互锁防松螺母组件.pdf

本发明公开了一种互锁防松螺母组件，其中：具有偏心螺母，所述偏心螺母下端设有下锥形凸台，所述下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙，所述偏心螺母下部配合有垫片，所述垫片上面具有与所述偏心螺母下端的锥形凸台配合的凹槽，所述凹槽的中心与垫片的中心孔的中心重合。与现有技术相比，结构简单，螺栓受力合理，连接紧固，不会出现松动，可承受大扭矩冲击力的振动。

权利要求书
1.  一种互锁防松螺母组件，其特征在于：具有偏心螺母，所述偏心螺母下端设有下锥形凸台，所述下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙，所述偏心螺母下部配合有垫片，所述垫片上面具有与所述偏心螺母下端的锥形凸台配合的凹槽，所述凹槽的中心与垫片的中心孔的中心重合。

2.  如权利要求1所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述垫片的端面设有防滑纹。

3.  如权利要求1或2所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述偏心螺母的下侧设有突缘。

4.  如权利要求1或2所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述垫片的中心孔为螺纹孔，所述垫片的圆周侧具有方便工具锁紧的卡台。

5.  如权利要求3所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述垫片的中心孔为螺纹孔，所述垫片的圆周侧具有方便工具锁紧的卡台。

6.  如权利要求4所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述偏心螺母的上端设有上锥形凸台，所述上锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙，所述偏心螺母的上锥形凸台配合有上螺母，上螺母的一端具有与偏心螺母上部的锥形凸台配合的上凹槽，所述上凹槽的中心与上螺母螺纹的中心重合。

7.  如权利要求5所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述偏心螺母的上端设有上锥形凸台，所述上锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙，所述偏心螺母的上锥形凸台配合有上螺母，上螺母的一端具有与偏心螺母上部的锥形凸台配合的上凹槽，所述上凹槽的中心与上螺母螺纹的中心重合。

8.  如权利要求6所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述上螺母的下侧设有突缘。

9.  如权利要求7所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述上螺母的下侧设有突缘。

10.  如权利要求7或9所述的互锁防松螺母组件，其特征在于：所述下螺母的下侧设有突缘。

说明书互锁防松螺母组件
技术领域
本发明属于连接紧固件技术领域，更具体地说，涉及一种适应冲击载荷的紧固的互锁防松螺母组件。
背景技术
螺母是机械领域最常用的连接紧固件，一般使用的螺母大多是普通标准紧固件，在冲击、振动或者重载荷的作用下，螺纹副间的摩擦力逐渐减小或瞬间消失，从而出现螺纹连接松动，甚至紧固件脱落、丢失，由此会使机械设备出现故障。目前很多场合下人们会使用防松螺母代替普通标准螺母，以防螺母在使用的过程中出现松动现象。但是现在使用的防松螺母结构复杂，制造成本高，而且大多是破坏性的防松方式，螺母连接紧固后拆卸困难，不能再次利用。
授权公告号CN201705787U，授权公告日2011.01.12公开了一种防松螺栓组件，包括螺栓及配套的垫圈，在螺栓头部的下端面上设有连续的防松齿，在垫圈的上端面上也对应吻合设有连续的防松齿，构成防松止滑配合结构。该螺栓头部设有防松齿，而且配套的垫圈表面也有吻合对应的防松齿，两者接触配合后紧固性非常好，即使在剧烈振动时也不会相对转动松脱，防松紧固性能非常可靠。这种防松螺栓的防松齿只有在紧固锁紧后才能起到作用，当结合面磨损后，防松齿所起作用很有限，且不能承受大扭矩的冲击力的振动。
发明内容
为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单，螺栓受力合理，连接紧固，不会出现松动，可承受大扭矩冲击力的振动的互锁防松螺母组件。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该互锁防松螺母组件，其特征在于：具有偏心螺母，所述偏心螺母下端设有下锥形凸台，所述下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙加上垫片与螺栓的配合间隙之和，所述偏心螺母下部配合有垫片，所述垫片上面具有与所述偏心螺母下端的锥形凸台配合的凹槽，所述凹槽的中心与垫片的中心孔的中心重合。
所述垫片的端面设有防滑纹。
所述偏心螺母的下侧设有突缘。
所述垫片的中心孔为螺纹孔，所述垫片的圆周侧具有方便工具锁紧的卡台。
所述偏心螺母的上端设有上锥形凸台，所述上锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙，所述偏心螺母的上锥形凸台配合有上螺母，上螺母的一端具有与偏心螺母上部的锥形凸台配合的上凹槽，所述上凹槽的中心与上螺母螺纹的中心重合。
所述上螺母的下侧设有突缘。
所述下螺母的下侧设有突缘。
采用上述技术方案的有益效果：该互锁防松螺母组件由偏心螺母和与之配合的垫片构成，偏心螺母下端设有下锥形凸台，所述下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，所述偏心螺母下部配合有垫片，所述垫片上面具有与所述偏心螺母下端的锥形凸台配合的凹槽，所述凹槽的中心与垫片的中心孔的中心重合。在上述两个组件紧固时，垫片先套装在螺栓上，再由偏心螺母对其压紧，在压紧的过程时，偏心螺母下端的下锥形凸台是伸入至其垫片的凹槽内的，由于下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，在偏心螺母与螺栓旋紧的过程中，垫片向一侧用力拉动偏心螺母，因下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心的偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙加上垫片与螺栓的配合间隙之和，故在垫片拉动下,偏心螺母在拉动侧与螺栓之间的配合间隙给消除掉，使偏心螺母的内螺纹与螺栓的外螺纹紧密压紧接触，增加了偏心螺母与螺栓螺纹无隙啮合连接的牢固性，达到快速安装并防松的目的。在垫片的端面设有防滑纹，在垫片被压紧时，防滑纹紧密的与工件接触，防滑纹能够防止垫片的反向松脱，起到防松的作用。在偏心螺母的下侧设有突缘，在使用自动锁紧装置旋紧偏心螺母时，突缘可起定位作用，方便操作。
所述垫片的中心孔为螺纹孔，所述垫片的圆周侧具有方便工具锁紧的卡台，该垫片实际形成了一种常见的螺母结构，在与偏心螺母配合使用时作为一个下螺母。在所述的偏心螺母的上端还设有与下锥形凸台结构一致的上锥形凸台，所述偏心螺母的上锥形凸台配合有上螺母，上螺母的一端具有与偏心螺母上部的锥形凸台配合的上凹槽，所述上凹槽的中心与上螺母螺纹的中心重合。该三个组件构成的螺母组件的锁紧紧固原理：是利用偏心螺母两端的锥形凸台与螺母螺纹具有一定的偏心结构；旋接紧固时下螺母首先旋合在螺栓上压紧需紧固的物体，其上凹槽与偏心螺母下部的锥形凸台配合，旋紧偏心螺母，在偏心螺母的偏心作用下，使下螺母的一侧紧贴所配合的螺栓，消除两者接触之间的配合间隙，增大了两者之间的接触摩擦力；在反作用力下，使偏心螺母的另一侧也紧贴螺栓，同样，也消除偏心螺母与所配合的螺栓之间的间隙，增加两者间的接触摩擦力；在偏心螺母的上侧，也配合有上凹槽的上螺母，上螺母旋紧后其作用效果同下螺母。这样，在由上、下螺母和偏心螺母构成的紧固组件对螺栓紧固后，在螺栓上形成三段螺牙紧密啮合接触的部位，该三个紧密接触部位连接分布在螺栓上并排列在两侧，分散消减螺栓受到的法向振动剪切力，螺栓与上下螺母螺纹、偏心螺母螺纹之间配合消除了公差配合间隙，在旋紧的情况下螺纹之间有特定的紧密啮合接触压力，增加了螺纹之间对称互锁配合的摩擦力，防止螺母在振动情况下的旋退松动问题，防松效果好。所述偏心螺母紧固部件侧均设有突缘，在使用自动锁紧装置旋紧偏心螺母时，突缘可起定位作用，方便操作。
本发明互锁防松螺母组件优点在于：
1、中心锥形螺母与螺栓互锁螺纹有效长度大；
2、中心的锥形螺母的锥面具有对法向振动力的分解传递消减作用，保护无隙啮合的互锁螺纹；
3、三级互锁结构，形成三段弧面螺纹相对称的互为啮合锁定的几何力，消除螺栓、螺母螺纹啮合之间公差配合游隙；更有效防止螺线因振动旋退松脱，适合于各种环境下，对振动频次不同、扭矩不同、法向力不同的部件进行有效紧固。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明装配的结构示意图；
图2为图1的立体图；
图3为偏心螺母的结构示意图；
图4为图3的立体图；
图5为带突缘的偏心螺母的结构示意图；
图6为垫片的结构示意图；
图7为图6的立体图；
图8防滑纹的垫片的立体图；
图9为带突缘的偏心螺母与垫片装配的立体图；
图10为带突缘的偏心螺母与带防滑纹的垫片装配的立体图；
图11为下螺母的结构示意图；
图12为图11的立体图；
图13为三个组件构成的螺母组件结构示意图；
图14为上螺母的结构示意图；
图15为带突缘的上螺母的结构示意图；
图16为偏心螺母的结构示意图；
图17为图16的立体图；
图18为带突缘的偏心螺母的立体图；
图19为带突缘的偏心螺母及上、下螺母装配的立体图；
图20为偏心螺母及上、下螺母均带突缘的装配立体图。
具体实施方式
如图1、2所示由两个组件构成的互锁防松螺母组件，由偏心螺母2和垫片3构成，偏心螺母2和垫片3两个组件配合套装在螺栓4上用于对部件的紧固。如图3、4所示，所述偏心螺母下端设有下锥形凸台2-2，所述下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量a为偏心螺母与螺栓的配合间隙加上垫片与螺栓的配合间隙之和。为方便自动锁紧装置旋紧偏心螺母，如图5、9所示，在偏心螺母的下侧边缘设有突缘2-3，突缘可起对自动锁紧装置的定位作用，方便偏心螺母的旋紧操作。如图6、7所示，所述垫片3上面具有与所述偏心螺母下端的下锥形凸台2-2配合的凹槽3-1，所述凹槽的中心与垫片的中心孔的中心重合。在上述两组件与螺栓配合紧固部件时，垫片先套装在螺栓4上，偏心螺母2旋合进螺栓4，旋合中使偏心螺母2的下锥形凸台2-2伸入至垫片3的凹槽3-1中，在压紧偏心螺母2的过程中，由于偏心螺母2的螺纹中心与下锥形凸台是偏心结构，下锥形凸台在下移的过程中向偏心量的方向推压垫片，从而使垫片被推拉侧紧贴螺栓，从而消除垫片一半圆侧与螺栓之间的间隙。与此同时，偏心螺母在垫片反作用力的推拉下，消除偏心螺母被拉侧与螺栓之间的配合间隙，从而增加偏心螺母与螺栓之间的螺纹配合摩擦力，达到防止螺纹锁紧的松动问题。该结构可以实现快速锁紧，且防松效果好。为增加所述垫片3与紧固的部件之间的摩擦力，如图8、10所示，在所述垫片的端面设有防滑纹3-3，在偏心螺母2压紧垫片3后，垫片3上的防滑纹3-3与被固定的部件3之间形成“咬合”的防松结构，垫片不容易松动，达到更好的在振动环境下偏心螺母不会松动的效果。
如图11、12所示，所述垫片3的中心孔加工有与螺栓配合的内螺纹3-2，垫片的圆周侧加工成具有方便工具锁紧的卡台3-4，使垫片3形成一下螺母结构。在锁紧时，下螺母先旋合在螺栓上，再由偏心螺母旋合对其压紧，由于偏心螺母的锥形凸台是偏心结构，下偏心螺母与下螺母相互之间进行牵拉，消除两者在两侧分别与螺栓之间的配合间隙，实现偏心螺母和下螺母与螺栓的紧密配合，达到防松效果。
如图13-20所示的三组件的互锁防松螺母组件，其中，如图16、17、18所示的位于组件中部的偏心螺母2，所述偏心螺母两端分别设有锥形凸台，分别为上锥形凸台2-1和下锥形凸台2-2，上、下锥形凸台的中心为同轴结构，但所述上、下锥形凸台的中心与偏心螺母的螺纹中心不重合，其偏心量为偏心螺母与螺栓的配合间隙a，如图13、14所述偏心螺母的上端配合有上螺母1，上螺母的一端具有与偏心螺母上部的上锥形凸台2-1配合的上凹槽1-1，所述上凹槽1-1的中心与上螺母螺纹的中心重合。如图15、20所示，为方便自动锁紧装置对上螺母的定位锁紧，所述上螺母1的下侧边缘具有突缘1-3，方便上螺母的旋紧操作。所述偏心螺母的下端配合有下螺母3，下螺母的一端具有与偏心螺母下端的下锥形凸台2-2配合的下凹槽3-1，所述下凹槽的中心与下螺母螺纹的中心重合。如图18、19所示，所述偏心螺母在紧固部件侧充有突缘2-3，该突缘对在使用自动锁紧装置对偏心螺母紧固时起到定位作用，方便操作。
该互锁防松螺母组件在使用时，先由下螺母螺3旋紧在螺栓4上对工件进行固定，再将偏心螺母2旋入螺栓4中，偏心螺母2下端的下锥形凸台2-2配合伸入下螺母螺3的下凹槽3-1中，旋紧偏心螺母2，偏心螺母的紧固部件侧的突缘2-3具有对板手或自动锁紧装置定位的作用。由于偏心螺母2上的上锥形凸台2-1与螺母中心为偏心结构，在偏心螺母2旋紧时下螺母3对偏心螺母2有侧向的拉力，使下螺母3和偏心螺母2相对应侧的螺母配合间隙消除。再将上螺母1旋入螺栓4上，偏心螺母上部的上锥形凸台2-1伸入至上螺母1的上凹槽1-1中，旋紧上螺母1时，偏心的上锥形凸台2-1对上螺母1具有侧向压力，从而消除了偏心螺母上端及上螺母与螺栓之间的间隙，从而将工件牢固的锁紧。在互锁防松螺母组件锁紧的状态中，偏心螺母两侧的上下螺母在两端位置对偏心螺母向一个方向使力，使偏心螺母的一侧呈弧面与螺栓紧密接触，消除该弧面间螺纹与螺纹配合的间隙，同时，在反使用力的作用下，上、下螺母在偏心螺母紧密接触的弧面的相对侧也分别形成弧形的紧密接触面，形成了该三个部件与螺栓连接的三段弧面，该三段弧面间螺纹配合无间隙，紧密接触，在旋紧的情况下，螺纹之间还具有预紧力，增大了螺母与螺栓之间的摩擦力，防松效果好。在下螺母受到振动冲击力后，下螺母在向偏心螺母传递冲击力时，由于下螺母与偏心螺母的配合是锥面接触，轴向冲击力在锥面的作用下，部分冲击力被分解为径向力，被偏心螺母自身的刚性所化解，轴向的冲击力减小，从而减小了冲击力对螺栓、螺母的螺纹的损伤，使用寿命长，达到更好的防松效果。