[实用新型]一种具有高精确度扭矩系数的组合式自反力防松螺母有效

专利信息
申请号: 201620334803.5 申请日: 2016-04-20
公开(公告)号: CN206190711U 公开(公告)日: 2017-05-24
发明(设计)人: 李圣用 申请(专利权)人: 李圣用
主分类号: F16B39/282 分类号: F16B39/282;F16B39/24;F16B37/00
代理公司: 上海新天专利代理有限公司31213 代理人: 胡红芳
地址: 201102 上海市闵*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 精确度 扭矩 系数 组合式 反力防松 螺母
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及一种具有高精确度扭矩系数的组合式自反力防松螺母,包括开槽螺母、垫圈、螺纹环等。

背景技术

机械工业行业中很多重型设备在设计时为方便拆卸和维修,均大量采用螺栓连接。螺栓螺母之所以能起到连接紧固的作用,是在于螺栓与螺母的螺纹之间、以及螺母与设备部件之间存在着摩擦力能够阻止螺母松动。人们常常通过增加螺栓螺母的摩擦系数来达到防松的目的。有些防松螺栓螺母产品(如锯齿螺母,尼龙螺母,双锯齿垫片等)在结构设计上增加摩擦系数,其扭矩系数很大,在同等扭矩的情况下拧紧,由于摩擦系数误差占的比例大,所以螺栓的预紧力误差就很大,同一部件不同螺栓的预紧力偏差很大,预紧力不均匀则会造成设备的连接可靠性下降;有些厂家(比如锁固胶,开孔插销,电焊,破环螺纹等方法防松)在螺栓被拧紧后增加摩擦系数,造成在螺栓螺母在设备运行后如有松动则无法检查获悉,也无法进行松动螺栓预紧力补足的操作。总之,如果需要螺栓螺母预紧力精确,人们通常采用降低摩擦系数、提高扭矩系数的方法;同时人们又希望提高螺栓螺母的防松功能,又需要采用提高摩擦系数和降低扭矩系数的方法。螺栓螺母预紧力精确的要求与防松的要求永远是一对矛盾体,存在现代工业发展的几百年中,到目前为止没有人提出真正可行的解决方案。

目前大多数螺栓连接都采用扭矩拧紧方法来紧固。扭矩拧紧法是使用扭矩工具旋转螺母,通过螺母与螺栓的螺纹之间的相对位移,使螺栓被迫拉伸产生弹性变形,从而使螺栓产生回弹的预紧力。因为位于同一部位不同位置的螺母与部件基础面(如法兰或设备本体)之间的摩擦系数不均,作用在螺母上相同的扭矩不能得到相同的螺栓弹性变形量,扭矩转换成螺栓预紧力也就不尽相同;在扭矩法拧紧螺母过程中,在施加作用扭矩的同时需要施加一个反作用扭矩,这个反作用力一般会作用在螺栓附件的支点上,造成螺栓偏斜,依靠在螺纹孔的边上导致偏载;在螺母被拧紧的情况下,螺母的扭矩会传递到螺栓上,螺栓的另一边靠螺钉头摩擦系数或支撑扳手背力,使螺栓不会发生跟转,这样就造成螺栓产生一个整体的扭剪应力。

在实际运行过程中,振动、温差、压差等工况,会使哪些存在预紧力不精确、存在整体扭剪应力或摩擦系数较小的机械设备部件螺栓连接的螺栓螺母发生松动。螺栓预紧力无法始终保持原先机械设备工业设计时的要求,可能会发生大型设备倒塌,石油石化设备漏气、漏油等严重的生产安全事故。企业为了提高设备的运行安全性,通常采取的方法是定期(每周、三个月、半年或一年)派专业的机械工程师带上专业的螺栓拧紧设备(螺栓扭矩拧紧设备),对相关螺栓螺母进行逐个检查,行业内称为螺栓松动定检。在设备螺栓定检工作中,检查螺栓是否松动,需要花费工程师大量的时间。为了确保工程师作业时的安全,在设备螺栓定检工作时,设备必需停止运行,这将减少设备的产量,造成损失。企业每年在螺栓预紧力定期检查和维护工作上,在人工,购买或租赁检查螺栓是否松动的设备以及因停机造成的产量减少等方面花费巨大。

确保螺栓连接的被精确紧固并具有防松功能的问题,已经成为重型装备发展的一个瓶颈,严重影响其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具有高精确度扭矩系数的组合式自反力防松螺母。用户通过使用本组合式自反力防松螺母可以实现螺栓螺母在高精确度扭矩系数的状态下,依靠自身垫圈作为反力支点,以扭矩法拧紧情况下,使螺栓获得精确的预紧力;在工作螺栓拧紧过程中,垫圈粗糙的下表面与被连接设备部件咬合,不会产生相对转动;对开槽螺母进行扭矩法拧紧时,依靠自身不转动垫圈作为反力支点,确保作用扭矩与反作用扭矩在同轴心状态下工作,在拧紧过程中确保螺栓处于螺栓孔正中心,而不是偏靠在螺栓孔的一边;在工作螺栓拧紧过程中,由于螺纹环与不转动的垫圈花键配合,所以也不能旋转,仅能沿着垫圈花键往上移动,确保螺栓在拧紧过程中不会整体的剪切应力;在工作螺栓处于被拧紧状态时,螺纹环以锲型环的形式镶嵌在垫圈与螺栓之间,起到有效防止工作螺栓与螺母之间的连接发生松动。

具体技术方案如下:

一种具有高精确度扭矩系数的组合式自反力防松螺母,所述组合式自反力防松螺母依次包括开槽螺母、垫圈、螺纹环;

所述开槽螺母是圆形开槽螺母或六开槽角螺母,内部具有内螺纹,底部具有光滑表面;

所述垫圈的外形是可被反力部件夹住握紧的十二角或六角形状,内部具有锥型花键,顶部为光滑表面,底部为粗糙防滑表面;

所述螺纹环的外部具有细小花键,内部为内螺纹。

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