[发明专利]一种变螺距螺柱

说明书

技术领域

本发明属于金属连接件技术领域，尤其是涉及一种变螺距螺柱。

背景技术

对于轻质合金的螺纹连接，目前基本上有以下几种连接技术，即：钢丝螺套结构、薄壁螺纹套结构、光孔装螺柱结构、间隙螺纹螺纹粘接结构等，各有其应用范围以及优点和不足之处，现做一基本介绍。

钢丝螺套结构，是通用的轻质合金螺纹连接方式，广泛应用于一般强度的普通螺纹连接，国军标GJB119.1A～GJB119.3A-2001(普通型钢丝螺套)中已经详细规定了各种普通型钢丝螺套的规格、结构形式、自由状态圈数及相关尺寸、图样画法以及重量等。优点：国军标对钢丝螺套的规格、结构形式、自由状态圈数及相关尺寸、图样画法以及重量等做了统一规定，便于设计选用，螺纹连接件可反复拆卸、安装使用，可维修性好。缺陷：钢丝螺套螺纹连接结构，不适于高强度的螺纹连接，安装钢丝螺套用内螺纹需用专用螺纹刀具加工，加工与安装的工艺复杂，而且成本高。

薄壁螺纹套结构，主要由三部分组成：螺纹部分、薄壁变形部分和顶部齿状部分，螺纹部分分为内螺纹和外螺纹，内螺纹用于旋合螺栓螺纹，外螺纹用于旋合基体螺纹孔螺纹；薄壁变形部分，用于释放螺纹套安装的变形；顶部齿状部分主要通过专用工装将螺纹套旋入基体螺孔中，并使顶部锯齿全部嵌入基体中。优点：螺纹连接件可反复拆卸、安装使用，可维修性较好。缺陷：薄壁螺纹套连接形式不适用于结构紧凑、深孔和高载荷的螺纹连接，工艺性差，成本高，而且仅应用于一般强度的普通螺纹和专用螺纹的连接。

光孔装螺柱结构，是早期坦克装甲车辆动力曲轴箱、气缸体与气缸盖的紧固连接方式，曲轴箱材料为ZL104铸造铝合金，其硬度值为70HB～90HB，其基本装配工艺是用较大的力矩在常温下将高强度双头螺柱强制旋入曲轴箱的圆柱形底孔中，依靠螺纹副间的弹塑性变形来保证联接强度，它是一种比较可靠的双头螺柱过盈螺纹连接形式。光孔装螺柱技术已形成部颁标准，其中包括螺柱的规格、螺纹结构形式、尺寸分组、安装工艺、大修规范等。随着坦克装甲车辆动力的不断强化，铝合金材料的曲轴箱强度不断提高、其硬度已达到100HB以上，使得光孔装螺柱变得异常困难，如果气温较低或是螺柱与底孔配合不当，经常出现螺柱折断的情况，此时，唯一的解决办法是加大底孔尺寸直径，选配螺柱重新装配；另一方面，过盈螺纹会在曲轴箱局部产生很大应力集中，在台架与跑车试验中曾多次发生曲轴箱螺纹根部断裂的严重故障。

间隙螺纹粘接结构，是应用高强度厌氧螺纹锁固剂与被粘表面间的物理作用以及锁固剂本身的化学变化进行高强度螺柱螺纹连接的实用型技术，通过一定的螺纹锁固剂的粘接规范，可以得到很高的双头螺柱连接强度，它取代了过盈螺纹连接方式，由于螺纹副间粘接时不施加预紧力矩，因而不会对轻合金基体产生附加的安装预应力，很好地改善了轻合金被连接件的工作条件，大幅地提高其可靠性。该项技术目前主要应用于坦克装甲车辆动力曲轴箱、气缸体与气缸盖的紧固与连接，并现已实现了工程化。在高强度厌氧螺纹锁固剂连接的螺柱维修性方面进行了大量的基础研究，所谓“维修性”仅仅针对螺柱的拆卸，也就是在不损伤螺纹副的前提下，将螺柱完整地拆卸下来，该问题的提出主要是针对产品批量生产、装配、使用直到大修，如果螺柱螺纹牙型损坏，或因环境温度高(厌氧型螺纹锁固剂快速凝固)而使螺柱装配未达到设计规定的尺寸要求，或在使用过程中螺柱松动，或在大修期间须对螺柱安装平面进行机械加工等情况出现，将使整个部件甚至整机报废。但是到目前为止，无法通过物理或化学方法来降低螺纹锁固剂的连接强度，实施螺柱的拆卸，间隙螺纹粘接方式是一种永久性螺柱螺纹锁固技术。间隙螺纹粘接方式对环境温度、湿度和零件清洁度的要求较高，使得制造成本增加，且固化时间较长(不少于24h)，在一定程度上降低了生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种变螺距螺柱，以提高轻质合金构件螺纹连接的高强度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种变螺距螺柱，包括螺柱本体，所述螺柱本体从其螺柱头部到底部的螺纹段的螺距为变螺距，变化规律按照如下公式：

P_n＝P×1.02-P×(n-1)×0.01

式中：P_n—从螺栓贴合面算起的第n个螺距；P—标准螺距；D—螺纹直径；n—从螺栓贴合面算起的螺纹数，其中，当P_n＜P时，螺距不再发生变化。

进一步的，所述螺柱本体的螺柱头部为正六边形结构，正六边形结构部分的高度为螺纹外径的0.625倍。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：