一种螺栓结构的制作方法

本发明涉及机械技术领域，特别是指一种螺栓结构。

背景技术：

目前，发动机燃烧室内的气体压力，既作用在气缸盖上经由气缸盖螺栓将力传递给缸体，又由活塞、连杆、曲轴通过装配在缸体横隔板与主轴承盖之间的主轴承盖螺栓进行传递；另外，考虑发动机正向轻量化与紧凑化发展，因此，为了实现发动机结构紧凑保证足够的预紧力，同时具备较高的承载能力，主轴承盖螺栓通常采用高强的刚性螺栓。

但是，此种螺栓存在以下缺点：

1)螺栓相对刚度大，螺纹处应力集中严重，平均应力和应力幅增加，易发生疲劳断裂；

2)螺栓一旦断裂，不易取出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种螺栓结构，解决现有技术中主轴承盖螺栓易断裂且断裂后不易取出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种螺栓结构，包括：

螺杆和螺帽；

所述螺杆包括光杆部和螺纹部，所述光杆部的第一端与所述螺帽固定相连，所述光杆部的第二端与所述螺纹部的第一端固定相连；

所述光杆部环设有多个沉割槽。

可选的，所述沉割槽的数量为2个或3个。

可选的，所述沉割槽的中心面之间的距离为0.05倍的螺杆总长度。

可选的，所述沉割槽与螺栓法兰面之间的最短距离为0.1倍的螺杆总长度。

可选的，所述沉割槽为弧形槽结构。

可选的，所述沉割槽的沉割半径为0.1倍的螺栓大径。

可选的，所述沉割槽的沉割圆心与螺栓中心之间的距离大于或等于0.55倍的螺栓大径，且小于或等于0.60倍的螺栓大径。

可选的，所述沉割槽处的螺杆直径小于所述螺纹部处的螺纹小径。

可选的，所述沉割槽为滚压成型的结构。

可选的，所述螺纹部的第二端设有倒角结构。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，所述螺栓结构通过在光杆部设置沉割槽可以降低螺栓的刚度以及被连接件的平均应力与应力幅，提高螺栓的疲劳安全系数；并且由于沉割槽的存在使得光杆处成为螺栓最薄弱的环节，过载情况下该处最早发生破换，避免了螺栓在螺纹处断裂的情况发生，解决了螺栓断裂后的断裂部位不易取出的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的螺栓结构示意图；

图2为本实用新型实施例的螺栓结构局部放大示意图；

图3为本实用新型实施例的螺栓连接变形协调关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型针对现有的技术中主轴承盖螺栓易断裂且断裂后不易取出的问题，提供一种螺栓结构，如图1和图2所示，包括：

螺杆1和螺帽2；

所述螺杆1包括光杆部3和螺纹部4，所述光杆部3的第一端与所述螺帽2固定相连，所述光杆部3的第二端与所述螺纹部4的第一端固定相连；

所述光杆部3环设有多个沉割槽5。

本实用新型实施例提供的所述螺栓结构通过在光杆部设置沉割槽可以降低螺栓的刚度以及被连接件的平均应力与应力幅，提高螺栓的疲劳安全系数；并且由于沉割槽的存在使得光杆处成为螺栓最薄弱的环节，过载情况下该处最早发生破换，避免了螺栓在螺纹处断裂的情况发生，解决了螺栓断裂后的断裂部位不易取出的问题。

优选的，如图1所示，所述沉割槽5的数量为2个或3个。

为了保证螺栓具备一定的刚度，所述沉割槽的中心面之间的距离优选为0.05倍的螺杆总长度。

如图2所示，所述沉割槽5与螺栓法兰面之间的最短距离S1为0.1倍的螺杆总长度。

本实施例中，如图1和图2所示，所述沉割槽5优选为弧形槽结构。

对应的，如图2所示，所述沉割槽5的沉割半径r优选为0.1倍的螺栓大径；所述沉割槽5的沉割圆心与螺栓中心之间的距离P优选大于或等于0.55倍的螺栓大径，且小于或等于0.60倍的螺栓大径。

具体的，如图1和图2所示，所述沉割槽5处的螺杆直径小于所述螺纹部4处的螺纹小径。

为了节省生产成本，所述沉割槽优选为滚压成型的结构。

为了避免使用人员受伤，如图1所示，所述螺纹部4的第二端设有倒角结构6。螺栓结构的其他端角处也可设置倒角结构。

下面对本实用新型实施例提供的螺栓结构进行进一步说明。

为解决主轴承盖螺栓疲劳安全系数低，易在螺纹处断裂且断裂后不易取出问题，本实用新型实施例提供了一种螺栓结构，能够很好的解决主轴承盖螺栓断裂后螺纹部位无法取出的问题，同时可以降低被连接件的平均应力与应力幅，提高主轴承盖螺栓的疲劳安全系数，并且本结构制造成本低。

具体的，如图1和图2所示，本结构与普通的主轴承盖螺栓的主要区别是：螺栓杆身(光杆部3)带有2～3处滚压成型的沉割槽5；

首道沉割槽5中心(中心面)距螺栓法兰面距离为S1＝0.1L(L为螺栓杆身长度/螺杆总长度)，第二道沉割槽中心距螺栓法兰面距离为S2＝0.15L，第三道(可以没有)沉割槽中心距螺栓法兰面距离为S3＝0.2L，沉割槽沉割半径为r＝0.1d(d为螺栓大径)，沉割圆心距螺栓中心为P＝(0.55-0.60)d(d为螺栓大径)。

沉割槽处螺杆直径小于螺栓的螺纹小径，该沉割槽可降低原螺栓的刚度和被连接件的疲劳安全系数，如图3所示：

Tanθ_m表示被连接件刚度，Tanθ_b1表示普通主轴承盖螺栓的刚度，Tanθ_b2表示本方案的螺栓结构的刚度，△F₁表示普通主轴承盖螺栓的部分工作载荷，△F₂表示本方案的螺栓结构的部分工作载荷；

由Tanθ_b2＜Tanθ_b1，可知由于横截面积减小，该沉割槽可降低原螺栓的刚度；由△F₂＜△F₁，可知该沉割槽可降低螺栓平均应力和应力幅，以增加螺栓的疲劳安全系数。

综上可知，由于沉割槽的存在使得光杆处成为螺栓最薄弱的环节，过载情况下该处最早发生破换，避免了螺栓在螺纹处断裂，断裂部位不易取出的情况发生，解决了主轴承盖螺栓螺纹部位在缸体内部断裂问题；在不增加螺栓直径和强度等级情况下，增加了螺栓疲劳安全系数。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。