錐形螺紋螺栓體以及錐形螺紋螺母的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于緊固件設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種錐形螺紋螺栓體以及錐形螺紋螺母。
【背景技術(shù)】
[0002]在圓柱或圓錐母體表面上，沿著螺旋線形成的具有規(guī)定截面形狀的連續(xù)凸起稱為螺紋，螺紋是最早實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)要素，在各行各業(yè)中應(yīng)用廣泛。螺紋的種類和形式較多，在圓柱表面形成的螺紋稱為圓柱螺紋，在圓錐表面形成的螺紋稱為圓錐螺紋，在圓柱或圓錐臺(tái)體等端面表面形成的螺紋稱為平面螺紋;在母體外圓表面形成的螺紋稱為外螺紋，在母體內(nèi)圓孔表面形成的螺紋稱為內(nèi)螺紋，在母體端面表面形成的螺紋稱為端面螺紋；旋向與螺紋升角方向符合左手定則的螺紋稱為左旋螺紋，旋向與螺紋升角方向符合右手定則的螺紋稱為右旋螺紋;在母體同一截面內(nèi)只有一條螺旋線的螺紋稱為單線螺紋，有兩條螺旋線的螺紋稱為雙線螺紋，有多條螺旋線的螺紋稱為多線螺紋;截面形狀為三角形的螺紋稱為三角形螺紋，截面形狀為梯形的螺紋稱為梯形螺紋，截面形狀為矩形的螺紋稱為矩形螺紋，截面形狀為鋸齒形的螺紋稱為鋸齒形螺紋；用于結(jié)構(gòu)緊固連接的螺紋稱為緊固連接螺紋，主要用于機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、也可用于緊固連接的螺紋稱為傳動(dòng)連接螺紋，用于管道連接的螺紋稱為管螺紋。
[0003]緊固件螺紋屬于緊固連接螺紋，一般是圓柱螺紋，截面形狀為三角形;通常采用右旋螺紋，有特殊要求時(shí)才采用左旋螺紋;一般采用單線螺紋，有快速裝拆要求時(shí)才采用雙線螺紋或多線螺紋。緊固件螺紋由內(nèi)、外螺紋緊固件組成螺紋副使用，其配合性質(zhì)取決于連接系統(tǒng)的要求。緊固件對(duì)螺紋的基本要求是承力和自鎖而非傳動(dòng)。螺紋自鎖的基本條件是:當(dāng)量摩擦角不得小于螺旋升角。而當(dāng)量摩擦角的大小與牙型角有關(guān)，牙型角越大，當(dāng)量摩擦角越大，越有利于螺紋自鎖。這就是緊固件螺紋的牙型角多選用60°的基本原因。近年來出現(xiàn)的楔形螺紋，又稱“施必牢螺母”，是對(duì)米制螺紋和英制螺紋這兩類基本緊固件螺紋類型的改進(jìn)，目的是提高緊固件螺紋的自鎖性能。米制螺紋包括普通螺紋(M螺紋)、米制航空航天螺紋(MJ螺紋)、米制小螺紋(S螺紋)和俄制螺紋(MR螺紋)等；英制螺紋包括英制統(tǒng)一螺紋(UN螺紋)、英制航空航天螺紋(UNJ螺紋)及英制惠氏螺紋等，除英制惠氏螺紋采用55°牙型角外，其他螺紋都采用60°牙型角。
[0004]螺紋緊固件的松脫問題的關(guān)鍵在于螺紋的結(jié)構(gòu)形狀。為此，美國工程師在研究了緊固件螺紋的形狀及受力情況后，重新設(shè)計(jì)螺紋的幾何形狀，于本世紀(jì)70年代末發(fā)明了這種現(xiàn)在被稱為“施必牢”的螺紋技術(shù)。它的結(jié)構(gòu)是，在陰螺紋(內(nèi)三角形螺紋，即螺母螺紋)的牙底處有一個(gè)30°的楔形斜面，當(dāng)螺栓與螺母相互擰緊時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)螺栓的外螺紋牙尖就緊緊地頂在內(nèi)螺紋的楔形斜面上，產(chǎn)生螺紋干擾鎖緊從而增加鎖緊力。這種鎖緊力的增加，也是由于牙型的角度改變，使施加在螺紋間接觸所產(chǎn)生的法向力，與螺栓軸成60°角，而不是普通螺紋那樣的30°角。顯然施必牢螺紋法向力，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于扣緊壓力，因此，所產(chǎn)生的防松摩擦力大大增加。一直以來，人們都是從螺紋牙型角這個(gè)技術(shù)層面和這樣一個(gè)技術(shù)方向去研究和解決螺紋緊固件松脫問題，楔形螺紋技術(shù)也不例外，而且楔形螺紋只是三角形螺紋的三角形牙型的局部變形，不能組成楔形螺紋螺紋副使用，楔形螺紋只能用于螺母螺紋與三角形螺紋的外螺紋組成螺紋副使用，且鎖緊力也是基于螺紋牙型角之大小，與常規(guī)螺紋技術(shù)承力和自鎖技術(shù)原理一樣?，F(xiàn)有現(xiàn)有的螺紋緊固件的螺栓或螺母存在著容易松動(dòng)的缺陷，隨著設(shè)備頻繁的震動(dòng)連接件的間隙增大，引起螺栓與螺母松動(dòng)，甚至脫落，這樣對(duì)于一些機(jī)械連接時(shí)易發(fā)生連接體相互脫離現(xiàn)象，嚴(yán)重的容易發(fā)生安全事故。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種變牙型防松螺母[申請(qǐng)?zhí)? 201410521899.1]，包含開設(shè)有螺母內(nèi)螺紋的螺母本體，其特征在于:所述螺母內(nèi)螺紋的牙頂處制作有螺旋上升的錐形面。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述所述錐形面的母線與螺母內(nèi)螺紋的中心軸線的夾角為30°。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述螺母本體兩端分別為螺栓旋入口和螺栓旋出口，所述螺栓旋入口向外延伸制作出臺(tái)階，該臺(tái)階的臺(tái)階面傾角為S;所述螺栓旋出口的邊緣為斜面，該斜面的傾角為D。作為上述優(yōu)選實(shí)施方式的改進(jìn)，所述S的角度為20?30° ;所述D的角度為30°。
[0006]上述方案在一定程度上改進(jìn)了現(xiàn)有螺栓或螺母連接時(shí)易松動(dòng)的問題，但是，該方案依然存在連接強(qiáng)度低，自鎖性能差，承力值小的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的連接性能、鎖緊性能的錐形螺紋螺栓體。
[0008]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的連接性能、鎖緊性能的錐形螺紋螺母。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案:本錐形螺紋螺栓體，包括柱狀本體，其特征在于，所述的柱狀本體上設(shè)有外側(cè)螺旋面和第一端螺旋面，所述的外側(cè)螺旋面的形狀與以重合于柱狀本體中軸線的直角梯形直角邊為回轉(zhuǎn)中心周向勻速回轉(zhuǎn)且該直角梯形同時(shí)沿柱狀本體中軸線勻速軸向移動(dòng)而形成的回旋體的螺旋外側(cè)面形狀相同，所述的第一端螺旋面的形狀與上述回旋體軸向移動(dòng)方向一致一端的螺旋端面的形狀相同。
[0010]本錐形螺紋螺栓體在使用時(shí)配合普通螺母，例如楔形內(nèi)螺紋、矩形內(nèi)螺紋、梯形內(nèi)螺紋與鋸齒形內(nèi)螺紋等等，或者配合具有與外側(cè)螺旋面相匹配的內(nèi)側(cè)螺旋面的螺母時(shí)，其連接性能、鎖緊性能、防松性能、承載性能和密封性能等技術(shù)性能是通過外側(cè)螺旋面與內(nèi)側(cè)螺旋面或普通內(nèi)螺紋定徑直至過盈實(shí)現(xiàn)的，即外側(cè)螺旋面與內(nèi)側(cè)螺旋面或普通內(nèi)螺紋在螺旋線的引導(dǎo)下內(nèi)外徑定心直至外側(cè)螺旋面與內(nèi)側(cè)螺旋面或普通內(nèi)螺紋過盈接觸，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械緊固機(jī)構(gòu)的連接性能、鎖緊性能、防松性能、承載性能和密封性能等技術(shù)性能。因此，本錐形螺紋的螺紋連接副機(jī)械緊固機(jī)構(gòu)承力能力大小、自鎖之鎖緊力大小、防松能力大小、密封性能好壞等技術(shù)性能與螺旋線導(dǎo)向角之大小無關(guān)，與外側(cè)螺旋面的第一錐角和內(nèi)側(cè)螺旋面的第二錐角大小有關(guān)，換言之，即錐形螺紋的螺紋連接副的鎖緊性能、防松性能、承載性能以及密封性能等技術(shù)性能，主要取決于外側(cè)螺旋面的第一錐角和內(nèi)側(cè)螺旋面的第二錐角，也與柱狀本體和螺母的材料材質(zhì)摩擦系數(shù)有關(guān)。
[0011]在上述的錐形螺紋螺栓體中，所述的直角梯形勻速回轉(zhuǎn)一周時(shí)所述的直角梯形軸向移動(dòng)的距離為直角梯形的直角邊長(zhǎng)度的至少一倍。該結(jié)構(gòu)保證了外側(cè)螺旋面具有足夠長(zhǎng)度，從而保證外側(cè)螺旋面與普通內(nèi)螺紋或內(nèi)側(cè)螺旋面配合時(shí)具有足夠強(qiáng)度。
[0012]在上述的錐形螺紋螺栓體中，所述的直角梯形勻速回轉(zhuǎn)一周時(shí)所述的直角梯形軸向移動(dòng)的距離等于直角梯形的直角邊長(zhǎng)度。該結(jié)構(gòu)保證了外側(cè)螺旋面具有足夠長(zhǎng)度，從而保證外側(cè)螺旋面與普通內(nèi)螺紋或內(nèi)側(cè)螺旋面配合時(shí)具有足夠強(qiáng)度。
[0013]在上述的錐形螺紋螺栓體中，所述的外側(cè)螺旋面和第一端螺旋面均為連續(xù)螺旋面或非連續(xù)螺旋面。優(yōu)選地，這里的外側(cè)螺旋面和第一端螺旋面均連續(xù)螺旋面。
[0014]在上述的錐形螺紋螺栓體中，同