[发明专利]一种适用于强振动大载荷的正反旋互锁防松螺纹连接组件

说明书

本发明公开了一种适用于强振动大载荷的正反旋互锁防松螺纹连接组件，包括螺栓、紧固螺母、锁紧螺母和开口弹性棘齿环，紧固螺母包括紧固段和锁紧段，紧固段设有与螺栓相匹配的内螺纹，锁紧段设置有外螺纹和弹性锁片，弹性锁片上有内止回棘齿；锁紧螺母设置有单向止回棘齿、反旋内螺纹和凸起环；反旋内螺纹与紧固螺母上反旋外螺纹匹配，拧紧时凸起环沿着紧固螺母上弹性锁片外锥面滑动，并压紧弹性锁片，使其向中心收缩，最终让弹性锁片上的内止回棘齿与螺栓上外止回棘齿相互咬合。开口弹性棘齿环两面设置有单向止回棘齿，分别与紧固螺母和锁紧螺母上的单向止回棘齿配合，与正反旋一起构成互锁结构，能有效解决因振动导致的螺纹连接组件松动的问题。

技术领域

本发明涉及一种适用于强振动大载荷的正反旋互锁防松螺纹连接组件，其包括螺栓、紧固螺母、锁紧螺母和棘齿环，能有效防止螺纹连接组件的松动。

背景技术

静态载荷下，摩擦力使螺纹副之间形成自锁，螺栓不会松动；然而在交变载荷、冲击条件下，螺纹副之间的摩擦力瞬时消失，螺纹副之间产生相对回旋；防止这类松动的核心就是阻止螺纹副之间的相对回旋。

专利（申请号201520644396.3）设计了刚性锯齿形垫圈与带锯齿结构的螺母来防止松动。但是该专利面临的问题是刚性锯齿（或棘齿）之间无法跨越，不能使棘齿之间紧密配合，并且拧紧角度不能实现连续调节；

专利（申请号91230168.6）和专利（申请号200980149552.6）公开了一种利用带弹性棘片和带有棘轮结构的螺母来防止松动，但是这些专利中的螺母在拧紧过程中弹性棘片也无法连续调节，容易出现螺母拧到最佳预紧力角度时，弹性棘片无法刚好卡入螺母的棘轮槽中。这样就为螺母松动留有一个可松动的回旋角度；

专利（申请号200820222783.8）在螺母内腔设置了防松棘轮，通过弹簧使防松棘齿与螺杆端面上的棘齿配合，实现互锁。但是其螺母为非贯穿结构，螺杆旋入深度受到螺母内腔深度限制，通用性差；

正、反旋（或左、右旋）螺纹旋向不同，在同轴装配时拧紧和松动的方向是矛盾的，可用于防止螺栓连接的松动问题。

专利（申请号99114345.0）公开了左、右旋相互交错的复合螺纹（称为唐氏螺纹或螺栓），但是交错加工螺牙会减少螺牙的承载截面积，降低承载能力，仅适用于振动与交变载荷不太大的工况；

与此类似，专利（201910043589.6）在唐氏螺栓基础上，通过锁紧螺母上的卡头片与紧固螺母上的棘齿配合，实现互锁。专利（申请号201910336972.0）、专利（申请号201910528658.2）公开了在螺杆上设置交叉正反螺牙，并且在正、反旋的两个螺母结合面设置有刚性棘齿，这些专利不仅面临与唐氏螺栓相同的问题，而且还面临刚性棘齿之间无法跨越的问题；

专利（申请号201810797516.1）、专利（申请号200920218937.0）、专利（申请号201711009526.6）、专利（申请号201010554795.2）、专利（申请号201620299446.3）中都试图利用与紧固螺母旋向相反的锁紧螺母来防止紧固螺母出现松动的问题。这些专利表面看似利用了正、反旋（或称为左、右旋）关系实现互锁，但是却忽略了锁紧螺母自身也面临松动的问题，只有反旋的锁紧螺母自身不松动时才会起到防松作用。因为锁紧螺母仅仅靠摩擦是难以满足强振动工况的防松需求的。可是这些专利中并没有有效的防止锁紧螺母松动的方法。虽然在专利（申请号201711009526.6）中提及反旋锁紧环利用侧壁的锥度和较高的表面粗糙度来增大摩擦，从而实现锁紧环自身防松的作用，但是在强振动、重载荷工况下，以及锁紧环侧壁不与其他物体接触时，摩擦防松将不起作用，反旋自锁环也将出现松动问题；