[發明專利]一種變螺距螺柱

在審

• 申請號: 201710183405.7
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107013546A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 張忠偉;崔隨現;劉繼林;宋現浩;李媛媛
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F16B33/02
• 分類號: F16B33/02;F16B23/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

技術領域

本發明屬于金屬連接件技術領域，尤其是涉及一種變螺距螺柱。

背景技術

對于輕質合金的螺紋連接，目前基本上有以下幾種連接技術，即：鋼絲螺套結構、薄壁螺紋套結構、光孔裝螺柱結構、間隙螺紋螺紋粘接結構等，各有其應用范圍以及優點和不足之處，現做一基本介紹。

鋼絲螺套結構，是通用的輕質合金螺紋連接方式，廣泛應用于一般強度的普通螺紋連接，國軍標GJB119.1A～GJB119.3A-2001(普通型鋼絲螺套)中已經詳細規定了各種普通型鋼絲螺套的規格、結構形式、自由狀態圈數及相關尺寸、圖樣畫法以及重量等。優點：國軍標對鋼絲螺套的規格、結構形式、自由狀態圈數及相關尺寸、圖樣畫法以及重量等做了統一規定，便于設計選用，螺紋連接件可反復拆卸、安裝使用，可維修性好。缺陷：鋼絲螺套螺紋連接結構，不適于高強度的螺紋連接，安裝鋼絲螺套用內螺紋需用專用螺紋刀具加工，加工與安裝的工藝復雜，而且成本高。

薄壁螺紋套結構，主要由三部分組成：螺紋部分、薄壁變形部分和頂部齒狀部分，螺紋部分分為內螺紋和外螺紋，內螺紋用于旋合螺栓螺紋，外螺紋用于旋合基體螺紋孔螺紋；薄壁變形部分，用于釋放螺紋套安裝的變形；頂部齒狀部分主要通過專用工裝將螺紋套旋入基體螺孔中，并使頂部鋸齒全部嵌入基體中。優點：螺紋連接件可反復拆卸、安裝使用，可維修性較好。缺陷：薄壁螺紋套連接形式不適用于結構緊湊、深孔和高載荷的螺紋連接，工藝性差，成本高，而且僅應用于一般強度的普通螺紋和專用螺紋的連接。

光孔裝螺柱結構，是早期坦克裝甲車輛動力曲軸箱、氣缸體與氣缸蓋的緊固連接方式，曲軸箱材料為ZL104鑄造鋁合金，其硬度值為70HB～90HB，其基本裝配工藝是用較大的力矩在常溫下將高強度雙頭螺柱強制旋入曲軸箱的圓柱形底孔中，依靠螺紋副間的彈塑性變形來保證聯接強度，它是一種比較可靠的雙頭螺柱過盈螺紋連接形式。光孔裝螺柱技術已形成部頒標準，其中包括螺柱的規格、螺紋結構形式、尺寸分組、安裝工藝、大修規范等。隨著坦克裝甲車輛動力的不斷強化，鋁合金材料的曲軸箱強度不斷提高、其硬度已達到100HB以上，使得光孔裝螺柱變得異常困難，如果氣溫較低或是螺柱與底孔配合不當，經常出現螺柱折斷的情況，此時，唯一的解決辦法是加大底孔尺寸直徑，選配螺柱重新裝配；另一方面，過盈螺紋會在曲軸箱局部產生很大應力集中，在臺架與跑車試驗中曾多次發生曲軸箱螺紋根部斷裂的嚴重故障。

間隙螺紋粘接結構，是應用高強度厭氧螺紋鎖固劑與被粘表面間的物理作用以及鎖固劑本身的化學變化進行高強度螺柱螺紋連接的實用型技術，通過一定的螺紋鎖固劑的粘接規范，可以得到很高的雙頭螺柱連接強度，它取代了過盈螺紋連接方式，由于螺紋副間粘接時不施加預緊力矩，因而不會對輕合金基體產生附加的安裝預應力，很好地改善了輕合金被連接件的工作條件，大幅地提高其可靠性。該項技術目前主要應用于坦克裝甲車輛動力曲軸箱、氣缸體與氣缸蓋的緊固與連接，并現已實現了工程化。在高強度厭氧螺紋鎖固劑連接的螺柱維修性方面進行了大量的基礎研究，所謂“維修性”僅僅針對螺柱的拆卸，也就是在不損傷螺紋副的前提下，將螺柱完整地拆卸下來，該問題的提出主要是針對產品批量生產、裝配、使用直到大修，如果螺柱螺紋牙型損壞，或因環境溫度高(厭氧型螺紋鎖固劑快速凝固)而使螺柱裝配未達到設計規定的尺寸要求，或在使用過程中螺柱松動，或在大修期間須對螺柱安裝平面進行機械加工等情況出現，將使整個部件甚至整機報廢。但是到目前為止，無法通過物理或化學方法來降低螺紋鎖固劑的連接強度，實施螺柱的拆卸，間隙螺紋粘接方式是一種永久性螺柱螺紋鎖固技術。間隙螺紋粘接方式對環境溫度、濕度和零件清潔度的要求較高，使得制造成本增加，且固化時間較長(不少于24h)，在一定程度上降低了生產效率。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種變螺距螺柱，以提高輕質合金構件螺紋連接的高強度。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種變螺距螺柱，包括螺柱本體，所述螺柱本體從其螺柱頭部到底部的螺紋段的螺距為變螺距，變化規律按照如下公式：

P_n＝P×1.02-P×(n-1)×0.01

式中：P_n—從螺栓貼合面算起的第n個螺距；P—標準螺距；D—螺紋直徑；n—從螺栓貼合面算起的螺紋數，其中，當P_n＜P時，螺距不再發生變化。

進一步的，所述螺柱本體的螺柱頭部為正六邊形結構，正六邊形結構部分的高度為螺紋外徑的0.625倍。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：