本发明涉及机械设计制造技术领域，尤其涉及一种自扭力防松螺母及加工、使用方法。
背景技术：
机械设计中经常会用到螺栓连接，螺栓松动是影响机械设备可靠性和安全性的一个常见因素，防松螺母主要有以下几种方式。
1.双螺母防松，例如CN106837977A，这种方式可以用在预紧力连接也可以用在无预紧力要求的螺栓连接处，仅用于振动较轻的工况，尤其在冲击、振动和变载荷的情况，螺栓会预紧力损失缓慢增多，最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。
2.Hard lock防松螺母，例如CN206708171U，由上下呈“凹”“凸”形状的两种螺母组合成的。这种机构可以用在预紧力连接也可以用在无预紧力要求的螺栓连接处，可用于振动严重的工况。但加工难度大，成本高。
3.施必牢防松螺母，螺纹的牙底处有一个30度的楔形斜面，当螺栓螺母相互拧紧时，螺栓的牙尖就紧紧地顶在施必牢螺纹的楔形斜面上，从而产生了很大的锁紧力。但这种结构仅可以用在有预紧力要求的螺栓连接处，被连接件不能太软，一旦有预紧力损失就会失去防松作用。而且拧紧时，要想得到一定的螺栓预紧力，需要施加更大的扭矩来克服螺纹牙间的摩擦阻力。
4.弹簧垫圈防松，例如CN105179434,这种结构不能用在连接件特别硬的连接处，如果连接件比垫圈硬，垫圈的刃边无法嵌入到被连接件表面，无法起到防松作用，也不能用于预紧力要求高的连接处，会引起预紧力损失加速。
5.锥形弹簧垫圈，锥形弹簧垫圈的防松原理是在把弹簧垫圈压平后，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力，使螺母内螺纹与螺栓的外螺纹之间产生接触压力，这种压力产生摩擦阻力矩，从而防止螺母松动。锥形弹簧垫圈比开口弹性垫圈刚度更高，也就是同等压缩量产生的压力更大些，防松效果更好。这种机构不适用于预紧力要求高的连接处。
6.双叠自锁垫圈，这种垫圈的一面是大斜齿面，在垫圈的另一面有放射状锯齿。NORD-LOCK垫圈是大齿面相对，成对安装的。当拧紧螺栓或螺母时，放射状锯齿紧紧咬住接触面，使NORD-LOCK垫圈分别与螺母和连接件接触面相对固定，只允许大斜齿面间的相对移动。螺栓或螺母的任何松动趋势都被大锯齿的这种楔入效果所阻止。两片NORD-LOCK垫圈之间的抬升距离大于因螺纹滑动引起的螺栓或螺母抬升的距离。这种机构不能用在连接表面特别硬的连接处，当连接表面特别硬时，放射状锯齿无法咬住接触面，不能起到防松作用。垫圈有正反，如果装反了就起不到防松作用，没有预紧的连接处也不能用。连接件太软也是不能用这种垫圈的。
可见，现有技术中的防松螺母，均不具备自扭力锁紧功能，因而适用的场所具有局限性，基于上述情况，有必要设计一种结构简单、能适应较大振动工作场合的防松螺母。
技术实现要素：
为克服现有防松螺母存在的不能适用预紧力变化、表面硬度不一、振动严重的场合的技术问题，本发明提供了一种自扭力防松螺母及加工、使用方法，可有效克服现有技术存在的缺陷。
本发明的技术方案是：一种自扭力防松螺母，其特征在于：所述自扭力防松螺母由紧固螺母、弹性连接桥及防松螺母构成，所述防松螺母位于所述紧固螺母的尾部，所述紧固螺母与所述防松螺母之间通过多个等间距环形排列的弹性连接桥连接。
在此基础上，所述弹性连接桥连接所述防松螺母与所述紧固螺母的棱部的端面，所述弹性连接桥为四方形棱柱结构，所述弹性连接桥的径向厚度略小于连接处的所述防松螺母或/和所述紧固螺母的径向厚度。
在此基础上，所述弹性连接桥的外侧面具有与所述防松螺母或/和所述紧固螺母相同的棱形结构。
作为一种优选的实施方式，所述防松螺母与所述紧固螺母为六角螺母，所述弹性连接桥为三条，呈间隔排布连接所述防松螺母与所述紧固螺母的棱角的端面。
在此基础上，所述紧固螺母、弹性连接桥及防松螺母为一体结构，所述紧固螺母与所述防松螺母在螺栓上的作用力方向相反，所述弹性连接桥与螺栓不接触。
在此基础上，所述自扭力防松螺母采用弹性材料加工而成，所述弹性材料为金属材料或非金属材料。
所述紧固螺母、弹性连接桥及防松螺母分别起紧固作用、扭力作用及锁紧作用，虽然各部分作用不同，但这三部分又是一个有机整体。
所述自扭力防松螺母未安装在螺栓上时，所述紧固螺母与防松螺母相互之间存在着旋转错位角度，所述错位角度可以为左旋或右旋。所述错位角度的大小为5-45°，进一步优选为5-30°。
所述自扭力防松螺母安装在螺栓上时，所述紧固螺母与防松螺母相互之间的错位角度为0，所述紧固螺母与防松螺母在螺栓上形成方向相反的作用力。
本发明还提供了一种自扭力防松螺母的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，机加工：将弹性坯料加工成由紧固螺母、防松螺母以及弹性连接桥组成的一体结构，所述弹性连接桥至少为3个，呈环状等间距排布连接在紧固螺母与防松螺母之间；
步骤2，旋转：使防松螺母与紧固螺母之间以螺纹中轴线为轴心转动一定角度并且防松螺母转动方向与螺纹拧紧方向相反；
步骤3，淬火：对转动后错开角度的半成品进行淬火热处理，使其弹性连接桥富有弹力。
所述机加工步骤中，所述弹性坯料材料在机加工前进行过退火处理；所述紧固螺母与防松螺母的螺纹必须一刀加工出来，确保上下螺纹螺距的一致性和螺纹的完整性。
所述旋转步骤中，包括如下步骤：
201：将定位工装插入螺纹孔中，使防松螺母防松螺母转动方向只能围绕螺纹中轴线转动，所述定位工装的定位轴直径略小于螺纹小径；
202：用工具固定住紧固螺母，再用旋转工具卡住防松螺母，以螺纹中轴线为轴心转动一定角度，转动方向与螺纹拧紧方向相反，使防松螺母与紧固螺母错开一定的角度，转动结束后拔出定位轴。
本发明还提供了一种自扭力防松螺母的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
401，复位：用夹具在防松螺母与紧固螺母之间相互施加一定的扭力，使其处于到复位状态，即错开角度为零的状态；
402，拧紧：在用夹具保持防松螺母与紧固螺母在复位状态下，将紧固螺母、防松螺母拧进螺栓直至拧紧；
403，卸力：依次松开夹具及拧紧扳手，卸去施加外力，使防松螺母与紧固螺母之间由于弹性连接桥的作用产生反向扭力作用于螺栓上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的提供的自扭力防松螺母，通过弹性连接桥将紧固螺母与防松螺母有机连接在一起，并通过弹性连接桥自身的扭力使两螺母之间相互产生转动错位角度后而形成相互作用于螺栓上的反向作用力，使螺母牙与螺栓牙之间的摩擦力增大而始终存在，防止螺母在高震动情况下自动松脱。
(2)本发明的提供的自扭力防松螺母，可以根据预紧力大小不同的场合在制造过程使紧固螺母与防松螺母分别产生不同大小的错位角度，也可以根据螺栓的工作场合旋转左旋或右旋的错位角度；而且可以根据不同场合的需要及防松螺母大小型号的不同，在淬火阶段对弹性连接桥做相应处理使其产生不同的扭力，可以适用预紧力变化、表面硬度不一、振动严重的场合，因而适用范围广泛。
(3)本发明的提供的自扭力防松螺母，结构简单，加工成本低，只需要三个步骤即可加工处理，而且使用方便。
附图说明
图1是本发明的自扭力防松螺母的锁紧原理图；
图2是本发明中的机加工后的半成品结构图；
图3是本发明中的旋转步骤的半成品结构图；
图4是本发明的自扭力防松螺母淬火后的成品的结构图；
图5是本发明中施加扭力使紧固螺母与防松螺母复位后的结构图；
图6是本发明的自扭力螺母与螺栓安装的结构示意图；
图中附图标记如下，紧固螺母1、弹性连接桥2及防松螺母3、螺栓4、被固定件5、定位工装6。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-图5所示，一种自扭力防松螺母，该自扭力防松螺母由紧固螺母1、弹性连接桥2及防松螺母3构成，防松螺母3位于紧固螺母1的尾部，紧固螺母1与防松螺母3之间通过多个等间距环形排列的弹性连接桥2连接。
图2、图4所示，弹性连接桥2连接防松螺母3与紧固螺母1的棱部的端面，弹性连接桥2为四方形棱柱结构，弹性连接桥2的径向厚度略小于连接处的防松螺母3或/和紧固螺母1的径向厚度。
此外，弹性连接桥2的外侧面具有与防松螺母3或/和紧固螺母1相同的棱形结构。
作为一种优选的实施方式，防松螺母3与紧固螺母1为六角螺母，弹性连接桥2为三条，呈间隔排布连接防松螺母3与紧固螺母1的棱角的端面。
如图1所示，紧固螺母1、弹性连接桥2及防松螺母3为一体结构，紧固螺母1与防松螺母3在螺栓上的作用力方向相反，弹性连接桥2与螺栓不接触。
在此基础上，自扭力防松螺母采用弹性材料加工而成，所述弹性材料为金属材料或非金属材料。
紧固螺母、弹性连接桥及防松螺母分别起紧固作用、扭力作用及锁紧作用，虽然各部分作用不同，但这三部分又是一个有机整体。
如图4所示，自扭力防松螺母未安装在螺栓上时，紧固螺母与防松螺母相互之间存在着旋转错位角度，错位角度可以为左旋或右旋。所述错位角度的大小为5-45°，进一步优选为5-30°。
如图6所示，自扭力防松螺母安装在螺栓上时，紧固螺母与防松螺母相互之间的错位角度为0，紧固螺母与防松螺母在螺栓上形成方向相反的作用力。
实施例2
一种自扭力防松螺母的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，机加工：将弹性坯料加工成由紧固螺母1、防松螺母3以及弹性连接桥2组成的一体结构，弹性连接桥2至少为3个，呈环状等间距排布连接在紧固螺母1与防松螺母3之间；在该步骤中，弹性坯料材料在机加工前进行过退火处理；紧固螺母1与防松螺母3的螺纹必须一刀加工出来，确保上下螺纹螺距的一致性和螺纹的完整性。机加工后的半成品如图2所示。
步骤2，旋转：使防松螺母3与紧固螺母1之间以螺纹中轴线为轴心转动一定角度并且防松螺母3转动方向与螺纹拧紧方向相反；在旋转步骤中，包括如下步骤：
201：将定位工装插入螺纹孔中，使防松螺母防松螺母3转动方向只能围绕螺纹中轴线转动，定位工装的定位轴直径略小于螺纹小径；
202：用工具固定住紧固螺母，再用旋转工具卡住防松螺母3，以螺纹中轴线为轴心转动一定角度，转动方向与螺纹拧紧方向相反，使防松螺母3与紧固螺母1错开一定的角度，转动结束后拔出定位轴。半成品如图3所示。
步骤3，淬火：对转动后错开角度的半成品进行淬火热处理，使其弹性连接桥富有弹力，成品如图4所示。
实施例3
一种自扭力防松螺母的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
401，复位：用夹具在防松螺母与紧固螺母之间相互施加一定的扭力，使其处于到复位状态，即错开角度为零的状态；如图5所示。
402，拧紧：在用夹具保持防松螺母与紧固螺母在复位状态下，将紧固螺母、防松螺母拧进螺栓直至拧紧；
403，卸力：依次松开夹具及拧紧扳手，卸去施加外力，使防松螺母与紧固螺母之间由于弹性连接桥的作用产生反向扭力作用于螺栓上。如图6所示。
本发明的提供的自扭力防松螺母，通过弹性连接桥将紧固螺母与防松螺母有机连接在一起，并通过弹性连接桥自身的扭力使两螺母之间相互产生转动错位角度后而形成相互作用于螺栓上的反向作用力，使螺母牙与螺栓牙之间的摩擦力增大而始终存在，防止螺母在高震动情况下自动松脱。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。