CN114109989A - 一种防松紧固连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防松紧固连接装置，紧固体为圆柱体结构，紧固体沿着顶端侧壁设置顶块凸起，紧固体底端外壁自上而下等距设有牙型凸起，牙型凸起具有弹性，两个紧固帽均为中空半圆柱结构，每个紧固帽内侧壁自上而下等距设有若干环槽，牙型凸起卡接至环槽内壁，本发明所述的一种防松紧固连接装置，广泛适用于多个被连接件的连接，且具有连接简单、不易松动、精确预紧、拆装方便，零部件的维修性好，有利于提高被连接件的使用寿命，改善了零部件加工和装配的工艺性，降低了制造成本；通过牙型凸起卡接至环槽内壁，适用于振动较大的工作环境，可以避免传统螺栓由于振动导致的松动问题。

Description

一种防松紧固连接装置

技术领域

本发明属于紧固部件技术领域，尤其是涉及一种防松紧固连接装置。

背景技术

对于常用的机械连接结构，常用螺栓连接；轻质合金的螺栓连接，目前基本上有以下几种连接技术，即：钢丝螺套结构、光孔装螺柱结构、间隙螺纹粘接结构等，各有其应用范围以及优点和不足之处，现做一基本介绍；

钢丝螺套结构是通用的轻质合金螺纹连接方式，广泛应用于一般强度的普通螺纹连接，国军标GJB119.1A～GJB119.3A-2001(普通型钢丝螺套)中已经详细规定了各种普通型钢丝螺套的规格、结构形式、自由状态圈数及相关尺寸、图样画法以及重量等；

优点：国军标对钢丝螺套的规格、结构形式、自由状态圈数及相关尺寸、图样画法以及重量等做了统一规定，便于设计选用，螺纹连接件可反复拆卸、安装使用，可维修性好；

缺陷：钢丝螺套螺纹连接结构，不适于高强度的螺纹连接，安装钢丝螺套用内螺纹需用专用螺纹刀具加工，加工与安装的工艺复杂，而且成本高；

光孔装螺柱结构是车辆动力曲轴箱、气缸体与气缸盖的紧固连接方式，曲轴箱材料为ZL104铸造铝合金，其硬度值为70HB～90HB，其基本装配工艺是用较大的力矩在常温下将高强度双头螺柱强制旋入曲轴箱的圆柱形底孔中，依靠螺纹副间的弹塑性变形来保证联接强度，它是一种比较可靠的双头螺柱过盈螺纹连接形式；光孔装螺柱技术已形成部颁标准，其中包括螺柱的规格、螺纹结构形式、尺寸分组、安装工艺、大修规范等；

随着车辆动力的不断强化，铝合金材料的曲轴箱强度不断提高、其硬度已达到100HB以上，使得光孔装螺柱变得异常困难，如果气温较低或是螺柱与底孔配合不当，经常出现螺柱折断的情况，此时，唯一的解决办法是加大底孔尺寸直径，选配螺柱重新装配；另一方面，过盈螺纹会在曲轴箱局部产生很大应力集中，在台架与跑车试验中曾多次发生曲轴箱螺纹根部断裂的严重故障；

间隙螺纹粘接结构是应用高强度厌氧螺纹锁固剂与被粘表面间的物理作用以及锁固剂本身的化学变化进行高强度螺柱螺纹连接的实用型技术，通过一定的螺纹锁固剂的粘接规范，可以得到很高的双头螺柱连接强度，它取代了过盈螺纹连接方式，由于螺纹副间粘接时不施加预紧力矩，因而不会对轻合金基体产生附加的安装预应力，很好地改善了轻合金被连接件的工作条件，大幅地提高其可靠性；该项技术目前主要应用于坦克装甲车辆动力曲轴箱、气缸体与气缸盖的紧固与连接，并现已实现了工程化；

在高强度厌氧螺纹锁固剂连接的螺柱维修性方面进行了大量的基础研究，所谓“维修性”仅仅针对螺柱的拆卸，也就是在不损伤螺纹副的前提下，将螺柱完整地拆卸下来，该问题的提出主要是针对产品批量生产、装配、使用直到大修，如果螺柱螺纹牙型损坏，或因环境温度高(厌氧型螺纹锁固剂快速凝固)而使螺柱装配未达到设计规定的尺寸要求，或在使用过程中螺柱松动，或在大修期间须对螺柱安装平面进行机械加工等情况出现，将使整个部件甚至整机报废；但是到目前为止，无法通过物理或化学方法来降低螺纹锁固剂的连接强度，实施螺柱的拆卸，间隙螺纹粘接方式是一种永久性螺柱螺纹锁固技术；间隙螺纹粘接方式对环境温度、湿度和零件清洁度的要求较高，使得制造成本增加，且固化时间较长(不少于24h)，在一定程度上降低了生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种防松紧固连接装置，以解决现有螺纹连接易松动，拧紧误差大的技术不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种防松紧固连接装置，包括一个紧固体和两个紧固帽，紧固体为圆柱体结构，紧固体沿着顶端侧壁设置顶块凸起，紧固体底端外壁自上而下等距设有牙型凸起，两个紧固帽均为中空半圆柱结构，每个紧固帽内侧壁自上而下等距设有若干环槽，牙型凸起卡接至环槽内壁。

进一步的，牙型凸起为环型结构，且牙型凸起底面直径小于牙型凸起顶面直径，使得牙型凸起向远离紧固体的方向倾斜。

进一步的，牙型凸起横截面的第一斜边与紧固帽顶面所夹锐角范围为10-15°。

进一步的，牙型凸起横截面的第二斜边与紧固帽顶面锐角范围为25-35°，且第二斜边位于第一斜边下方。

相对于现有技术，本发明所述的一种防松紧固连接装置具有以下有益效果：

(1)本发明所述的一种防松紧固连接装置，广泛适用于多个被连接件的连接，且具有连接简单、不易松动、精确预紧、拆装方便，零部件的维修性好，有利于提高被连接件的使用寿命，改善了零部件加工和装配的工艺性，降低了制造成本；通过牙型凸起卡接至环槽内壁，适用于振动较大的工作环境，可以避免传统螺栓由于振动导致的松动问题。

(2)本发明所述的一种防松紧固连接装置，牙型凸起横截面的第一斜边与紧固帽顶面所夹锐角范围为10-15°，牙型凸起横截面的第二斜边与紧固帽顶面锐角范围为25-35°，使得紧固体和紧固帽连接完成后，产生合力F，合力F分解为压紧力F1和向心力F2，产生压紧力F1使紧固帽与被联接件产生摩擦力防松，向心力F2，起到也起到防松作用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种防松紧固连接装置的剖视示意图；

图2为本发明实施例所述的牙型凸起和环槽内壁卡接的第一剖视示意图；

图3为本发明实施例所述的牙型凸起的剖视示意图；

图4为本发明实施例所述的牙型凸起和环槽内壁卡接的第二剖视示意图；

图5为本发明实施例所述的紧固体、紧固帽和被联接件装配剖视示意图。

附图标记说明：

1-紧固体；11-顶块凸起；12-牙型凸起；121-第一斜边；122-第二斜边；2-紧固帽；21-环槽；3-被联接件。

具体实施方

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-3所示，一种防松紧固连接装置包括：一个紧固体1和两个紧固帽2，紧固体1为圆柱体结构，紧固体1沿着顶端侧壁设置顶块凸起11(顶块凸起11和紧固体1为一体结构)，紧固体1底端外壁自上而下等距设有牙型凸起12(牙型凸起12和紧固体1为一体结构)，两个紧固帽2均为中空半圆柱结构，每个紧固帽2内侧壁自上而下等距设有若干环槽21，牙型凸起12卡接至环槽21内壁，使得两个两个紧固帽2拼合成一个中空圆柱结构，广泛适用于多个被连接件的连接，且具有连接简单、不易松动、精确预紧、拆装方便，零部件的维修性好，有利于提高被连接件的使用寿命，改善了零部件加工和装配的工艺性，降低了制造成本；通过牙型凸起12卡接至环槽21内壁，适用于振动较大的工作环境，可以避免传统螺栓由于振动导致的松动问题；

牙型凸起12为环型结构，且牙型凸起12底面直径小于牙型凸起12顶面直径，使得牙型凸起12向远离紧固体1的方向倾斜；牙型凸起12横截面的第一斜边121与紧固帽2顶面所夹锐角范围为10-15°，牙型凸起12横截面的第二斜边122与紧固帽2顶面锐角范围为25-35°，且第二斜边122位于第一斜边121下方，如图3所示，因为牙型凸起12横截面的第一斜边121与紧固帽2顶面所夹锐角为A，牙型凸起12横截面的第二斜边122与紧固帽2顶面锐角为B，所以A的范围为10-15°，B的范围为25-35°。

本发明的工作原理：如图4所示，被联接件3位于紧固体1和紧固帽2之间(被联接件3被顶块凸起11和紧固帽2一起夹紧)，紧固体1和紧固帽2连接完成后，产生合力F，合力F分解为压紧力F1和向心力F2，产生压紧力F1使紧固帽2与被联接件3产生摩擦力防松，向心力F2，起到也起到防松作用。

该种连接的紧固方法的是紧固体1的底端受外力拉长(该外力需计算被联接件与紧固体1的刚度，最终确定紧固体1的最大受力，该外力为最大受力的60％～80％)，放入两个分体的紧固帽2，撤去外力，紧固体1在牙型凸起12弹力的作用下回缩，压紧紧固帽2(牙型凸起12卡接至环槽21内壁)，完成联接，设置两个紧固帽2与紧固体1配合，是为了便于拆卸紧固帽2。

该种连接的拆卸方法是紧固体1的底端受外力拉长，由于向心的紧固力消失，所以工作人员能够轻松取下紧固帽2，完成拆卸分解。

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

Claims (4)

1.一种防松紧固连接装置，其特征在于：包括一个紧固体(1)和两个紧固帽(2)，紧固体(1)为圆柱体结构，紧固体(1)沿着顶端侧壁设置顶块凸起(11)，紧固体(1)底端外壁自上而下等距设有牙型凸起(12)，两个紧固帽(2)均为中空半圆柱结构，每个紧固帽(2)内侧壁自上而下等距设有若干环槽(21)，牙型凸起(12)卡接至环槽(21)内壁。

2.根据权利要求1所述的一种防松紧固连接装置，其特征在于：牙型凸起(12)为环型结构，且牙型凸起(12)底面直径小于牙型凸起(12)顶面直径，使得牙型凸起(12)向远离紧固体(1)的方向倾斜。

3.根据权利要求2所述的一种防松紧固连接装置，其特征在于：牙型凸起(12)横截面的第一斜边(121)与紧固帽(2)顶面所夹锐角范围为10-15°。

4.根据权利要求3所述的一种防松紧固连接装置，其特征在于：牙型凸起(12)横截面的第二斜边(122)与紧固帽(2)顶面锐角范围为25-35°，且第二斜边(122)位于第一斜边(121)下方。

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