阅读说明：本技术 高扭矩螺栓 (High-torque bolt ) 是由 阿诺德·R·利马托克 于 2018-01-10 设计创作，主要内容包括：螺栓包括主螺栓头、螺纹轴和可变形螺栓头部件。主螺栓头具有凹部。螺纹轴从主螺栓头延伸。螺纹轴具有在其周围缠绕的外螺纹。可变形螺栓头部件具有外凸缘和内螺纹孔。可变形螺栓头部件的外凸缘联接到主螺栓头,使得在可变形螺栓头部件和凹部之间形成缓释空间。(The bolt includes a main bolt head, a threaded shaft and a deformable bolt head member. The head of the master bolt has a recess. A threaded shaft extends from the head of the main bolt. The threaded shaft has an external thread wound therearound. The deformable bolt head member has an outer flange and an internally threaded bore. The outer flange of the deformable bolt head member is coupled to the main bolt head such that a relief space is formed between the deformable bolt head member and the recess.)

高扭矩螺栓

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月26日提交的第15/416,358号美国专利申请的优先权，该美国专利申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及螺栓，更具体地涉及具有加强头的高扭矩螺栓。

背景技术

在许多应用中，需要将螺纹螺母紧固在螺纹螺栓上，该螺纹螺栓能够承受高扭矩和相应的较高的预加负载，而螺栓/螺母紧固件不会发生故障(例如，螺栓头被剪断或弹出)。传统上，螺母紧固在螺栓的螺纹轴上，这向接头施加预载力。接头通常包括由螺栓/螺母紧固件固定或栓接在一起的两个物件(例如板)。预载力使得螺栓轴沿其中心轴线伸展，并且还将物件保持和/或栓接在一起(例如，通过螺栓头和螺母在物件上施加相反的夹持力)。然而，螺母和螺栓紧固件的常规用法将预载力集中在轴与螺栓头会合的点，该点可能是螺栓最薄弱的点，且最容易发生故障。本公开旨在通过提供一种具有改进的头轴接头的高扭矩螺栓来解决这些和其他问题，该头轴接头允许螺栓/螺母紧固件被扭转以施加相对更高的预载力。

发明内容

根据本公开的一些实施方式，螺栓包括主螺栓头、螺纹轴和可变形螺栓头部件。主螺栓头具有凹部。螺纹轴从主螺栓头延伸。螺纹轴具有在其周围缠绕的外螺纹。可变形螺栓头部件具有外凸缘和内螺纹孔。可变形螺栓头部件的外凸缘固定到主螺栓头，使得在可变形螺栓头部件和凹部之间形成缓释空间。

根据本公开的一些实施方式，螺栓包括主螺栓头、螺纹轴和可变形螺栓头部件。主螺栓头具有(i)前表面，(ii)相对后表面，(iii)外表面以及(iv)前表面中的凹部，外表面配置成被工具接合，以围绕螺栓轴的中心轴线旋转螺栓，从而使得主螺栓头在第一方向上朝向物体轴向移动，前表面中的凹部朝向相对后表面延伸到主螺栓头中。螺纹轴在头轴接头处从主螺栓头延伸。螺纹轴具有在其周围缠绕的外螺纹。可变形螺栓头部件具有：(i)前表面，其配置成接合物体，从而限制可变形螺栓头部件的轴向移动；(ii)相对后表面；(iii)外表面；(iv)内螺纹孔，在其中形成一圈内螺纹的至少部分；以及(v)外凸缘。可变形螺栓头部件的内螺纹孔螺纹联接到螺纹轴上。可变形螺栓头部件的外凸缘附接到主螺栓头的前表面，使得在可变形螺栓头部件和凹部之间形成缓释空间。缓释空间提供用于可变形螺栓头部件在安装螺栓过程中变形进入的区域。

根据本公开的一些实施方式，制造螺栓的方法包括：设置主螺栓头，该主螺栓头具有从其延伸的螺纹轴，主螺栓头具有凹部；设置具有外凸缘和内螺纹孔的可变形螺栓头部件；将可变形螺栓头部件拧到螺纹轴上，使得可变形螺栓头部件的部分定位在主螺栓头的凹部内，且直到外凸缘接合主螺栓头的前表面，从而在可变形螺栓头部件和凹部之间形成缓释空间。

根据本公开的一些实施方式，提供了一种利用螺母将螺栓固定到物体上的方法。螺栓具有从主螺栓头延伸的螺纹轴和联接到主螺栓头的可变形螺栓头部件，使得在主螺栓头和可变形螺栓头部件之间形成缓释空间。该方法包括：将螺纹轴穿过物体中的开口定位，使得螺纹轴的部分从开口突出；通过在第一旋转方向上旋转螺母来将螺母拧到螺纹螺栓轴的从开口突出的部分上，从而使螺母在第一方向上朝向物体的第一表面轴向移动；通过以下方式使螺母的前表面邻接物体的第一表面，并且使可变形螺栓头部件的前表面邻接物体的第二相对表面：(i)继续将螺母拧到螺纹螺栓轴的所述部分上，(ii)在相反的第二旋转方向上旋转螺栓，或者(iii)(i)和(ii)的组合；在螺母的前表面邻接物体的第一表面情况下，以及在可变形螺栓头部件的前表面邻接物体的第二相对表面的情况下，(a)在第一旋转方向上向螺母施加第一旋转扭矩，(b)在第二旋转方向上向螺栓施加第二旋转扭矩，或者(c)(a)和(b)两者；施加第一旋转扭矩、施加第二旋转扭矩或者施加第一旋转扭矩和第二旋转扭矩两者使得：(x)主螺栓头在与第一方向相反的第二方向上轴向移动，以及(y)可变形螺栓头部件变形，从而进入形成在可变形螺栓头部件和主螺栓头之间的缓释空间。

根据本公开的一些实施方式，制造具有加强头的螺栓的方法包括：设置主螺栓头，该主螺栓头具有从其延伸的螺纹轴；围绕螺纹轴定位成角衬圈，使得成角衬圈接合主螺栓头，成角衬圈具有成角内表面；将成角衬圈固定到主螺栓头上，从而形成加强头的凹部；将可变形螺栓头部件拧到螺纹轴上(i)使得可变形螺栓头部件的部分定位在加强头的凹部内，并且(ii)直到可变形螺栓头部件的外凸缘接合成角衬圈的前表面，从而在可变形螺栓头部件和凹部之间形成缓释空间。

根据本公开的一些实施方式，具有加强头的螺栓包括主螺栓头、成角衬圈、螺纹轴和可变形螺栓头部件。成角衬圈具有成角内表面。成角衬圈固定到主螺栓头上，使得成角衬圈形成加强头的凹部。螺纹轴从主螺栓头延伸并穿过成角衬圈。螺纹轴具有在其周围缠绕的外螺纹。可变形螺栓头部件具有外凸缘和内螺纹孔。可变形螺栓头部件的外凸缘固定到成角衬圈上，使得在可变形螺栓头部件和凹部之间形成加强头的缓释空间。

根据本公开的一些实施方式，具有加强头的螺栓包括主螺栓头、衬圈、螺纹轴和可变形螺栓头部件。衬圈固定到主螺栓头上，使得衬圈形成加强头的凹部。螺纹轴从主螺栓头延伸并穿过衬圈。螺纹轴具有缠绕在其周围的外螺纹。可变形螺栓头部件具有外凸缘和内螺纹孔。可变形螺栓头部件的外凸缘联接到衬圈，使得在可变形螺栓头部件和凹部之间形成加强头的缓释空间。

参考附图，本公开的其他目的、特征和优点将在下面的详细描述中解释。

附图说明

图1A是根据本公开的一些实施方式的螺栓的分解俯视立体图；

图1B是图1A的螺栓的分解仰视立体图；

图1C是图1A的螺栓的分解正面剖视图；

图2A是图1A的螺栓的组装俯视立体图；

图2B是图2A的螺栓的组装仰视立体图；

图2C是图2A的螺栓的组装正面剖视图；

图3A是根据本公开的一些实施方式的图2A的螺栓的正面剖视图，该螺栓松弛地穿过物体定位，并且在螺母被扭转之前与螺母松弛地螺纹接合；

图3B是根据本公开的一些实施方式的图3A的螺栓的正面剖视图，该螺栓在螺母被扭转之前与螺母螺纹接合，使得物体被固定在螺栓与螺母之间；

图3C是图3A的螺栓的正面剖视图，该螺栓在螺母被部分扭转使得螺栓的可变形螺栓头部件开始变形之后与螺母螺纹接合；以及

图3D是图3A的螺栓的正面剖视图，该螺栓在螺母被完全扭转使得螺栓的可变形螺栓头部件进一步变形之后与螺母螺纹接合。

虽然本公开易于做出各种修改和替代形式，但是在附图中已经通过示例的方式示出了具体的实施方式，并且将在本文详细描述。然而，应当理解，本公开并不旨在局限于所公开的特定形式。相反，本公开将覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同和替代。

具体实施方式

总体参照图1A至图1C，螺栓100(例如，单件式自加强螺栓)包括主螺栓头120、成角衬圈130、从主螺栓头120延伸的螺纹轴140和可变形螺栓头部件150。如图1A至图1C所示，螺栓100被分解或处于预组装配置，在分解或处于预组装配置中，成角衬圈130和可变形螺栓头部件150与主螺栓头120和螺纹轴140分离。如图2A至图2C所示，螺栓100处于组装配置，在组装配置中，成角衬圈130和可变形螺栓头部件150都固定/附接到主螺栓头120，从而形成螺栓100的加强头110。

螺栓100可以由一种或多种材料制成，诸如例如黄铜、钢、不锈钢(例如，304型不锈钢，2级，超合金)、钛、塑料、尼龙等。主螺栓头120、成角衬圈130、螺纹轴140和可变形螺栓头部件150由相同的材料(例如钢)制成。可选地，主螺栓头120、成角衬圈130和螺纹轴140由具有第一组特性的第一材料制成，并且可变形螺栓头部件150由具有不同于第一组特性的第二组特性的第二材料制成。例如，在这样的可选方案中，第二材料可以比第一材料相对延展性更大。

根据本公开的一些实施方式，成角衬圈130的高度可以在标准(例如，ASTM或SAE)螺栓头高度的10％至80％的范围内；主螺栓头120的高度加上成角衬圈130的高度可以在标准(例如，ASTM或SAE)螺栓头高度的10％到50倍的范围内；并且可变形螺栓头部件150的高度范围可以从0.5圈螺纹到主螺栓头120高度的95％。主螺栓头120和可变形螺栓头部件150的尺寸可以针对特定应用选择(例如，基于期望的安装扭矩)。

在一些实施方式中，可变形螺栓头部件150的高度等于可变形螺栓头部件150的内螺纹孔160的两个内螺纹162的高度。在一些这样的实施方式中，成角衬圈130的高度与可变形螺栓头部件150的高度相同或大致相同。在一些这样的实施方式中，外凸缘170(图1A)的高度在成角衬圈130的高度的约百分之二十到约百分之二十五之间。

主螺栓头120具有前表面122(图1A至图1C)、相对后表面124(在图1A和图2A中最佳地示出)和外表面126(图1A、图1B、图2A和图2B)。在本公开的一些实施方式中，主螺栓头120的外表面126例如配置为被诸如扭矩扳手之类的工具(未示出)接合，以相对于螺母200(在图3A至图3D中示出)旋转和/或保持螺栓100，使得主螺栓头120在箭头A的方向上朝向一个或多个待固定的物体300a、300b(例如，板)(例如，在螺栓100的加强头110与螺母200之间栓接在一起)轴向移动。如图1A和图2A中最佳地示出的，主螺栓头120的外表面126被成形为使得主螺栓头120具有大致六边形的外横截面，但是外表面126的其他形状也是可以考虑的(例如，正方形、椭圆形、三角形、矩形、多边形等)，使得工具能够以非旋转方式接合螺栓100(例如，工具能够使螺栓100相对于螺母200旋转和/或工具能够保持螺栓100并防止螺栓100相对于螺母200旋转)。

在一些实施方式中，主螺栓头120在安装过程中不被工具接合。相反，在这种可选实施方式中，螺母200被工具接合，使得螺母相对于螺栓100旋转。此外，在一些实施方式中，主螺栓头120被第一工具接合，螺母200被第二工具接合，使得螺栓100和/或螺母200相对于彼此旋转。在这样的实施方式中，应当理解，螺栓100和/或螺母200可以被旋转或保持(例如，防止旋转)，从而发生相对旋转，使得螺栓100和螺母200紧固在一起。

成角衬圈130(图1A至图1C)具有前表面132(图1B和图1C)、相对后表面134(在图1A中最佳地示出)、外表面136(图1A、图1B、图2A和图2B)和成角内表面138(图1B和图1C)。成角衬圈130的外表面136配置成以与外表面126相同的方式被工具(未示出)接合。如图1A和图1B中最佳示出的，成角衬圈130的外表面136成形为使得成角衬圈130具有大致六边形的外横截面，但是也可以考虑外表面136的其他形状以使得工具能够以不旋转的方式接合螺栓100(例如，工具能够使得螺栓100相对于螺母200旋转，反之亦然)。如图2A至图2C中最佳示出的，成角衬圈130的整个外表面136与主螺栓头120的整个外表面126共面(即，围绕加强头110的整个圆周)。

衬圈130的成角内表面138从成角衬圈130的前表面132朝向成角衬圈130的相对后表面134延伸。此外，当成角衬圈130固定/附接到主螺栓头120的前表面122时，成角衬圈130的成角内表面138形成加强头110的环形向内渐缩的凹部139。

如图1C中最佳示出的，成角内表面138以及因此向内渐缩的凹部139相对于螺栓100的垂直轴线或中心轴线X_c以约45度的角度θ渐缩。可选地，成角内表面138和向内渐缩的凹部139可以相对于螺栓100的垂直轴线或中心轴线X_c以角度θ渐缩，该角度θ在约0度和约90度之间。更优选地，成角内表面138和向内渐缩的凹部139相对于螺栓100的垂直轴线或中心轴线X_c以角度θ渐缩，该角度θ在约30度和约75度之间。

虽然成角衬圈130和主螺栓头120被示出为螺栓100的两个独立且不同的部件，但是可以设想成角衬圈130和主螺栓头120可以是一个整体部件。在这种实施方式中，加强头110的向内渐缩的凹部139在这里可以被称为主螺栓头120的凹部。

成角衬圈130具有标准螺栓头高度的约百分之二十五的高度(例如，在约0.05英寸和约0.25英寸之间，约0.05英寸、约0.07英寸、约0.08英寸、约0.09英寸、约0.1英寸、约0.25英寸等)。在一些实施方式中，成角衬圈130的高度在主螺栓头120加上成角衬圈130的总高度的约百分之一至约百分之二十五之间(例如，约百分之一、约百分之二、约百分之五、约百分之十、约百分之十五、约百分之二十、约百分之二十五等)。

虽然在此示出并描述了成角衬圈130具有特定形状(例如，直锥/直角)的成角内表面138，该特定形状与如图所示的形状(例如，锥形凹部)一起形成向内渐缩的凹部139，但是在一些可选实施方式中，衬圈的内表面可以具有多种其他形状和配置，使得凹部也具有不同的形状和配置。例如，内表面可以具有凹入配置(例如，铲形、弯曲角度、简单曲线等或其任何组合)。在一些这样的实施方式中，衬圈的内表面的凹入配置提供了可变形螺栓头部件150可以变形进入/流入的相对更多的空间。对于另一个示例，内表面可以具有凸出配置(例如，凸起、向外弯曲的角度、突起等或其任何组合)。在一些这样的实施方式中，衬圈的内表面的凸出配置提供可变形螺栓头部件150可以变形进入/流入的相对更小的空间。作为另一个示例，内表面可以具有任何形状/配置，从而形成凹部以提供一定量的空间，在螺栓100的安装过程中，可变形螺栓头部件150可以变形进入/流入该一定量的空间。

螺纹轴140是圆柱形杆，外螺纹142缠绕在螺纹轴140周围。虽然示出了具有螺距和螺纹深度的特定尺寸的螺纹，但是外螺纹142可以具有任何螺距和任何深度。此外，虽然示出了螺纹轴140的特定长度，但是螺纹轴140可以具有任何长度(例如，在约0.25英寸或更短与约100英寸或更长之间)。虽然螺纹轴140和主螺栓头120被示出为一个整体部分，但是螺纹轴140可以被描述为在头轴接头处或沿着头轴接头附接或联接到主螺栓头120，头轴接头在图1C中被示为假想线/虚线HSJ。

可变形螺栓头部件150具有中心主体部分155(图1A至图1C)和外凸缘170(图1A至图1C)。中心主体部分155限定了可变形螺栓头部件150的内螺纹孔160(图1A至图1C)。可变形螺栓头部件150具有前表面152(图1B和图1C)、相对后表面154(图1A和图1C)、外表面156(图1A至图1C)、倾斜前面172(图1B和图1C)和倾斜后面174(图1A和图1C)。中心主体部分155总体上被定义为可变形螺栓头部件150的位于外凸缘170和内螺纹孔160之间以及倾斜前面172和倾斜后面174之间的部分。如下文进一步详细描述的，中心主体部分155在螺栓100的安装过程中变形和/或塑化。根据本公开的一些实施方式，润滑剂(例如，油、WD40、特氟隆等)可以用在螺栓100(例如，在可变形螺栓头部件150上)以及待螺栓连接在一起的物体300a、300b(见图3A至图3D)之间，以实现和/或协助促进中心主体部分155相对于物体300a、300b旋转，并且增加夹持力，并且促进中心主体部分155在加强头110的向内渐缩的凹部139中变形或塑化。

在一些实施方式中，可变形螺栓头部件150具有关于横向平面对称形成的大体“飞碟”的形状。如图1C中最佳示出的，倾斜前面172和倾斜后面174两者相对于水平面和/或相对于外凸缘170分别成角度α和β。如图所示，角度α和β各自约为一百五十度。可选地，在一些实施方式中，角度α和β可以是在约九十度和约一百八十度之间的任何角度(例如，约90度、约100度、约110度、约120度、约130度、约140度、约150度、约160度、约170度、约180度等)。更优选地，角度α和β中的每一个在约一百度和约一百七十度之间。虽然角度α和β被示出为是相同的，但是角度α和β可以是不同的。例如，角度α可以是约一百三十度，角度β可以是约一百六十度。可以考虑不同角度α和β的任何组合。在一些可选实施方式中，角度α和β可以是约九十度到约二百七十度之间的任何角度。

作为可变形螺栓头部件150具有由处于九十度至一百八十度之间的角度α和β的倾斜前面172和倾斜后面174形成的大体“飞碟”形状的可选方案，可变形螺栓头部件150可以具有在前面上倒置和/或在后面上倒置的倒置中心主体部分(未示出)。在这样的可选实施方式中，角度α和β大于一百八十度。例如，可变形螺栓头部件可以具有处于约一百八十一度与约二百零五度之间的角度α和β的倒置前面(未示出)和倒置后面(未示出)。根据可变形螺栓头部件倒置的一些这样的实施方式，加强头110的向内渐缩的凹部139可以从(i)从成角衬圈130的前表面132向加强头110内且朝向主螺栓头120的前表面122延伸改变为(ii)远离主螺栓头120的前表面122向加强头110外部延伸(例如，向外渐缩的凹部)。

根据本公开的一些实施方式，可变形螺栓头部件150和/或中心主体部分155的高度约为标准螺栓头高度的三分之一(例如，在约0.07英寸和约0.33英寸之间，约0.066英寸、约0.08英寸、约0.11英寸、约0.15英寸、约0.33英寸等)。在一些实施方式中，中心主体部分155的高度可以在从单条螺纹高度的约一半到主螺栓头120的高度加上成角衬圈130的高度的约95％的范围内。在一些实施方式中，可变形螺栓头部件150和/或中心主体部分155的高度在主螺栓头120的总高度加上成角衬圈130的高度的约百分之一至约百分之九十五之间(例如，约百分之一、约百分之二、约百分之五、约百分之十、约百分之二十、约百分之二十五、约百分之三十、约百分之三十五、约百分之四十、约百分之四十五、约百分之九十五等)。更优选地，可变形螺栓头部件150和/或中心主体部分155的高度在主螺栓头120的总高度加上成角衬圈130的高度的约百分之五到约百分之三十五之间。可以考虑可变形螺栓头部件150、主螺栓头120和成角衬圈130的不同高度的任何组合。

可变形螺栓头部件150的前表面152是螺栓100的加强头110的最前表面，其定位成接合要螺栓连接在一起(例如，在加强头110和螺母200之间)的物体300a、300b(见图3A至图3D)，这限制了螺栓100安装过程中可变形螺栓头部件150的轴向移动。

可变形螺栓头部件150的外表面156配置成以与主螺栓头120的外表面126相同的方式被工具(未示出)接合。如图1A和图1B中最佳示出的，可变形螺栓头部件150的外表面156成形为使得可变形螺栓头部件150具有大致六边形的外横截面，但是也是可以考虑外表面156的其他形状使得工具能够以不旋转的方式接合螺栓100(例如，工具可以使得螺栓100相对于螺母200旋转，反之亦然)。

可变形螺栓头部件150的内螺纹孔160在其中形成多圈内螺纹162(图1A至图1C)。如图所示，可变形螺栓头部件150的内螺纹162具有与螺纹轴140的外螺纹142相同的螺距和深度，使得可变形螺栓头部件150可以容易拧到(即旋拧上)螺栓100的螺纹轴140上(例如，在螺栓100的组装/制造过程中)。如图1C最佳示出的，内螺纹孔160在其中形成约两整圈的内螺纹162。可选地，内螺纹孔160在其中形成约0.125圈与约200圈的内螺纹162。更优选地，内螺纹孔160在其中形成约0.5圈与约4圈的内螺纹162。在一些实施方式中，内螺纹孔160在其中形成少于三整圈的内螺纹162。在一些实施方式中，内螺纹孔160在其中形成少于两整圈的内螺纹162。在一些实施方式中，内螺纹孔160在其中形成少于一整圈的内螺纹162。

可变形螺栓头部件150的外凸缘170比可变形螺栓头部件150的中心主体部分155相对薄，使得外凸缘170能够作为中心主体部分155在螺栓100与螺母200和物体300a、300b结合的安装过程中关于其变形/塑化的枢轴和/或支点。在一些实施方式中，可变形螺栓头部件150的外凸缘170具有第一弹性模量，并且可变形螺栓头部件150的其余部分具有大于第一弹性模量的第二弹性模量。在一些实施方式中，外凸缘170具有约0.0004英寸与约12英寸之间的厚度。更优选地，外凸缘170具有约0.002英寸与约0.5英寸之间的厚度。在一些实施方式中，外凸缘170具有在可变形螺栓头部件150的最大高度/总高度的约10％至约80％之间的厚度。更优选地，外凸缘170具有在可变形螺栓头部件150的最大高度/总高度的约15％至约30％之间的厚度。

如图2A至图2C中最佳示出的，外凸缘170从中心主体部分155向外延伸，使得可变形螺栓头部件150的整个外表面156与主螺栓头120的整个外表面126和成角衬圈130的整个外表面136共面(即，围绕加强头110的整个圆周)。

可选地，外凸缘170从中心主体部分155向外延伸，使得可变形螺栓头部件150的外表面156的仅部分与主螺栓头120的外表面126和成角衬圈130的外表面136共面。例如，如果外表面156具有直径等于主螺栓头120最小宽度的外部圆形横截面，那么只有可变形螺栓头部件150的外表面156的切向部分将与主螺栓头120的外表面126和成角衬圈130的外表面136共面。

在另一可选实施方式中，外凸缘170向外延伸，使得可变形螺栓头部件150的外表面156不与主螺栓头120的外表面126和成角衬圈130的外表面136共面(例如，当可变形螺栓头部件150的最大外径小于主螺栓头120的最小外径时)。在外表面156不与外表面126和外表面136共面的一些这样的实施方式中，在安装过程中接合螺栓100的工具不会直接接合可变形螺栓头部件150。此外，在外表面156不与外表面126和外表面136共面的一些这样的实施方式中，外凸缘170和成角衬圈130的前表面132形成底切(未示出)。

在另一替代实施方式中，外凸缘170的至少一部分向外延伸超过主螺栓头120的外表面126和/或成角衬圈130的外表面136(例如，当可变形螺栓头部件150的最大外径大于主螺栓头120的最大外径时)。在一些这样的可选实施方式中，外凸缘170的一部分形成加强头110的凸缘(未示出)。加强头110的这种凸缘可例如具有任何形状的横截面，例如环、圆环形、圆形、六边形、椭圆形、正方形、三角形等或它们的任何组合。在外凸缘170的至少一部分向外延伸超过主螺栓头120的外表面126和/或成角衬圈130的外表面136的一些这样的实施方式中，在安装期间接合螺栓100的工具不会以非旋转方式接合可变形螺栓头部件150，而是邻接凸缘以帮助防止工具在安装期间滑离和/或脱离加强头110。

为了将螺栓100从其未组装或分解状态(图1A至图1C)组装成其组装状态(图2A至图2C)，成角衬圈130定位在螺纹轴140周围，使得成角衬圈130的相对后表面134邻接/接触主螺栓头120的前表面122。随着成角衬圈130邻接(例如，接触)前表面122，成角衬圈120被固定(例如，焊接、胶合、钎焊等)到主螺栓头120，从而形成加强头110的向内渐缩的凹部139。然后，可变形螺栓头部件150被拧到螺纹轴140上，直到可变形螺栓头部件150的外凸缘170邻接成角衬圈130的前表面132。这样，缓释空间180(图2C和图3A)总体上形成在可变形螺栓头部件150的一部分、成角衬圈130的一部分和螺纹轴140的一部分之间。随着外凸缘170邻接(例如，接触)成角衬圈130的前表面132，可变形螺栓头部件150被固定(例如，焊接、胶合、钎焊等)到成角衬圈130，从而完成加强头110(例如，在安装之前)。

作为将可变形螺栓头部件150固定到成角衬圈130的可选方案，可变形螺栓头部件150的外凸缘170不固定到成角衬圈130，使得可变形螺栓头部件150保持相对于成角衬圈130和相对于主螺栓头120绕螺纹螺栓轴140自由旋转。在一些这样的实施方式中，在螺栓100的安装过程中，可变形螺栓头部件150相对于成角衬圈130旋转，但是在安装过程中的某个点，可变形螺栓头部件150在预载压力下停止旋转，然后如本文所述那样变形。

如图2C中最佳示出的，缓释空间180形成为由(i)螺纹轴140、(ii)成角衬圈130的成角内表面138和(iii)外凸缘170的一部分、倾斜的后面174(图1C)和后表面154(图1C)限定的大致环形空间。缓释空间180提供用于可变形螺栓头部件150在结合螺母200和物体300a、300b安装螺栓100期间变形进入(例如，通过塑性变形弹性流动)的区域(如图3A至图3D所示)。在一些实施方式中，可变形螺栓头部件150的中心主体部分155变形进入(例如，通过塑性变形弹性流动)缓释空间180。在一些实施方式中，外凸缘170的一部分也变形进入(例如，通过塑性变形弹性流动)缓释空间180。

外凸缘170可以通过焊接、钎焊(例如银钎焊)、胶合、声波焊接等或者任何附接方法的组合经由成角衬圈130永久地和/或非旋转地附接/固定到主螺栓头120，使得可变形螺栓头部件150、成角衬圈130和主螺栓头120不能相对于彼此旋转(例如，围绕螺栓100的中心轴线X_c)。根据本公开的一些实施方式，主螺栓头120、成角衬圈130和可变形螺栓头部件150成为一体单元(例如，已经附接在一起)，从而主螺栓头120(例如，在螺栓100的安装过程中)的旋转致使成角衬圈130和可变形螺栓头部件150相应/相同的旋转。

通常，在结合螺母200和物体300a、300b安装螺栓100的过程中，缓释空间180的量减少。如图2A至图2C和图3A至图3B中的预安装(例如，螺栓100的使可变形螺栓头部件150变形的预扭转)配置中最佳示出的，可变形螺栓头部件150的第一部分包含在加强头110的向内渐缩的凹部139(图1B和图1C)中。在结合螺母200和物体300a、300b安装螺栓100(图3A至图3D)之后，可变形螺栓头部件150的第二部分包含在加强头110的向内渐缩的凹部139中，其中可变形螺栓头部件150的第二部分具有比可变形螺栓头部件150的第一部分更大的体积。类似地，由于可变形螺栓头部件150在安装过程中变形，可变形螺栓头部件150在结合螺母200和物体300a、300b安装螺栓100之前具有第一形状(例如飞碟式形状)，而在结合螺母200和物体300a、300b安装螺栓100之后具有不同的第二形状(例如单面平坦的飞碟式形状，例如前面172上是平坦的)。

现在参考图3A至图3D，描述了用螺母200将螺栓100固定到物体300a、300b的方法。首先，螺纹螺栓轴140穿过物体300a、300b中的开口定位，使得螺纹螺栓轴140的一部分从开口突出，并且使得可变形螺栓头部件150的前表面152邻接物体300a的表面301a(在图3B中最佳示出)。然后，通过在第一旋转方向上旋转螺母200(如图3A至图3D所示为顺时针方向，但是在其他实施方式中可以为逆时针方向)，螺母200被拧到螺纹螺栓轴140的从开口突出的部分上。螺母200的这种旋转使得螺母200在箭头B的方向上朝向物体300b的表面301b和朝向螺栓100的加强头110轴向移动。螺母200在螺纹螺栓轴140的部分上继续旋转，直到螺母200的前表面邻接和/或首次接触物体300b的表面301b。这样，如图3B所示(即，在扭转之前)，可变形螺栓头部件150的前表面152邻接和/或紧贴物体300a的表面301a，且螺母200邻接和/或紧贴物体300b的表面301b。

然后向螺栓100和/或螺母200施加旋转扭矩(例如，使用一个或多个工具和/或一个或多个扭矩扳手)。在一些实施方式中，螺栓100的加强头110大致保持静止(例如，通过工具)，并且旋转扭矩在旋转方向上(例如，顺时针)施加到螺母200，从而扭转螺栓/螺母紧固件。在一些其他实施方式中，螺母200保持大致静止(例如，通过工具)，并且旋转扭矩在旋转方向上(例如，逆时针)施加到螺栓100的加强头110，从而扭转螺栓/螺母紧固件。在另一些实施方式中，在第一旋转方向上(例如顺时针)向螺母200施加第一旋转扭矩，在第二旋转方向上(例如逆时针)向螺栓100施加第二旋转扭矩，从而扭转螺栓/螺母紧固件。

(例如螺栓100、螺母200或两者的)上述扭转使得主螺栓头120在箭头A的方向上轴向移动，并进一步使得可变形螺栓头部件150变形(例如中心主体部分155变形、外凸缘170变形，或两者都变形)。随着可变形螺栓头部件150变形，可变形螺栓头部件150的一部分(例如，中心主体部分155的一部分、外凸缘170的一部分或其组合)进入形成在可变形螺栓头部件150、成角衬圈130和主螺栓头120之间的缓释空间180。

如通过图3B和图3C的比较所显示的，可变形螺栓头部件150已经开始变形并进入缓释空间180。此外，如通过图3C和图3D的比较所显示的，随着更多的可变形螺栓头部件150进入缓释空间180，可变形螺栓头部件150变形更多。除了可变形螺栓头部件150进入缓释空间180之外，表面301a阻止和/或防止可变形螺栓头部件150在箭头A的方向上移动，这使得前表面152和/或倾斜的前面172变平坦，这可以通过将图3B(在扭转之前，且不平坦)与图3D(在扭转之后并，且变平坦)进行比较看出。更具体地，在一些实施方式中，倾斜的前面172变平坦，这将角度α从约一百五十度改变成约一百八十度(例如，基本平坦/与外凸缘170和/或水平面共面)。

通常，当安装螺栓100时，可变形螺栓头部件150锁定并压缩到向内渐缩的凹部139中，从而(i)加强和强化螺纹轴140和加强头110之间的联接，以及(ii)向主螺栓头120重新定向扭力和压力以获得更宽的负荷分布。具体而言，扭转过程中可变形螺栓头部件150的变形(例如，中心主体部分155的变形)使得可变形螺栓头部件150协助将预载力重新分布成远离头轴接头HSJ并朝向(i)主螺栓头120的靠外部分121(例如，主螺栓头120悬在螺纹轴140上的部分和/或对应于成角衬圈130厚度的部分)和(ii)螺纹轴140的外螺纹142的部分。具体而言，如图3C和图3D的放大部分中最佳示出的，物体300a的表面301a在可变形螺栓头部件150的前表面152上施加力(例如，由于螺栓100和螺母200的扭转引起的预载力)。该施加的力(例如，预载力)从头轴接头HSJ被重定向，该力(1)经由可变形螺栓头部件150的凸缘170并经由成角衬圈130被传递到主螺栓头120的靠外部分121，并且(2)经由可变形螺栓头部件150的内螺纹162被传递到螺纹轴140的外螺纹142的部分。

本公开的螺栓比标准螺栓(即，不具有如本文所述的可变形螺栓头部件的螺栓)性能更好。具体而言，与没有可变形螺栓头部件的标准螺栓相比，结合了可变形螺栓头部件的螺栓可以被扭转到相对更高的值，而不会剪断或弹出其头部。例如，在一些这样的实施方式中，与具有相似标称尺寸的标准螺栓相比，本公开的螺栓100可被多扭转至少约25％。在一些其他实施方式中，与具有相似标称尺寸的标准螺栓相比，本公开的螺栓100可以被多扭转至少约50％。在一些其他实施方式中，与具有相似标称尺寸的标准螺栓相比，本公开的螺栓100可以多被扭转至少约100％(即扭矩的两倍)。与标准螺栓相比，这种相对更高的扭矩产生螺栓相应更高的最大施加夹持负荷。

应当理解，在给出本公开的一般原理的上述描述的情况下可以设计出许多修改和变型。意图是，所有这些修改和变型都被认为在所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内。