专利名称：可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母的制作方法
技术领域：
本发明属于工业制造标准件——紧固件领域，尤其涉及一种可以任意定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母。
背景技术：
螺母、螺栓是现代结构和机械设备应用最广的联接和紧固配件之一。虽然普通的螺母、螺栓在使用时都具有自锁性，但在受到外力因素作用，如振动、冲击、变载以及热应力改变较大时，螺母与螺栓的联接易出现松动，甚至会出现脱落。螺母的松动将引起联接或紧固强度的减小甚至丧失，从而影响螺母与螺栓联接的质量，造成联接各零部件过早地损坏，甚至导致设备故障和人身安全事故。在对零部件的联接和紧固以及防松方面，人们作了大量有益的工作，并还在继续努力地进行探索和研究，提出了很多螺母防松的技术和措施，取得了可喜的成效，但防松的安全可靠性还不太理想，结构上有的也比较复杂，有些制造繁锁造价高，有的操作不太方便，因此，目前还没有从根本上解决螺母的防松问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述原因，提供一种抗振防松安全可靠、可以任意定位、结构简单、容易制造、使用方便、通用性强的可以任意定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案本发明的可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母，包括锥口螺母(螺母两端的其中一端为圆锥形向外开口的螺母称为锥形口螺母，简称为锥口螺母)和与之相匹配的弹性圈。
所述锥口螺母是在通用螺母的面向螺栓一端设有一个锥形口。所述锥形口是从所述锥口螺母内螺纹某处开口向外形成一个圆锥形，形象地说，所述锥形口的形状是一个开口向外的喇叭形，直观地说，所述锥形口的剖面具有 的形状；或者所述锥口螺母是在通用螺母的面向螺栓一端设有一个锥形口，并在所述锥形口的口部设有一个圆形挡环，所述挡环是用以挡住所述弹性圈，以便无论在非工作状态或工作状态时所述弹性圈都能不离开所述锥口螺母，与所述锥口螺母成为一个整体。直观地说，设有挡环的所述锥形口的剖面具有 的形状。该挡环可以以螺纹啮合的方式与所述锥口螺母固接或以其他形式固接。所述锥形口的轴向尺寸应不大于所述锥口螺母轴向长度的一半，其径向尺寸是由内至外逐渐变大的，且其直径应大于所述锥口螺母的螺纹直径，小于所述锥口螺母的外形对边之间的距离(指多边形相对应边之间的距离)。所述挡环的内径至少大于所述弹性圈的最小外径。
所述弹性圈是一个与所述锥形口相匹配的，侧面开有一条缺口的锥形环。所述锥形环沿轴向的外径是由小到大或由大到小的连续递变的，但内径是固定的，且内径至少大于与之相配套的螺栓的直径。所述弹性圈是一个开环圈，即在所述弹性圈的侧面开有一条缺口使圈被断开。所述弹性圈的弦长(周长减去缺口尺寸)，尤其是内弦长度应小于螺栓螺纹的最大周长，以便当所述弹性圈被所述锥口螺母挤压在螺栓上达到最紧固状态时，还存在一个尺寸大于零的狭缝。所述弹性圈的缺口可以是直的，即与所述弹性圈的中心轴线平行，也可以是斜的，即螺旋形的。
对应于无挡环的所述锥口螺母，所述弹性圈是一个与所述锥形口相匹配的，侧面开有一个缺口的一部分是锥形环和一部分是圆环的复合环。所述锥形环沿轴向的外径是由小到大或由大到小的连续递变的，所述圆环的外径是固定的，所述锥形环及所述圆环的内径是相同的且是固定的，且内径至少大于与之相配套的螺栓的直径。所述弹性圈是一个开环圈，即在所述弹性圈的侧面开有一条缺口使圈被断开。所述弹性圈的弦长(周长减去缺口尺寸)，尤其是内弦长度应小于螺栓螺纹的最大周长，以便当所述弹性圈被所述锥口螺母挤压在螺栓上达到最紧固状态时，还存在一个尺寸大于零的狭缝。所述弹性圈的缺口可以是直的，即与所述弹性圈的中心轴线平行，也可以是斜的，即螺旋形的。设置挡环的优点是所述锥口螺母和所述弹性圈在使用前可以组装成一整件，方便使用，以及所述锥口螺母退卸时及退卸后所述弹性圈不易被丢失。但所述弹性圈外锥形面与所述锥口螺母的接触面积会有所减小。
所述弹性圈的内外侧面可以全部做成光滑的表面，或全部做成螺纹状表面；或一个侧面(内侧面或外侧面)做成光滑的表面，而另一个侧面(外侧面或内侧面)做成螺纹状表面。
当所述弹性圈的外侧面做成螺纹状时，所述锥口螺母的锥形面也应做成螺纹状，并与所述弹性圈外侧面的螺纹相吻合。当所述弹性圈的内侧面做成螺纹状时，应同与之相配套的螺栓螺纹相吻合。
所述弹性圈采用具有弹性的材料做成，以便当所述弹性圈被所述锥口螺母挤压在螺栓上达到紧固状态时不会开裂，最好是在松卸后仍然能恢复其原有的形状。上述弹性材料包括金属、非金属、有机及无机高分子材料以及复合材料等，如弹簧钢、塑料、橡胶、或其他复合弹性材料。如果所述弹性圈是采用质地坚硬的弹性材料做成，所谓质地坚硬的概念是指硬度至少大于所述锥口螺母以及螺栓的硬度，所述弹性圈的内外侧面最好再复合质地松软、具有弹性的其他材料。例如，用弹簧钢做所述弹性圈，则最好是在其内外侧面复合塑料、橡胶、纤维或其他合金及非金属材料。复合质地松软、具有弹性的材料的方法，可采用在所述弹性圈的内外侧面注塑、涂弹性涂料、粘合等方法。
本发明可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母的工作原理是由于所述锥口螺母与所述弹性圈在进入紧固状态前的相对位置关系是所述弹性圈至少有一部分露置于所述锥口螺母的所述锥形口一端的外面，而所述锥口螺母的内部的所述锥形口至少有一部分是空着的。事实上，由于弹力作用，非紧固状态时所述弹性圈一般都是尽量处在所述锥口螺母的所述锥形口的口部，并贴在所述锥口螺母的锥形壁上，而与螺栓不接触或与螺有轻微接触，所以当将所述锥口螺母旋上与其配套的螺栓时，所述锥口螺母的内螺纹与螺栓螺纹开始啮合，在所述锥口螺母接触被紧固物体前，或更确切的说是在所述弹性圈紧密接触被紧固的物体前，所述锥口螺母与普通螺母一样只是通过螺纹啮合而工作，此时所述弹性圈不与螺栓接触或与螺栓有轻微的接触。当所述锥口螺母旋进到处于其锥形口外的所述弹性圈接触到被紧固的物体时，所述弹性圈就会受着一定的挤压力，所述弹性圈也就会在挤压力的作用下往所述锥口螺母的内部压缩，同时也会将该挤压力施加给所述锥口螺母的锥形壁。随着所述锥口螺母的不断旋紧，所述弹性圈会不断地往所述锥口螺母内部压缩，所述弹性圈受到的挤压力会越来越大，其对所述锥口螺母的锥形壁施加的挤压力也会越来越大，同时在所述弹性圈被压缩时，所述弹性圈也会不断向螺栓靠近，并会逐步给螺栓施加挤压力，而且施加的挤压力也会越来越大。当所述螺母旋紧后，由于所述弹性圈对所述锥口螺母的挤压力，所述锥口螺母与螺栓的螺纹啮合强度得到了增加；也由于挤压力的原因，所述弹性圈会同时与所述锥口螺母和螺栓产生紧密接触，从而也增强了所述锥口螺母与螺栓的联接强度；由于所述弹性圈自身结构的弹性以及所述弹性圈自身材料和/或表面材料的弹性，会对振波产生吸收或减弱的作用，而使所述锥口螺母具有防振抗振功能。当所述锥口螺母松卸时，随着所述弹性圈使受的挤压力的减小，所述弹性圈会逐渐从所述锥口螺母的锥形口外露出，并逐渐松开螺栓而回到原先闲置时的状态。
如果在需要所述锥口螺母停住的地方用工具将所述弹性圈挡住，所述锥口螺母就会牢固地定位在所设定的位置。
由上述可知，本发明的可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母具有抗振和定位功能，具有旋紧时自动增强自锁强度功能，防松性能好，通用性强，使用方便，结构简单，容易制造。
以下结合附图及附图所示的实例，对本发明作进一步说明，但发明的内容不限于此。
图1是本发明锥口螺母在接触被紧固物前相关联接部件结构状态示意图；图2是图1的A-A切面图；图3是本发明锥口螺母紧固相关联接部件时的结构状态示意图；图4是图3的A-A切面图；图5是本发明设有挡圈锥口螺母在接触被紧固物前相关联接部件结构状态示意图。
图6是图5的A-A切面图；图7是本发明设有挡圈锥口螺母紧固相关联接部件时的结构状态示意图；图8是图7的A-A切面图；图9是本发明弹性圈的结构示意图；图10是本发明设有挡圈的弹性圈的结构示意图；图11是本发明锥口螺母在螺栓上的任意位置定位时的结构状态示意图。
具体实施例方式
实施例1
如图1、图2所示，本发明实施例的一种可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母，包括锥口螺母5和与该锥形口相匹配的弹性圈3。将螺栓6定位在工程部件1和工程部件2上，锥口螺母5旋在螺栓6上，在锥口螺母5上的弹性圈3尚未接触工程部件2前，弹性圈3有一部分露在锥口螺母5的锥形口外，此时，弹性圈3与螺栓6不接触，或者说弹性圈3与螺栓6之间存在一个空隙4，弹性圈3侧面有一条较大的缺口7。
如图3、图4所示，当锥口螺母5上的弹性圈3紧密接触工程部件2，且锥口螺母5旋紧到紧固状态时，此时，露在锥口螺母5的锥形口外的弹性圈3全部或几乎全部进入锥口螺母5锥形口内，弹性圈3同时与锥口螺母5和螺栓6紧密接触，从而有效提高了锥口螺母5与螺栓6的联接强度，弹性圈3侧面原先一条较大的缺口7变成了一条较小的缺口或一条小缝8。当退卸锥口螺母5时，随着锥口螺母5的退出，由于弹力的作用，弹性圈3也会逐渐退出锥口螺母5锥形口，而离开螺栓6。
所述弹性圈3具有如图9所示的结构，所述弹性圈3是一个侧面开有缺口7的锥形环。
实施例2如图5、图6所示，本发明实施例的一种可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母，包括锥口螺母5和与该锥形口相匹配的弹性圈10。与实施例1相比，在锥口螺母5的锥口增设了一个挡圈9。将螺栓6定位在工程部件1和工程部件2上，锥口螺母5旋在螺栓6上，在锥口螺母5上的弹性圈10尚未接触工程部件2前，弹性圈3有一部分露在锥口螺母5的锥形口外，此时，弹性圈10与螺栓6不接触，或者说弹性圈10与螺栓6之间存在一个空隙4，弹性圈10侧面有一条较大的缺口7。
如图7、图8所示，当锥口螺母5上的弹性圈10紧密接触工程部件2，且锥口螺母5旋紧到紧固状态时，此时，露在锥口螺母5的锥形口外的弹性圈10全部或几乎全部进入锥口螺母5锥形口内，弹性圈10同时与锥口螺母5和螺栓6紧密接触，从而有效提高了锥口螺母5与螺栓6的联接强度，弹性圈10侧面原先一条较大的缺口7变成了一条较小的缺口或一条小缝8。当退卸锥口螺母5时，随着锥口螺母5的退出，由于弹力的作用，弹性圈10也会逐渐退出锥口螺母5锥形口，而离开螺栓6。
所述弹性圈10具有如图10所示的结构，所述弹性圈10是一个侧面开有缺口7的一部分是锥形环11和另一部分是圆环12的复合环。
实施例3如图11所示，本发明实施例的一种可以定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母在螺栓上的任意位置定位。将锥口螺母5旋在螺栓6上，在所设定的位置处用一工具用力顶住锥口螺母5上的弹性圈3，并旋紧锥口螺母5。锥口螺母5旋紧到紧固状态时，露在锥口螺母5的锥形口外的弹性圈3全部或几乎全部进入锥口螺母5锥形口内，弹性圈3同时与锥口螺母5和螺栓6紧密接触，从而有效提高了锥口螺母5与螺栓6的联接强度，从而具有定位的功能。
权利要求
1.可以任意定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母，包括锥口螺母和与之相匹配的弹性圈。其特征在于所述锥口螺母是在通用螺母的面向螺栓一端设有一个锥形口，或者所述锥口螺母是在通用螺母的面向螺栓一端设有一个锥形口，并在所述锥形口的口部设有一个圆形挡环；所述弹性圈是一个与所述锥形口相匹配的，侧面开有一条缺口的锥形环，或所述弹性圈是一个与所述锥形口相匹配的，侧面开有一个缺口的一部分是锥形环和一部分是圆环的复合环。
2.根据权利要求1所述的锥口螺母，其特征在于所述锥形口的形状是一个喇叭形，所述锥形口的剖面具有 的形状；或者在所述锥形口的口部设有一个圆形挡环，设有挡环的所述锥形口的剖面具有 的形状。
3.根据权利要求1所述的锥口螺母，其特征在于所述锥形口的轴向尺寸应不大于所述锥口螺母轴向长度的一半，其径向尺寸是由内至外逐渐变大的，且其直径应大于所述锥口螺母的螺纹直径，小于所述锥口螺母的外形对边之间的距离。所述挡环的内径至少大于所述弹性圈的最小外径。
4.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于所述锥形环沿轴向的外径是由小到大或由大到小的连续递变的，但内径是固定的，且内径至少大于与之相配套的螺栓的直径，或所述锥形环沿轴向的外径是由小到大或由大到小的连续递变的，所述圆环的外径是固定的，所述锥形环及所述圆环的内径是相同的且是固定的，且内径至少大于与之相配套的螺栓的直径。
5.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于所述弹性圈的弦长(周长减去缺口尺寸)，尤其是内弦长度应小于螺栓螺纹的最大周长。
6.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于所述弹性圈的缺口可以是直的，即与所述弹性圈的中心轴线平行，也可以是斜的，即螺旋形的。
7.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于所述弹性圈的内外侧面可以全部做成光滑的表面，或全部做成螺纹状表面；或一个侧面(内侧面或外侧面)做成光滑的表面，而另一个侧面(外侧面或内侧面)做成螺纹状表面。当所述弹性圈的外侧面做成螺纹状时，所述锥口螺母的锥形口面也应做成螺纹状，并与所述弹性圈外侧面的螺纹相吻合。当所述弹性圈的内侧面做成螺纹状时，应同与之相配套的螺栓螺纹相吻合。
8.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于所述弹性圈采用具有弹性的材料做成，上述弹性材料包括金属、非金属、有机及无机高分子材料以及复合材料等。
9.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于如果所述弹性圈是采用质地坚硬的弹性材料做成，所述弹性圈的内外侧面最好再复合质地松软、具有弹性的其他材料。
10.根据权利要求1所述的弹性圈，其特征在于复合质地松软、具有弹性的材料的方法，可采用在所述弹性圈的内外侧面注塑、涂弹性涂料、粘合等方法。
全文摘要
本发明可以任意定位及紧固时能自动增强自锁强度的抗振防松螺母，包括锥口螺母和与之相匹配的弹性圈。所述锥口螺母是在通用螺母的面向螺栓一端设有一个锥形口，所述弹性圈是一个与所述锥形口相匹配的，侧面开有一条缺口的锥形环，当所述螺母旋紧时，所述弹性圈会同时与所述锥口螺母和螺栓产生紧密接触，并产生一定挤压力，从而也增强所述锥口螺母与螺栓的联接强度，同时由于所述弹性圈自身结构的弹性以及所述弹性圈自身材料和/或表面材料的弹性，会对振波产生吸收或减弱的作用，而使所述锥口螺母可以抗振防松和可以任意定位。本发明具有旋紧时自动增强自锁强度和任意定位功能，抗振防松性能好，通用性强，使用方便，结构简单，容易制造。
文档编号F16B37/00GK1844684SQ20061005070
公开日2006年10月11日 申请日期2006年5月8日 优先权日2006年5月8日
发明者张连墩 申请人:张连墩