一种防脱连接结构及其安装方法与流程

本发明涉及装配连接结构技术领域，尤其涉及一种防脱连接结构及其安装方法。

背景技术：

螺纹连接是两个相对独立的机械零部件之间的常用连接方式，在机械零部件的装配过程中，为了使通过螺纹副连接在一起两个机械零部件连接更紧密，在工程上人们采用了各种各样的紧密连接结构，k型螺母1就是现有技术中常见的连接方式，如图1、图2所示，k型螺母1由本体部101、固定部102和锁紧部103三个部分组成，固定部102和锁紧部103两个部分分别设置在本体部101的外周面上，k型螺母1的本体部101、固定部102和锁紧部103是一体化制造成形的，其中，固定部102和锁紧部103之间还设置有预设间隙104，当将k型螺母1通过螺纹副连接在芯轴2上以后，通过使用锁紧螺钉3将固定部102和锁紧部103连接在一起，锁紧螺钉3穿过预设间隙104，通过锁紧螺钉3施加适当的预紧力，从而使k型螺母1的内螺纹产生形变，继而是内螺纹完全咬合在芯轴2外螺纹，达到了防止k型螺母1松脱的目的。然而，这种基于k型螺母1的连接方式在使用时具有以下几个缺点：

一是由于锁紧螺钉3是沿着k型螺母1轴向部署的，通过锁紧螺钉3所施加的锁紧力的方向也是沿着k型螺母1轴向的，根据力的相互作用关系，固定部102和锁紧部103都承受着来自于锁紧螺钉3的轴向载荷，若轴向载荷较大或者固定部102、锁紧部103厚度较薄时，固定部102、锁紧部103就会被破坏，因此，现有技术中应用的k型螺母1，固定部102厚度、预设间隙104宽度、锁紧部103厚度的比例一般为：6:1:3为宜，这对于k型螺母1的制造成型提出了更好的要求，加工难度大，制造成本高。

二是由于锁紧螺钉3所施加的锁紧力的方向也是沿着k型螺母1轴向的，轴向锁紧力只能使k型螺母1上相应的内螺纹产生沿着其轴向的形变，而无法沿着其径向方向施加作用力，当k型螺母1本体部101与芯轴2外螺纹之间的配合间隙较大时，轴向锁紧力对k型螺母1与芯轴2之间配合连接的锁紧作用效果较差，达不到防止k型螺母1松脱的效果。

三是现有的k型螺母1在使用时，还会在预设间隙104中填装弹性体，通过锁紧螺钉3所施加的轴向锁紧力使该弹性体压缩，达到预紧的目的，然而，根据力的相互作用原理，弹性体在受到轴向锁紧力的同时，也会产生与轴向锁紧力方向相反的反作用力，该反作用力作用于固定部102、锁紧部103之上，抵消了固定部102、锁紧部103的部分形变，k型螺母1与芯轴2之间配合连接的锁紧作用效果变差。

综上所述，为了弥补上述k型螺母1在使用中存在的不足，为了保障螺纹副连接结构的锁紧，迫切需要设计一种新型的螺纹连接结构。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种防脱连接结构及其安装方法，所述防脱连接结构包括螺母a和螺母b，所述螺母a、螺母b分别通过螺纹副与芯轴连接在一起，所述螺母a与螺母b并列抵靠在一起，所述螺母a外周面上设置有多个扳手锁紧盲孔，所述扳手锁紧盲孔中心轴线与所述芯轴中心轴线垂直相交。

所述扳手锁紧盲孔数量为6个以上，并且以所述芯轴中心轴线为旋转中心均匀地部署于所述螺母a外周面之上。

所述螺母b之上还设置有多个锁紧通孔，每个锁紧通孔以内嵌装有顶丝，顶丝抵靠住所述螺母a的端面。

所述顶丝中心轴线与所述螺母a的端面垂直相交。

所述芯轴外周面之上还并列套装有多个轴承，其中至少有一个轴承端面抵靠住所述螺母a的端面。

所述螺母a、螺母b是彼此相对独立制造成形的。

此外，本发明还提供了一种防脱连接结构的安装方法，包括以下步骤：

步骤一：提供芯轴，所述芯轴末端设置有外螺纹，制备螺母a、螺母b，所述螺母a、螺母b均设置有与所述外螺纹相对应的内螺纹，所述螺母a外周面上还设置有多个扳手锁紧盲孔，所述扳手锁紧盲孔中心轴线与所述内螺纹中心轴线垂直相交；

步骤二：通过步骤一中所述外螺纹与内螺纹的配合，将所述螺母a旋合套装于所述芯轴之上，使用扭力扳手与所述扳手锁紧盲孔配合连接，通过扭力扳手向所述螺母a施加作用力矩，使所述螺母a的内螺纹产生形变并且咬合所述外螺纹；

步骤三：通过步骤一中所述外螺纹与内螺纹的配合，将所述螺母b旋合套装于所述芯轴之上，并且使所述螺母a与螺母b并列抵靠在一起。

步骤二中所述作用力矩大小为1400kgf·cm。

所述防脱连接结构的安装方法还包括在完成步骤三之后，进行以下步骤：

所述螺母b之上还设置有多个锁紧通孔，每个锁紧通孔对应配置有一个顶丝，使用扭力扳手依次将每个顶丝嵌装在对应的锁紧通孔以内，并且使顶丝抵靠住所述螺母a的端面。

所述防脱连接结构的安装方法还包括以下步骤：

步骤1：在进行步骤一之前，在所述芯轴外周面之上并列套装有多个轴承；

步骤2：在步骤二中所述将螺母a旋合套装于所述芯轴上之后，使所述螺母a的端面抵靠住至少一个轴承的端面。

上述技术方案具有如下有益效果：采用本发明的技术方案，通过将现有技术中广泛应用的k型螺母拆分为两个相对独立的结构部件，螺母a与螺母b，螺母a外周面上设置有扳手锁紧盲孔，通过该扳手锁紧盲孔向螺母a施加径向锁紧力，改变了现有技术中螺纹结构方式中锁紧力的方向，使内螺纹与外螺纹沿着径向方向咬合在一起，相比现有技术，螺母a与螺母b分别相对独立地制造成型，无需考虑预设间隙的加工问题，加工难度较低，降低了制造成本，并且由于施加在螺母a上的锁紧力沿着芯轴径向方向，当内螺纹与外螺纹之间配合间隙较大时，对于螺母a的锁紧效果影响不大，保证了螺母a不会松脱，此外，螺母b上还嵌装有顶丝，顶丝向螺母a施加了沿着芯轴轴向的轴向锁紧力，进一步使相应的内螺纹与芯轴外螺纹更紧密地咬合在一起。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中基于k型螺母的螺纹连接结构的主视图；

图2是现有技术中基于k型螺母的螺纹连接结构的右视图；

图3是本发明的结构示意图。

图中：1-k型螺母，2-芯轴，3-锁紧螺钉，4-螺母a，5-螺母b，6-顶丝，7-轴承，8-隔环，101-本体部，102-固定部，103-锁紧部，104-预设间隙，401-扳手锁紧盲孔，501-锁紧通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明提供一种防脱连接结构，包括螺母a4和螺母b5，螺母a4、螺母b5分别通过螺纹副与芯轴2连接在一起，螺母a4与螺母b5并列抵靠在一起，螺母a4外周面上设置有多个扳手锁紧盲孔401，扳手锁紧盲孔401中心轴线与芯轴2中心轴线垂直相交。

采用本发明的技术方案，通过将现有技术中广泛应用的k型螺母1拆分为两个相对独立的结构部件，螺母a与螺母b，螺母a外周面上设置有扳手锁紧盲孔，通过该扳手锁紧盲孔向螺母a施加径向锁紧力，改变了现有技术中螺纹结构方式中锁紧力的方向，使内螺纹与外螺纹沿着径向方向咬合在一起，相比现有技术，螺母a与螺母b分别相对独立地制造成型，无需考虑预设间隙的加工问题，加工难度较低，降低了制造成本，并且由于施加在螺母a上的锁紧力沿着芯轴径向方向，当内螺纹与外螺纹之间配合间隙较大时，对于螺母a的锁紧效果影响不大，保证了螺母a不会松脱，此外，螺母b上还嵌装有顶丝，顶丝向螺母a施加了沿着芯轴轴向的轴向锁紧力，进一步使相应的内螺纹与芯轴外螺纹更紧密地咬合在一起。

进一步地，扳手锁紧盲孔401数量为6个以上，并且以芯轴2中心轴线为旋转中心均匀地部署于螺母a4外周面之上。优选扳手锁紧盲孔401俯视投影为六边形。采用本发明的技术方案，通过均匀地部署于螺母a4外周面之上的扳手锁紧盲孔401，便于用户通过相应的操作工具向螺母a施加沿着芯轴2径向方向的径向锁紧力，从而使相应的内螺纹产生相同方向的径向形变，完全咬合芯轴上的外螺纹，使螺母a与芯轴连接更紧密。

此外，螺母b5之上还设置有多个锁紧通孔501，每个锁紧通孔501以内嵌装有顶丝6，顶丝6抵靠住螺母a4的端面。优选顶丝6端面为平面。顶丝6数量至少为2颗，并且以芯轴2中心轴线为旋转中心均匀地部署于螺母b5之上，优选为8颗。优选顶丝6中心轴线与螺母a4的端面垂直相交。优选顶丝6外周面上设置有公称直径不小于m5的螺纹。通过顶丝6抵靠住螺母a4的端面，螺母a4与螺母b5之间为刚性连接，虽然在顶丝6的轴向锁紧力的作用下，螺母a4也会产生相应的反作用力，但该反作用力作用在螺母b5之上，使螺母b5产生相应的轴向形变，从而使螺母b5进一步紧密咬合芯轴外螺纹。

进一步地，芯轴2外周面之上还并列套装有多个轴承7，其中至少有一个轴承7端面抵靠住螺母a4的端面。多个轴承7中，任意相邻两个轴承7之间还设置有隔环8。螺母a4、螺母b5是彼此相对独立制造成形的。采用本发明的技术方案，螺母a4、螺母b5分别相对独立进行制造成形，螺母a4、螺母b5的外形结构均较为简单，制造成本低廉，降低了加工难度，根据实际应用效果，螺母a4、螺母b5的制造成本相比同等规格的k型螺母，可降低25％至30％左右。

此外，本发明还提供了一种防脱连接结构的安装方法，具体包括以下步骤：

步骤一：提供芯轴2，芯轴2末端设置有外螺纹，制备螺母a4、螺母b5，螺母a4、螺母b5均设置有与外螺纹相对应的内螺纹，螺母a4外周面上还设置有多个扳手锁紧盲孔401，扳手锁紧盲孔401中心轴线与内螺纹中心轴线垂直相交；

步骤二：通过步骤一中外螺纹与内螺纹的配合，将螺母a4旋合套装于芯轴2之上，使用扭力扳手与扳手锁紧盲孔401配合连接，通过扭力扳手向螺母a4施加作用力矩，使螺母a4的内螺纹产生形变并且咬合外螺纹；进一步地，步骤二中作用力矩大小为1400kgf·cm。

步骤三：通过步骤一中外螺纹与内螺纹的配合，将螺母b5旋合套装于芯轴2之上，并且使螺母a4与螺母b5并列抵靠在一起。

此外，在完成步骤三之后，进行以下步骤：

螺母b5之上还设置有多个锁紧通孔501，每个锁紧通孔501对应配置有一个顶丝6，使用扭力扳手依次将每个顶丝6嵌装在对应的锁紧通孔501以内，并且使顶丝6抵靠住螺母a4的端面。

此外，防脱连接结构的安装方法还包括以下步骤：

步骤1：在进行步骤一之前，在芯轴2外周面之上并列套装有多个轴承7；进一步地，在进行步骤1之时，在芯轴2外周面之上套装多个隔环8，使每个隔环8部署于任意相邻两个轴承7之间。

步骤2：在步骤二中将螺母a4旋合套装于芯轴2上之后，使螺母a4的端面抵靠住至少一个轴承7的端面。

实施例1：

实施例1将本发明的技术方案应用在型号为850立式加工中心主轴上，安装本发明提供的防脱连接结构时，按照以下步骤进行安装：

步骤1：在850立式加工中心主轴外周面之上并列套装有4个规格型号为7014ctp4sfag的轴承，其中，任意相邻两个轴承之间套装有隔环；

步骤2：该主轴末端设置有规格为m70×2.0的外螺纹，制备螺母a4、螺母b5，螺母a4、螺母b5均设置有与外螺纹相对应的内螺纹，螺母a4的外径为φ95mm，厚度为28mm，螺母a4外周面上还设置有多个扳手锁紧盲孔401，扳手锁紧盲孔401中心轴线与内螺纹中心轴线垂直相交，螺母b5上设置有8个锁紧通孔501以及相对应的8颗顶丝6；

步骤3：通过外螺纹与内螺纹的配合，将螺母a4旋合套装于芯轴2之上，使螺母a4的端面抵靠住至少一个轴承7的端面，再使用扭力扳手与扳手锁紧盲孔401配合连接，通过扭力扳手向螺母a4施加作用力矩，作用力矩大小为1400kgf·cm，使螺母a4的内螺纹产生形变并且咬合外螺纹；

步骤4：通过外螺纹与内螺纹的配合，将螺母b5旋合套装于芯轴2之上，并且使螺母a4与螺母b5并列抵靠在一起。

此后，该850型立式加工中心每天工作18小时，连续使用两个月之后，对主轴进行查验，未发现螺母,4、螺母b5松脱现象，并且通过使用扭力扳手单独拆解螺母a4，将扭力扳手输出力矩调节至5500/kgf·cm时，螺母a4未出现松脱现象，而现有技术中，根据相关实验测定，当使用输出力矩为3000-3200kgf·cm对规格为m70×2.0的k型螺母进行单独拆解时，k型螺母就会出现松脱现象。

实施例2：

实施例2将本发明的技术方案应用在龙门铣床丝杆轴上，安装本发明提供的防脱连接结构时，按照以下步骤进行安装：

步骤1：在龙门铣床丝杆轴外周面之上并列套装有4个轴承，其中，任意相邻两个轴承之间套装有隔环；

步骤2：该主轴末端设置有规格为m50×1.5的外螺纹，制备螺母a4、螺母b5，螺母a4、螺母b5均设置有与外螺纹相对应的内螺纹，螺母a4外周面上还设置有多个扳手锁紧盲孔401，扳手锁紧盲孔401中心轴线与内螺纹中心轴线垂直相交，螺母b5上设置有8个锁紧通孔501以及相对应的8颗顶丝6；

步骤3：通过外螺纹与内螺纹的配合，将螺母a4旋合套装于芯轴2之上，使螺母a4的端面抵靠住至少一个轴承7的端面，再使用扭力扳手与扳手锁紧盲孔401配合连接，通过扭力扳手向螺母a4施加作用力矩，作用力矩大小为1400kgf·cm，使螺母a4的内螺纹产生形变并且咬合外螺纹；

步骤4：通过外螺纹与内螺纹的配合，将螺母b5旋合套装于芯轴2之上，并且使螺母a4与螺母b5并列抵靠在一起。

此后，该龙门铣床在正常运行使用两个月之后，对主轴进行查验，未发现螺母,4、螺母b5松脱现象，并且通过使用扭力扳手单独拆解螺母a4，将扭力扳手输出力矩调节至4000kgf·cm时，螺母a4未出现松脱现象，而现有技术中，根据相关实验测定，当使用输出力矩为2100-2200kgf·cm对规格为m50×1.5的k型螺母进行单独拆解时，k型螺母就会出现松脱现象。

经过对实施例1和实施例2进行比较可以发现，采用本发明的技术方案，降低了螺母a4、螺母b5的制造成本，通过采用向螺母a4施加径向锁紧力的方式，达到了有效防松脱的目的，改善了锁紧效果，本发明提供的防脱连接结构与基于k型螺母的连接结构相比，在芯轴外螺纹公称直径相同的情况下，本发明的技术方案所能够提供的锁紧力是现有技术的两倍以上，达到了优异的锁紧效果。