CN206972736U - 利用滚柱机构的永不松动螺母 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用滚柱机构的永不松动螺母，包括螺母，所述螺母的一个侧面开设有滚柱槽道，所述滚柱槽道的截面为直角梯形，且滚柱槽道内设置有滚柱，所述滚柱垂直于滚柱槽道所在的直角梯形截面，滚柱的右边连接有弹簧，所述弹簧的右端与滚柱槽道的右端面连接。该螺母中的滚柱槽道上端面是倾斜的，在螺母拧紧方向低，在螺母松弛方向高，当螺母松弛时，即螺母向松弛方向运动时，由于槽道倾斜，螺母的运动受到滚柱阻碍，由此起到螺母防松的目的；在滚柱槽道内增加了弹簧，弹簧给滚柱有弹力作用，进一步加强了螺母的防松抗振作用。

Description

利用滚柱机构的永不松动螺母

技术领域

本实用新型涉及螺母技术领域，特别涉及一种利用滚柱机构的永不松动螺母。

背景技术

一般的螺母在使用过程中，由于振动等其它原因会自行松脱，而且在当前机械设备的事故中，有80％以上的事故是由于紧固件的松动而造成的。为了减少此类事故的发生，自锁螺母应运而生。

自锁螺母主要应用在大型机械及高振动机械领域，能够在一定范围内克服普通螺母在服役条件下易松动的缺点(不存在完全不松动的螺母，仅仅是在锁定能力上有差别)。目前已经出现并投入生产的自锁螺母已有10多种，其中国内广泛应用的有3种，分别是：锯齿式、偏心轴式(日本Hard Lock公司出品)、Spiralock式。通盘考察这10多种自锁螺母，一般能提升自锁能力约2～3倍，但是却有如下缺点：

锯齿式、紧环式、非圆螺廓式、卡圈式、双金属式、弹性变形式等自锁螺母在振动作用下，螺栓与螺母之间、以及螺母外面与工件之间产生金属的塑性变形，使外螺纹之间松动或使咬合面脱离；已有的自锁螺母加工精度要求高，生产成本过大，如我国高速铁路动车组(EMU)主要应用的Hard Lock偏心轴自锁螺母，其生产时所需要的精度远超国内工业生产成本；Pilgrim式螺母需要在螺母内部安装液压操控装置，结构过于复杂；Spiralock式螺母要把其内螺纹的60°角牙局部加工成30°角；如锯齿式、紧环式螺母等对被紧面的刚性、平整程度有一定要求；上述自锁螺母除Hard Lock式、双向紧固式、锯齿式等之外，不支持螺母二次拆装；

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用滚柱机构的永不松动螺母，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供了一种利用滚柱机构的永不松动螺母，包括螺母，所述螺母的一个侧面开设有滚柱槽道，所述滚柱槽道的截面为直角梯形，且滚柱槽道内设置有滚柱，所述滚柱垂直于滚柱槽道所在的直角梯形截面，滚柱的右边连接有弹簧，所述弹簧的右端与滚柱槽道的右端面连接。

较佳地，所述滚柱由钢材制成。

较佳地，所述弹簧采用等直径弹簧钢丝绕成。

较佳地，所述弹簧为左旋结构的压簧。

本实用新型和现有技术相比，其优点在于：

本实用新型提供了一种利用滚柱机构的永不松动螺母，对螺母加工精度要求不高，滚柱槽道斜面倾角可以在一定的范围内均有良好的锁定效果，滚柱槽道的深度与宽度的加工范围同样可以放宽，对滚柱的长度、直径等方面的精度要求同样可以放宽。采用国家标准的螺母内螺纹，不对其进行修改。螺母上滚柱槽道的加工可以通过金属切削或是冲压来实现，生产成本低，对已有设备的兼容性好，仅需对现有生产线和生产设备做微小改造，可以便捷地把已有的非自锁螺母加工成本研究设计的螺母。对已有的被紧固机械设备兼容性好，易于安装和拆卸，支持多次拆装，且保证紧固效果相同。对螺母的外形尺寸没有更多的要求，原有螺母的六角形结构可保持不变。对原有螺母材料选择和热处理制度等方面没有改动，应用前景非常广泛。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种利用滚柱机构的永不松动螺母结构示意图；

图2为机构平面结构图；

图3为螺母受力分析图。

附图标记说明：

1、螺母；1-1、侧面；1-2、滚柱槽道；2、滚柱；3、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种利用滚柱机构的永不松动螺母，包括螺母1，所述螺母1的一个侧面1-1开设有滚柱槽道1-2，所述滚柱槽道1-2的截面为直角梯形，且滚柱槽道1-2内设置有滚柱2，所述滚柱2垂直于滚柱槽道1-2所在的直角梯形截面，滚柱2的右边连接有弹簧3，所述弹簧3的右端与滚柱槽道1-2的右端面连接。具体的，滚柱槽道的直角梯形截面的上底宽度小于下底宽度，弹簧的一端与滚柱连接，另一端与滚柱槽道内的下底所在平面连接，且滚柱槽道的截面在如箭头所示螺母拧紧方向低，在螺母松弛方向高。该螺母中的滚柱槽道上端面是倾斜的，在螺母拧紧方向低，在螺母松弛方向高，当螺母松弛时，即螺母向松弛方向运动时，由于槽道倾斜，螺母的运动受到滚柱阻碍，由此起到螺母防松的目的；在滚柱槽道内增加了弹簧，弹簧给滚柱有弹力作用，进一步加强了螺母的防松抗振作用。

进一步地，所述滚柱2由钢材制成。

进一步地，所述弹簧3采用等直径弹簧钢丝绕成。

进一步地，所述弹簧3为左旋结构的压簧。

本实用新型的原理如下：根据图3所示的螺母受力分析图，当螺母静止，既螺母处于平衡状态，则螺母受力满足平衡条件

∑F_x＝0F_W-F_f2-F_f1·cosα-F_N1·sinα＝0 (1)

∑F_y＝0F_N2-FY-F_f1·sinα+F_N1·cosα＝0 (2)

螺母不滑动的条件是：

F_f2≤F_N2·f (3)

(3)式中f是螺母和被连接件间的摩擦系数

由以(1)式，(2)式和(3)式可得：

从(4)式可以看出，由于螺母松弛的外部载荷小于螺母所受的约束力，固螺母就不会松动，由此达到螺母防松目的。

式中：F_W——使螺母松弛的外部载荷；

F_N1——滚柱给螺母的约束力；

F_f1——滚柱给螺母的摩擦力；

F_N2——被连接件给螺母的约束力；

F_f2——被连接件给螺母的摩擦力；

F_Y——螺母受到的预紧力；

α——螺母滑槽倾斜面倾斜角度。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种利用滚柱机构的永不松动螺母，对螺母加工精度要求不高，滚柱槽道斜面倾角可以在一定的范围内均有良好的锁定效果，滚柱槽道的深度与宽度的加工范围同样可以放宽，对滚柱的长度、直径等方面的精度要求同样可以放宽。采用国家标准的螺母内螺纹，不对其进行修改。螺母上滚柱槽道的加工可以通过金属切削或是冲压来实现，生产成本低，对已有设备的兼容性好，仅需对现有生产线和生产设备做微小改造，可以便捷地把已有的非自锁螺母加工成本研究设计的螺母。对已有的被紧固机械设备兼容性好，易于安装和拆卸，支持多次拆装，且保证紧固效果相同。对螺母的外形尺寸没有更多的要求，原有螺母的六角形结构可保持不变。对原有螺母材料选择和热处理制度等方面没有改动，应用前景非常广泛。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.利用滚柱机构的永不松动螺母，包括螺母(1)，其特征在于，所述螺母(1)的一个侧面(1-1)开设有滚柱槽道(1-2)，所述滚柱槽道(1-2)的截面为直角梯形，且滚柱槽道(1-2)内设置有滚柱(2)，所述滚柱(2)垂直于滚柱槽道(1-2)所在的直角梯形截面，滚柱(2)的右边连接有弹簧(3)，所述弹簧(3)的右端与滚柱槽道(1-2)的右端面连接。

2.如权利要求1所述的利用滚柱机构的永不松动螺母，其特征在于，所述滚柱(2)由钢材制成。

3.如权利要求1所述的利用滚柱机构的永不松动螺母，其特征在于，所述弹簧(3)采用等直径弹簧钢丝绕成。

4.如权利要求1所述的利用滚柱机构的永不松动螺母，其特征在于，所述弹簧(3)为左旋结构的压簧。