[发明专利]一种双锥面抗振防松装置

说明书

本发明公开了一种双锥面抗振防松装置，包括双锥面螺母、楔形套、弹簧组和螺栓；双锥面螺母中的第一锥面套和第二锥面套的外表面均为锥面，第二锥面套的锥面角度大于第一锥面套的锥面角度，第一锥面套与第二锥面套连接的一端设有沿第一锥面套的周向设置的环形槽；楔形套的内表面设有与第一锥面套相匹配的内锥面；螺栓依次贯穿弹簧组、楔形套后与双锥面螺母螺纹连接。本发明通过双锥面的设计增大了装置的径向预紧力，同时防止安装过程中双锥面螺母前部螺纹非正常抱死，通过环形槽的设计有效降低双锥面螺母的头部刚性，使双锥面螺母的内螺纹能够消除间隙，抱紧螺柱上的外螺纹，从而强化防松性能，使装置在恶劣工况下仍能保持紧固性。

技术领域

本发明属于紧固件技术领域，具体涉及一种双锥面抗振防松装置。

背景技术

螺纹联接防松是世界性难题，据行业内统计，32%左右的机械故障与螺纹松动相关，因螺纹松动导致的安全事故屡见不鲜。以汽车工业为例，调查数据显示，23%的维修问题都和螺纹松动紧密相关，其中12%的新车不同程度地存在螺纹联接松动。

为了提高螺纹防松性能，国内外众多学者就螺纹联接的松动机理和防松方法开展了大量的研究和试验工作，力图揭示螺纹松动原因和开发新的防松方法，先后出现了数百种螺纹防松结构和专利产品，极大提升了螺纹联接的可靠性，解决了一般工况下的螺纹防松问题。但是，在一些极端情况下，比如振动大、温差大、变形大的恶劣工况下，使用目前市场主流的防松螺母时，防松性能会明显下降，可靠性不足的问题突出。

螺纹联接的影响因素主要包括螺栓预紧力大小、工作载荷的形式、幅值、频率，以及螺纹联接的工作温度、联接的结构形式与尺寸、材料、螺纹副表面摩擦系数等。目前大量的理论研究与实践表明，螺纹联接的预紧力的大小和工作过程中的衰减是防松的真正核心问题。张紧力（工作过程中螺纹副的实际预紧力称为张紧力）决定了接触面的最大摩擦力，不仅决定螺纹副各构件之间的相对转动的发生，而且在较大的预紧力作用下，也会影响螺纹联接结构的材料失效。研究发现，导致螺纹联接张紧力下降的原因主要有两个，一是材料的塑性变形，二是螺栓与螺母之间的相对转动。因此，一般认为，螺纹联接张紧力及其衰减原因决定着螺纹联接松动的机理。

狭义的螺纹松动是指螺纹副之间存在相对转动，产生的松动程度与转动角度基本呈现出线性关系。基于这样的认识，人们开发出了一系列传统的螺纹防松方法，比如摩擦防松、机械防松等，出发点只有一个，防止内外螺纹发生相对转动。实际上，工作螺纹由于受到纵横向载荷、工作温度、材料性能等因素的影响，即使在不发生相对转动的情况下也会出现螺纹松动。因此把螺纹松动完全归因于螺纹副的相对转动是经不起实践检验的。

基于对螺纹松动机理认识的不断深入，研究者把目光更多地集中在了螺纹联接各部件发生热变形、塑性变形和结构变形等引起的螺纹松动问题。逐渐认识到在恶劣工况下，导致螺纹松动的原因不仅有内外螺纹之间的相对转动，还要综合考虑螺纹联接件的材料问题、热影响问题、微动磨损等因素。

为了解决这一问题，国内外出现了一批采用新技术的防松元件，主要以单一刚性防松技术为主，代表产品是日本的哈德洛克螺母，被称为“永不松动的螺母”。但在恶劣工况下，单一的刚性防松结构很难补偿使用过程中产生的间隙，从而导致了“非旋转松动”现象的产生，容易出现螺纹“一松即脱”的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双锥面抗振防松装置，通过双锥面的设计增大了装置的径向预紧力，同时防止安装过程中双锥面螺母前部螺纹非正常抱死，通过环形槽的设计有效降低双锥面螺母的头部刚性，使双锥面螺母的内螺纹能够消除间隙，抱紧螺柱上的外螺纹，从而强化防松性能，使装置在恶劣工况下仍能保持紧固性。

本发明提供了如下的技术方案：

一种双锥面抗振防松装置，包括双锥面螺母、楔形套、弹簧组和螺栓；