[發明專利]法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙防松螺栓、螺母

在審

• 申請號: 202010563606.1
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN113803356A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 張毅
• 主分類號: F16B39/284
• 分類號: F16B39/284
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙防松螺栓、螺母，它屬于防松緊固件技術領域。防松螺栓螺母法蘭面應足夠大，法蘭面的最外圈有一環形平臺，環形平臺邊緣周圈設置法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙，法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙使法蘭面懸空，安裝時法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙首先接觸工件，首先受力并將力傳遞給法蘭面，由于是法蘭最外邊緣受力，法蘭變形大。這樣的設計，彈性系數比較小，彈性變化量比較大，法蘭存儲的彈性勢能比較大。抵抗震動和防松能力強。

技術領域

本發明涉及一種法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙防松螺母、螺栓。是利用法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙將法蘭底面懸空，法蘭邊緣上矩形、半圓弧、梯形圓裙受力使法蘭產生局部形變，從而存儲彈性勢能來防止螺母、螺栓松動的裝置，屬于防松緊固件技術領域。

背景技術

防止螺紋松動一直是工程技術人員追求的目標，自螺紋出現之后，松動問題就沒有很好的解決。防松螺母是近幾十年出現的，有很多種形式，每個人研究的方向不同，研究的成果也不相同。其中代表作應該是美國施必牢刀具公司 1975年推出的變牙型防松螺母。2001年施必牢在上海設廠，生產變牙型防松螺母。施必牢螺母的優點是結構防松，穩定可靠，可重復使用，不受環境溫度變化的影響。缺點是其防松斜面很短，對螺栓大徑和大徑的一致性要求很高。國標手冊中推出的幾種防松螺母也都各有千秋，內嵌鋼片螺母在2005年被鐵道部認定不防松，全部6家供應商被刪除；內嵌尼龍螺母在使用中被證實沒有防松能力。這兩種和其他自稱為防松螺母的也都在銷售。

發明內容

本發明的目的是提供一種防松螺母、螺栓，是在法蘭螺母工作面上增加矩形、半圓弧、梯形圓裙。經研究施必牢螺紋防松能力來源于三個方面，一是強大的徑向力：普通螺紋徑向力與軸向力之比是th30＝0.577，施必牢螺紋徑向力與軸向力之比是cth30＝1.732。兩者之比是3。二是全旋合長度內螺紋均勻受力，解決了普通螺紋只是前三扣受力的不利局面。三是使外螺紋牙頂受力，從而外螺紋存儲了很大的彈性勢能。根據這些原理，將螺栓螺母法蘭改造成帶矩形、半圓弧、梯形圓裙，使其能夠存儲更大的彈性勢能，使之形成防松螺母、螺栓。工作時矩形、半圓弧、梯形圓裙首先接觸被連接件，首先受力，力傳遞到法蘭面，法蘭局部變形大。這樣的改造，應該比單一的法蘭面存儲的彈性勢能大。

普通法蘭螺母的法蘭面上有幾項缺點，一是法蘭最大外徑應盡量大，并應體現防松理念。以M20為例。標準法蘭最大受力直徑毫米，而它的最大實體外徑是毫米，沒有充分利用最大直徑。沒有體現防松理念。由于考慮到鍛造自然成形，邊緣沒有考慮機加工，因而受力點比較小，形成的懸臂相對小，存儲的彈性勢能當然就少了，這就體現了沒有防松理念。本設計M20法蘭螺母最大外徑是毫米。受力點外移旋臂增長，單邊旋臂增長 44-39.9/2＝2.05毫米。在受力相同時存儲的彈性勢能多。二是標準內螺紋處倒角大，標準內倒角θ＝90°-120°的角度也不合適，減少了有效螺紋，螺母總高度20毫米，有效螺紋Mw只有10.7毫米。本設計螺母總高度20毫米，上下倒角只有1毫米，使有效螺紋長了很多，有效螺紋接近16.5毫米。三是標準內底面倒角α＝0.75°±0.75°設計沒有體現防松理念。法蘭底面倒角α＝0.75°± 0.75°＝0°-1.5°，極限時法蘭底面與工件平行并且直接與工件接觸，螺母受力直接傳遞到工件，因為沒有旋臂，所以沒有存儲彈性勢能，沒有抵抗因震動產生松懈力的能力，沒有防松能力。本設計法蘭工作面增加矩形、半圓弧、梯形圓裙，使法蘭底面與工件之間形成懸空，進而形成旋臂，而且旋臂量已是最大，所以能存儲更大的彈性勢能。

附圖說明

附圖1是法蘭矩形圓裙防松螺母的主視圖，附圖2是法蘭矩形圓裙防松螺母的左視圖。附圖3是法蘭半圓弧圓裙防松螺母的主視圖，附圖4是法蘭半圓弧圓裙防松螺母的左視圖。附圖5是法蘭梯形圓裙防松螺母的主視圖，附圖6 是法蘭梯形圓裙防松螺母的左視圖。附圖7是法蘭矩形圓裙防松螺栓的主視圖，附圖8是法蘭矩形圓裙防松螺栓的左視圖。附圖9是法蘭半圓弧圓裙防松螺栓的主視圖，附圖10是法蘭半圓弧圓裙防松螺栓的左視圖。附圖11是法蘭梯形圓裙防松螺栓的主視圖，附圖12是法蘭梯形圓裙防松螺栓的左視圖。

具體實施方式

國標螺母，法蘭螺母具有很好的連接性能，但它們抗震防松能力有限，隨著各種機械設備的重栽高速運行，螺母的松動問題就越來越突出了。將法蘭螺母的法蘭面直徑加大，在法蘭螺母最外邊緣增加矩形、半圓弧、梯形圓裙，使法蘭底面與工件完全懸空，結構上使法蘭矩形、半圓弧、梯形圓裙先接觸工件，法蘭外邊緣在矩形、半圓弧、梯形圓裙局部受力的情況下，產生的變形大。此時的矩形、半圓弧、梯形圓裙的受力點在法蘭的最外邊，形成的旋臂最大，存儲的彈性勢能最大。理論上應該有較好的防松能力。