一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種大規(guī)格的頂推預緊系統(tǒng)，具體設計一種應用在高溫環(huán)境中的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，螺栓連接以其易于拆卸、制作成本較低，而且不破壞被連接件的優(yōu)點，仍然被廣泛應用于航空航天、化工設備等重要領域。大規(guī)格螺栓的預緊難度大、預緊力難以控制、螺紋根部應力集中、螺紋松動和鎖死現(xiàn)象嚴重，高溫高壓工況下螺栓連接的應力松弛現(xiàn)象一直以來都成為螺栓連接的難題。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有大直徑、高溫高壓工況下螺栓連接存在的問題，本實用新型提供一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于高溫高壓環(huán)境，且預緊力精確，安全可靠，節(jié)省緊固時間。
[0004]本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是:
[0005]一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體1、周向均布的頂推小螺栓4及超硬墊片5，所述錐形螺母本體I具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該外圓錐面上有若干翼片3，錐形螺母本體I中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔2，該圓柱螺紋中心孔2與緊固件的螺栓桿相配合。所述圓柱螺紋中心孔2四周呈環(huán)形均布若干小螺栓孔7，所述小螺栓孔7的個數(shù)隨著錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同。頂推小螺栓4設置在該小螺栓孔7內；所述超硬墊片5中部開有圓孔6，所述圓孔6與圓柱螺紋中心孔2對應設置。
[0006]所述錐形螺母本體I具有一個半錐角Θ為I度一 10度的外圓錐面，該外圓錐面上有2-8個翼片3。
[0007]所述頂推小螺栓4由六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分組成。
[0008]所述頂推小螺栓4的六角頭部采用冷加工、冷成型，螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒加工，頂推小螺栓4的光桿段的球面底部與超硬墊片5相抵接。
[0009]所述頂推小螺栓4的個數(shù)根據(jù)錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同，且呈環(huán)形均勻地分布在圓柱螺紋中心孔2的四周。
[0010]錐形螺母本體I的材料硬度要低于頂推小螺栓4的硬度。
[0011]該所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的材質采用高強度高溫超級合金，特別適用于高溫環(huán)境。
[0012]所述超硬墊片是具有高強度和高耐磨性、使用壽命長的硬質合金墊片。所述墊片中部開有圓孔，所述圓孔與圓柱螺紋中心孔對應設置。
[0013]所述錐形螺母本體的材料硬度要低于頂推小螺栓，這樣即使?jié)櫥缓靡矔苋菀撞鹦丁?br>[0014]本實用新型提供的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的優(yōu)點是:
[0015]1、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)采用高強度耐高溫超級合金，具有良好的彈性，可以補償由于高溫和溫度變化導致的連接的不穩(wěn)定性，特別適用于高溫環(huán)境。
[0016]2、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的錐形螺母本體具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該系統(tǒng)緊固以后可以有效降低與之配合的螺栓的螺紋應力，使應力分布更加均勻，預緊更加牢固可靠，減少了螺栓桿的斷裂。同時外圓錐面上均布若干翼片，安裝時只要手動就可以將錐形螺母與螺桿連接，省時省力。
[0017]3、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的頂推小螺栓螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒等加工，減少了摩擦系數(shù)，使負載更均勻地分布在螺紋上，這降低了安裝時對扭矩的需求，更便于拆卸。精密輥壓出的螺紋使安裝拆卸變得十分順暢。
[0018]4、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的頂推小螺栓的球面底部降低了摩擦系數(shù)，在超硬墊片上幾乎不留痕跡。降低了安裝所需扭矩，更加便于拆卸。
[0019]5、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的頂推小螺栓采用六角螺帽，冷加工、冷成型，有助于降低扭矩，安裝方便。該螺栓屬于簡單的機械零件，使用周期久，可重復使用，經(jīng)濟實用。
[0020]6、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的錐形螺母本體所用材料的硬度低于頂推小螺栓，這樣在螺紋配合時，即使?jié)櫥缓靡踩菀撞鹦丁?br>[0021]7、本實用新型的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)屬于簡單的機械零件，使用周期久，可重復使用，經(jīng)濟實用。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型一個實施例的結構示意圖；
[0023]圖2是圖1所示的錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的錐形螺母本體的俯視圖:
[0024]附圖中的各部件標記如下:1、錐形螺母本體，2、圓柱螺紋中心孔，3、翼片，4、頂推小螺栓，5、超硬墊片，6、圓孔，7、小螺栓孔。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0026]如圖1、圖2，一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體1、周向均布的頂推小螺栓4及超硬墊片5，所述錐形螺母本體I具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，實施例中Θ為3度，該外圓錐面上有若干翼片3，錐形螺母本體I中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔2，該圓柱螺紋中心孔2與緊固件的螺栓桿相配合。所述圓柱螺紋中心孔2四周呈環(huán)形均布若干小螺栓孔7，所述小螺栓孔7的個數(shù)隨著錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同。頂推小螺栓4設置在該小螺栓孔7內；所述超硬墊片5中部開有圓孔6，所述圓孔6與圓柱螺紋中心孔2對應設置。
[0027]所述錐形螺母本體I具有一個半錐角Θ為I度一 10度的外圓錐面，該外圓錐面上有2-8個翼片3。
[0028]所述頂推小螺栓4由六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分組成。
[0029]所述頂推小螺栓4的六角頭部采用冷加工、冷成型，螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒加工，頂推小螺栓4的光桿段的球面底部與超硬墊片5相抵接。
[0030]所述頂推小螺栓4的個數(shù)根據(jù)錐形螺母本體I直徑尺寸的變化而不同，且呈環(huán)形均勻地分布在圓柱螺紋中心孔2的四周。
[0031]錐形螺母本體I的材料硬度要低于頂推小螺栓4的硬度。
[0032]該所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)的材質采用高強度高溫超級合金，特別適用于高溫環(huán)境。
[0033]使用時，將超硬墊片5套入緊固件的螺桿，再將錐形螺母本體I沿螺桿主螺紋用手推動翼片3擰下，接觸到超硬墊片5即可，然后通過手動測力矩扳手通過十字交叉逐級擰緊法將頂推小螺栓4擰緊，即可完成安裝。安裝頂推小螺栓4時所需的力矩小，但是數(shù)量多，會形成一股強大的推力作用在超硬墊片5上，這個推力與緊固件的螺桿上產(chǎn)生的反作用力使連接件緊固在一起。同時由于錐形螺母本體I的柔韌性，使螺母本體上部微微向內收縮，而下部微微向外擴張。這種變形很小，但是會將集中在前幾道螺紋上的應力均勻地沿螺紋釋放開來，大大提高了負載能力及抗疲勞強度。
[0034]錐形螺母本體I具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該結構可以進一步有效地降低螺紋應力。當該錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)安裝完成以后，因為外圓錐面的緣故，使錐形螺母本體I的下部向外擴張時所受的阻力比圓柱形螺母小，導致變形量增大，釋放更多的螺紋應力。對一個較佳實施例而言，該錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)與普通螺栓連接相比第一道螺紋應力減低了 52%，前幾道螺紋上的應力均勻分布。最大應力由普通螺栓連接的第一道螺紋轉移到第十一道螺紋上，且最大螺紋應力降低了 43.5 %。使連接更加緊固可靠，有效地減少了螺桿的斷裂。同時，錐形螺母本體I的外圓錐面上有若干翼片5，安裝時用手旋轉翼片即可將螺母本體I旋入螺桿，不需要任何工具，安裝簡單，省時省力。
[0035]頂推小螺栓4分為六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分。螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒等加工，可以減少摩擦系數(shù)，降低螺紋的應力，降低了安裝時對扭矩的需求，更便于拆卸，。與此同時，頂推小螺栓4光桿段的球面底部也降低了摩擦系數(shù)，在超硬墊片5上幾乎不留痕跡，同樣可以起到降低安裝所需扭矩的作用。頂推小螺栓4的六角頭部采用冷加工、冷成型，有助于降低扭矩，且易于安裝拆卸。
[0036]所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)采用高強度耐高溫合金，具有良好的彈性，可以有效地減少高溫環(huán)境下螺栓連接的應力松弛現(xiàn)象。同時錐形螺母本體所用材料的硬度低于頂推小螺栓，這樣在螺紋配合時，即使?jié)櫥缓靡踩菀撞鹦丁?br>[0037]應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征在于，所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體(1)、周向均布的頂推小螺栓(4)及超硬墊片(5)，所述錐形螺母本體(I)具有一個半錐角為Θ的外圓錐面，該外圓錐面上有若干翼片(3)，錐形螺母本體(I)中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔(2)，該圓柱螺紋中心孔(2)與緊固件的螺栓桿相配合；所述圓柱螺紋中心孔(2)四周呈環(huán)形均布若干小螺栓孔(7)，所述小螺栓孔(7)的個數(shù)隨著錐形螺母本體(I)直徑尺寸的變化而不同；頂推小螺栓(4)設置在該小螺栓孔(7)內；所述超硬墊片(5)中部開有圓孔(6)，所述圓孔(6)與圓柱螺紋中心孔(2)對應設置。2.根據(jù)權利要求1所述的一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征是:所述錐形螺母本體(I)具有一個半錐角Θ為I度一 10度的外圓錐面，該外圓錐面上有2-8個翼片(3)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征是:所述頂推小螺栓(4)由六角頭部、螺紋段和帶球面底部的光桿段三部分組成。4.根據(jù)權利要求1所述的一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征是:所述頂推小螺栓(4)的六角頭部采用冷加工、冷成型，螺紋段采用縮徑、錯齒或切齒加工，頂推小螺栓(4)的光桿段的球面底部與超硬墊片(5)相抵接。5.根據(jù)權利要求1所述的一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征是:所述頂推小螺栓(4)的個數(shù)根據(jù)錐形螺母本體(I)直徑尺寸的變化而不同，且呈環(huán)形均勻地分布在圓柱螺紋中心孔(2)的四周。6.根據(jù)權利要求1所述的一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征是:錐形螺母本體(I)的材料硬度要低于頂推小螺栓(4)的硬度。
【專利摘要】一種錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)，其特征在于，所述錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)包括錐形螺母本體(1)、周向均布的頂推小螺栓(4)及超硬墊片(5)，所述錐形螺母本體(1)具有一個半錐角為θ的外圓錐面，該外圓錐面上有若干翼片(3)，錐形螺母本體(1)中部有貫穿的圓柱螺紋中心孔(2)，該圓柱螺紋中心孔(2)與緊固件的螺栓桿相配合。該錐形螺母頂推預緊系統(tǒng)具有預緊力準確，安裝方便，經(jīng)濟實用等優(yōu)點，特別適合在高溫高壓工況以及大規(guī)格的機械設備上使用。
【IPC分類】B23P19/06
【公開號】CN204843473
【申請?zhí)枴緾N201420745805
【發(fā)明人】陸曉峰, 馮偉, 朱曉磊, 劉路維, 劉楊
【申請人】南京工業(yè)大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年12月1日