一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大規(guī)格的頂推預(yù)緊系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)一種應(yīng)用在高溫環(huán)境中的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，螺栓連接以其易于拆卸、制作成本較低，而且不破壞被連接件的優(yōu)點(diǎn)，仍然被廣泛應(yīng)用于航空航天、化工設(shè)備等重要領(lǐng)域。大規(guī)格螺栓的預(yù)緊難度大、預(yù)緊力難以控制、螺紋根部應(yīng)力集中、螺紋松動和鎖死現(xiàn)象嚴(yán)重，高溫高壓工況下螺栓連接的應(yīng)力松弛現(xiàn)象一直以來都成為螺栓連接的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有大直徑、高溫高壓工況下螺栓連接存在的問題，本實(shí)用新型提供一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于高溫高壓環(huán)境，且預(yù)緊力精確，安全可靠，節(jié)省緊固時間。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體1、周向均布的頂推小螺栓4及超硬墊片5，所述錐形螺母本體I具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該外圓錐面上有若干翼片3，錐形螺母本體I中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔2，該圓柱螺紋中心孔2與緊固件的螺栓桿相配合。所述圓柱螺紋中心孔2四周呈環(huán)形均布若干小螺栓孔7，所述小螺栓孔7的個數(shù)隨著錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同。頂推小螺栓4設(shè)置在該小螺栓孔7內(nèi)；所述超硬墊片5中部開有圓孔6，所述圓孔6與圓柱螺紋中心孔2對應(yīng)設(shè)置。
[0006]所述錐形螺母本體I具有一個半錐角Θ為I度一 10度的外圓錐面，該外圓錐面上有2-8個翼片3。
[0007]所述頂推小螺栓4由六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分組成。
[0008]所述頂推小螺栓4的六角頭部采用冷加工、冷成型，螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒加工，頂推小螺栓4的光桿段的球面底部與超硬墊片5相抵接。
[0009]所述頂推小螺栓4的個數(shù)根據(jù)錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同，且呈環(huán)形均勻地分布在圓柱螺紋中心孔2的四周。
[0010]錐形螺母本體I的材料硬度要低于頂推小螺栓4的硬度。
[0011]該所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的材質(zhì)采用高強(qiáng)度高溫超級合金，特別適用于高溫環(huán)境。
[0012]所述超硬墊片是具有高強(qiáng)度和高耐磨性、使用壽命長的硬質(zhì)合金墊片。所述墊片中部開有圓孔，所述圓孔與圓柱螺紋中心孔對應(yīng)設(shè)置。
[0013]所述錐形螺母本體的材料硬度要低于頂推小螺栓，這樣即使?jié)櫥缓靡矔苋菀撞鹦丁?br>[0014]本實(shí)用新型提供的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]1、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)采用高強(qiáng)度耐高溫超級合金，具有良好的彈性，可以補(bǔ)償由于高溫和溫度變化導(dǎo)致的連接的不穩(wěn)定性，特別適用于高溫環(huán)境。
[0016]2、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的錐形螺母本體具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該系統(tǒng)緊固以后可以有效降低與之配合的螺栓的螺紋應(yīng)力，使應(yīng)力分布更加均勻，預(yù)緊更加牢固可靠，減少了螺栓桿的斷裂。同時外圓錐面上均布若干翼片，安裝時只要手動就可以將錐形螺母與螺桿連接，省時省力。
[0017]3、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的頂推小螺栓螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒等加工，減少了摩擦系數(shù)，使負(fù)載更均勻地分布在螺紋上，這降低了安裝時對扭矩的需求，更便于拆卸。精密輥壓出的螺紋使安裝拆卸變得十分順暢。
[0018]4、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的頂推小螺栓的球面底部降低了摩擦系數(shù)，在超硬墊片上幾乎不留痕跡。降低了安裝所需扭矩，更加便于拆卸。
[0019]5、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的頂推小螺栓采用六角螺帽，冷加工、冷成型，有助于降低扭矩，安裝方便。該螺栓屬于簡單的機(jī)械零件，使用周期久，可重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
[0020]6、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的錐形螺母本體所用材料的硬度低于頂推小螺栓，這樣在螺紋配合時，即使?jié)櫥缓靡踩菀撞鹦丁?br>[0021]7、本實(shí)用新型的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)屬于簡單的機(jī)械零件，使用周期久，可重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是圖1所示的錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的錐形螺母本體的俯視圖:
[0024]附圖中的各部件標(biāo)記如下:1、錐形螺母本體，2、圓柱螺紋中心孔，3、翼片，4、頂推小螺栓，5、超硬墊片，6、圓孔，7、小螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0026]如圖1、圖2，一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體1、周向均布的頂推小螺栓4及超硬墊片5，所述錐形螺母本體I具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，實(shí)施例中Θ為3度，該外圓錐面上有若干翼片3，錐形螺母本體I中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔2，該圓柱螺紋中心孔2與緊固件的螺栓桿相配合。所述圓柱螺紋中心孔2四周呈環(huán)形均布若干小螺栓孔7，所述小螺栓孔7的個數(shù)隨著錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同。頂推小螺栓4設(shè)置在該小螺栓孔7內(nèi)；所述超硬墊片5中部開有圓孔6，所述圓孔6與圓柱螺紋中心孔2對應(yīng)設(shè)置。
[0027]所述錐形螺母本體I具有一個半錐角Θ為I度一 10度的外圓錐面，該外圓錐面上有2-8個翼片3。
[0028]所述頂推小螺栓4由六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分組成。
[0029]所述頂推小螺栓4的六角頭部采用冷加工、冷成型，螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒加工，頂推小螺栓4的光桿段的球面底部與超硬墊片5相抵接。
[0030]所述頂推小螺栓4的個數(shù)根據(jù)錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同，且呈環(huán)形均勻地分布在圓柱螺紋中心孔2的四周。
[0031]錐形螺母本體I的材料硬度要低于頂推小螺栓4的硬度。
[0032]該所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)的材質(zhì)采用高強(qiáng)度高溫超級合金，特別適用于高溫環(huán)境。
[0033]使用時，將超硬墊片5套入緊固件的螺桿，再將錐形螺母本體I沿螺桿主螺紋用手推動翼片3擰下，接觸到超硬墊片5即可，然后通過手動測力矩扳手通過十字交叉逐級擰緊法將頂推小螺栓4擰緊，即可完成安裝。安裝頂推小螺栓4時所需的力矩小，但是數(shù)量多，會形成一股強(qiáng)大的推力作用在超硬墊片5上，這個推力與緊固件的螺桿上產(chǎn)生的反作用力使連接件緊固在一起。同時由于錐形螺母本體I的柔韌性，使螺母本體上部微微向內(nèi)收縮，而下部微微向外擴(kuò)張。這種變形很小，但是會將集中在前幾道螺紋上的應(yīng)力均勻地沿螺紋釋放開來，大大提高了負(fù)載能力及抗疲勞強(qiáng)度。
[0034]錐形螺母本體I具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步有效地降低螺紋應(yīng)力。當(dāng)該錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)安裝完成以后，因?yàn)橥鈭A錐面的緣故，使錐形螺母本體I的下部向外擴(kuò)張時所受的阻力比圓柱形螺母小，導(dǎo)致變形量增大，釋放更多的螺紋應(yīng)力。對一個較佳實(shí)施例而言，該錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)與普通螺栓連接相比第一道螺紋應(yīng)力減低了 52%，前幾道螺紋上的應(yīng)力均勻分布。最大應(yīng)力由普通螺栓連接的第一道螺紋轉(zhuǎn)移到第十一道螺紋上，且最大螺紋應(yīng)力降低了 43.5 %。使連接更加緊固可靠，有效地減少了螺桿的斷裂。同時，錐形螺母本體I的外圓錐面上有若干翼片5，安裝時用手旋轉(zhuǎn)翼片即可將螺母本體I旋入螺桿，不需要任何工具，安裝簡單，省時省力。
[0035]頂推小螺栓4分為六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分。螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒等加工，可以減少摩擦系數(shù)，降低螺紋的應(yīng)力，降低了安裝時對扭矩的需求，更便于拆卸，。與此同時，頂推小螺栓4光桿段的球面底部也降低了摩擦系數(shù)，在超硬墊片5上幾乎不留痕跡，同樣可以起到降低安裝所需扭矩的作用。頂推小螺栓4的六角頭部采用冷加工、冷成型，有助于降低扭矩，且易于安裝拆卸。
[0036]所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)采用高強(qiáng)度耐高溫合金，具有良好的彈性，可以有效地減少高溫環(huán)境下螺栓連接的應(yīng)力松弛現(xiàn)象。同時錐形螺母本體所用材料的硬度低于頂推小螺栓，這樣在螺紋配合時，即使?jié)櫥缓靡踩菀撞鹦丁?br>[0037]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征在于，所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體(1)、周向均布的頂推小螺栓(4)及超硬墊片(5)，所述錐形螺母本體(I)具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該外圓錐面上有若干翼片(3)，錐形螺母本體(I)中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔(2)，該圓柱螺紋中心孔(2)與緊固件的螺栓桿相配合；所述圓柱螺紋中心孔(2)四周呈環(huán)形均布若干小螺栓孔(7)，所述小螺栓孔(7)的個數(shù)隨著錐形螺母本體(I)直徑尺寸的變化而不同；頂推小螺栓(4)設(shè)置在該小螺栓孔(7)內(nèi)；所述超硬墊片(5)中部開有圓孔(6)，所述圓孔(6)與圓柱螺紋中心孔(2)對應(yīng)設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征是:所述錐形螺母本體(I)具有一個半錐角Θ為I度一 10度的外圓錐面，該外圓錐面上有2-8個翼片(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征是:所述頂推小螺栓(4)由六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征是:所述頂推小螺栓(4)的六角頭部采用冷加工、冷成型，螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒加工，頂推小螺栓(4)的光桿段的球面底部與超硬墊片(5)相抵接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征是:所述頂推小螺栓(4)的個數(shù)根據(jù)錐形螺母本體(I)直徑尺寸的變化而不同，且呈環(huán)形均勻地分布在圓柱螺紋中心孔(2)的四周。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征是:錐形螺母本體(I)的材料硬度要低于頂推小螺栓(4)的硬度。
【專利摘要】一種錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)，其特征在于，所述錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體(1)、周向均布的頂推小螺栓(4)及超硬墊片(5)，所述錐形螺母本體(1)具有一個半錐角為θ的外圓錐面，該外圓錐面上有若干翼片(3)，錐形螺母本體(1)中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔(2)，該圓柱螺紋中心孔(2)與緊固件的螺栓桿相配合。該錐形螺母頂推預(yù)緊系統(tǒng)具有預(yù)緊力準(zhǔn)確，安裝方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，特別適合在高溫高壓工況以及大規(guī)格的機(jī)械設(shè)備上使用。
【IPC分類】B23P19/06
【公開號】CN204843473
【申請?zhí)枴緾N201420745805
【發(fā)明人】陸曉峰, 馮偉, 朱曉磊, 劉路維, 劉楊
【申請人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年12月1日