法兰凸点、周向圆弧、高齿防松螺栓、螺母制造技术

一种法兰半圆凸点、周向圆弧、高齿防松螺母、螺栓，它属于防松紧固件技术领域。法兰防松螺母、螺栓的法兰面应足够大，法兰面的最外圈有一环形平台，法兰环形平台上均匀设置半圆凸点、周向圆弧、高齿，凸点、周向圆弧、高齿使法兰面悬空，安装时凸点、周向圆弧、高齿首先接触工件，首先受力并将力传递给法兰面，由于是局部受力，局部变形比较大。法兰边缘也分担部分力和部分变形。高齿根脚有一小角度斜面，高齿在紧固力和摩擦力作用下，会出现横向变形，此变形与法兰变形叠加。这样的设计，弹性系数比较小，弹性变化量比较大，法兰存储的弹性势能比较大。抵抗震动和防松能力强。抵抗震动和防松能力强。

【技术实现步骤摘要】
法兰凸点、周向圆弧、高齿防松螺栓、螺母


[0001]本专利技术涉及一种法兰凸点、周向圆弧、高齿防松螺母、螺栓，是利用法兰受力产生变形、法兰边缘上凸点、周向圆弧、高齿受力产生局部形变，从而存储弹性势能来防止螺母、螺栓松动的装置，属于防松紧固件


技术介绍

[0002]防止螺纹松动一直是工程技术人员追求的目标，自螺纹出现之后，松动问题就没有很好的解决。防松螺母是近几十年出现的，有很多种形式，每个人研究的方向不同，研究的成果也不相同。其中代表作应该是美国施必牢刀具公司1975年推出的变牙型防松螺母。2001年施必牢在上海设厂，生产变牙型防松螺母。施必牢螺母的优点是结构防松，稳定可靠，可重复使用，不受环境温度变化的影响。缺点是其防松斜面很短，对螺栓大径和大径的一致性要求很高。国标手册中推出的几种防松螺母也都各有千秋，内嵌钢片螺母在2005年被铁道部认定不防松，全部6家供应商被删除；内嵌尼龙螺母在使用中被证实没有防松能力。这两种和其他自称为防松螺母的也都在销售。防松螺栓还没有问世。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种防松螺母、螺栓，是在法兰螺母工作面上增加凸点、周向圆弧、高齿。经研究施必牢螺纹防松能力来源于三个方面，一是强大的径向力：普通螺纹径向力与轴向力之比是th30＝0.577，施必牢螺纹径向力与轴向力之比是cth30＝1.732。两者之比是3。二是全旋合长度螺纹均匀受力，解决了普通螺纹前三扣受力的不利局面。三使外螺纹牙顶受力，从而外螺纹存储了很大的弹性势能。根据这些原理，将普通法兰螺母、螺栓改造成带凸点、周向圆弧、高齿，使其能够存储更大的弹性势能，使之形成防松螺母、螺栓。法兰螺母、经过改造的法兰螺母理论上都有防松能力，但它们是边缘同时受力，受力面积大刚度大，弹性变化量小存储弹性势能自然少。为改变缺点，在法兰边缘增加凸点、周向圆弧、高齿。工作时凸点、周向圆弧、高齿首先接触被连接件。由于是点受力，法兰局部变形大，而凸点、周向圆弧、高齿法兰边缘也会承担一部分力，并将这些力传递到螺母本体。这样改造应该比单一法兰面存储的弹性势能大。高齿本身为细高型，高宽比≥2。与工件接触的底面为斜面，斜面的角度很小。未预紧时高齿一角接触被连接件，达到规定预紧力，由于摩擦力的作用，高齿本身会产生独特的横向变形，这些变形和法兰产生的变形叠加在一起，共同起到存储弹性势能的作用。
[0004]普通法兰螺母的法兰面上有几项缺点，一是法兰最大外径应尽量大，并应体现防松理念。以M20为例。标准内法兰最大受力直径毫米，而它的最大实体外径是毫米，没有充分利用最大直径。由于考虑到锻造自然成形，边缘没有考虑机加工，因而受力点比较小，形成的悬臂相对小，存储的弹性势能当然就少了，这就体现了没有防松理念。本设计M20法兰螺母最大外径是念。本设计M20法兰螺母最大外径是毫米。受力点外移，旋臂增长，单边旋臂增长44
‑
39.9/2＝2.05毫米。在受力相同时存储的弹性势能多。二是标准内螺纹处倒角大，标准内倒
角θ＝90
°ꢀ‑
120
°
的角度也不合适，减少了有效螺纹，螺母总高度20毫米，有效螺纹Mw 只有10.7毫米。本设计螺母总高度20毫米，上下倒角只有1毫米，使有效螺纹长了很多，有效螺纹接近16.5毫米。三是标准内底面倒角α＝0.75
°±
0.75
°
设计没有体现防松理念。法兰底面倒角α＝0.75
°±
0.75
°
＝0
°‑
1.5
°
，极限时法兰底面与工件平行并且直接与工件接触，螺母受力直接传递到工件，因为没有旋臂，所以不能存储弹性势能，没有抵抗因震动产生松懈力的能力，没有防松能力。本设计在法兰最外边缘增加凸点、周向圆弧、高齿，使法兰底面与工件之间完全悬空，进而形成旋臂，而且旋臂量已经是最大，所以能存储更大的弹性势能，能够抵抗震动产生的松懈力。
附图说明
[0005]附图1是法兰凸点防松螺母的主视图，附图2是法兰凸点防松螺母的左视 图。附图3是法兰周向圆弧防松螺母的主视图。附图4是法兰周向圆弧防松螺 母的左视图。附图5是法兰周向圆弧防松螺母的局部放大图。附图6是法兰高 齿防松螺母的主视图。附图7是法兰高齿防松螺母的左视图。附图8是法兰高 齿防松螺母的局部放大图。附图9是法兰凸点防松螺栓的主视图，附图10是法 兰凸点防松螺栓的左视图。附图11是法兰周向圆弧防松螺栓的主视图。附图12 是法兰周向圆弧防松螺栓的左视图。附图13是法兰周向圆弧防螺栓的局部放大 图。附图14是法兰高齿防松螺栓的主视图。附图15是法兰高齿防松螺栓的左 视图。附图16是法兰高齿防松螺栓的局部放大图。
具体实施方式
[0006]国标螺母，国标法兰螺母具有很好的连接性能，但它们抗震防松能力有限，随着各种机械设备的重栽高速运行，螺母、螺栓的松动问题就越来越突出了。将法兰螺母的法兰面直径加大，在法兰螺母、螺栓最外边缘增加凸点、周向圆弧、高齿，使法兰底面与工件完全悬空，结构上使法兰凸点、周向圆弧、高齿先接触工件，外边缘在凸点、周向圆弧、高齿局部受力的情况下，产生的变形大，没有接触工件的法兰面边缘，也会分散一部分力，同时也存储了弹性势能。高齿本身为细高型，高宽比≥2。与工件接触的底面为斜面，斜面的角度很小。未预紧时高齿一角接触被连接件，达到规定预紧力时，由于摩擦力的作用，高齿本身会产生独特的横向变形，这些变形和法兰产生的变形叠加在一起，共同起到存储弹性势能的作用。此时的凸点、周向圆弧、高齿的受力点在法兰螺母、螺栓的最外边，形成的旋臂力最大，存储的弹性势能最大。理论上应该有很好的防松能力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种法兰面防松螺栓、螺母，其特征在于：螺栓、螺母的法兰面边缘均匀布置半圆形凸点。2.一种法兰面防松螺栓、螺母，其特征在于：螺栓、螺母的法兰面边缘均匀布置周向圆弧。3.一种法兰面防松螺栓、螺母，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClF一六B三九二八四，
申请(专利权)人：张毅，
类型：发明
国别省市：