[實用新型]一種具有高精確度扭矩系數的組合式自反力防松螺母

有效

• 申請號: 201620334803.5
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN206190711U
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李圣用
• 申請（專利權）人: 李圣用
• 主分類號: F16B39/282
• 分類號: F16B39/282;F16B39/24;F16B37/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 胡紅芳

技術領域

本實用新型涉及一種具有高精確度扭矩系數的組合式自反力防松螺母，包括開槽螺母、墊圈、螺紋環等。

背景技術

機械工業行業中很多重型設備在設計時為方便拆卸和維修，均大量采用螺栓連接。螺栓螺母之所以能起到連接緊固的作用，是在于螺栓與螺母的螺紋之間、以及螺母與設備部件之間存在著摩擦力能夠阻止螺母松動。人們常常通過增加螺栓螺母的摩擦系數來達到防松的目的。有些防松螺栓螺母產品(如鋸齒螺母，尼龍螺母，雙鋸齒墊片等)在結構設計上增加摩擦系數，其扭矩系數很大，在同等扭矩的情況下擰緊，由于摩擦系數誤差占的比例大，所以螺栓的預緊力誤差就很大，同一部件不同螺栓的預緊力偏差很大，預緊力不均勻則會造成設備的連接可靠性下降；有些廠家(比如鎖固膠，開孔插銷，電焊，破環螺紋等方法防松)在螺栓被擰緊后增加摩擦系數，造成在螺栓螺母在設備運行后如有松動則無法檢查獲悉，也無法進行松動螺栓預緊力補足的操作。總之，如果需要螺栓螺母預緊力精確，人們通常采用降低摩擦系數、提高扭矩系數的方法；同時人們又希望提高螺栓螺母的防松功能，又需要采用提高摩擦系數和降低扭矩系數的方法。螺栓螺母預緊力精確的要求與防松的要求永遠是一對矛盾體，存在現代工業發展的幾百年中，到目前為止沒有人提出真正可行的解決方案。

目前大多數螺栓連接都采用扭矩擰緊方法來緊固。扭矩擰緊法是使用扭矩工具旋轉螺母，通過螺母與螺栓的螺紋之間的相對位移，使螺栓被迫拉伸產生彈性變形，從而使螺栓產生回彈的預緊力。因為位于同一部位不同位置的螺母與部件基礎面(如法蘭或設備本體)之間的摩擦系數不均，作用在螺母上相同的扭矩不能得到相同的螺栓彈性變形量，扭矩轉換成螺栓預緊力也就不盡相同；在扭矩法擰緊螺母過程中，在施加作用扭矩的同時需要施加一個反作用扭矩，這個反作用力一般會作用在螺栓附件的支點上，造成螺栓偏斜，依靠在螺紋孔的邊上導致偏載；在螺母被擰緊的情況下，螺母的扭矩會傳遞到螺栓上，螺栓的另一邊靠螺釘頭摩擦系數或支撐扳手背力，使螺栓不會發生跟轉，這樣就造成螺栓產生一個整體的扭剪應力。

在實際運行過程中，振動、溫差、壓差等工況，會使哪些存在預緊力不精確、存在整體扭剪應力或摩擦系數較小的機械設備部件螺栓連接的螺栓螺母發生松動。螺栓預緊力無法始終保持原先機械設備工業設計時的要求，可能會發生大型設備倒塌，石油石化設備漏氣、漏油等嚴重的生產安全事故。企業為了提高設備的運行安全性，通常采取的方法是定期(每周、三個月、半年或一年)派專業的機械工程師帶上專業的螺栓擰緊設備(螺栓扭矩擰緊設備)，對相關螺栓螺母進行逐個檢查，行業內稱為螺栓松動定檢。在設備螺栓定檢工作中，檢查螺栓是否松動，需要花費工程師大量的時間。為了確保工程師作業時的安全，在設備螺栓定檢工作時，設備必需停止運行，這將減少設備的產量，造成損失。企業每年在螺栓預緊力定期檢查和維護工作上，在人工，購買或租賃檢查螺栓是否松動的設備以及因停機造成的產量減少等方面花費巨大。

確保螺栓連接的被精確緊固并具有防松功能的問題，已經成為重型裝備發展的一個瓶頸，嚴重影響其向更高水平發展的能力。

實用新型內容

為克服上述已有技術的不足，本實用新型提供了一種具有高精確度扭矩系數的組合式自反力防松螺母。用戶通過使用本組合式自反力防松螺母可以實現螺栓螺母在高精確度扭矩系數的狀態下，依靠自身墊圈作為反力支點，以扭矩法擰緊情況下，使螺栓獲得精確的預緊力；在工作螺栓擰緊過程中，墊圈粗糙的下表面與被連接設備部件咬合，不會產生相對轉動；對開槽螺母進行扭矩法擰緊時，依靠自身不轉動墊圈作為反力支點，確保作用扭矩與反作用扭矩在同軸心狀態下工作，在擰緊過程中確保螺栓處于螺栓孔正中心，而不是偏靠在螺栓孔的一邊；在工作螺栓擰緊過程中，由于螺紋環與不轉動的墊圈花鍵配合，所以也不能旋轉，僅能沿著墊圈花鍵往上移動，確保螺栓在擰緊過程中不會整體的剪切應力；在工作螺栓處于被擰緊狀態時，螺紋環以鍥型環的形式鑲嵌在墊圈與螺栓之間，起到有效防止工作螺栓與螺母之間的連接發生松動。

具體技術方案如下：

一種具有高精確度扭矩系數的組合式自反力防松螺母，所述組合式自反力防松螺母依次包括開槽螺母、墊圈、螺紋環；

所述開槽螺母是圓形開槽螺母或六開槽角螺母，內部具有內螺紋，底部具有光滑表面；

所述墊圈的外形是可被反力部件夾住握緊的十二角或六角形狀，內部具有錐型花鍵，頂部為光滑表面，底部為粗糙防滑表面；

所述螺紋環的外部具有細小花鍵，內部為內螺紋。