主动锁定固定螺栓的制作方法
【专利说明】主动锁定固定螺栓
[0001] 本发明涉及一种固定螺栓，包括螺杆和螺母，配备防螺母松动的安全装置。
[0002] 在航空领域，在飞行器结构上紧固发动机等情况下，应确保固定方式安全等级较 高，能在固定位置受到剧烈震动的情况下，仍有效防止部件松动。为此，拧紧螺母到螺杆上 时产生的压力应在任何时候都保持一致，即使在使用一段时间后，且期间数次拆装上述紧 固件的情况下也不例外。
[0003] 通常会配合使用槽形螺母和带销孔的螺杆，详情参阅FR2955632文件。
[0004] 在上述装置中，螺母包括带内螺纹的凸缘。凸缘初始的圆形部分被略微压扁，变成 椭圆形，并对凸缘施加相应的制动力。将凸缘拧紧到圆形螺杆螺纹部分上时，凸缘恢复成圆 形，在螺纹上施加压力，防止螺母松脱。
[0005] 凸缘设有端面槽，可插入定位销，定位销将穿过螺杆端部的通孔，防止螺母绕螺杆 转动。
[0006] 但螺母变形对螺母和螺杆造成的干扰，让上述装置存在严重的卡死风险。装配螺 母螺杆时，因制动作用变形的螺母端面槽或带内螺纹的凸缘还可能会贯穿销孔斜面。钢制 螺杆/螺母组合件和至少包括一个钛组件的螺杆/螺母组合件均存在这种风险，后者因摩 擦特性较差，出现卡死现象的风险更高。
[0007] 此外，振动测试结果也明确表明固定端面槽存在脆断情况。
[0008] 实践表明，在上述装置带内螺纹的凸缘处进行的椭圆变形处理，经过数次拆卸作 业后，通常由上述变形产生的制动力矩明显减小，因此，装置性能很有可能会下降。实际上， 部分采用现有技术生产的制动螺母，当第一次装配螺母螺杆时，就会朝向圆形部分产生较 明显变形。拆卸并重装螺母后，上述塑性变形会导致制动力矩出现明显下降。
[0009] 为贯彻防意外松动的双重安全原则，并确保紧固件经拆装作业后依然能满足上述 原则要求，应寻找能代替传统槽形螺母和带销孔的螺杆的方案。
[0010] 第一种方案是使用带端面槽的螺杆和带销孔的螺母，详见文件US1099510所述装 置。上述文件描述的螺杆，端面包括可插入定位销的狭槽，上述定位销需穿过配套螺母侧面 的销孔。
[0011] 但是，文件US1099510所述装置显然不适合用于航空领域，装置形状也不允许通 过椭圆变形实现制动。另外，上述装置也不能解决装配和拆卸后续作业产生的问题。
[0012] 本发明涉及一种防松动双重安全固定螺栓，致力于解决目前存在的难题，与采用 现有技术制造、广泛使用的槽形螺母完全匹配。
[0013] 为此，本发明旨在设计一种固定螺栓，包括螺杆，上述螺杆包括头部、沿第一轴线 分布的螺纹部分、端部，上述端部沿第一轴线与螺纹部分相接，上述端部直径小于螺纹部分 最小直径，上述端部端面设有通槽；螺栓还包括螺母，螺母包括前支承面、沿第二轴线分布 的内螺纹主体，主体包括内螺纹通道，以及与支承面相对、沿第二轴线与内螺纹主体相接的 无内螺纹螺母冠；上述螺母冠侧面至少设有两个径向相对的孔；另外，螺栓还包括定位销， 能插入螺杆凹槽和螺母侧面的两个销孔里。
[0014] 本发明涉及螺母生产工艺包括将圆形的通道处理成椭圆形。
[0015] 处理前通道外径和螺母公称直径比在1. 30至1. 35之间，
[0016] 处理前内螺纹通道高度和螺母公称直径比大于或等于0. 65。
[0017] 第一个直径比能保证装置壁具备理想的刚性，第二个直径比确保其具备最小挠 度。
[0018] 采用上述配置，即可利用螺母实现制动，定位销进行锁紧，提供双重安全保证，避 免使用现有技术制造的螺母端面槽存在的缺点。
[0019] 另外，比起必须进行精细的去毛刺作业的槽形螺母，螺杆凹槽和螺母侧面的销孔 也更易加工。不同于文件US1099510描述的装置，本发明所述螺母冠无内螺纹，简化了销孔 成型作业。
[0020] 另外，通道高度和直径特性让其比采用现有技术制造的螺母弹性更好，增加螺栓 可循环使用的次数。得益于螺母的弹性，多次拆/装螺母也能保证制动力矩的稳定性。
[0021] 优选最小内径大于螺杆端部直径的无内螺纹椭圆形螺母冠。"最小内径"指椭圆形 最小直径。这样，即使将螺母冠椭圆变形考虑在内，也能避免装配螺母螺杆时，出现螺杆凹 槽边缘卡死在螺母冠销孔或变形的通道中的情况。
[0022] 另外，还应优选最小外径小于传动部分最小外径的通道。
[0023] 沿第二轴线分布的传动部分长度最好应小于沿上述轴线分布的内螺纹主体总长 的三分之一，确保在不影响螺母弹性的同时，减轻螺母质量。
[0024] 本发明的一个具体实施例显示，螺母生产工艺包括将圆形的内螺纹通道和螺母冠 处理成椭圆形。
[0025] 参阅下文说明和附图，更好地了解本发明。说明和示意图仅供参考，非限制性内 容。不意图说明：
[0026] -图1 :根据本发明的一个实施例绘制的固定螺栓分解图；
[0027] -图2 :椭圆变形处理后图1螺栓组件剖面图；
[0028] -图3 :椭圆变形处理前图1螺栓组件剖面图；
[0029] 图1为根据本发明的一个实施例绘制的未组装固定螺栓分解图。
[0030] 螺栓10包括螺杆11，螺杆沿第一轴线12安装。螺杆11包括头部13,上述头部13 包括支承面14,支承面将与待组装结构相接触。头部13还包括传动侧面15,与组装工具共 同作用。在图1提供的示例中，表面15为"双六角"或" 12齿"形。
[0031] 头部13沿轴线12延伸除了圆柱形的轴体16。轴体16延伸出了螺纹部分17。头 部对面为螺杆11端部18,上述端部沿轴线12延伸出了螺纹部分17。端部18侧面光滑，直 径19小于螺纹部分17最小直径20。"最小直径"指螺纹部分17螺纹底部直径。
[0032] 上述端部端面21包括通槽22。组装螺栓10时，可将定位销23插入上述通槽中。
[0033] 图1可见凹槽22截面为槽形，但也可以选用其他形状。
[0034] 螺栓10还包括螺母30,螺母沿第二轴线31安装。组装螺栓10时，第一轴线12和 第二轴线31重合。
[0035] 螺母30包括主体32,其中沿轴线31分布的端部带前支承面33,支承面将与待组 装结构相接触。主体32的另一个端部延伸出了螺母冠34,上述螺母冠侧面至少设有两个径 向相对的销孔35。组装螺栓10时，可将定位销23插入销孔35中。
[0036] 图2为螺母30剖面图，根据A-A剖面图绘制，覆盖轴线31，与图1垂直。
[0037] 内螺纹36位于主体32内侧。装配螺母螺杆时，内螺纹36和螺杆11螺纹部分17 相互作用。
[0038] 安装在主体32上方的螺母冠34无内螺纹，上述螺母冠内径37最好大于内螺纹36 底部直径。
[0039] 螺母内螺纹主体32包括支承面33附件的传动部分38。上述传动部分38外侧面 将与螺母螺杆装配工具共同作用。在图1和图2提供的示例中，传动部分38呈"双六角"或 "12齿"形。
[0040] 主体32还包括通道39,位于传动部分38和螺母冠34之间。
[0041] 通道39最好选择较薄的元件。具体来讲，通道最小外径40应小于传动部分38最 小外径41。
[0042] 沿轴线31分布的内螺纹主体32总高42等于传动部分38高度43加上通道39高 度44。主体位于支承面33和螺纹端部36之间。