永久防松螺母组件的制作方法

本发明涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种永久防松螺母组件。

背景技术：

螺栓螺母连接是机械技术领域里的一种非常常见的连接方式，在汽车、航空航天、轨道交通和生产设备制造等领域应用非常广泛。在受到高强度冲击载荷、高强度交变载荷以及温度剧烈变化的工作环境中，螺栓螺母连接会产生自松动的问题。

目前螺母防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松，对于永久防松一般采用点焊、铆接、粘合的方式，但是点焊、铆接、粘合工艺较复杂，不易操作。

现在市面上的普遍使用的防松螺母为哈德洛克螺母(hardlock)。哈德洛克螺母防松动原理：首先这种螺母是成对配套使用的，分为凹状螺母和凸状螺母，安装时注意顺序，凸状螺母在下方先装，凸状螺母制造时采用的偏心锥面加工，凹状螺母在上方后装，凹状螺母是非偏心的锥面加工，当两个凸凹螺母拧在一起，凸状螺母偏心锥面的外侧与凹状螺母非偏心的锥面的局部实现紧配合，就像螺母中插入楔子一样，摩擦力矩极大，从而实现了防松动的效果。但是偏心锥面的凸状螺母对加工的要求极高，制造成本高昂。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种永久防松螺母组件，其具有加工方便、可靠性强和安装简单的特点。

为实现上述目的，本发明所设计的一种永久防松螺母组件，包括螺栓和螺接在螺栓上的锁紧螺母，所述螺栓上具有向外凸出的螺纹牙和向内凹陷的螺纹沟槽；其特征在于，它还包括压紧螺母和弹性卡片止动垫圈，所述弹性卡片止动垫圈和压紧螺母依次安装在螺栓上，所述弹性卡片止动垫圈位于所述压紧螺母和所述锁紧螺母之间；

所述弹性卡片止动垫圈包括垫圈本体，所述垫圈本体的下表面与锁紧螺母的顶面贴合，所述垫圈本体的上表面与所述压紧螺母的底面相抵接；所述垫圈本体的中部开有供螺栓穿入的圆孔，所述圆孔的边沿朝压紧螺母一侧并向圆孔内缩口延伸形成弧形卡片，所述弧形卡片具有位于顶部的上边沿和位于底部的下边沿以及位于两侧的侧边沿；位于所述圆孔左侧的弧形卡片为第一弧形卡片，位于所述圆孔右侧的弧形卡片为第二弧形卡片，所述第一弧形卡片与所述第二弧形卡片的中心轴线重合，所述第一弧形卡片和第二弧形卡片的上边沿均为圆弧形，第二弧形卡片的上边沿的圆弧半径大于第一弧形卡片的上边沿的圆弧半径，且所述第二弧形卡片的上边沿位于所述第一弧形卡片的上边沿的上方，所述第一弧形卡片的上边沿卡接在螺栓的螺纹沟槽内，所述第二弧形卡片的上边沿卡接在螺栓的螺纹牙的顶部；所述弹性卡片止动垫圈通过第一弧形卡片和第二弧形卡片卡固在螺栓上，实现锁紧螺母的永久防松；

所述压紧螺母的底面向内凹陷形成用于容置弹性卡片止动垫圈弧形卡片的凹槽。

作为优选方案，所述垫圈本体的左端向锁紧螺母一侧折弯形成第一止动耳，所述垫圈本体的右端向压紧螺母一侧折弯形成第二止动耳，所述第一止动耳与锁紧螺母的侧壁贴合，所述第二止动耳与压紧螺母的侧壁贴合。

作为优选方案，所述第一弧形卡片的上边沿卡接在螺栓的螺纹沟槽内，所述第二弧形卡片的上边沿卡接在与所述螺纹沟槽相邻的螺纹牙的顶部，所述第一弧形卡片的上边沿和所述第二弧形卡片的上边沿的高度差小于螺栓的牙距。

作为优选方案，所述第一弧形卡片和第二弧形卡片均设有一块，且所述第一弧形卡片的下边沿和第二弧形卡片的下边沿均为半圆形。

作为优选方案，所述第一弧形卡片的两侧的侧边沿分别对应和第二弧形卡片两侧的侧边沿一体成型。

作为优选方案，所述第一弧形卡片两侧的侧边沿分别对应和第二弧形卡片两侧的侧边沿之间设有间隙。

作为优选方案，所述弧形卡片共设有四块，其中第一弧形卡片设有两块，第二弧形卡片均设有两块，两块第一弧形卡片设置在垫圈本体的左侧，两块第二弧形卡片设置在垫圈本体的右侧，四块弧形卡片沿圆孔的周向均匀布置，且相邻的两块弧形卡片之间均设有间隙。

作为优选方案，所述第一弧形卡片的上边沿的圆弧半径略小于螺栓的螺纹沟槽半径，所述第二弧形卡片的上边沿的圆弧半径略小于螺栓的螺纹牙顶部的半径，以增加第一弧形卡片和第二弧形卡片对螺栓的弹性预紧力。

作为优选方案，所述弹性卡片止动垫圈由高强度薄钢板冲压成型。

作为优选方案，所述压紧螺母的凹槽的侧壁为圆弧曲面形。

与现有的防松螺栓螺母组件相比，本发明的优点在于：

1，本发明通过设置弹性卡片止动垫圈，弹性卡片止动垫圈通过设有第一止动耳和第二止动耳使弹性卡片止动垫圈和压紧螺母、锁紧螺母联动形成一个整体；并且在弹性卡片止动垫圈上设有第一弧形卡片和第二弧形卡片，其中第一弧形卡片和第二弧形卡片的圆弧半径不同，使第一弧形卡片卡在螺栓的螺纹沟槽内，第二弧形卡片卡在螺栓的螺纹牙的顶部，导致第一弧形卡片和第二弧形卡片组合形成的螺纹与螺栓的螺纹存在牙距和螺纹公称直径的差异，若牙距和螺纹公称直径不同，螺母与螺杆就无法转动的原理，因此弹性卡片止动垫圈卡死在螺栓上无法转动，因为弹性卡片止动垫圈和压紧螺母、锁紧螺母联动形成一个整体，因此，弹性卡片止动垫圈和压紧螺母、锁紧螺母均卡死在螺栓上无法旋转，实现永久防松功能。

2，本发明永久防松螺母组件中螺栓为普通螺栓，锁紧螺母也为普通的螺母，只需增加一个弹性卡片止动垫圈和一个压紧螺母即可，其中压紧螺母仅需加工出一个容置弧形卡片的凹槽即可，无需偏心加工，另外弹性卡片止动垫圈的弧形卡片为圆弧形，也不存在偏心加工，采用一般的的冲床精密加工就可以生产，因此，相比于目前的哈德洛克螺母，本发明永久防松螺母组件能够明显降低加工难度，进而减小生产成本。

附图说明

图1为本发明永久防松螺母组件的局部剖切立体结构视图；

图2为图1中的压紧螺母的结构示意图；

图3为本发明永久防松螺母组件的全剖视图；

图4为图3中i部分的放大图；

图5为实施例1中弹性卡片止动垫圈的立体结构示意图；

图6为实施例2中弹性卡片止动垫圈的立体结构示意图；

图中各部件标号如下：螺栓10、螺纹牙11、螺纹沟槽12、压紧螺母20、凹槽21、锁紧螺母30、弹性卡片止动垫圈40、垫圈本体41、圆孔42、弧形卡片43、上边沿43a、下边沿43b、侧边沿43c、第一弧形卡片44、第二弧形卡片45、第一止动耳46、第二止动耳47、间隙48。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。

实施例1：

请参阅图1，一种永久防松螺母组件，包括螺栓10、锁紧螺母30、压紧螺母20和弹性卡片止动垫圈40；锁紧螺母30、弹性卡片止动垫圈40和压紧螺母20从下至上依次螺接在螺栓10上。

结合图4所示，螺栓10上具有向外凸出的螺纹牙11和向内凹陷的螺纹沟槽12。

结合图3和图5所示，弹性卡片止动垫圈40由高强度薄钢板冲压成型，弹性卡片止动垫圈40包括垫圈本体41，垫圈本体41的下表面与锁紧螺母30的顶面贴合，垫圈本体41的上表面与所述压紧螺母20的底面相抵接，垫圈本体41的中部开有供螺栓10穿入的圆孔42，所述圆孔42的边沿朝压紧螺母20一侧并向圆孔42内缩口延伸形成弧形卡片43，弧形卡片43具有位于顶部的上边沿43a和位于底部的下边沿43b以及位于两侧的侧边沿43c，位于圆孔42左侧的弧形卡片43为第一弧形卡片44，位于圆孔42右侧的弧形卡片43为第二弧形卡片45，第一弧形卡片44和第二弧形卡片45均设有一块，且第一弧形卡片44的下边沿43b和第二弧形卡片45的下边沿43b均为半圆形，第一弧形卡片44和第二弧形卡片45的上边沿43a均为半圆弧形，第二弧形卡片45的上边沿43a的圆弧半径大于第一弧形卡片44的上边沿43a的圆弧半径，且第二弧形卡片45的上边沿43a位于第一弧形卡片44的上边沿43a的上方，结合图4所示，所述第一弧形卡片44的上边沿43a卡接在螺栓10的螺纹沟槽12内，所述第二弧形卡片45的上边沿43a卡接在螺栓10的螺纹牙11的顶部，且两者的高度差δh小于螺栓10的牙距即所述第一弧形卡片44的上边沿43a卡接在螺栓10的螺纹沟槽12内，所述第二弧形卡片45的上边沿43a卡接在与所述螺纹沟槽12相邻的螺纹牙12的顶部，第一弧形卡片44的上边沿43a的圆弧半径略小于螺栓10的螺纹沟槽11半径，第二弧形卡片45的上边沿43a的圆弧半径略小于螺栓10的螺纹牙12顶部的半径，以增加第一弧形卡片44和第二弧形卡片45对螺栓10的弹性预紧力，第一弧形卡片44的两侧的侧边沿43c分别对应和第二弧形卡片45两侧的侧边沿43c一体成型，即第一弧形卡片44的一侧的侧边沿43c与其相对的第二弧形卡片45一侧的侧边沿43c一体成型，不设间隙，第一弧形卡片44的另一侧的侧边沿43c与其相对的第二弧形卡片45一侧的侧边沿43c一体成型，不设间隙。垫圈本体41的左端向锁紧螺母30一侧折弯形成第一止动耳46，垫圈本体41的右端向压紧螺母20一侧折弯形成第二止动耳47，第一止动耳46与锁紧螺母30的侧壁贴合，第二止动耳47与压紧螺母20的侧壁贴合，通过第一止动耳46和第二止动耳47使锁紧螺母30、弹性卡片止动垫圈40和压紧螺母20成为一个整体进一步增加防松性能。

结合图2所示，压紧螺母20的底面向内凹陷形成用于容置弹性卡片止动垫圈40弧形卡片43的凹槽21，凹槽21的侧壁为圆弧曲面形。

本实施例永久防松螺母组件的安装过程为：首先,利用预紧力将锁紧螺母30锁紧在螺栓10上，然后将弹性卡片止动垫圈40套在压紧螺母20中，再用外力将压紧螺母20拧入到螺栓10上，在压紧螺母20向下旋入的过程中给弹性卡片止动垫圈40施加垂直向下的外力致使弹性卡片止动垫圈40的下表面与锁紧螺母30的上表面贴合，最后将弹性卡片止动垫圈40的一侧向下折弯与锁紧螺母30的外侧壁贴合，将弹性卡片止动垫圈40的另一侧向上折弯与压紧螺母20的外侧壁贴合，即完成安装工序。

本实施例的原理：压紧螺母20的作用是安装过程中方便将弹性卡片止动垫圈40压紧在锁紧螺母30上，由于弹性卡片止动垫圈40上的第一弧形卡片44的上边沿半径是小于螺栓螺纹牙的最大半径，因此需要施加外力将弹性卡片止动垫圈40在螺栓上向下移动，由于弹性卡片止动垫圈40存在一定的弹性，因此在压紧螺母的旋转力的推动下向下垂直移动直至弹性卡片止动垫圈40的下表面与锁紧螺母的上表面贴合。

当弹性卡片止动垫圈40的下表面与锁紧螺母的上表面贴合后，无法垂直向上移动，其原理是：弧形卡片43虽然具有一定的弹性，但是由于弧形卡片43为向内缩口型其类似爪型，其只能利用其弹性向下垂直移动而不能向上垂直移动，而且弹性卡片止动垫圈40的上表面与压紧螺母的底面贴合后其更加无法垂直向上移动。

弹性卡片止动垫圈40与锁紧螺母的上表面贴合后，无法旋转运动，其原理是：由于第一弧形卡片44和第二弧形卡片45的上边沿均为圆弧形，且第一弧形卡片44和第二弧形卡片45的圆弧半径不同，因此第一弧形卡片44和第二弧形卡片45形成的螺纹公称直径与螺栓上的螺纹公称直径存在差异；另外，由于第一弧形卡片44卡在螺栓10的螺纹沟槽12内，第二弧形卡片45卡在螺栓10的螺纹牙11的顶部，因此第一弧形卡片44和第二弧形卡片45的牙距要么小于螺栓的牙距，要么大于螺栓的螺栓，不可能与螺栓的牙距相等；综上，第一弧形卡片44和第二弧形卡片45组合形成的螺纹与螺栓上的螺纹存在牙距和螺纹公称直径的差异，若牙距和螺纹公称直径不同，螺母与螺杆就无法转动的原理，因此弹性卡片止动垫圈40卡死在螺栓上无法转动。

综上所述，弹性卡片止动垫圈40既无法旋转也无法垂直向上移动，其只能卡死在锁紧螺母30上方，故锁紧螺母30永久防松。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于弹性卡片止动垫圈40中弧形卡片43之间设有间隙48，以增加弧形卡片43的弹性，使其更好的垂直下移，结合图6所示，弧形卡片43共设有四块，其中第一弧形卡片44设有两块，第二弧形卡片45均设有两块，两块第一弧形卡片44设置在垫圈本体41的左侧，两块第二弧形卡片45设置在垫圈本体41的右侧，四块弧形卡片43沿圆孔的周向均匀布置，且相邻的两块弧形卡片43之间均设有间隙48。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。