CN115013411B - 一种高适应性防松脱紧固件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及紧固件技术领域，公开一种高适应性防松脱紧固件，包括螺栓自己转动于其外部的配合圆筒，螺栓包括驱动头和螺柱，配合圆筒靠近驱动头的一端设置有大于配合圆筒的非圆限位头，螺柱上设置有螺母，螺母与配合圆筒之间设置有导向机构，导向机构包括于配合圆筒上沿其轴向设置的导槽以及于螺母上凸设的穿过导槽后延伸至配合圆筒外的锁止导块，在配合圆筒上设置有将螺母在螺柱上从转动切换至沿螺柱轴向移动的弹性定位机构，在驱动头端部弹性伸缩设置有驱动块，在驱动头和非圆限位头之间设置有令两者随着驱动块的收缩解锁并随着驱动块的伸出进行锁止的联动锁止机构，一般外力无法使本紧固件发生松脱，且一人就能完成两物体的紧配。

Description

一种高适应性防松脱紧固件

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，具体为一种高适应性防松脱紧固件。

背景技术

紧固件是连接两个零件的部件，广泛应用于能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具和液压等行业，是应用最广泛的机械基础件。其中，螺栓与螺母组合的紧固件应用最为广泛，但是，现有的螺栓与螺母组合的紧固件，螺母容易在外力作用下发生松脱，导致设备检修或维修次数增多，人工成本显著提高。

现有的螺栓和螺母存在以下不足：

1、现有的螺栓和螺母在锁紧时需要限位螺母或螺栓，然后转动另一个部件，当安装大型设备或大型设施时，人的两手不能同时够到螺栓和螺母，在这种工况下，一个人无法实现螺栓和螺母的锁紧，存在锁紧不便的问题；

2、现有的螺母和螺栓锁紧后，当螺母收到外力时，会发生松动，当发生在一些动力设施(例如动车或飞机)上时，会存在严重的安全隐患。

公告号为CN204458764U的中国专利公开一种防松紧固件，包括螺母和螺杆，螺杆底部中央设置第一止动槽，螺母端面设置第二止动槽，第一止动槽的横截面为正多边形，该包括制动件，制动件包括第一接脚和第二接脚，第一接脚与第一止动槽相适配，第一接脚和第二接脚分别伸入第一止动槽和第二止动槽内对螺母和螺杆进行锁紧，螺杆底部设置放置制动件的放置槽，当螺栓与螺母锁紧后，通过制动件将螺母锁紧在螺栓上，以避免螺母的松动。

上述对比文件只能解决上述的第二个技术问题，无法解决上述的第一个技术问题，存在不足。

发明内容

针对现有的紧固件无法兼备防松动以及在各种场合只需一人锁紧的问题，本发明的目的在于提供一种只需一人就能在各种场合进行锁紧的高适应性防松脱紧固件。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高适应性防松脱紧固件，包括螺栓，螺栓包括驱动头和螺柱，在螺栓外转动套接有一配合圆筒，配合圆筒靠近驱动头的一端设置有大于配合圆筒的非圆限位头，配合圆筒和螺柱之间设置有与螺柱配合的螺母，螺母与配合圆筒之间设置有限位螺母转动的导向机构，导向机构包括于配合圆筒上沿其轴向设置的导槽以及于螺母上凸设的穿过导槽后延伸至配合圆筒外的锁止导块，在配合圆筒上设置有将螺母在螺柱上从转动切换至沿螺柱轴向移动的弹性定位机构，在驱动头端部弹性伸缩设置有一驱动块，在驱动头和非圆限位头之间设置有令两者随着驱动块的收缩解锁并随着驱动块的伸出进行锁止的联动锁止机构。

根据上述方案，配合圆筒与待紧配物体上的安装孔插接配合，弹性定位机构用于螺母安装后自动切换至螺母上的锁止导块与配合圆筒上的导槽插接配合，此后，随着螺柱的转动，螺母从绕螺柱的转动切换至沿螺柱的轴向往复转动，当靠近至抵接待紧配物体端部时，就能和非圆限位头一起锁紧待紧配物体，而联动锁止机构用于当非圆限位头和锁止导块锁紧待紧配物体时限位非圆限位头和驱动头相对转动，这样，锁止导块无法再次发生位移，保证处于锁紧状态，驱动块在常态时堵住驱动槽用于驱动槽的防尘和隐蔽，当驱动块收缩时，可供起子等工具插入驱使驱动头转动，而随着驱动块的收缩，联动锁止机构直接自驱动头和非圆限位头锁止的状态切换至两者可相对转动的状态，这样，操作人只需在确保锁止导块与导槽配合后，在位于驱动头的一侧一手用扳手限位非圆限位头转动，另一手用起子顶压驱动头驱使其缩入驱动槽后边顶压边转动直至锁止导块抵接在待紧配物体端部为止，拔出起子，联动锁止机构自动切换至驱动头与非圆限位头锁止的状态，锁止导块和螺母无法相对螺柱的轴向移动，整个结构无论是安装多大的物件，操作者都可以一人独自完成锁紧，且只有满足限位非圆限位头的转动的同时边抵压驱动块边转动驱动头才能导致锁止导块松脱，故，一般的外力以及使用年限的延长均不会导致本方案的紧固件出现松脱现象。

进一步的，联动锁止机构包括于驱动头靠近非圆限位头的一侧凹陷的容置槽、于非圆限位头靠近驱动头的一侧凹陷的与容置槽对应的限位槽以及于容置槽内伸缩设置的可全部缩入其内或局部伸出后插入限位槽的锁止块，锁止块和驱动块之间设置有随着驱动块的收缩驱使锁止块回缩并随着驱动块的复位驱使锁止块伸出的驱动机构。

根据上述方案，当驱动块收缩时，锁止块受驱动机构驱使回缩至容置槽内且完全脱离非圆限位头的限位槽，此时，驱动头可相对非圆限位头转动，故，螺柱可相对配合圆筒转动，驱使锁止导块沿着导槽向待紧配物体靠近实现锁紧；当驱动块复位时，锁止块受驱动机构驱使局部伸出容置槽并插入限位槽，驱动头无法相对非圆限位头转动，使螺柱无法相对配合圆筒转动，从而避免锁止导块沿着导槽发生位移。

进一步的，驱动机构包括于驱动头远离螺柱的一端凹陷的可供驱动块伸缩的驱动槽、两端与驱动槽底部和驱动块固定的驱动弹簧以及于容置槽侧壁远离容置槽开口的一端设置的与驱动槽连通的过孔，在驱动块的侧壁固定有穿过过孔与锁止块靠近容置槽的一侧固定的拉绳，在拉绳上于容置槽内套接有两端分别与容置槽底部和锁止块弹性抵接的复位弹簧。

根据上述方案，过孔、拉绳和复位弹簧的设置使驱动块在收缩时，驱动块牵拉拉绳使锁止块回缩；当驱动块复位时，锁止块在复位弹簧作用下局部伸出与限位槽插接插接配合，实现驱动头和非圆限位头之间的限位。

进一步的，锁止块为一锁止齿环，容置槽和限位槽均为可供锁止齿环插入的齿槽。

根据上述方案，锁止齿环的齿数可以提高锁止的精度，当齿数越密集，则锁止精度越高，这样，很容易做到驱动头相对非圆限位头的随转随止。

进一步的，拉绳绕螺柱的转动中心周向均匀间隔设置有至少两根。

根据上述方案，拉绳均匀间隔设置两根以上才能确保锁止块伸缩的稳定性。

进一步的，导槽绕配合圆筒周向均匀间隔设置有至少2个，在螺母上对应设置有与导槽数量一致的锁止导块。

根据上述方案，锁止导块设置多个可均匀进行锁止，导槽个数与锁止导块需要匹配。

进一步的，弹性定位机构包括在配合圆筒远离非圆限位头的一端于导槽的两侧弹性伸缩设置的伸缩块，相邻伸缩块之间存在将锁止导块导入导槽的导入槽。

根据上述方案，随着螺母在螺柱上的转动，螺母上的锁止导块抵压伸缩块，当锁止导块对准导入槽后后，锁止导块自动卡入到导入槽内，随后，螺母自相对螺柱转动运动的状态切换至相对螺柱轴向移动的状态。

进一步的，导入槽的两侧侧壁呈相互平行的平面，两平面之间的间距与导槽的间距一致。

根据上述方案，导入槽的两侧侧壁间距与导槽一致，锁止导块进入导入槽后直接自动导入到导槽内。

进一步的，导入槽呈自远离导槽的一侧向靠近导槽的一侧间距逐渐减小的斜面，两斜面的最小间距与导槽间距一致。

根据上述方案，导入槽的两侧侧壁间距逐渐减小至与导槽间距一致，锁止导块在导入槽内逐渐被导入到导槽内。

进一步的，伸缩块的伸缩范围小于锁止导块沿配合圆筒轴向延伸的长度。

根据上述方案，伸缩块的伸缩范围小于锁止导块的长度，锁止导块进入到导槽时，局部还与导入槽配合，锁止导块始终沿着导槽运行，故，不会发生卡涩或卡死的现象。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：配合圆筒与待紧配物体上的安装孔插接配合，弹性定位机构用于螺母安装后自动切换至螺母上的锁止导块与配合圆筒上的导槽插接配合，此后，随着螺柱的转动，螺母从绕螺柱的转动切换至沿螺柱的轴向往复转动，当靠近至抵接待紧配物体端部时，就能和非圆限位头一起锁紧待紧配物体，而联动锁止机构用于当非圆限位头和锁止导块锁紧待紧配物体时限位非圆限位头和驱动头相对转动，这样，锁止导块无法再次发生位移，保证处于锁紧状态，驱动块在常态时堵住驱动槽用于驱动槽的防尘和隐蔽，当驱动块收缩时，可供起子等工具插入驱使驱动头转动，而随着驱动块的收缩，联动锁止机构直接自驱动头和非圆限位头锁止的状态切换至两者可相对转动的状态，这样，操作人只需在确保锁止导块与导槽配合后，在位于驱动头的一侧一手用扳手限位非圆限位头转动，另一手用起子顶压驱动头驱使其缩入驱动槽后边顶压边转动直至锁止导块抵接在待紧配物体端部为止，拔出起子，联动锁止机构自动切换至驱动头与非圆限位头锁止的状态，锁止导块和螺母无法相对螺柱的轴向移动，整个结构无论是安装多大的物件，操作者都可以一人独自完成锁紧，且只有满足限位非圆限位头的转动的同时边抵压驱动块边转动驱动头才能导致锁止导块松脱，故，一般的外力以及使用年限的延长均不会导致本方案的紧固件出现松脱现象。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本实施例的一种高适应性防松脱紧固件的轴测图；

图2是本实施例的一种高适应性防松脱紧固件的轴测图；

图3是图2的A-A的剖视图；

图4-图5是本实施例的一种高适应性防松脱紧固件的拆分图。

图中：1、驱动头；101、驱动槽；102、容置槽；103、圆柱段；2、螺柱；3、非圆限位头；301、配合孔；302、限位槽；4、配合圆筒；401、配合槽；5、螺母；6、驱动块；601、驱动主体；602、让位切面；603、凸块；604、绑绳部；7、伸缩块；701、配合块；8、锁止导块；9、导槽；10、锁止齿环；11、拉绳；12、驱动弹簧；13、过孔；14、让位弹簧；15、复位弹簧；16、导入槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

一种高适应性防松脱紧固件，参照图1-图3所示，包括螺栓，螺栓包括驱动头1和螺柱2，驱动头1和螺柱2之间连接有直径小于驱动头1且大于螺柱2的圆柱段103，在螺栓外转动套接有配合圆筒4，配合圆筒4靠近驱动头1的一端设置有大于配合圆筒4的非圆限位头3，非圆限位头3呈正多边形，本实施例采用的为正六边形，在非圆限位头3上设置有可供圆柱段103穿过的配合孔301，配合孔301和圆柱段103之间设置有转动轴承，配合孔301于转动轴承的外圈固定，圆柱段103与转动轴承的内圈固定，上述设置使螺栓能够相对非圆限位头3流畅转动。

在配合圆筒4和螺柱2之间设置有与螺柱2配合的螺母5，螺母5与配合圆筒4之间设置有限位螺母5转动的导向机构，导向机构包括于配合圆筒4上沿其轴向设置的导槽9以及于螺母5上凸设的穿过导槽9后延伸至配合圆筒4外的锁止导块8，导槽9绕配合圆筒4周向均匀间隔设置有至少2个，锁止导块8的数量与导槽9一致，这样设置可使螺母5沿着螺柱2的轴向稳定往复移动，本实施例中，锁止导块8和导槽9设置有4个。

在配合圆筒4上设置有将螺母5在螺柱2上从转动切换至沿螺柱2轴向移动的弹性定位机构，具体设置参照图3-图5所示，弹性定位机构包括在配合圆筒4远离非圆限位头的一端于导槽9的两侧弹性伸缩设置的伸缩块7，相邻伸缩块7之间存在将锁止导块8导入导槽9的导入槽16，伸缩块7与配合圆筒4之间的连接结构为，在伸缩块7靠近配合圆筒4的一侧凸设有配合块701，在配合圆筒4远离非圆限位头3的一端凹陷有供配合块701插入的配合槽401，在配合槽401和配合块701之间设置有两端与两者固定连接的让位弹簧14，安装螺母5时，只需将螺母5在螺柱2上转动，螺母5抵压伸缩块7进行收缩，当锁止导块8与导槽9正对后，伸缩块7在让位弹簧14的复位力下复位，锁止导块8自动卡入至导槽9内，随着螺柱2的转动，锁止导块8就沿着导槽9往复移动。

为了确保锁止导块8能够精确卡入到导槽9且在锁止导块8的移动过程中不会发生卡涩或卡死现象，导入槽16有两种设置方式，一种为：导入槽16的两侧侧壁呈相互平行的平面，两平面之间的间距与导槽9的间距一致；另一种为：导入槽16呈自远离导槽9的一侧向靠近导槽9的一侧间距逐渐减小的斜面，两斜面的最小间距与导槽9间距一致，本实施例采用的为第一种设置方式，此外，伸缩块7的伸缩范围小于锁止导块8沿配合圆筒4轴向延伸的长度，这样，随着伸缩块7的复位，配合块701表面相对导槽9表面形成的凹部不会导致锁止导块8的偏移，当锁止导块8脱离导入槽16后，已经存在部分锁止导块8导入到导槽9内，从而保证锁止导块8始终作流畅的直线运动。

在驱动头1端部弹性伸缩设置有一驱动块6，具体设置为，在驱动头1远离螺柱2的一端凹陷有一驱动槽101，该驱动槽101结构与驱动其的扳手一致即可，本实施例中，驱动槽101为异形，是由两个结构组合而成，本实施例中，驱动块6包括呈正六边形的驱动主体601以及自驱动主体601上呈180°凸设的两凸块603，驱动槽101可供上述的驱动块6伸缩，上述结构中，正六边形和一字型的扳手均能驱动驱动块6收缩，在驱动槽101底部和驱动块6之间设置有两端与两者固定连接的驱动弹簧12，驱动头1在常态(弹簧处于复位状态)时，优选其远离驱动弹簧12的一端与驱动头1的一端齐平，这样，能够起到防尘和隐蔽驱动槽101的效果。

在驱动头1和非圆限位头3之间设置有令两者随着驱动块6的收缩解锁并随着驱动块6的伸出进行锁止的联动锁止机构，联动锁止机构包括于驱动头1靠近非圆限位头3的一侧凹陷的容置槽102、于非圆限位头3靠近驱动头1的一侧凹陷的与容置槽102对应的限位槽302以及于容置槽102内伸缩设置的可全部缩入其内或局部伸出后插入限位槽302的锁止块，锁止块优选锁止齿环10，容置槽102和限位槽302为可供锁止齿环10插入的齿槽，锁止的精度与锁止齿环10的齿数呈正比，本实施例中，锁止齿环10的齿数为36个，当非圆限位头3静止时，驱动头1每转动10°就能驱使锁止机构进行锁止，锁止块和驱动块6之间设置有随着驱动块6的收缩驱使锁止块回缩并随着驱动块6的复位驱使锁止块伸出的驱动机构，驱动机构包括于容置槽102侧壁远离容置槽102开口的一端设置的与驱动槽101连通的过孔13，在驱动块6的侧壁和锁止齿环10靠近容置槽102的一侧之间固定有穿过过孔13且两端与两者固定的拉绳11，拉绳11绕螺柱2的转动中心周向均匀间隔设置有至少2根，为了拉绳11能够在驱动槽101内流畅移动，驱动主体601靠近过孔13处设置有竖直的让为切面602，让为切面602与驱动槽101之间存在供拉绳11穿过的空间，本实施例中，拉绳11为钢丝绳，钢丝绳设置有两根，在驱动块6和锁止齿环10上设置便于拉绳11固定的绑绳部604，绑绳部604包括一凹槽以及于凹槽开口处中央设置的绑绳杆，在拉绳11上于容置槽内套接有两端分别与容置槽102底部和锁止块弹性抵接的复位弹簧15。

本方案的紧固件对两个待锁紧的物体的紧配步骤如下：

1、插接配合：将配合圆筒4与待紧配物体上的安装孔插接配合；

2、螺母5安装：一手握住配合圆筒4，一手将螺母5与螺柱2转动配合，螺母5在转动过程中，其上的锁止导块8先抵压伸缩块7驱使伸缩块7避让露出螺柱2，当螺母5转动至其上的锁止导块8与导槽9对接后，伸缩块7自动复位，锁止导块8导入导槽9且局部伸出至配合圆筒4外，锁止导块8伸出配合圆筒4外的局部用于最终对待紧配物体的锁紧；

3、锁紧：操作人员来到驱动头1一侧，一手用扳手夹持非圆限位头3限位其转动，另一手用一字螺丝刀或正六边形螺丝刀抵住驱动块6后将其插入驱动槽101，随着驱动块6缩入驱动槽101，锁止齿环10在拉绳11作用下脱离限位槽302，驱动头1和非圆限位头3解锁，此时，转动螺丝刀驱使驱动头1转动，就能驱使螺母5和锁止导块8沿着螺柱2的轴向移动，当锁止导块8移动至抵住待紧配物体端部且螺丝刀无法再转动后，拔出螺丝刀，随着螺丝刀的拔出，锁止齿环10在复位弹簧15作用下局部伸出容置槽并插入限位槽302，非圆限位头3和驱动头1再次锁止，驱动块6复位遮住驱动槽101。

只需上述三步骤就能利用本方案的紧固件对物体进行紧固，整个结构无论是安装多大的物件，操作者都可以一人独自完成锁紧，且只有满足限位非圆限位头3的转动的同时边抵压驱动块6边转动驱动头1转动才能导致锁止导块8松脱，故，一般的外力以及使用年限的延长均不会导致本方案的紧固件出现松脱现象。

Claims (7)

1.一种高适应性防松脱紧固件，包括螺栓，螺栓包括驱动头(1)和螺柱(2)，其特征在于：在螺栓外转动套接有一配合圆筒(4)，配合圆筒(4)靠近驱动头(1)的一端设置有大于配合圆筒(4)的非圆限位头(3)，配合圆筒(4)和螺柱(2)之间设置有与螺柱(2)配合的螺母(5)，螺母(5)与配合圆筒(4)之间设置有限位螺母(5)转动的导向机构，导向机构包括于配合圆筒上沿其轴向设置的导槽(9)以及于螺母(5)上凸设的穿过导槽(9)后延伸至配合圆筒(4)外的锁止导块(8)，在配合圆筒(4)上设置有将螺母(5)在螺柱(2)上从转动切换至沿螺柱(2)轴向移动的弹性定位机构，弹性定位机构包括在配合圆筒(4)远离非圆限位头的一端于导槽(9)的两侧弹性伸缩设置的伸缩块(7)，相邻伸缩块(7)之间存在将锁止导块(8)导入导槽(9)的导入槽(16)，在驱动头(1)端部弹性伸缩设置有一驱动块(6)，在驱动头(1)和非圆限位头(3)之间设置有令两者随着驱动块(6)的收缩解锁并随着驱动块(6)的伸出进行锁止的联动锁止机构，联动锁止机构包括于驱动头(1)靠近非圆限位头(3)的一侧凹陷的容置槽(102)、于非圆限位头(3)靠近驱动头(1)的一侧凹陷的与容置槽(102)对应的限位槽(302)以及于容置槽(102)内伸缩设置的可全部缩入其内或局部伸出后插入限位槽(302)的锁止块，锁止块和驱动块(6)之间设置有随着驱动块(6)的收缩驱使锁止块回缩并随着驱动块(6)的复位驱使锁止块伸出的驱动机构，驱动机构包括于驱动头(1)远离螺柱(2)的一端凹陷的可供驱动块(6)伸缩的驱动槽(101)、两端与驱动槽(101)底部和驱动块(6)固定的驱动弹簧(12)以及于容置槽(102)侧壁远离容置槽(102)开口的一端设置的与驱动槽(101)连通的过孔(13)，在驱动块(6)的侧壁固定有穿过过孔(13)与锁止块靠近容置槽(102)的一侧固定的拉绳(11)，在拉绳(11)上于容置槽(102)内套接有两端分别与容置槽(102)底部和锁止块弹性抵接的复位弹簧(15)。

2.根据权利要求1所述的一种高适应性防松脱紧固件，其特征在于：锁止块为一锁止齿环(10)，容置槽(102)和限位槽(302)均为可供锁止齿环(10)插入的齿槽。

3.根据权利要求1所述的一种高适应性防松脱紧固件，其特征在于：拉绳(11)绕螺柱(2)的转动中心周向均匀间隔设置有至少两根。

4.根据权利要求1所述的一种高适应性防松脱紧固件，其特征在于：导槽(9)绕配合圆筒(4)周向均匀间隔设置有至少2个，在螺母(5)上对应设置有与导槽(9)数量一致的锁止导块(8)。

5.根据权利要求4所述的一种高适应性防松脱紧固件，其特征在于：导入槽(16)的两侧侧壁呈相互平行的平面，两平面之间的间距与导槽(9)的间距一致。

6.根据权利要求4所述的一种高适应性防松脱紧固件，其特征在于：导入槽(16)呈自远离导槽(9)的一侧向靠近导槽(9)的一侧间距逐渐减小的斜面，两斜面的最小间距与导槽(9)间距一致。

7.根据权利要求4所述的一种高适应性防松脱紧固件，其特征在于：伸缩块(7)的伸缩范围小于锁止导块(8)沿配合圆筒(4)轴向延伸的长度。