阅读说明：本技术 法兰凸点、周向圆弧、高齿防松螺栓、螺母 (Flange convex point, circumferential arc, high tooth anti-loose bolt and nut ) 是由 不公告发明人 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：一种法兰半圆凸点、周向圆弧、高齿防松螺母、螺栓,它属于防松紧固件技术领域。法兰防松螺母、螺栓的法兰面应足够大,法兰面的最外圈有一环形平台,法兰环形平台上均匀设置半圆凸点、周向圆弧、高齿,凸点、周向圆弧、高齿使法兰面悬空,安装时凸点、周向圆弧、高齿首先接触工件,首先受力并将力传递给法兰面,由于是局部受力,局部变形比较大。法兰边缘也分担部分力和部分变形。高齿根脚有一小角度斜面,高齿在紧固力和摩擦力作用下,会出现横向变形,此变形与法兰变形叠加。这样的设计,弹性系数比较小,弹性变化量比较大,法兰存储的弹性势能比较大。抵抗震动和防松能力强。(A flange semicircular convex point, circumferential arc and high-tooth locknut and bolt belong to the technical field of lockfasteners. The flange surfaces of the flange locknut and the bolt are large enough, the outermost ring of the flange surface is provided with an annular platform, the flange annular platform is evenly provided with semicircular convex points, circumferential arcs and high teeth, the convex points, the circumferential arcs and the high teeth enable the flange surface to be suspended, the convex points, the circumferential arcs and the high teeth are firstly contacted with a workpiece during installation, firstly, the force is applied and transmitted to the flange surface, and the local deformation is large due to the local force. The flange edges also share part of the force and part of the deformation. The high tooth root foot has a small-angle inclined plane, and the high tooth can appear transversely warping under fastening force and frictional force effect, and this warp and flange warp the stack. Due to the design, the elastic coefficient is small, the elastic variable quantity is large, and the elastic potential energy stored by the flange is large. The anti-vibration and anti-loosening capability is strong.)

法兰凸点、周向圆弧、高齿防松螺栓、螺母

技术领域

本发明涉及一种法兰凸点、周向圆弧、高齿防松螺母、螺栓，是利用法兰受力产生变形、法兰边缘上凸点、周向圆弧、高齿受力产生局部形变，从而存储弹性势能来防止螺母、螺栓松动的装置，属于防松紧固件技术领域。

背景技术

防止螺纹松动一直是工程技术人员追求的目标，自螺纹出现之后，松动问题就没有很好的解决。防松螺母是近几十年出现的，有很多种形式，每个人研究的方向不同，研究的成果也不相同。其中代表作应该是美国施必牢刀具公司1975年推出的变牙型防松螺母。2001年施必牢在上海设厂，生产变牙型防松螺母。施必牢螺母的优点是结构防松，稳定可靠，可重复使用，不受环境温度变化的影响。缺点是其防松斜面很短，对螺栓大径和大径的一致性要求很高。国标手册中推出的几种防松螺母也都各有千秋，内嵌钢片螺母在2005年被铁道部认定不防松，全部6家供应商被删除；内嵌尼龙螺母在使用中被证实没有防松能力。这两种和其他自称为防松螺母的也都在销售。防松螺栓还没有问世。

发明内容

本发明的目的是提供一种防松螺母、螺栓，是在法兰螺母工作面上增加凸点、周向圆弧、高齿。经研究施必牢螺纹防松能力来源于三个方面，一是强大的径向力：普通螺纹径向力与轴向力之比是th30＝0.577，施必牢螺纹径向力与轴向力之比是cth30＝1.732。两者之比是3。二是全旋合长度螺纹均匀受力，解决了普通螺纹前三扣受力的不利局面。三使外螺纹牙顶受力，从而外螺纹存储了很大的弹性势能。根据这些原理，将普通法兰螺母、螺栓改造成带凸点、周向圆弧、高齿，使其能够存储更大的弹性势能，使之形成防松螺母、螺栓。法兰螺母、经过改造的法兰螺母理论上都有防松能力，但它们是边缘同时受力，受力面积大刚度大，弹性变化量小存储弹性势能自然少。为改变缺点，在法兰边缘增加凸点、周向圆弧、高齿。工作时凸点、周向圆弧、高齿首先接触被连接件。由于是点受力，法兰局部变形大，而凸点、周向圆弧、高齿法兰边缘也会承担一部分力，并将这些力传递到螺母本体。这样改造应该比单一法兰面存储的弹性势能大。高齿本身为细高型，高宽比≥2。与工件接触的底面为斜面，斜面的角度很小。未预紧时高齿一角接触被连接件，达到规定预紧力，由于摩擦力的作用，高齿本身会产生独特的横向变形，这些变形和法兰产生的变形叠加在一起，共同起到存储弹性势能的作用。

普通法兰螺母的法兰面上有几项缺点，一是法兰最大外径应尽量大，并应体现防松理念。以M20为例。标准内法兰最大受力直径毫米，而它的最大实体外径是毫米，没有充分利用最大直径。由于考虑到锻造自然成形，边缘没有考虑机加工，因而受力点比较小，形成的悬臂相对小，存储的弹性势能当然就少了，这就体现了没有防松理念。本设计M20法兰螺母最大外径是 毫米。受力点外移，旋臂增长，单边旋臂增长44-39.9/2＝2.05毫米。在受力相同时存储的弹性势能多。二是标准内螺纹处倒角大，标准内倒角θ＝90° -120°的角度也不合适，减少了有效螺纹，螺母总高度20毫米，有效螺纹Mw 只有10.7毫米。本设计螺母总高度20毫米，上下倒角只有1毫米，使有效螺纹长了很多，有效螺纹接近16.5毫米。三是标准内底面倒角α＝0.75°±0.75°设计没有体现防松理念。法兰底面倒角α＝0.75°±0.75°＝0°-1.5°，极限时法兰底面与工件平行并且直接与工件接触，螺母受力直接传递到工件，因为没有旋臂，所以不能存储弹性势能，没有抵抗因震动产生松懈力的能力，没有防松能力。本设计在法兰最外边缘增加凸点、周向圆弧、高齿，使法兰底面与工件之间完全悬空，进而形成旋臂，而且旋臂量已经是最大，所以能存储更大的弹性势能，能够抵抗震动产生的松懈力。

附图说明

附图1是法兰凸点防松螺母的主视图，附图2是法兰凸点防松螺母的左视 图。附图3是法兰周向圆弧防松螺母的主视图。附图4是法兰周向圆弧防松螺 母的左视图。附图5是法兰周向圆弧防松螺母的局部放大图。附图6是法兰高 齿防松螺母的主视图。附图7是法兰高齿防松螺母的左视图。附图8是法兰高 齿防松螺母的局部放大图。附图9是法兰凸点防松螺栓的主视图，附图10是法 兰凸点防松螺栓的左视图。附图11是法兰周向圆弧防松螺栓的主视图。附图12 是法兰周向圆弧防松螺栓的左视图。附图13是法兰周向圆弧防螺栓的局部放大 图。附图14是法兰高齿防松螺栓的主视图。附图15是法兰高齿防松螺栓的左 视图。附图16是法兰高齿防松螺栓的局部放大图。

具体实施方式

国标螺母，国标法兰螺母具有很好的连接性能，但它们抗震防松能力有限，随着各种机械设备的重栽高速运行，螺母、螺栓的松动问题就越来越突出了。将法兰螺母的法兰面直径加大，在法兰螺母、螺栓最外边缘增加凸点、周向圆弧、高齿，使法兰底面与工件完全悬空，结构上使法兰凸点、周向圆弧、高齿先接触工件，外边缘在凸点、周向圆弧、高齿局部受力的情况下，产生的变形大，没有接触工件的法兰面边缘，也会分散一部分力，同时也存储了弹性势能。高齿本身为细高型，高宽比≥2。与工件接触的底面为斜面，斜面的角度很小。未预紧时高齿一角接触被连接件，达到规定预紧力时，由于摩擦力的作用，高齿本身会产生独特的横向变形，这些变形和法兰产生的变形叠加在一起，共同起到存储弹性势能的作用。此时的凸点、周向圆弧、高齿的受力点在法兰螺母、螺栓的最外边，形成的旋臂力最大，存储的弹性势能最大。理论上应该有很好的防松能力。