防松螺母结构组件的制作方法

1.本发明涉及工程机械结构技术领域，特别涉及一种防松螺母结构组件。


背景技术：

2.目前，螺栓螺母连接方式普遍存在于工程机械结构中，然而，在高速、重载、变载荷、要求可拆卸重复使用等工况下，螺母存在易松动的问题。
3.引起螺母松动最终导致被连接件预紧失效的主要原因是：被连接件在受到横向变载荷作用下，螺母与螺栓配合面间存在的微小间隙使螺母与螺栓之间具有径向上的相对滑动，导致螺纹连接接触面间摩擦力降低，最终引起螺母松动现象出现，从而难以适用于对防松要求较高的工况中。
4.因此，如何提高防松能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种防松螺母结构组件，具有较高的防松能力。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种防松螺母结构组件，包括连接螺栓、锁紧块组、拧紧螺母和锁紧螺母；
8.所述连接螺栓的端头、所述拧紧螺母和所述锁紧螺母沿轴向依次设置，所述端头和所述拧紧螺母之间在轴向上具有间隙；
9.所述拧紧螺母沿轴向贯穿设置拧紧孔，且沿着轴向上远离所述端头的方向，所述拧紧孔依次为小径孔和大径孔，所述小径孔和所述大径孔之间具有定位台阶面，所述小径孔与所述连接螺栓的螺杆螺纹连接；
10.所述锁紧块组包括呈分体式设置的至少两个锁紧块，各所述锁紧块围绕所述螺杆的周向依次排布，至少两个所述锁紧块之间具有周向间隙，所述锁紧块伸入于所述大径孔中，所述锁紧块的外周面为外倾斜面，且在轴向上且远离所述端头的方向上，所述外倾斜面逐渐偏向所述螺杆的中心；
11.所述锁紧螺母上设置锁紧孔，所述锁紧孔的内周面上靠近所述端头的一端为与所述外倾斜面相适配的内倾斜面，所述锁紧螺母沿轴向伸入所述大径孔，所述锁紧螺母压紧所述锁紧块于所述螺杆，所述内倾斜面与所述外倾斜面挤压配合，所述大径孔的内周面与所述锁紧螺母螺纹连接。
12.优选地，所述锁紧块与所述螺杆螺纹连接。
13.优选地，所述大径孔和所述小径孔为旋向相反的螺纹孔。
14.优选地，所述锁紧孔沿轴向贯穿设置于所述锁紧螺母上。
15.优选地，所述锁紧孔远离所述端头的一端为光孔，所述光孔与所述内倾斜面沿轴向对接，所述光孔与所述螺杆不接触。
16.优选地，所述锁紧螺母的外周面上远离所述端头的一端为沿径向凸出设置的凸沿。
17.优选地，还包括垫圈，所述垫圈套设于所述螺杆上，所述垫圈设于所述端头和所述拧紧螺母之间，所述垫圈和所述端头之间在轴向上具有间隙。
18.优选地，还包括连接件组，所述连接件组包括至少两个沿轴向依次设置的被连接件，所述被连接件沿轴向贯穿设置连接通孔，所述螺杆沿轴向依次插接于各所述被连接件的所述连接通孔，所述端头和所述拧紧螺母沿轴向压紧所述连接件组。
19.本发明提供的防松螺母结构组件，包括连接螺栓、锁紧块组、拧紧螺母和锁紧螺母。
20.连接螺栓的端头、拧紧螺母和锁紧螺母沿轴向依次设置，端头和拧紧螺母之间在轴向上具有间隙。
21.拧紧螺母沿轴向贯穿设置拧紧孔，且沿着轴向上远离端头的方向，拧紧孔依次为小径孔和大径孔，小径孔和大径孔之间具有定位台阶面，小径孔与连接螺栓的螺杆螺纹连接。
22.锁紧块组包括呈分体式设置的至少两个锁紧块，各锁紧块围绕螺杆的周向依次排布，至少两个锁紧块之间具有周向间隙，锁紧块伸入于大径孔中，锁紧块的外周面为外倾斜面，且在轴向上且远离端头的方向上，外倾斜面逐渐偏向螺杆的中心。
23.锁紧螺母上设置锁紧孔，锁紧孔的内周面上靠近端头的一端为与外倾斜面相适配的内倾斜面，锁紧螺母沿轴向伸入大径孔，锁紧螺母压紧锁紧块于螺杆，内倾斜面与外倾斜面挤压配合，大径孔的内周面与锁紧螺母螺纹连接。
24.在装配时，螺杆先依次插接各被连接件上沿轴向贯穿设置的连接通孔，之后，拧紧螺母螺纹锁定于螺杆上，且连接螺栓的端头与拧紧螺母沿轴向夹紧各被连接件，之后，将各锁紧块放入大径孔，且各锁紧块沿着螺杆的周向依次设置，再将锁紧螺母沿轴向伸入大径孔，锁紧螺母与大径孔螺纹连接，且锁紧螺母的内倾斜面与锁紧块的外倾斜面贴合配合，使得锁紧螺母与锁紧块形成楔形配合，能够对连接螺栓和拧紧螺母之间施加径向和轴向的力，支撑在拧紧螺母和连接螺栓之间，避免连接螺栓和拧紧螺母之间产生径向的相对运动，另外，由于锁紧块组为分体式结构，各锁紧块沿周向依次设置，且至少两个锁紧块之间还具有间隙，相比于直接设置成一个环形的锁紧块套在螺杆外侧的实施方式，可以确保各锁紧块与螺杆的贴合度，在锁紧螺母拧紧后，锁紧螺母被楔紧在拧紧螺母和锁紧块之间，可最大限度消除锁紧块和螺杆间的间隙，且不产生任何附加应力，在横向振动、变载荷工况下可实现长期紧固，具有较好的防松效果。
附图说明
25.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明所提供防松螺母结构组件的具体实施例一的剖视图；
27.图2为本发明所提供防松螺母结构组件的具体实施例一中拧紧螺母的剖视图；
28.图3为本发明所提供防松螺母结构组件的具体实施例一中锁紧块的剖视图；
29.图4为本发明所提供防松螺母结构组件的具体实施例一中锁紧块组的俯视图；
30.图5为本发明所提供防松螺母结构组件的具体实施例一中锁紧螺母的剖视图。
31.附图标记：
32.连接件组1，第一被连接件11，第二被连接件12，连接通孔13；
33.垫圈2；
34.拧紧螺母3，拧紧孔31，小径孔311，大径孔312，定位台阶面313；
35.连接螺栓4，端头41，螺杆42；
36.锁紧螺母5，锁紧孔51，内倾斜面511，光孔512，凸沿52，锁紧外螺纹面53；
37.锁紧块组6，锁紧块61，锁紧内螺纹面611，外倾斜面612。
具体实施方式
38.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。
39.本发明的核心是提供一种防松螺母结构组件，具有较高的防松能力。
40.本发明所提供防松螺母结构组件的具体实施例一中，请参考图1至图5，包括连接螺栓4、锁紧块组6、拧紧螺母3和锁紧螺母5。
41.连接螺栓4的端头41、拧紧螺母3和锁紧螺母5沿轴向依次设置，端头41和拧紧螺母3之间在轴向上具有间隙，该间隙用于安装多个被连接件，这些被连接件构成连接件组1，以通过端头41和拧紧螺母3将被连接件沿轴向压紧。
42.如图2所示，拧紧螺母3沿轴向贯穿设置拧紧孔31，且沿着轴向上远离端头41的方向，拧紧孔31依次为小径孔311和大径孔312，大径孔312的孔径大于小径孔311，具体地，两个孔结构可以为同轴心设置的圆柱孔。小径孔311和大径孔312之间具有定位台阶面313，小径孔311与连接螺栓4的螺杆42螺纹连接。其中，端头41设置在螺杆42轴向上的一端。
43.如图3和图4所示，锁紧块组6包括呈分体式设置的至少两个锁紧块61，具体可以设置三个，在其他实施例中也可以设置其他数量。各锁紧块61围绕螺杆42的周向依次排布，至少两个锁紧块61之间具有周向间隙。锁紧块61伸入于大径孔312中，具体可以全部伸入或者在轴向上部分伸入。锁紧块61在轴向上的一端可以抵在定位台阶面313上。锁紧块61的外周面为外倾斜面612，且在轴向上且远离端头41的方向上，外倾斜面612逐渐偏向螺杆42的中心，具体地，锁紧块61整体呈锥形结构。
44.如图5所示，锁紧螺母5上设置锁紧孔51，锁紧孔51的内周面上靠近端头41的一端为与外倾斜面612相适配的内倾斜面511，具体如图5所示，锁紧孔51靠近端头41一端的内周面为锥形面。锁紧螺母5沿轴向伸入大径孔312。锁紧螺母5压紧锁紧块61于螺杆42，内倾斜面511与外倾斜面612挤压配合，大径孔312的内周面与锁紧螺母5螺纹连接。
45.本实施例中的，在装配时，螺杆42先依次插接各被连接件上沿轴向贯穿设置的连接通孔13，之后，拧紧螺母3螺纹锁定于螺杆42上，且连接螺栓4的端头41与拧紧螺母3沿轴向夹紧各被连接件，之后，将各锁紧块61放入大径孔312，且各锁紧块61沿着螺杆42的周向依次设置，再将锁紧螺母5沿轴向伸入大径孔312，锁紧螺母5与大径孔312螺纹连接，且锁紧螺母5的内倾斜面511与锁紧块61的外倾斜面612贴合配合，使得锁紧螺母5与锁紧块61形成
楔形配合，能够对连接螺栓4和拧紧螺母3之间施加径向和轴向的力，支撑在拧紧螺母3和连接螺栓4之间，避免连接螺栓4和拧紧螺母3之间产生径向的相对运动，另外，由于锁紧块组6为分体式结构，各锁紧块61沿周向依次设置，且至少两个锁紧块61之间还具有间隙，相比于直接设置成一个环形的锁紧块套在螺杆42外侧的实施方式，可以确保各锁紧块61与螺杆42的贴合度，在锁紧螺母5拧紧后，锁紧螺母5被楔紧在拧紧螺母31和锁紧块613之间，可最大限度消除锁紧块61和螺杆42间的间隙，且不产生任何附加应力，在横向振动、变载荷工况下可实现长期紧固，具有较好的防松效果。
46.进一步地，如图3和图4所示，锁紧块61与螺杆42螺纹连接，具体地，锁紧块61的内周面上设置锁紧内螺纹面611，锁紧块61的锁紧内螺纹面611与螺杆42螺纹连接，以进一步提高锁紧块61与螺杆42之间的贴合度以及锁紧块61安装的稳定性。
47.进一步地，请参考图2，大径孔312和小径孔311为旋向相反的螺纹孔，可选地，小径孔311的内周面为右旋螺纹，大径孔312为左旋螺纹，拆装过程中，锁紧螺母5和连接螺栓4中的一者转动安装于拧紧螺母3时，不会影响另外一者。当然，在其他实施例中，大径孔312和小径孔311均旋向相同的螺纹孔。
48.进一步地，如图1和图5所示，锁紧孔51沿轴向贯穿设置于锁紧螺母5上，便于自由控制拧紧螺母3伸入大径孔312的距离。
49.进一步地，如图5所示，锁紧孔51远离端头41的一端为光孔512，具体为圆柱状的光孔512，光孔512与内倾斜面511沿轴向对接，光孔512与螺杆42不接触，可避免螺杆42损伤光孔512。具体地，锁紧螺母5的外周面上与内倾斜面511沿径向正对的部分为圆柱面，该圆柱面上的至少部分表面设置锁紧外螺纹面53，以螺纹连接大径孔312。
50.进一步地，如图5所示，锁紧螺母5的外周面上远离端头41的一端为沿径向凸出设置的凸沿52，可以通过凸沿52作为施力部位控制锁紧螺母5的移动。
51.进一步地，如图1所示，该防松螺母结构组件还包括垫圈2，垫圈2套设于螺杆42上，垫圈2设于端头41和拧紧螺母3之间，垫圈2和端头41之间在轴向上具有间隙，可通过垫圈2隔在连接件组1和拧紧螺母3之间，避免拧紧螺母3磨损连接件组1。
52.进一步地，如图1所示，防松螺母结构组件还包括连接件组1，连接件组1包括至少两个沿轴向依次设置的被连接件，可选地，被连接件为两个，具体为第一被连接件11和第二被连接件12。在其他实施例中，被连接件也可以为其他数量。被连接件沿轴向贯穿设置连接通孔13，螺杆42沿轴向依次插接于各被连接件的连接通孔13，端头41和拧紧螺母3沿轴向压紧连接件组1。
53.本实施例中的防松螺母结构组件，在装配时，连接件组1和垫圈2安装于螺杆42上，按照预置要求扭矩值拧紧拧紧螺母3于连接螺栓4，拧紧螺母3的小径孔311与螺杆42螺纹配合，可实现预紧被连接件的目的。将锁紧块61均布放入拧紧螺母3的大径孔312内，并使锁紧块61的锁紧内螺纹面611与连接螺栓4的螺纹旋合，然后将锁紧螺母5与拧紧螺母3的大径孔312旋合拧紧，此时，随着锁紧螺母5旋合下移(锁紧螺母5不与螺杆42接触)，锁紧螺母5的锁紧孔51的内倾斜面511与锁紧块61的外倾斜面612接触，锁紧螺母5横向挤压锁紧块61，使得锁紧块61抱死螺杆42，锁紧块61的锁紧内螺纹面611与螺杆42的间隙消除，锁紧螺母5上设置内倾斜面511部分的结构与拧紧螺母3和锁紧块61之间形成楔形效应，整体结构处于紧紧锁死状态，在受到横向变载荷作用时，由于锁紧螺母5的锁紧作用，拧紧螺母3失去松动回退
空间，锁紧螺母5自身在结构中形成楔形效应无法松动锁紧螺母5的松动方向为拧紧螺母3的拧紧方向，从而实现结构整体防松目的，可以解决机械连接结构中螺母松动失效的问题。
54.本实施例中的防松螺母结构组件，拧紧螺母3、锁紧螺母5、连接螺栓4和锁紧块61相配合，主要用于作为被连接件预紧结构装置。其中，锁紧块组6为分体式结构，在锁紧螺母5拧紧后，可最大限度消除锁紧块61和螺杆42间螺纹间隙，且不产生任何附加应力，在横向振动、变载荷工况下可实现长期紧固，可有效解决螺栓连接结构中螺母松动问题。同时，该组件结构简单、易于实现，功能可靠、可控性强；可拆卸、可重复使用。
55.需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
56.术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
57.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
58.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
59.以上对本发明所提供的防松螺母结构组件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。