[發明專利]一種單面安裝的預緊控制螺栓組件

在審

• 申請號: 202010640290.1
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111637136A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 黃孝慶;唐偉;張曉斌;賈曉嬌;高琦
• 申請（專利權）人: 航天精工股份有限公司
• 主分類號: F16B39/24
• 分類號: F16B39/24;F16B35/04;F16B41/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李莎

本發明提供了一種單面安裝的預緊控制螺栓組件，包括預緊控制螺栓和套接于所述預緊控制螺栓上的指示墊圈，所述預緊控制螺栓包括依次固定連接的螺栓頭、螺栓光桿、螺紋桿、斷頸段、扳擰齒段，所述斷頸段處設有一個沿周向延伸的斷頸槽，所述指示墊圈由應力誘導型形狀記憶合金制成。本發明可實現單面安裝，安裝便捷，同時組件結構簡單，制造工藝性好，可通過斷頸槽和指示墊圈同時控制最大預緊力和最小預緊力，實現預緊力精確控制，防松效果顯著。

技術領域

本發明屬于緊固件設計與制造領域，尤其是涉及一種單面安裝的預緊控制螺栓組件。

背景技術

預緊能提高螺栓連接的可靠性、防松能力和螺紋疲勞強度、增強連接的緊密性和剛性，及防止受橫向載荷的螺栓聯接的滑動。因此，工程上對絕大多數螺紋連接都需要實施預緊控制。

要保證螺紋件聯接能克服被聯接件所受的各種靜態或動態外力，設計對螺紋件聯接的擰緊要求是要螺紋件對零件產生一定的預緊力，預緊力為螺紋副抗拉力值的0.3～0.8倍，具體根據工況進行設計。要實現這個預緊力的擰緊控制方法有很多，有很簡易的扳手擰緊的手工法、扭矩法、扭矩轉角法、屈服極限控制法和螺栓預伸長法、測力墊片控制法、內置傳感器法等等。

這些方法中，擰緊力矩控制預緊力和扭矩轉角法操作簡單、易實施，不需要復雜的的儀器和設備，得到了工程上的廣泛應用。螺栓伸長量法、測力墊片法、內置傳感器法精度較高、但測量成本高、應用場景受限，一般應用于需要精確控制領域。

如何在實現預緊控制實施便利性的同時，又需滿足工程上對預緊力控制更為精確的要求是緊固件設計的迫切要求。

形狀記憶合金是通過熱彈性與馬氏體相變及其逆變而具有形狀記憶效應的有兩種以上元素所構成的材料。從廣義上講，形狀記憶合金存在兩種晶體結構之一，其通常被稱為馬氏體(低溫相)和奧氏體(高溫相)。形狀記憶合金在處于其高溫奧氏體相時可形成一種形狀。當形狀記憶合金處于其較低溫度馬氏體時，形狀記憶合金器件變形，該器件將保持變形后的形狀直到其被加熱返回到奧氏體相，由此其恢復其原始形狀，這被稱為形狀記憶效應。

奧氏體轉變溫度將隨著用于形成緊固件的合金的不同而變化，例如富鎳的鎳鈦合金或者在合金化學結構中以鈷或鐵代替鎳的鎳鈦鈷鐵合金將使得奧氏體開始轉變溫度低于室溫。因此可以選用在緊固件工作溫度附近，對應力較為敏感的鎳鈦鈷類合金作為應力指示墊圈。當應力低于一定應力值，墊圈恢復可至初始形狀。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種單面安裝的預緊控制螺栓組件，該組件可實現單面安裝，安裝便捷，同時組件結構簡單，制造工藝性好，可通過同時控制最大預緊力和最小預緊力，實現預緊力精確控制，防松效果顯著。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種單面安裝的預緊控制螺栓組件，包括預緊控制螺栓和套接于所述預緊控制螺栓上的指示墊圈，所述預緊控制螺栓包括依次固定連接的螺栓頭、螺栓光桿、螺紋桿、斷頸段、扳擰齒段，所述斷頸段處設有一個沿周向延伸的斷頸槽，所述指示墊圈由應力誘導型形狀記憶合金制成。

進一步的，所述指示墊圈由鈦鎳鐵形狀記憶合金或鈦鎳鈷鐵形狀記憶合金制成。

進一步的，所述指示墊圈為內齒型墊圈，包括外圈和向上凸起的內齒，所述外圈為帶有中心圓孔的圓形薄片，所述內齒周向均布于所述外圈的內側。

進一步的，所述內齒的齒數為10～20齒。

進一步的，所述外圈的外徑為螺栓光桿直徑d的2倍，所述外圈的內徑為螺栓光桿直徑d與頭下圓角直徑之和，所述外圈的厚度為螺栓光桿直徑d 的0.1～0.3倍，所述內齒向上凸起的凸起量為外圈厚度的0.5～2倍。

進一步的，所述預緊控制螺栓由高強度不銹鋼制成。