主動(dòng)鎖定固定螺栓的制作方法
【專利說明】主動(dòng)鎖定固定螺栓
[0001] 本發(fā)明涉及一種固定螺栓，包括螺桿和螺母，配備防螺母松動(dòng)的安全裝置。
[0002] 在航空領(lǐng)域，在飛行器結(jié)構(gòu)上緊固發(fā)動(dòng)機(jī)等情況下，應(yīng)確保固定方式安全等級(jí)較 高，能在固定位置受到劇烈震動(dòng)的情況下，仍有效防止部件松動(dòng)。為此，擰緊螺母到螺桿上 時(shí)產(chǎn)生的壓力應(yīng)在任何時(shí)候都保持一致，即使在使用一段時(shí)間后，且期間數(shù)次拆裝上述緊 固件的情況下也不例外。
[0003] 通常會(huì)配合使用槽形螺母和帶銷孔的螺桿，詳情參閱FR2955632文件。
[0004] 在上述裝置中，螺母包括帶內(nèi)螺紋的凸緣。凸緣初始的圓形部分被略微壓扁，變成 橢圓形，并對凸緣施加相應(yīng)的制動(dòng)力。將凸緣擰緊到圓形螺桿螺紋部分上時(shí)，凸緣恢復(fù)成圓 形，在螺紋上施加壓力，防止螺母松脫。
[0005] 凸緣設(shè)有端面槽，可插入定位銷，定位銷將穿過螺桿端部的通孔，防止螺母繞螺桿 轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006] 但螺母變形對螺母和螺桿造成的干擾，讓上述裝置存在嚴(yán)重的卡死風(fēng)險(xiǎn)。裝配螺 母螺桿時(shí)，因制動(dòng)作用變形的螺母端面槽或帶內(nèi)螺紋的凸緣還可能會(huì)貫穿銷孔斜面。鋼制 螺桿/螺母組合件和至少包括一個(gè)鈦組件的螺桿/螺母組合件均存在這種風(fēng)險(xiǎn)，后者因摩 擦特性較差，出現(xiàn)卡死現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)更高。
[0007] 此外，振動(dòng)測試結(jié)果也明確表明固定端面槽存在脆斷情況。
[0008] 實(shí)踐表明，在上述裝置帶內(nèi)螺紋的凸緣處進(jìn)行的橢圓變形處理，經(jīng)過數(shù)次拆卸作 業(yè)后，通常由上述變形產(chǎn)生的制動(dòng)力矩明顯減小，因此，裝置性能很有可能會(huì)下降。實(shí)際上， 部分采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的制動(dòng)螺母，當(dāng)?shù)谝淮窝b配螺母螺桿時(shí)，就會(huì)朝向圓形部分產(chǎn)生較 明顯變形。拆卸并重裝螺母后，上述塑性變形會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩出現(xiàn)明顯下降。
[0009] 為貫徹防意外松動(dòng)的雙重安全原則，并確保緊固件經(jīng)拆裝作業(yè)后依然能滿足上述 原則要求，應(yīng)尋找能代替?zhèn)鹘y(tǒng)槽形螺母和帶銷孔的螺桿的方案。
[0010] 第一種方案是使用帶端面槽的螺桿和帶銷孔的螺母，詳見文件US1099510所述裝 置。上述文件描述的螺桿，端面包括可插入定位銷的狹槽，上述定位銷需穿過配套螺母側(cè)面 的銷孔。
[0011] 但是，文件US1099510所述裝置顯然不適合用于航空領(lǐng)域，裝置形狀也不允許通 過橢圓變形實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。另外，上述裝置也不能解決裝配和拆卸后續(xù)作業(yè)產(chǎn)生的問題。
[0012] 本發(fā)明涉及一種防松動(dòng)雙重安全固定螺栓，致力于解決目前存在的難題，與采用 現(xiàn)有技術(shù)制造、廣泛使用的槽形螺母完全匹配。
[0013] 為此，本發(fā)明旨在設(shè)計(jì)一種固定螺栓，包括螺桿，上述螺桿包括頭部、沿第一軸線 分布的螺紋部分、端部，上述端部沿第一軸線與螺紋部分相接，上述端部直徑小于螺紋部分 最小直徑，上述端部端面設(shè)有通槽；螺栓還包括螺母，螺母包括前支承面、沿第二軸線分布 的內(nèi)螺紋主體，主體包括內(nèi)螺紋通道，以及與支承面相對、沿第二軸線與內(nèi)螺紋主體相接的 無內(nèi)螺紋螺母冠；上述螺母冠側(cè)面至少設(shè)有兩個(gè)徑向相對的孔；另外，螺栓還包括定位銷， 能插入螺桿凹槽和螺母側(cè)面的兩個(gè)銷孔里。
[0014] 本發(fā)明涉及螺母生產(chǎn)工藝包括將圓形的通道處理成橢圓形。
[0015] 處理前通道外徑和螺母公稱直徑比在1. 30至1. 35之間，
[0016] 處理前內(nèi)螺紋通道高度和螺母公稱直徑比大于或等于0. 65。
[0017] 第一個(gè)直徑比能保證裝置壁具備理想的剛性，第二個(gè)直徑比確保其具備最小撓 度。
[0018] 采用上述配置，即可利用螺母實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，定位銷進(jìn)行鎖緊，提供雙重安全保證，避 免使用現(xiàn)有技術(shù)制造的螺母端面槽存在的缺點(diǎn)。
[0019] 另外，比起必須進(jìn)行精細(xì)的去毛刺作業(yè)的槽形螺母，螺桿凹槽和螺母側(cè)面的銷孔 也更易加工。不同于文件US1099510描述的裝置，本發(fā)明所述螺母冠無內(nèi)螺紋，簡化了銷孔 成型作業(yè)。
[0020] 另外，通道高度和直徑特性讓其比采用現(xiàn)有技術(shù)制造的螺母彈性更好，增加螺栓 可循環(huán)使用的次數(shù)。得益于螺母的彈性，多次拆/裝螺母也能保證制動(dòng)力矩的穩(wěn)定性。
[0021] 優(yōu)選最小內(nèi)徑大于螺桿端部直徑的無內(nèi)螺紋橢圓形螺母冠。"最小內(nèi)徑"指橢圓形 最小直徑。這樣，即使將螺母冠橢圓變形考慮在內(nèi)，也能避免裝配螺母螺桿時(shí)，出現(xiàn)螺桿凹 槽邊緣卡死在螺母冠銷孔或變形的通道中的情況。
[0022] 另外，還應(yīng)優(yōu)選最小外徑小于傳動(dòng)部分最小外徑的通道。
[0023] 沿第二軸線分布的傳動(dòng)部分長度最好應(yīng)小于沿上述軸線分布的內(nèi)螺紋主體總長 的三分之一，確保在不影響螺母彈性的同時(shí)，減輕螺母質(zhì)量。
[0024] 本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例顯示，螺母生產(chǎn)工藝包括將圓形的內(nèi)螺紋通道和螺母冠 處理成橢圓形。
[0025] 參閱下文說明和附圖，更好地了解本發(fā)明。說明和示意圖僅供參考，非限制性內(nèi) 容。不意圖說明：
[0026] -圖1 :根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例繪制的固定螺栓分解圖；
[0027] -圖2 :橢圓變形處理后圖1螺栓組件剖面圖；
[0028] -圖3 :橢圓變形處理前圖1螺栓組件剖面圖；
[0029] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例繪制的未組裝固定螺栓分解圖。
[0030] 螺栓10包括螺桿11，螺桿沿第一軸線12安裝。螺桿11包括頭部13,上述頭部13 包括支承面14,支承面將與待組裝結(jié)構(gòu)相接觸。頭部13還包括傳動(dòng)側(cè)面15,與組裝工具共 同作用。在圖1提供的示例中，表面15為"雙六角"或" 12齒"形。
[0031] 頭部13沿軸線12延伸除了圓柱形的軸體16。軸體16延伸出了螺紋部分17。頭 部對面為螺桿11端部18,上述端部沿軸線12延伸出了螺紋部分17。端部18側(cè)面光滑，直 徑19小于螺紋部分17最小直徑20。"最小直徑"指螺紋部分17螺紋底部直徑。
[0032] 上述端部端面21包括通槽22。組裝螺栓10時(shí)，可將定位銷23插入上述通槽中。
[0033] 圖1可見凹槽22截面為槽形，但也可以選用其他形狀。
[0034] 螺栓10還包括螺母30,螺母沿第二軸線31安裝。組裝螺栓10時(shí)，第一軸線12和 第二軸線31重合。
[0035] 螺母30包括主體32,其中沿軸線31分布的端部帶前支承面33,支承面將與待組 裝結(jié)構(gòu)相接觸。主體32的另一個(gè)端部延伸出了螺母冠34,上述螺母冠側(cè)面至少設(shè)有兩個(gè)徑 向相對的銷孔35。組裝螺栓10時(shí)，可將定位銷23插入銷孔35中。
[0036] 圖2為螺母30剖面圖，根據(jù)A-A剖面圖繪制，覆蓋軸線31，與圖1垂直。
[0037] 內(nèi)螺紋36位于主體32內(nèi)側(cè)。裝配螺母螺桿時(shí)，內(nèi)螺紋36和螺桿11螺紋部分17 相互作用。
[0038] 安裝在主體32上方的螺母冠34無內(nèi)螺紋，上述螺母冠內(nèi)徑37最好大于內(nèi)螺紋36 底部直徑。
[0039] 螺母內(nèi)螺紋主體32包括支承面33附件的傳動(dòng)部分38。上述傳動(dòng)部分38外側(cè)面 將與螺母螺桿裝配工具共同作用。在圖1和圖2提供的示例中，傳動(dòng)部分38呈"雙六角"或 "12齒"形。
[0040] 主體32還包括通道39,位于傳動(dòng)部分38和螺母冠34之間。
[0041] 通道39最好選擇較薄的元件。具體來講，通道最小外徑40應(yīng)小于傳動(dòng)部分38最 小外徑41。
[0042] 沿軸線31分布的內(nèi)螺紋主體32總高42等于傳動(dòng)部分38高度43加上通道39高 度44。主體位于支承面33和螺紋端部36之間。