[实用新型]机械式螺母装置及螺栓

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种四部件摩擦力可控制的机械式螺母，尤其是一种通过扭矩紧固螺栓的方式达到实现螺栓精确预紧力的四部件机械式螺母装置及螺栓。 

背景技术

螺栓连接是机械行业中非常常见的一种连接方式，为方便设备运行后的拆卸和维修，很多重型设备及机床的零部件连接均采用螺栓连接。现有的螺栓、螺母连接的传统紧固方法包括：扭矩紧固螺栓法和螺栓拉伸紧固螺栓法。扭矩紧固螺栓法是使用扭矩工具旋转普通螺母，通过螺母与螺栓的螺纹之间的相对位移，使螺栓被拉伸产生弹性变形，从而使螺栓产生回弹的预紧力。螺栓拉伸紧固螺栓法是使用拉伸工具或加热的方法螺栓在弹性范围内变长，使螺栓直接产生弹性变形，从而使螺栓产生回弹的预紧力。使用扭矩紧固螺栓方法时，由于螺母与螺栓配合螺纹的摩擦力误差，不能保证作用在螺母上相同的扭矩得到相同的螺栓弹性变形量，正常工作时会使螺栓的变形量产生20～50%误差；使用螺栓拉伸紧固螺栓方法时，螺栓在弹性范围内被拉伸到一定的弹性变形量时，需要使用手动方式旋紧螺母，由于螺母与法兰接触面的误差，手动扭矩旋转螺母会产生误差，从而使螺栓的拉伸变形量的保留时产生10%^-15%误差。而这些误差的存在，很大程度上是因为螺母与接触基础面（如法兰或设备本体）的摩擦力不均，和螺母内螺纹与主螺栓之间的螺纹摩擦力不均造成的。大型机械设备或机床部件的螺栓连接，一旦出现前述的螺栓弹性形变量的误差，就会产生螺栓预紧力的误差，导致被连接的部件间发生松动，从而不能满足设备的工业使用要求，严重时将发生生产事故，例如设备倒塌，化工厂爆 炸，海洋石油管道漏油等等。 

大直径螺栓的紧固精度问题，已经成为我国新能源、重型装备产业发展的一个瓶颈，已严重影响我们重型装备产业产品向更高水平发展的能力。 

实用新型内容

为克服上述已有技术的不足，本实用新型提供了一种四部件摩擦力可控制的机械式螺母装置及螺栓。 

具体技术方案如下： 

一种机械式螺母装置，包括 

一螺母，该螺母内侧设有内螺纹； 

一螺纹筒圈，该螺纹筒圈内侧设有内螺纹，外侧设有外螺纹以螺纹套接于前述螺母内； 

一螺纹圈，该螺纹圈外侧设有外花键，内侧设有内螺纹； 

一垫圈，该垫圈内侧设有内花键，以花键套接于前述螺纹圈外； 

所述垫圈与所述螺纹圈可在外力作用下，产生相对轴向移动。 

进一步，所述螺母下表面同垫圈上表面光滑平整贴接。 

进一步，所述垫圈下表面为非光滑平面。 

进一步，所述非光滑平面为锯齿状的花纹。 

进一步，所述螺母的内螺纹为精密内螺纹，所述螺纹筒圈的外螺纹为精密外螺纹。 

进一步，所述螺纹筒圈内螺纹为普通螺纹，所述螺纹圈的内螺纹为普通螺纹。 

一种同前述螺母装置相适应的螺栓，该螺栓主体上的螺纹同所述螺纹筒圈和所述螺纹圈的内螺纹相匹配，并通过螺纹同所述螺纹筒圈和所述螺纹圈分别连接。 

进一步，所述螺栓主体上的螺纹为普通螺纹。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型机械式螺母装置，通过控制螺母与螺纹筒圈的配合螺纹面精度，和螺母与垫圈接触面精度， 以准确控制摩擦力。从而将传统螺母连接方式不可控制的螺母与法兰接触面处摩擦力，主螺栓和传统螺母连接的配合螺纹间不确定摩擦力，转化为精确可控的螺母与螺纹筒圈的配合螺纹之间的摩擦力，和螺母与垫圈接触面之间的摩擦力，使之均匀并且可以控制，消除传统螺母因摩擦力变化引起螺栓预紧力的误差，而使工作螺栓得到精密的预紧力。 

附图说明

图1为本实用新型机械式螺母装置的分解示意图； 

图2为过渡垫4的底部花纹示意图； 

图3为本实用新型机械式螺母装置连接剖面图（未含主螺栓）； 

图4A为本实用新型机械式螺母装置连接图（含主螺栓及施力手柄）； 

图4B为图4A的俯视图； 

图4C为图4B沿AA线的剖视图； 

附图中标号说明： 

1、    螺母； 

2、    螺纹筒圈； 

3、    螺纹圈； 

4、    垫圈 

5、    第一接触基础面； 

6、    第二接触基础面； 

7、    主螺栓; 

8、    第一施力手柄； 

9、    第二施力手柄。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。