CN220668111U - 自锁螺栓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自锁螺栓，包括螺杆(3)和螺栓头(2)，所述螺杆(3)上至少在外端圆柱体侧面部分带有螺旋的外丝(7)，所述螺栓头(2)的六角螺栓头外端面(12)与螺杆(3)的对称轴垂直，所述螺栓头(2)外或内侧面为正六角边或四角边的柱体，所述螺栓头(2)与所述螺杆(3)同轴相连的六角或四角螺栓头内端面(6)，其特征在于：所述螺栓头内端面(6)的对称轴与所述螺杆(3)的对称的偏轴角成α度，且1′≤α≤3°。该自锁螺栓(1)结构简单，防松性能优越，加工容易，成本低。

Description

自锁螺栓

技术领域

本实用新型涉及防松紧固件领域，尤其涉及一种自锁螺栓。

背景技术

在振动机械设备、仪表上的螺孔中使用螺栓螺旋拧紧固定，常因强烈的振动，而使螺栓逐渐退转、松动，而酿成事故。因此，人们实用新型了不少的防松、自锁螺栓，但都存在着各自的缺点：如CN213575099U公开了一种自锁螺栓，其特征在于：锁紧螺纹段位于杆体远离头部一端，变形槽位于锁紧螺纹段与承力螺纹段之间，锁紧螺纹段的中心轴线与承力螺纹的中心轴线之间形成偏心角。在锁紧螺纹段与承力螺纹段之间的变形槽，易因装拆使用，振动工况而使自锁螺栓从变形槽处疲劳断裂，失效，缩短寿命，且结构复杂，加工难，使用成本高。

再如CN201284783Y公开的防松动自锁螺栓，其特征是：在螺栓本体的棱柱卡台下端面设有一凹槽，在凹槽内设有一顶紧弹簧和钢珠，钢珠定位后突出螺栓本体的棱柱卡台下端面近似钢珠直径三分之一的距离。该产品需在螺栓头内端面上打孔，因此孔靠近螺杆，很难使打孔夹具靠近施工，另外也很难封住钢珠不脱孔口，再因弹簧很小，弹力很小，且滚动钢珠的压力很小，实际上很难起到抗冲击性振动的作用，且设计复杂，加工难，成本也高，不能实际应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服现有技术中自锁螺栓的缺点，提供一种自锁性能好，结构简单，加工容易，成本低廉，可反复使用的一种自锁螺栓。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种自锁螺栓，包括螺杆和螺栓头，所述螺杆上至少在螺杆外端圆柱体的部分周侧面上，带有螺旋的外丝，所述螺栓头的六角或四角螺栓头外端面与螺杆的对称轴垂直，所述螺栓头外或内侧面为正六角边、或四角边的柱体；所述螺栓头与所述螺杆同轴相连的六角或四角螺栓头内端面，其特征在于：

所述螺栓头内端面的对称轴与所述螺杆的对称轴的偏轴角α；

进一步地，所述偏轴角α的角度满足1′≤α≤3°；

进一步地，所述偏轴角α的角度优选为5′；或15′；或30′；或45′；或1°；

螺栓头内端面与上面的被紧固件之间的最终接触线CD，在螺栓头内端面上的轴心到螺栓头的六角边缘处移动；或接触线CD移动到六角边缘时，也就是整个螺栓头内端面为一个斜切角为γ的斜切面；偏轴角α值的选择和确定与螺杆的长度、螺杆外丝及螺孔之间的间隙、及螺杆的直径参数有关，以确保既能防止一种自锁螺栓在螺孔中振动而自由松动，又最大可能地保障螺栓头内端面与上面的被紧固件充分接触，尽量减小螺栓头内端面与上面的被紧固件之间的夹角β的值，以充分增大两者之间的接触面，从而在一定的压强时，增大一种自锁螺栓的预紧力；

进一步地，所述内端面斜切面的大小至少为一半螺栓头内端面以上，不包括一半的螺栓头内端面。

一种自锁螺栓加工方法：以下择一：

一、冷镦、冷压，在室温状态下，将坯料置于自动冷镦机或压力机的模具中，对模具施加压力，利用上、下模的相对运动，使坯件在模腔里变形，高度缩小，横截面增加，其特征在于：模腔内对应螺栓头内端面的模壁为成偏轴角α的至少半个以上螺栓头内端面，或整个偏轴角成斜切角γ角度斜的螺栓头内端面，且1′≤α≤3°；优选的，偏轴角α的角度为5′；或15′；或30′；或45′；或1°；由此，也就决定了斜切面的最厚厚度或深度；

二、切削、车铣，螺栓头部加工，螺杆部加工和螺纹加工，其特征在于：用夹具将螺栓本体的轴心，偏轴角α夹持固定，然后旋转夹具，用固定刀具车去要去除的螺栓本体的螺栓头内端面斜角，具体角度、面积大小、深度或称厚度同上要求所述；

三、用打磨工具打磨，其特征在于：如用砂轮、锉刀、锉轮等，将螺栓本体的内端面打磨去掉一环形螺栓头内端面的斜面，具体打磨的角度、面积、大小、深度或称厚度同上要求所述；

四、用3D打印，其特征在于：将去掉环形螺栓头内端面斜角的螺栓本体图，先设计为3D图形，再用3D打印机打印出所述的一种自锁螺栓，其形状、面积、大小、规格、深度或厚度、螺栓头内端面斜角与前述相同，材质自选；

五、用红打、锻压的方法加工，其特征在于：用简单的斜面压制模具锻压、或挤压出如上述所需要的螺栓头的斜置的螺栓头内端面。

下面分析一下本实用新型的防松原理：

β为一种自锁螺栓的螺栓头内端面与上面的被紧固件之间的夹角，此夹角β越小越好，首先要保证螺杆在螺孔中最大程度地斜置，要让螺杆在螺孔中掉斜了不能再斜，然后再考虑尽可能地让螺栓头内端面与上面的被紧固件充分接触，这样才能最好地让一种自锁螺栓锁紧于下面的被紧固件的螺孔中，达到最佳的防松效果。

A为一种自锁螺栓螺杆端与螺孔的掉斜支点一；B为一种自锁螺栓螺杆根部与上面的被紧固件螺孔之间的掉斜支点二；CD为一种自锁螺栓的螺栓头内端面与上面的被紧固件之间的最终接触线，CD线永远偏置于螺栓头内端面的一边，这样才能保证一种自锁螺栓的螺杆在螺孔中掉斜，也只有掉斜了，才能确保A点、B点及CD线所固定的一种自锁螺栓与上面的被紧固件及下面的被紧固件固定锁死在一体，不能有丝毫的松动，从而达到本案防松的目的。

只有用板手等工具先松开一种自锁螺栓的螺栓头后，解除螺杆在螺孔中掉斜锁定状态后，使螺杆的外丝与螺孔的内丝有间隙，不掉斜，或者内丝与外丝互相平行旋转后，才能从螺孔中卸出螺杆，以便下次重复使用。实际应用中可知，以上的内丝与外丝掉斜不会损坏内丝和外丝的丝扣，完全可以多次重复使用。

综上内容所述，本案一种自锁螺栓及其加工方法具有以下优点：

1、本案基于现有螺栓基础上的实用新型，通用性强；

2、使用冷镦工艺或现有普通螺栓再切削加工工艺，加工速度快，简单，改变的内端面斜度极小，不会损坏冷镦模具，与生产普通螺栓差不多，节约了生产成本，使生产加工更容易；

3、本案安装操作与普通螺栓相同，不需特殊工具；

4、本案防松性能好，当一种自锁螺栓紧固后，由于螺栓外丝与螺孔内丝之间存在很小的间隙，又由于螺栓头内端面斜切角γ角的存在，紧固后，一种自锁螺栓在螺孔中掉斜，随着预紧力的增大，掉斜绑定得更加稳定，可靠，丝毫不能松动，因而比现有产品防松得牢固，效果更好；

5、除了一体的一种自锁螺栓以外，没有任何附加的易损零配件，所以几乎没有故障率，所以免防松功能维护，能满足实际需求。

附图说明

图1是本实用新型一种自锁螺栓的主视图；

图2是图1中M-M的剖视图；

图3是图1中M-M的另一剖视图；

图4是图1的安装使用示意图。

图中：

1.自锁螺栓； 2.螺栓头； 3.螺杆；

4.上面的被紧固件； 5.下面的被紧固件； 6.螺栓头内端面；

7.外丝； 8.螺孔； 9.内丝；

10.斜切面； 11.螺杆外端； 12.螺栓头外端面；

13.六角边； 14.螺杆外丝与螺孔内丝之间的间隙；

α.偏轴角；

β.螺栓头内端面与上面的被紧固件之间的夹角；

γ.斜切角；

A.螺杆外端与螺孔的掉斜支点一；

B.螺杆根部与上面的被紧固件螺孔之间的掉斜支点二；

CD.螺栓头内端面与上面的被紧固件之间的最终接触线。

具体实施方式

现结合附图及实施例对本实用新型做进一步地说明：

图1～2中，一种自锁螺栓1，由同轴的螺杆3和螺栓头2，在内端面6为斜切面10处一体连接，螺杆3上至少在螺杆外端11圆柱体的部分周侧面带有螺旋的外丝7，螺栓头2的六角或四角螺栓头外端面12与螺杆3的对称轴垂直，螺栓头2为外六角，或内六角，或外四角，或内四角的柱体，螺栓头内端面6的对称轴与螺杆3对称轴的偏轴角α，且满足1′≤α≤3°，如α为1′，或5′；或15′；或30′；或45′；或1′，或3°；螺栓头内端面6的斜切面10的大小至少为一半内端面6以上，至全部螺栓头内端面6被切的斜切面10，但不包括一半螺栓头内端面6；即螺栓头2内端面6与上面的被紧固件4之间的最终接触线CD，从螺栓头内端面6上的轴心到螺栓头2的六角边缘处移动。

如图3所示，偏轴角α值的选择和确定与螺杆3的长度，螺杆3外丝7与螺孔8之间的间隙，及螺杆3的直径等参数有关，以确保既能防止一种自锁螺栓1在螺孔8中振动而自由松动，又最大可能地保障螺栓头2内端面6与上面的被紧固件4充分接触，尽量减小螺栓头2内端面6与上面的被紧固件4之间夹角β的值，以充分增大两者之间的接触面，从而在一定的压强时，增大一种自锁螺栓1的预紧力。

图3和图4中，或接触线CD在螺栓头内端面6上移动到六角边缘处时，也就是整个内端面6为一个斜切角为γ的斜切面10，斜切角γ的值与偏轴角α的值相同，但位置不同，方位相差90°，其他结构与图1～2中所述相同，不再赘述。

图4中，本案所述一种自锁螺栓1的螺杆3外端11先穿入上面的被紧固件4的螺孔8中，再旋入下面的被紧固件5的螺孔8中，用工具拧紧螺栓头2，此时因螺栓头2内端面6与上面的被紧固件4之间的最终接触线CD，紧顶住上面的被紧固件4的上表面，使得螺杆3根部与上面的被紧固件4之间的掉斜点二B，紧紧顶上面的被紧固件4的上螺孔8口的一边点，同时又使得螺杆外端11与螺孔8的掉斜支点一A，紧紧顶住下面的被紧固件5的下螺孔8靠近底部的内丝9，由于本案一种自锁螺栓1上的接触线CD线，支点二B，支点一A分别被上面的被紧固件4和下面的被紧固件5死死的卡住、锁死在一体，随着预紧力的增大，而丝毫不能松动，即使再大的振动冲击力，也不能使本案一种自锁螺栓1旋转松动。

一种自锁螺栓的加工方法，以下几种，可择任一：

第一种方法，冷镦、冷压，在室温状态下，将坯料置于自动冷镦机或压力机的模具中，对模具施加压力，利用上、下模的相对运动，使坯件在模腔里变形，高度缩小，横截面增加，模腔内对应螺栓头2内端面6的模壁为成偏轴角γ为1′～3°之间，包括1′和3°，如1′；或15′；或30′；或45′；或1°；或3°。

第二种方法，切削、车铣，螺栓头2部加工，螺杆3部加工和螺纹加工，这些是该领域普通技术人员都会的加工工艺，不再赘述，所不同的是，用夹具将螺栓本体的轴，偏轴角α夹持固定，然后旋转夹具，用固定刀具车去要去除的螺栓本体内端面斜角，具体角度、面积大小、深度或称厚度同上要求所述。

第三种方法，用打磨工具打磨，如用砂轮、锉刀、锉轮等，将螺栓本体的螺栓头内端面6打磨去掉一环形螺栓头内端面6的斜面，具体打磨的角度、面积、大小、深度或称厚度同上要求所述。

第四种方法，将去掉环形螺栓头内端面斜角的螺栓本体图，先设计为3D图形，再用3D打印机打印出所述的一种自锁螺栓1，其形状、面积、大小、规格、深度或厚度、螺栓头内端面6斜角与前述相同，材质自选。

第五种方法，用红打、锻压的方法加工，用简单的斜面压制模具锻压、或挤压出如上述所需要螺栓头2斜置的螺栓头内端面6，具体的形状、面积、大小规格、深度或厚度、内端面6。

本案所述一种自锁螺栓1为金属的，如碳钢的，不锈钢的，钛合金的，合金钢的，高温合金的等；或非金属的，如碳纤维的，塑料的，尼龙的，石墨烯的等。

本实用新型所述的“上”、“下”；“内”、“外”；“底”、“口”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、或零件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，术语安装、连接应做广义理解，例如一体连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连为一体，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换、改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自锁螺栓，包括螺杆(3)和螺栓头(2)，所述螺杆(3)上至少在螺杆外端(11)圆柱体的部分周侧面上，带有螺旋的外丝(7)，所述螺栓头(2)的六角或四角外端面(12)与螺杆(3)的对称轴垂直，所述螺栓头(2)外或内侧面为正六角边、或四角边的柱体；所述螺栓头(2)与所述螺杆(3)同轴相连的六角、或四角螺栓头内端面(6)，其特征在于：

所述内端面(6)的对称轴与所述螺杆(3)的对称轴的偏轴角α。

2.根据权利要求1所述的自锁螺栓，其特征在于：所述偏轴角α的角度满足1′≤α≤3°。

3.根据权利要求2所述的自锁螺栓，其特征在于：所述偏轴角α的角度为5′；或15′；或30′；或45′；或1°。

4.根据权利要求1-3任一所述的自锁螺栓，其特征在于：螺栓头(2)内端面(6)与上面的被紧固件(4)之间的最终接触线CD，在螺栓头内端面(6)上的轴心到螺栓头(2)的六角边缘处移动；或接触线CD移动到六角边缘时，也就是整个螺栓头内端面(6)为一个斜切角为γ的斜切面(10)；偏轴角α值的选择和确定与螺杆(3)的长度、螺杆(3)外丝(7)及螺孔(8)之间的间隙、及螺杆(3)的直径参数有关。

5.根据权利要求1所述的自锁螺栓，其特征在于：所述内端面(6)的斜切面(10)的大小至少为一半螺栓头内端面(6)以上，不包括一半的螺栓头内端面。