一种液压机用锥体螺母的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压机械技术领域中的一种液压机用锥体螺母，尤其是一种与液压机拉杆配合使用的螺母。
【背景技术】
[0002]液压机是一种以液体为工作介质，用来传递能量以实现各种工艺的机器。现代液压机本体多采用预应力结构，预应力可以显著提高结构的承载能力。液压机的预应力实施通常是通过拉杆螺母副来实现的。在预应力实施后，螺母的前一圈螺纹会出现明显的高应力区域，甚至会出现局部的冷塑性变形，显著降低螺纹的承载能力；此外，在液压机的工作周期内，螺母会受到交变循环应力，在螺母的前一圈螺纹的螺纹根处，疲劳微裂纹的出现概率显著提高。传统的液压机螺母螺纹和普通的螺纹一样，前三圈螺纹会承受载荷的70%，工作载荷在各个螺纹上的分布极不均布。给螺纹连接的稳定性和可靠性造成极大影响。可能导致预紧力严重丧失，液压机本机失去载荷能力等严重后果。另外，传统液压机维修过程中发现，在长期交变载荷工作后，螺母的内螺纹和拉杆的外螺纹会出现局部粘连现象，维修人员不得不采用破坏性手段才能拆开螺母，给液压机维护带来很大困扰。
[0003]目前，国内的大、中型液压机螺母设计遵循行业标准，采用液压机用45°锯齿形螺纹，虽然在螺母前端车出了 4°的锥度以达到载荷均匀化设想，结果是虽然有改善但效果并不十分明显。主要原因是，虽然已经认识到应力集中是导致问题的关键，但是此种机构本身存在刚度突变的问题导致前一圈螺纹应力集中情况十分严重。德国同类压机螺母采用双重削弱槽的内斜式螺纹，刚度突变问题得到很好解决，载荷在各个螺纹上分布较均匀，但是其加工成本成倍提高。彻底改变螺纹受力状态，成本无显著增加的液压机用锥体螺母成为当前迫切需求的。因此研制一种液压机用锥体螺母一直是急待解决的新课题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种液压机用锥体螺母，该发明克服传统液压机螺母载荷主要集中在前三圈螺纹，有效解决螺母螺纹刚度突变的问题，使得载荷在整个螺纹圈数上得到均匀分布，使得前一圈螺纹的应力集中现象得到根本改变。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种液压机用锥体螺母，所述的液压机用锥体螺母与液压机拉杆配合使用，锥体螺母由圆柱体和圆锥体连接为一体，在螺母接触面和圆锥体之间有过渡圆角；在圆柱体和圆锥体的内孔加工有液压机专用锯齿形螺纹，锯齿形螺纹从圆锥体端面开始加工，在圆柱体的外表面上加工有用于紧固锥体螺母的圆孔；
所述的过渡圆角，其R=20-30mm ;
所述的所述锥体螺母中心直径为:M=150-1250 ;
所述的圆锥体的高度为h，取h=0.45M ;所述的圆锥体母线与轴线的夹角为2° ;
所述的圆柱体的高度为H，直径为D，取H=0.9M, D=l.5M ;所述圆柱体上加工有数个紧固用的多个光孔； 所述的锯齿形螺纹孔圈数共10圈；所述螺纹螺距p=6-40mm ;
所述的一种液压机用锥体螺母的工作原理是，所述的液压机用锥体螺母，在轴向方向上，液压机专用锯齿形螺纹受力部位和螺母接触面有一定的距离，螺纹受力时，螺母接触面在螺纹工作面的上方，使得内外螺纹变形方向一致，圆锥体出现微小伸长，该结构在轴向上提供一定的弹性，降低结构的轴向局部刚度，圆锥体使得锥面与锯齿形螺纹之间的壁厚连续变化，提供刚度的渐变，使得液压机专用锯齿形螺纹的前三圈螺纹上的载荷向后续螺纹有效传递，降低前三圈螺纹的载荷，起到载荷均匀化的目的，应力集中降低；锯齿形螺纹孔圈数共10圈，因为10圈以后的螺纹基本不承受载荷，同时增加刀痕的概率，降低锥体螺母的可靠性，更重要的是由于螺纹工作面机械加工要求较高，这种措施可显著降低锥体螺母加工成本；
所述的一种液压机用锥体螺母的使用及操作方法是，将液压机用锥体螺母旋入液压机拉杆中，螺母接触面与支撑面A接触，随着紧固力矩的逐渐加大，液压机专用锯齿形螺纹受力逐渐加大，圆锥体出现微小轴线伸长，紧固完毕时，圆锥体伸长达到最大，内外螺纹弹性变形达到最大，实现降低螺纹应力的目的。
[0006]本发明的要点在于它的结构及工作原理。
[0007]—种液压机用锥体螺母与现有技术相比，具有降低结构的轴向局部刚度，锥面提供刚度的连续变化，起到载荷均匀化的目的，应力集中降低，变形方向一致，变形协调，提高螺母的承载能力，降低螺母的可靠性，显著降低螺母加工成本等优点，将广泛地应用于冶金、电力、化工、煤炭、造纸、建材技术领域中。
【附图说明】
[0008]下面结合附图及实施对本发明进行详细说明。
[0009]图1是发明的结构示意图。
[0010]图2是图1的立体图。
【具体实施方式】
[0011]参照附图，一种液压机用锥体螺母，所述的液压机用锥体螺母与液压机拉杆配合使用，锥体螺母由圆柱体6和圆锥体5连接为一体，在螺母接触面2和圆锥体5之间有过渡圆角3 ;在圆柱体6和圆锥体5的内孔加工有液压机专用锯齿形螺纹4，锯齿形螺纹4从圆锥体5端面开始加工，在圆柱体6的外表面上加工有用于紧固锥体螺母的圆孔1。
[0012]所述的过渡圆角3，其R=20-30mm。
[0013]所述的所述锥体螺母中心直径为:M=150-1250。
[0014]所述的圆锥体5的高度为h，取h=0.45M ;所述的圆锥体5母线与轴线的夹角为
2° ο
[0015]所述的圆柱体6的高度为Η，直径为D，取Η=0.9Μ, D=l.5M ;所述圆柱体6上加工有数个紧固用的多个光孔。
[0016]所述的锯齿形螺纹4孔圈数共10圈；所述螺纹螺距p=6-40mm。
[0017]所述的一种液压机用锥体螺母的工作原理是，所述的液压机用锥体螺母，在轴向方向上，液压机专用锯齿形螺纹4受力部位和螺母接触面2有一定的距离(螺母接触面2与支撑面A接触)，螺纹受力时，螺母接触面2在螺纹工作面的上方，使得内外螺纹变形方向一致，圆锥体5出现微小伸长，该结构在轴向上提供一定的弹性，降低结构的轴向局部刚度，圆锥体5使得锥面与锯齿形螺纹4之间的壁厚连续变化，提供刚度的渐变，使得液压机专用锯齿形螺纹4的前三圈螺纹上的载荷向后续螺纹有效传递，降低前三圈螺纹的载荷，起到载荷均匀化的目的，应力集中降低；锯齿形螺纹4孔圈数共10圈，因为10圈以后的螺纹基本不承受载荷，同时增加刀痕的概率，降低锥体螺母的可靠性，更重要的是由于螺纹工作面机械加工要求较高，这种措施可显著降低锥体螺母加工成本。
[0018]所述的一种液压机用锥体螺母的使用及操作方法是，将液压机用锥体螺母旋入液压机拉杆中，螺母接触面2与支撑面A接触，随着紧固力矩的逐渐加大，液压机专用锯齿形螺纹4受力逐渐加大，圆锥体5出现微小轴线伸长，紧固完毕时，圆锥体5伸长达到最大，内外螺纹弹性变形达到最大，实现降低螺纹应力的目的。
[0019]下面结合实施例进一步详细叙述本发明:
所述的圆锥体5母线与轴线的夹角为2°，使得锥面与锯齿形螺纹4之间的壁厚连续变化，提供刚度的渐变，锯齿形螺纹4的前三圈螺纹上的载荷向后续螺纹有效传递，降低前三圈螺纹的载荷，起到载荷均匀化的目的，应力集中降低。
【主权项】
1.一种液压机用锥体螺母，所述的液压机用锥体螺母与液压机拉杆配合使用，其特征在于:锥体螺母由圆柱体和圆锥体连接为一体，在螺母接触面和圆锥体之间有过渡圆角；在圆柱体和圆锥体的内孔加工有液压机专用锯齿形螺纹，锯齿形螺纹从圆锥体端面开始加工，在圆柱体的外表面上加工有用于紧固锥体螺母的圆孔。2.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的过渡圆角，其R=20-30mm。3.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的所述锥体螺母中心直径为:M=150-1250。4.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的圆锥体的高度为h，取h=0.45M ;所述的圆锥体母线与轴线的夹角为2°。5.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的圆柱体的高度为H，直径为D，取H=0.9M, D=l.5M ;所述圆柱体上加工有数个紧固用的多个光孔。6.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的锯齿形螺纹孔圈数共10圈；所述螺纹螺距p=6-40mm。7.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的一种液压机用锥体螺母的工作原理是，所述的液压机用锥体螺母，在轴向方向上，液压机专用锯齿形螺纹受力部位和螺母接触面有一定的距离，螺纹受力时，螺母接触面在螺纹工作面的上方，使得内外螺纹变形方向一致，圆锥体出现微小伸长，该结构在轴向上提供一定的弹性，降低结构的轴向局部刚度，圆锥体使得锥面与锯齿形螺纹之间的壁厚连续变化，提供刚度的渐变，使得液压机专用锯齿形螺纹的前三圈螺纹上的载荷向后续螺纹有效传递，降低前三圈螺纹的载荷，起到载荷均匀化的目的，应力集中降低；锯齿形螺纹孔圈数共10圈，因为10圈以后的螺纹基本不承受载荷，同时增加刀痕的概率，降低锥体螺母的可靠性，更重要的是由于螺纹工作面机械加工要求较高，这种措施可显著降低锥体螺母加工成本。8.根据权利要求1所述的一种液压机用锥体螺母，其特征在于:所述的一种液压机用锥体螺母的使用及操作方法是，将液压机用锥体螺母旋入液压机拉杆中，螺母接触面与支撑面A接触，随着紧固力矩的逐渐加大，液压机专用锯齿形螺纹受力逐渐加大，圆锥体出现微小轴线伸长，紧固完毕时，圆锥体伸长达到最大，内外螺纹弹性变形达到最大，实现降低螺纹应力的目的。
【专利摘要】一种液压机用锥体螺母，所述的液压机用锥体螺母与液压机拉杆配合使用，锥体螺母由圆柱体和圆锥体连接为一体，在螺母接触面和圆锥体之间有过渡圆角；在圆柱体和圆锥体的内孔加工有液压机专用锯齿形螺纹，锯齿形螺纹从圆锥体端面开始加工，在圆柱体的外表面上加工有用于紧固锥体螺母的圆孔；将液压机用锥体螺母旋入液压机拉杆中，螺母接触面与支撑面A接触，随着紧固力矩的逐渐加大，液压机专用锯齿形螺纹受力逐渐加大，圆锥体出现微小轴线伸长实现降低螺纹应力的目的。该发明降低结构的轴向局部刚度，起到载荷均匀化的目的，应力集中降低，降低螺母的可靠性，降低螺母加工成本，应用于冶金等技术领域中。
【IPC分类】F16B37/00
【公开号】CN105275956
【申请号】CN201510738826
【发明人】霍光, 李志波, 单东升, 赵绪平, 车永顺, 商迪, 李阳, 刘艳光, 王中原, 苏小华, 景蔚然, 张晓林
【申请人】北方重工集团有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月4日