一种螺母自锁方法及其自锁结构与流程

本发明涉及一种螺母自锁方法及其自锁结构。

背景技术：

1、螺纹连接是现代结构和机械设备常用的连接方式之一，一般螺纹连接都具有自锁性，但在变载、冲击、振动作用下以及工作温度变化较大时可能松动，导致预紧力下降。螺纹连接的使用实践，防松性能试验疲劳强度试验证明，松动失效是承受交变载荷的螺纹连接的主要失效形式之一。螺纹连接的松动将引起连接预紧力减少甚至丧失，从而降低螺纹连接的质量，造成连接中各零件过早的破坏，甚至造成连接松脱。在实际应用中，因连接件松动，脱落而造成设备和人身事故的事例屡见不鲜，因此，如何实现螺纹连接的防松是保证设备安全运行的一个重要前提。

2、现在的螺栓和螺母的防松方式一般包括摩擦防松、机械防松和永久防松，其中永久防松是不可拆卸防松摩擦，机械防松是可拆卸防松。常见的机械防松方法有止动垫圈，槽形螺母开口销等，开口销的方式不能很好的保证螺母对连接件之间的锁紧力，永久放松的方式包括点焊、铆接、冲点法、粘合，但该方式螺母无法进行正常拆卸，常见的摩擦防松有弹簧垫片、对顶螺母、收口螺母、非金属嵌入式螺母；但该方式会随着弹性失效而在设备振动过程中仍然会使螺母松脱。

3、为了使螺母自锁在螺栓上不松动，如公开号为cn210218375u公开的一种自锁紧固结构，通过在螺栓的螺接段与螺母拧紧至限位，再次用力直至拧断第一螺接段、第二螺接段之间的连接段部分，利用第一螺接段、第二螺接段的前后两段牙相互用力的结构把螺栓固定在螺母内，螺栓与螺母连接后成为一体，使得需紧固的组件组装工序更简单，结构更稳定，该方式虽然使螺母固定在螺栓上，但螺母和螺栓之间的螺纹被完全破坏，使其螺母无法拆卸。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种螺母自锁方法及其自锁结构。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种螺母的自锁方法，通过破坏自锁螺母在螺栓上的旋进路径使自锁螺母固定在螺栓上，其方法为：

4、通过控制自锁螺母的厚度，使自锁螺母和螺栓装配过程中，通过持续对自锁螺母施加扭力使螺栓上和螺母配合的外螺纹被破坏而螺母内螺纹不被破坏。

5、所述自锁螺母和螺栓装配前先使用标准螺母对待连接件施加夹紧力。

6、所述自锁螺母的厚度计算过程为：

7、螺栓螺纹杆部正应力：σ杆＝f/a杆；

8、单个螺纹受到的剪切力fs＝f/z；

9、螺栓螺纹切应力τ外纹＝3/2fs/a外纹＝1.5f/za外纹；

10、螺栓螺纹等效切应力

11、

12、螺栓螺纹等效剪切应力面积

13、螺栓螺纹切应力和螺栓螺杆正应力的关系为：

14、

15、

16、

17、

18、

19、得出

20、a杆＝π/4d32，

21、d3＝d1－h/6，

22、d1＝d﹣1.0825p，

23、a杆＝π/4d32＝π(0.25d2－0.613dp﹢0.3763p2)  (2)；

24、za′外纹＝0.385×0.75p×(d－1.0825p)zπ＝0.28875p(d－

25、1.0825p)zπ(3)；

26、将(2)和(3)带入(1)：

27、得π0.28875(d－1.0825p)zp＝(0.25d2－0.6134dp﹢0.3763p2)π(4)；

28、在标准螺栓中，常用螺距p和外螺纹大径d的关系：6p≤d≤9p，

29、将关系代入(4)式得出在标准螺母拧紧过程中，保证螺栓螺纹不被破坏的标准螺母最小螺纹圈数：

30、当d＝6p时，z＝4，

31、当d＝9p时，z＝6.6；

32、则自锁螺母厚度h自锁为：

33、h自锁＜zp；

34、上述式中：d1螺纹小径，h原始三角形高度，d外螺纹大径，p螺距，z螺母与螺栓啮合圈数，d内螺纹大径，σ杆螺栓螺杆正应力，τ外纹螺栓螺纹切应力，a杆螺栓螺杆应力面积，a′外纹螺栓单个螺纹等效剪切应力面积，f夹紧力,fs为单个螺纹受到的剪切力，a外纹为螺栓单个外螺纹应力面积。

35、所述螺栓和自锁螺母装配过程中扭矩从零逐渐增加至骤降为零后自锁螺母完成自锁。

36、所述自锁螺母在拆卸时，通过拆卸标准螺母将自锁螺母退出。

37、一种螺母防松动结构，包括螺栓、自锁螺母，所述自锁螺母通过自锁区固定在螺栓上。

38、所述螺栓上还安装有夹紧件对待连接件施加夹紧力。

39、所述自锁区通过螺栓上的螺纹脱扣断裂形成，所述螺纹脱扣断裂后填充在自锁螺母的螺纹牙槽内。

40、本发明的有益效果在于：在螺母旋转拧紧下，被连接件的反作用力，使螺栓螺纹脱口，剪断螺纹并填充在螺母螺纹牙槽内，使螺母不能退出螺栓，而形成螺母自锁。

技术特征：

1.一种螺母的自锁方法，通过破坏自锁螺母在螺栓上的旋进路径使自锁螺母固定在螺栓上，其方法为：

2.如权利要求1所述的螺母自锁方法，其特征在于：所述自锁螺母和螺栓装配前先使用标准螺母对待连接件施加夹紧力。

3.如权利要求1所述的螺母的防松动方法，其特征在于：所述自锁螺母的厚度计算过程为：

4.如权利要求1所述的螺母自锁方法，其特征在于：所述螺栓和自锁螺母装配过程中扭矩从零逐渐增加至骤降为零后自锁螺母完成自锁。

5.如权利要求2所述的螺母防松动方法，其特征在于：所述自锁螺母在拆卸时，通过拆卸标准螺母将自锁螺母退出。

6.一种螺母防松动结构，包括螺栓(1)、自锁螺母(3)，其特征在于：所述自锁螺母(3)通过自锁区(4)固定在螺栓(1)上。

7.如权利要求6所述的螺母防松动结构，其特征在于：所述螺栓(1)上还安装有夹紧件(2)对待连接件(5)施加夹紧力。

8.如权利要求6所述的螺母防松动结构，其特征在于：所述自锁区(4)通过螺栓(1)上的螺纹脱扣断裂形成，所述螺纹脱扣断裂后填充在自锁螺母(3)的螺纹牙槽内。

技术总结
本发明提供的一种螺母自锁方法，通过破坏自锁螺母在螺栓上的旋进路径使自锁螺母固定在螺栓上，通过控制自锁螺母的厚度，使自锁螺母和螺栓装配过程中，通过持续对自锁螺母施加扭力使螺栓上和螺母配合的外螺纹被破坏而螺母内螺纹不被破坏。本发明在螺母旋转拧紧下，被连接件的反作用力，使螺栓螺纹脱口，剪断螺纹并填充在螺母螺纹牙槽内，使螺母不能退出螺栓，而形成螺母自锁。

技术研发人员：彭展里
受保护的技术使用者：贵阳锐鑫机械加工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12