易拆卸螺栓螺母连接件及其装配方法

摘要

一种易拆卸螺栓螺母连接件,螺母为特殊设计,柱面六角圆环的内缘和螺母内体的外缘有两个相对应的键槽,装在键槽内的键中心线通过螺母中心,螺母内体沿键分成对称的两半,在柱面六角圆环外端的一个对角处有拆卸定位槽。装配时,在柱面六角圆环、螺母内体及键的接触表面涂防锈油,把键压入柱面六角圆环后,以键定位,把螺母内体压入柱面六角圆环,攻螺纹后在各部件的接触表面与螺母端面交线涂抹硅胶以防生锈咬死。本发明从结构上保证了螺栓螺母连接件的易拆卸性,方便零件的保养、维修,并解决了螺栓－螺母连接的异性材料的回收问题,有着很好的应用前景。

说明书

技术领域：    

本发明涉及一种易拆卸螺栓螺母连接件及其装配方法，属于机械工程中连接与紧固或机械零部件设计技术领域。

背景技术：

螺栓—螺母连接件具有结构简单、工作可靠、拆卸方便、成本低等特点，应用十分广泛。但对于处在恶劣工作环境下的螺栓螺母连接件，经常发生螺栓(螺母)因锈蚀或腐蚀而与螺母(螺栓)咬死的情况，变得不易拆卸甚至无法拆卸，给使用和维护带来不便。如经常露天作业，遭风吹雨淋的农业机械上的螺栓螺母连接件，经常接触泥水的挡泥板、水泵及水箱等螺栓螺母连接件，在高温环境下的螺栓螺母连接件等。

当零件的使用寿命结束后，在回收过程中也经常因螺栓螺母连接件结构的锈死造成拆卸、回收困难，尤其是用螺栓—螺母连接的异性材料，由于不能简单地进行材料熔融回收，这个问题就变得更加突出，由此造成资源浪费和环境污染。

对于因锈蚀或腐蚀而咬死的螺栓螺母连接件，国内常用的拆卸方法有机械拆卸法、加溶剂溶解锈层拆卸法、加化学药剂腐蚀锈层拆卸法、加热膨胀拆卸法及破坏性拆卸方法等。以上种种拆卸方法存在拆卸不可靠，拆卸成本高或操作危险、污染周围环境等缺点，产品废弃物的回收效率低。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型结构的易拆卸螺栓螺母连接件及其装配方法，在零件的使用、保养、维修、回收过程中，保证螺栓螺母连接件的拆卸方便，拆卸效率高且成本低。

为实现这样的目的，本发明的技术方案中，对螺栓螺母连接件的螺母结构作了巧妙的设计，把标准六角螺母分成柱面六角圆环、螺母内体和键三个部分，分别在柱面六角圆环的内缘和螺母内体的外缘加工两个键槽，键槽中心线在一条直线上，且中心线的连线通过螺母中心，二者的键槽相对应。螺母内体沿键槽分成对称的两半，柱面六角圆环、螺母内体及键之间通过小过盈配合装配在一起，保证螺母在非工作状态时的完整性。柱面六角圆环和螺母内体之间通过两个键传递扭矩，保证螺母能产生要求的预紧力。在柱面六角圆环外端的一个对角处加工凹槽，作为拆卸柱面圆环的定位槽。

本发明易拆卸螺母的装配以柱面六角圆环没有凹槽的端面为装配基准面，具体装配方法如下：

①把柱面六角圆环基准面向下放在装配平台上。

②在柱面六角圆环、螺母内体及键的接触表面涂防锈油。

③把键压入柱面六角圆环。

④以键定位，把螺母内体压入柱面六角圆环。

⑤攻螺纹。

⑥在柱面六角圆环、螺母内体、键的接触表面与螺母端面交线涂抹硅胶，

  防止尘土、水份等进入三者的接触表面而导致锈蚀，破坏螺栓螺母连接

  件的易拆卸性。

本发明的易拆卸螺栓螺母连接件，从结构上保证了螺栓—螺母连接的易拆卸性，无需专业的操作人员(如喷灯、氧气—乙炔火焰切割设备操作人员等)，无需使用溶剂或化学药剂，彻底消除了拆卸过程中对操作人员造成的可能伤害。本发明方便零件的保养、维修和回收，拆卸效率高且成本低，并解决了螺栓—螺母连接的异性材料的回收问题，有着很好的应用前景。

附图说明及具体实施方式：

图1为本发明中螺母结构示意图。

图2为图1中A-A旋转后结构示意图。

如图所示，本发明的螺栓螺母连接件中的螺母由柱面六角圆环1、螺母内体2和键3三个部分组成，在柱面六角圆环1的内缘和螺母内体2的外缘有两个相对应的键槽，键3装在键槽内，键3的中心线通过螺母中心。螺母内体2沿键3分成对称的两半，柱面六角圆环1、螺母内体2及键3之间通过小过盈配合装配在一起，保证螺母在非工作状态时的完整性。柱面六角圆环1和螺母内体2之间通过两个键3传递扭矩，保证螺母能产生要求的预紧力。在柱面六角圆环1外端的一个对角处加工凹槽，作为柱面圆环的拆卸定位槽4。

在装配时，把柱面六角圆环没有定位槽4的基准面B向下放在装配平台上，在柱面六角圆环1、螺母内体2及键3的接触表面涂防锈油，把键3压入柱面六角圆环1后，以键3定位，把螺母内体2压入柱面六角圆环1。攻螺纹后在柱面六角圆环1、螺母内体2、键3的接触表面与螺母端面交线涂抹硅胶，防止锈蚀。

使用时，在把螺母拧到要求的预紧力后，预紧力产生的作用于螺母上的周向张力将完全作用到柱面六角圆环1上，螺母的强度完全由柱面六角圆环1保证。拧到要求的预紧力需要的扭矩通过键3来传递。当螺母和螺栓因锈蚀或腐蚀而咬死后，用拆卸轴承的拉马以柱面六角圆环的拆卸定位槽4定位，把柱面六角圆环1沿螺栓轴线向外拉出。在柱面六角圆环被拉出后，用手锤沿螺栓—螺母连接的轴线方向敲击几次，使螺母内体松脱，或用专用的螺母内体拆脱工具使螺母内体松脱，达到拆卸目的。

在螺母拧到要求的预紧力后，在螺母内体2两部分之间及螺母内体2和柱面六角圆环1与键3之间的缝内加注硅胶，以消除因尘土、水分等通过螺母内体2两部分之间的缝进入键3与柱面六角圆环1和螺母内体2之间的接触面，导致它们之间接触表面生锈而咬死，导致易拆卸螺栓—螺母连接不易拆卸，甚至不可拆卸的可能性。本发明的结构、装配方法及使用方法保证了柱面六角圆环1、螺母内体2和键3的接触表面不被锈蚀。

在对本发明螺栓螺母连接件结构的工作可靠性和拆卸方便性实验中，对于材料为15号钢，强度等级为4.6级的螺母，要求的预紧力为40.2KN(需扭矩160.8N·m)。实验中加载到420N·m时，键仍未失效。结果表明在柱面六角圆环和螺母内体之间传递扭矩的键工作可靠。同样对于材料为15号钢，强度等级为4.6级的螺母，当扭矩加载到160.8N·m时，轴力的平均值为42.8KN(大于40.2KN)。表明本发明的螺栓螺母连接件符合国家标准中规定的轴力—扭矩关系。

在螺栓螺母连接件拉伸实验加载过程中，螺母—螺栓连接工作状态良好，自始至终没有出现螺纹被剪坏及易拆卸螺母组合体失效的情况，直到加载到螺栓材料的流动极限(螺栓杆出现颈缩)时，螺母—螺栓连接工作状态依然良好。卸载后，螺母仍可自由转动。实验表明螺母结构工作可靠。

本发明易拆卸螺栓螺母连接件拆卸方便，柱面六角圆环的拉出力的平均值为(在规定的预紧力状态下)577N。