[发明专利]自锁预载控制螺母

说明书

技术领域

本发明涉及具有预定轴向载荷的自锁紧固件。

背景技术：

螺纹紧固件由内螺纹件或螺母和外螺纹件或螺栓组成。螺母有拧在螺栓的外螺纹上的内螺纹。螺母或螺栓的表面被成形以便容纳扳手或其他紧固机构。转动扳手传递扭力到紧固件形成一个联接，在此紧固件紧紧地保持一个或多个工件在一起。用于螺栓的另一个名称是螺纹销，而且螺母有时候称作套管。

许多使用紧固件的环境要求紧固件有极高的完整性和强度。在车辆和桥梁中使用是这种环境的例子。紧固件不仅经常要沿着它的纵轴线，而且也要沿着轴线的径向承受载荷。更具体地说，当紧固件连接两个或多个工件在一起并且工件在它们的平面内被不同的载荷加载时，一个工件趋于在另一个工件上滑动贯穿这两个被加载的工件的紧固件在它们抵抗这种类型的载荷过程处于剪切状态。

紧固件必须经常对能引起疲劳断裂情况下的循环应力环境作出良好的反应其上具有足够的轴向载荷的紧固件趋向于抵抗疲劳断裂和剪切断裂。通过夹紧在工件一侧上的螺栓头和工件另一侧上的螺母之间的工件产生轴向载荷。

因为足够的轴向载荷帮助紧固件抵抗破裂，期望知道紧固件施加于一个结构的夹紧或轴向载荷。轴向载荷与螺母的抵抗力相联系进一步紧固到螺栓上并且抵靠着工件。当轴向力增加时，进一步紧固的抵抗力增加，并且转动螺母所需的扭力增加。这已被使用在紧固件上去产生一个预定的轴向载荷。

一个紧固件所期望的特性是在使用中它不离开。存在多种保持螺母和螺栓在一起的装置一个装置是使螺母的螺纹变形以便抵靠着螺栓的螺纹承受径向压缩。在该锁紧中对于无螺纹部分的抵抗力是纯摩擦。螺纹先于施工现场在加工厂被共同变形，但在现场变形也已被实施。这种公知类型的螺纹锁紧是常用的扭矩螺纹锁紧。

Edgar Stencel的美国专利4,260,005所公开的内容在此作参考被完全涉及，其公开了一个使用外圆凸去接受一个三角形驱动器的自锁螺母，该驱动器有一个矩形或三角形的套在共同作用的螺栓或销上紧固螺母。螺母最好带有一个螺栓，该螺栓在螺纹上有轴向沿伸的沟槽。

一旦一个预定的轴向载荷存在所制造的连接上，圆凸塑性变形并且驱动器不在转动螺母。圆凸的变形径向向内地移动所设置的材料进入共同作用的螺栓的沟槽内产生一个螺纹锁紧。螺纹锁紧导致材料变形进入和横跨螺栓沟槽。在螺母的圆凸的变形材料是在螺栓的沟槽内之后，一个机械或干涉的螺纹锁紧存在。圆凸变形是建立通过驱动装置施加扭矩的作用。

所期望的是用较大的紧固件获得较高的轴向载荷用于在载重汽车、公共汽车、有轨电车，摩天楼、桥梁和其它工业应用中。期望在损坏之前在圆凸上提供较高的扭转抵抗力。此外，所期望的是当在一小尺寸基础上保持特别的极限耐力对改变形状和保持螺母制造容易。

此外，期望当三角形驱动器使圆凸变形时，圆凸不折皱而阻止围绕圆凸的破裂。在圆凸的两侧壁厚的突然减少能产生折皱并且折皱能产生围绕圆凸的破裂。

这样，增加了通过紧固件施加的轴向载荷，消除了在螺母上的破裂，制造简单，增加了形状的适应性，并且螺母的尺寸可期望宽的使用在被使用的紧固件上且改善了紧固件的功能。

发明内容：因此，在本发明的实践中提供了一个新的和有用的螺母包括一个带有螺纹内表面的体。该体有一个锁紧部分围绕至少螺纹内表面的一部分。该锁紧部分有较小的壁厚和毗邻于较小壁厚的较大的壁厚，并且在两个不同厚度之间有逐渐变化的厚度。这阻止了在厚度上剧烈的变化。较大的壁厚形成了适于被驱动器啮合的紧固表面。随着紧固螺母到螺栓，当预定的轴向载荷被达到时，驱动器使大的壁厚变形并入螺母的体。在大的壁厚被变形后，驱动器在螺母上自由旋转以便螺母不被进一步紧固。

在本发明的较佳实施例中锁紧部分是三角形的且紧固表面适于啮合三角形驱动器。一个间隙槽放入筒体的锁紧部分和保留部分之间以阻止来自沿着它的长度非均匀变形的较大的壁厚。在该实施例中锁紧部分位于螺母的一端而适于啮合常规扳手的第二紧固表面位于另一端。