[發明專利]一種高強度圓弧螺紋連接副

在審

• 申請號: 201910351453.1
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN109958698A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 楊中桂;劉萍;都軍民;王建楹;孟德明;崔建國;張永;王自強
• 申請（專利權）人: 中船重工海為鄭州高科技有限公司
• 主分類號: F16B33/02
• 分類號: F16B33/02;F16B33/06
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉;王文文

本發明公開了一種高強度圓弧螺紋連接副，螺栓和螺母上設置有相互配合的內外圓弧螺紋，內外圓弧螺紋為面接觸的連接螺紋，螺栓上的連續圓弧螺紋為外螺紋，由上牙頂圓弧、直線段、下牙底圓弧、直線段依次連接組成，上牙頂圓弧的半徑和下牙底圓弧的半徑相等，直線段分別與上牙頂圓弧、下牙底圓弧相切；螺母上的連續圓弧螺紋為內螺紋，由上半圓弧、切向直線段、牙頂依次連接組成，牙頂為平面，切向直線段與上半圓弧相切。本發明的圓弧螺紋連接副采用圓弧螺紋牙型，內螺紋與外螺紋為面接觸，受力均勻，可以有效地降低螺紋承載時的應力集中，抗疲勞性能好。

技術領域

本發明屬于風力發電組塔架螺栓連接、錨栓連接技術領域，具體涉及一種高強度圓弧螺紋連接副。

背景技術

螺紋連接是一種常見的機械連接方式，具有結構簡單、連接可靠、裝拆方便等優點，現有螺紋的螺紋牙型可分為三角形螺紋、鋸齒形螺紋、梯形螺紋和管螺紋等。《鋼結構用高強度錨栓連接副》（GB/T 33943-2017）中規定了M20-M64鋼結構用高強度錨固錨栓連接副的技術要求及尺寸規格，全部采用一般用途普通米制螺紋，即三角螺紋。《風力發電機組高強螺紋連接副安裝技術要求》（GB/T 33628-2017）中規定了風力發電組中M6-M64螺栓、螺釘、螺柱和螺母的螺紋連接副的安裝技術要求，也采用的是一般用途普通米制螺紋。通常情況下，螺紋配合的精度為6g/6H，在實際使用過程中，螺紋一旦出現磕碰，將影響正常螺紋連接副的扭矩系數和正常安裝使用。普通米制螺紋的加工通常采用滾壓加工，對材料的尺寸公差要求較高，增加了加工難度，后續進行表面防腐處理后，對螺紋安裝副的安裝精度要求較高。現有的一般用途米制螺紋牙型，螺栓與螺母、錨栓與螺母之間的連接不夠平滑，容易產生應力集中現象，在風力發電機組正常工作狀態下等高頻往復動態荷載作用下，極易發生斷裂或松動，一旦發生失效，人工檢修維護很難及時發現，存在一定工程隱患。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種高強度圓弧螺紋連接副，能有效降低應力集中，降低螺紋滾壓加工難度。

本發明的目的是以下述方式實現的：

一種高強度圓弧螺紋連接副，包括螺栓和螺母，螺栓和螺母上設置有相互配合的內外圓弧螺紋，所述內外圓弧螺紋為面接觸的連接螺紋，螺栓上的連續圓弧螺紋為外螺紋，由上牙頂圓弧、直線段、下牙底圓弧、直線段依次連接組成，上牙頂圓弧的半徑和下牙底圓弧的半徑相等，直線段分別與上牙頂圓弧、下牙底圓弧相切；螺母上的連續圓弧螺紋為內螺紋，由上半圓弧、切向直線段、牙頂依次連接組成，牙頂為平面，切向直線段與上半圓弧相切，螺母的高度至少為7.5倍螺距；螺紋連接副為非等寬齒厚，外螺紋齒厚大于內螺紋齒厚，外螺紋牙型角與內螺紋牙型角相等。

所述螺紋連接副的應力截面積為1120mm²，螺距為6.35mm，外螺紋大徑為41.5mm，外螺紋中徑為39mm，外螺紋小徑為36.5mm，外螺紋牙高為2.5mm，上牙頂圓弧半徑為1.5mm，下牙底圓弧半徑為1.5mm，內螺紋小徑為37.5mm，內螺紋牙高為2.2mm；螺母對角距離為74mm，螺母對邊距離為65mm，螺母高度為48mm，外螺紋牙型角和內螺紋牙型角均為60°。

所述螺紋連接副的應力截面積為1474mm²，螺距為8.5mm，外螺紋大徑為48.3mm，外螺紋中徑為45mm，外螺紋小徑為41.7mm，外螺紋牙高為3.3mm，上牙頂圓弧半徑為2.0mm，下牙底圓弧半徑為2.0mm，內螺紋小徑為43.5mm，內螺紋牙高為2.8mm；螺母對角距離為80mm，螺母對邊距離為70mm，螺母高度為64mm，外螺紋牙型角和內螺紋牙型角均為60°。

所述螺栓上的外螺紋采用軸向滾壓加工方法進行加工，且在坯料熱處理后進行加工。

所述螺母上的內螺紋采用絲錐攻制或成型刀加工而成，且內螺紋加工完成后再進行熱處理。

所述螺栓的強度等級為8.8級或10.9級，螺母的強度等級為8級或10級。