[發明專利]抗震緊固結構

在審

• 申請號: 202010927117.X
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112013007A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 史銘;高明淵
• 申請（專利權）人: 溧陽市四方不銹鋼制品有限公司
• 主分類號: F16B39/22
• 分類號: F16B39/22;F16B39/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種抗震緊固結構，包括螺桿和螺母，所述的螺桿上部沿其徑向方向安裝有至少一個螺釘，所述的螺母上部沿其軸向方向設有鑲件，所述螺釘的兩端與鑲件內表面緊密接觸；所述的螺釘為帶彈性鋼珠螺釘，所述的帶彈性鋼珠螺釘內設有兩個空腔，其中一個空腔內固定有彈簧和鋼珠；所述的鋼珠與鑲件內表面緊密接觸；所述的鑲件套在螺母內側或者與螺母一體成型；所述的鑲件內表面采用梅花型或W型。本發明從根本上杜絕因為震動而導致螺母松動的現象，避免緊固松動而引發的損壞和事故；實現了螺紋緊固件不會因為震動而產生緊固松動，而且較進口精密緊固件而言，成本低，材料選用范圍廣，安裝使用簡單，少量的夾雜和腐蝕不會影響其使用。

技術領域

本發明涉及一種緊固結構，尤其涉及一種抗震緊固結構。

背景技術

現有緊固結構一般由平墊、彈簧墊圈、螺栓(多種形式)和螺母(或者攻絲)組成。螺紋緊固原理為：當螺栓、螺母緊固時，由預緊力進行緊固，螺紋并緊，彈簧墊圈壓縮；在失去預緊力后，彈簧墊圈回彈(反彈間隙就是螺紋精度間隙)，螺紋受彈簧墊圈的回彈力(和并緊件反向力合力)影響反向并緊；螺紋間并緊靜摩擦力等于彈簧墊圈的回彈力和并緊件反向力的合力在螺紋松動方向的旋轉分量，從而抑制螺紋松動。在靜態情況下，螺紋是不會松動的。

以上分析可知：F(靜摩擦力)＝F(合力螺紋方向的旋轉分量)＝(F(彈簧墊圈回彈力)+F(并緊反向力))*tanα(螺紋升角)。

并緊件產生震動(震動波按材質、體積外形、震動源的不同，其頻率不一)，會導致材料產生波動形變。在波動形變過程中，并緊反向力會周期性變大或縮小，甚至高強度波動在震動波峰時會消失。同一瞬間，彈簧墊圈回彈需要時間，那時，螺紋的靜摩擦力已經減少甚至消失。即：F(靜摩擦力)＝F(合力螺紋方向的旋轉分量)＝(F(彈墊回彈力)+F(并緊反向力))*tanα(螺紋升角)

F(彈簧墊圈回彈力)因為震動形變減小甚至消失，F(并緊反向力)也隨著震動形變減小甚至消失。那么F(靜摩擦力)就會隨之大大減少甚至消失。譬如，在高強度高頻率的波動中，甚至會導致鎖緊裝置間產生肉眼可見的間歇性的微量間隙。此時，F(靜摩擦力)間歇性為0。

進入震動波谷時，微量間隙如果不及時消失，并緊件反向力和彈簧墊圈的恢復就會對螺母產生沖擊。內外螺紋因為精度原因存在微量間隙(國產一般5～7H)，螺母那時還在跳動著，內外螺紋并未完全并緊。合力螺紋方向的旋轉分量影響，螺栓會旋轉松動。震動中產生動摩擦力本就遠比靜摩擦小，從彈簧墊圈沖擊到螺母的瞬間力很大(沖擊力*螺母形變量＝沖擊動能)，這就導致震動很容易造成螺母微量反旋松動。

即：F(動摩擦力)＜F(靜摩擦力)＝(F(彈墊回彈力)+F(并緊反向力))*tanα(螺紋升角)

可知，螺栓旋轉松動。而各類異形彈性墊圈就可以加大或平衡彈簧墊圈的回彈力，或者通過墊圈與螺母動摩擦力，減少沖擊時螺母微量反旋松動。對于低頻率低震動起到很好的防松。譬如，帶膠墊的螺栓、螺母。但面對高頻高強度的震動，彈性墊圈因補償有限、結構彈性補償(回彈)速度等問題，往往無法使用。譬如，在長時間震動的設備——譬如高鐵、動車組采用螺栓螺母就采用進口高精度高強度緊固件。事實上，實際精度再高也無法完全杜絕松動，完全的零公差只會讓螺栓失去拆卸功能。更何況高精度緊固件成本很高，加工困難，檢驗驗收更困難。一旦安裝不當、腐蝕、夾雜等都會導致螺紋卡死無法維護，不適用于民用。換句話說，現有的螺紋防松措施只是延長了完全松動時間，并不能完全防松。

為避免緊固失效，工程工業設計中往往對于震動面需要堆積很多緊固件，或者采用高精度高強度螺栓。這對材料成本，制作成本以及后期維護成本帶來很大的壓力。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種抗震緊固結構，該抗震緊固結構不會因震動而產生緊固松動，且成本低。