六方套筒扳手反向擰螺栓5，即可更換螺栓或螺母，再使用圖4所示的過程進行裝配。
【主權項】
1.一種凹槽防松螺栓，包括頭部和螺桿，其特征在于:所述螺桿帶有外螺紋，外螺紋部分沿螺栓周向均布有若干平行于螺栓軸線的凹槽，配套使用的自鎖螺母至少有一個收口落入所述的凹槽內。2.根據權利要求1所述的凹槽防松螺栓，其特征在于:所述的凹槽削去的外螺紋牙高為外螺紋基本牙型高度的2/3，誤差為±5%。3.根據權利要求1所述的凹槽防松螺栓，其特征在于:所述的凹槽削去外螺紋牙高后，保留外螺紋牙底的圓弧，使螺栓牙底與螺母牙頂保持螺旋導向功能。4.根據權利要求1所述的凹槽防松螺栓，其特征在于:所述的凹槽寬度W=(l.5?2) XP，其中，P為外螺紋的螺距。5.根據權利要求1所述的凹槽防松螺栓，其特征在于:所述的凹槽一端開到螺栓的螺紋終止端，另一端與螺栓頭部的距離L = Hi+H-h-(2?3) X P，其中，H1為包含墊圈厚度在內的帶夾裝夾層的總厚度，H為所述自鎖螺母的高度，h為所述自鎖螺母的收口高度h。6.根據權利要求1所述的凹槽防松螺栓，其特征在于:所述的頭部、螺桿和自鎖螺母的材質采用Ti6A14V鈦合金、7075鋁合金、6061鋁合金、304不銹鋼或A286高溫合金。
【文檔編號】F16B35/04GK105972033SQ201610551248
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】楊富強
【申請人】陜西邁堃科學技術有限公司