[发明专利]一种楔形双垫片防松组件

说明书

本发明公开了一种楔形双垫片防松组件，用于螺纹紧固件的防松，其包括：上垫片和下垫片，上垫片和下垫片通过接触面上的楔形块相互嵌合，沿螺纹紧固件拧紧方向上，上垫片上的楔形块的高度依次降低，使得下垫片绕螺纹紧固件松动方向旋转时，上垫片、下垫片相对滑动错位，楔紧于螺纹紧固件和被紧固物体间，根据螺纹摩擦系数、楔形块间的摩擦系数、被紧固件表面摩擦系数以及螺纹升角，精确计算楔形块的楔角取值范围，以保证上垫片、下垫片可靠楔紧防松。

本发明属于防松紧固件技术领域，具体涉及一种楔形双垫片防松组件。

背景技术

螺纹连接是机械领域常见的紧固连接形式，然而，在高频率、大幅度的振动或冲击条件下，螺纹紧固件通常会发生松动方向旋转，导致被紧固物体松动移位，紧固失效，因此，螺纹紧固件的防松显得尤为重要。

楔形双垫片防松是常见的防松方式，如现有技术中的CN107477072A，CN215805674U，US20160003287A1在紧固件和被紧固件间设置上、下两层垫片，上、下两层垫片之间通过接触面楔形块相互配合，当紧固件向松动方向转动时，上、下两层垫片沿楔形块相对滑移、错位，楔紧于紧固件与被紧固物体间，从而防止松动的进一步发生。

上述现有技术中，上、下垫片上的楔形块的高度沿紧固件拧紧方向上依次增加，即楔形块倾斜方向与螺纹旋向相同。上述双垫片防松组件在使用时，下垫片直接与被紧固件接触，被紧固件横向往复振动传递给下垫片，下垫片会出现旋转倾向，当下垫片在振动作用下沿紧固件松动方向旋转时，由于上、下垫片上的楔形块完全契合，且旋转方向上为立面接触，没有相对滑动的空间，下垫片会通过上垫片给紧固件一个非常大的分力推动紧固件旋转，使其发生初始松动。

此外，对于楔形块楔角，US20160003287A1将楔形块角度设置为大于螺纹升角，以保证在螺纹松动发生时，楔形块相对滑移所产生的双垫片组合体高度增加大于紧固件沿松动方向转动所带来的高度抬升，产生楔紧效应。然而，仅简单地将楔形块楔角设为大于螺纹升角，并未考虑双垫片组件在服役中所受摩擦力，而摩擦力是双垫片组件能否维持楔紧自锁的关键因素，上述忽略摩擦力的楔角设置在振动环境下往往会出现：1)楔角过小，楔紧力不足以压紧紧固件抵抗松动。2)楔角过大，楔形块相对滑移错位双垫片高度增加后，楔形块易再次产生反向滑动，使双垫片组合体高度下降，难以维系楔紧状态。

因此，如何避免楔形双垫片防松组件发生初始松动，以及如何合理设计楔角，以稳定、可靠地维系双垫片楔紧状态是现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种楔形双垫片防松组件，该防松组件能够迅速、稳定、可靠地进入自锁状态，降低了螺纹紧固件松动的可能性，具有更强的防松性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种楔形双垫片防松组件，用于螺纹紧固件的防松，其特征在于，包括：上垫片和下垫片，上垫片下表面设置有第一楔形块，下垫片上表面设置有第二楔形块；上垫片、下垫片通过第一楔形块、第二楔形块相互嵌合，沿螺纹拧紧方向上，第一楔形块的高度依次降低，且其最低端为第一楔形块的末端；第一楔形块的下端面、第二楔形块的上端面相对布置且相互贴合；当上垫片、下垫片的中心线与水平面垂直时，第一楔形块的下端面与水平面之间的锐角夹角、第二楔形块的上端面与水平面之间的锐角夹角为楔角α，α取值范围为：

其中：α为楔角；β为螺纹升角；k0为下垫片与被紧固物体表面间摩擦系数；k1为螺纹摩擦系数；k2为第一楔形块、第二楔形块接触面摩擦系数。

优选地，螺纹摩擦系数k1取值范围为：0.1k10.2，第一楔形块，第二楔形块接触面摩擦系数k2取值范围为：0.1k20.2。

优选地，上垫片与螺纹紧固件接触的上表面有若干防滑齿。

优选地，防滑齿高度沿螺纹拧紧方向依次升高。