[实用新型]一种具有双重防松脱和估测预紧力功能的防松脱螺母

说明书

一种具有双重防松脱和估测预紧力功能的防松脱螺母，包括两个支承面。位于支承面上的偏置支点，确保能将预紧力全部压在支撑面上数量较少的偏置支点上。为了防止偏置支点在滑移中使螺纹松脱，优化的支点构造以单棘齿的形式存在，棘齿的禁止方向即螺纹的松脱方向。偏置的棘齿在预紧力作用下，使螺母在螺栓杆部产生一对强大的径向力偶，该力偶使螺母和螺栓的螺纹之间产生巨大的摩擦力，从而防止螺纹松脱。单棘齿在强大的预紧力作用下，其棘齿齿刃会嵌入零件表面，形成巨大的阻止松脱的作用。较高的棘齿高度使单棘齿嵌入零件表面之后还具有足够的剩余高度，通过测量支承面上最低点距离零件表面的距离，可以估算出预紧力的剩余值。

技术领域 本实用新型涉及机械紧固件或螺纹紧固件领域，尤其是紧固件或螺母的防松脱技术。

背景技术 现有的紧固件防松脱技术有三大类，即永久防松脱、机械防松脱和摩擦防松脱。其中永久防松脱即破坏螺纹副关系，把螺纹副转变为非运动副，从而排除螺纹副相对运动的可能，例如焊接、冲点、在螺纹副间涂粘接剂，以及预紧螺母后砸弯螺母之上的螺杆部分。永久防松脱在拆卸时必须破坏紧固件，是一种一次性紧固方案；机械防松脱，即采用便于更换的金属元件约束螺纹副，包括利用开口销、止动垫圈、串钢丝绳等固定螺纹副。机械防松脱可重复性使用，但施用复杂。所谓摩擦防松脱就是利用各种增大摩擦力的方式，达到防止螺纹松脱的技术。

中国专利CN1114766C《螺母的防松用垫圈》提出了一种利用摩擦防松原理的、具有倾斜支承面的垫圈。该垫圈利用其上的螺母在预紧后对螺杆形成力偶的效应产生防松脱作用。但由于在强大的横向振动分量下，即使螺母与螺杆之间的摩擦力很大，但零件表面与垫圈、垫圈与螺母之间仍然是产生横向滑移薄弱环节。而这种滑移一旦出现，垫圈在静摩擦和动摩擦状态转换瞬间所受到的冲击，会被螺母传递到螺母与螺杆之间的啮合处，致使螺母对螺杆产生倾向于减小压力的退出式运动，导致螺纹松脱。另外，该技术是一种垫圈支承面与螺母支承面完全贴合的应用，是一种传统应用观念，没有考虑预紧力控制和检测方面的需要。

中国专利CN101598168B《防松防盗螺栓结构体》提出了一种用于支承面的棘齿构造。该技术特别提出棘齿采用等角度排列方式分布于支承面上，但这种方式过于依赖预紧力。由于预紧力具有因蠕变而导致时变的特点，因此一旦预紧力降低，棘齿对支承面的压力降低，仅凭棘齿构造难于遏制螺纹在高强振动环境下的自发松脱。

现有的紧固件防松脱技术大多都是在保持螺杆轴线直顺的前提下发展起来的，虽然方案众多且不乏有效之作，但工程应用还需要继续更好的技术。另外，现有几种防松脱技术都存在加工复杂成本高，自身或配件寿命低的问题。再者，由于现有防松脱技术方案构造复杂，对于较小直径甚至是微小直径紧固件的防松脱方面难于涉足。即使如此，大多数防松脱技术还是存在意外失效的可能性，技术可靠性还有待提高。

实用新型内容 本实用新型提出一种具有双重防松脱和估测预紧力功能的防松脱螺母。这种防松脱螺母具有两个支承面，其中至少一个支承面具有相对于螺纹轴线的不对称性。不对称性的构造包括支承面不垂直于螺纹轴线，以及在支承面上设置偏置于螺纹轴线的支点或棘齿，或者是倾斜支承面、偏置支点和偏置棘齿这三者构型的组合。所谓支点既可以是简单地凸起，也可以是倾斜支承面上的最高点。也即倾斜支承面上的最高点是偏置支点的一种特殊形式。位于支承面上的偏置支点，确保将预紧力全部压在支撑面的偏置支点上，以便获取更大的力矩，并使棘齿更深地嵌入零件表面。偏置棘齿是偏置支点的一种特殊形式。为了防止偏置支点在滑移中使螺纹松脱，支点以单棘齿的形式存在，棘齿的禁止方向即螺纹的松脱方向。偏置的棘齿在预紧力作用下，使螺母在螺栓杆部产生一对强大的径向力偶，该力偶在螺母和螺栓的螺纹之间产生巨大的摩擦力，从而防止螺纹松脱。即使力偶作用在光杆上，也会产生巨大的摩擦力，从而杜绝力偶作用点的移动，更何况是作用在螺纹上。单棘齿在强大的预紧力作用下，其尖利的棘齿齿刃会嵌入零件表面，以刮削材质表面的形式形成巨大的阻止松脱的作用。较高的棘齿高度使单棘齿嵌入零件表面之后还具有足够的剩余高度，通过用塞规测量支承面上最低点与零件表面之间的高度，可以估测出预紧力的剩余值。