一种永不松动的紧固件

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种永不松动的紧固件。

背景技术

工业设备和交通运输设备在作业过程中，因承受载荷变化、震动、冲击等情况，以及环境温度变化引起机件形变，而导致的紧固螺丝或螺母松动或脱落，影响设备的正常运行，甚至带来事故风险，增加检修维护成本，甚至造成巨大的经济损失。为了解决此类问题，很多人进行了紧固螺丝的研究。比如有日本哈德洛克（Hard Lock）工业株式会社生产的不松动螺母，使用效果好，但没有达到百分百不松动。这种螺母拧上后，它在施加偏心的压力时，螺母和螺栓的螺纹咬合会偏向一边，螺纹承受的力不均匀，严重地影响紧固件的疲劳强度，会使螺栓的疲劳寿命下降。又比如已有他人设计的加胶圈垫的紧固螺丝、自锁螺丝、斜孔式加固螺母、组合式螺母等，均有不同的缺点。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种永不松动的紧固件，解决现有的一些紧固件因承受载荷变化、震动、冲击等情况下自锁不牢而导致松动脱落的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种永不松动的紧固件，包括螺丝本体、垫片和弹力卡，所述螺丝本体包括螺丝杆和螺丝头，所述垫片、弹力卡套设在所述螺丝杆外周上，所述弹力卡呈螺旋状结构，包括有始端和末端，所述始端端部朝向与螺丝杆轴向平行，末端端部翘起；所述垫片的螺丝孔外围离圆心的距离与弹力卡半径一致的位置上设置有至少一个卡口，所述垫片的一个面与被紧固的机件的表面接触并固定；所述螺丝头与螺丝杆连接的那一面在离圆心的距离与弹力卡半径一致的位置绕一圈设置有多个凹槽或凸起块,所述凹槽或凸起块分别包括有与弹力卡末端端部朝向一致的倾斜面，以及有与弹力卡末端端部相向的立面；所述弹力卡的末端端部朝向与螺丝本体旋入机件的旋转方向一致，以使得当所述螺丝杆旋入机件的螺丝孔内时，所述末端能够滑过所述凹槽或凸起块的倾斜面；旋紧后，所述弹力卡呈被挤压状态，所述弹力卡的始端卡在垫片的卡口里，末端顶在螺丝头的凹槽或凸起的立面上，使得所述螺丝本体不能朝旋出方向转动。

本发明提供的永不松动的紧固件的另一种技术方案是，包括螺丝本体、垫片、弹力卡和螺母，所述螺丝本体包括螺丝杆和螺丝头，所述垫片、和螺母套设在所述螺丝杆外周上所述弹力卡呈螺旋状结构，包括有始端和末端，所述始端端部朝向与轴向平行，末端端部翘起；所述垫片的螺丝孔外围离圆心的距离与弹力卡半径一致的位置上设置有至少一个卡口，所述垫片的一个面与被紧固的机件的表面接触并固定；所述螺母旋入螺丝杆的那一面、在离圆心的距离与弹力卡半径一致的位置上，绕一圈设置有多个凹槽或凸起块,所述凹槽或凸起块分别包括有与弹力卡末端端部朝向一致的倾斜面和与末端端部朝向相反的立面，所述弹力卡末端端部朝向与螺母旋入螺丝杆的旋转方向一致，以使得螺母旋入螺丝杆时，所述末端能能够滑过所述凹槽或凸起块的倾斜面而不会卡住；旋紧后，所述弹力卡呈被挤压状态，所述弹力卡始端卡在垫片的卡口里，所述弹力卡末端顶住所述螺母的凹槽或凸起块的立面，使得所述螺母不能旋出。

本发明提供的永不松动的紧固件的另一种技术方案是，包括螺丝本体，所述螺丝本体包括螺丝杆和螺丝头，所述螺丝本体的螺丝杆穿过机件，所述机件两侧的部分螺丝杆外周上均套设有垫片和弹力卡，所述螺丝杆穿过机件的那一部分套设有螺母，所述弹力卡呈螺旋状结构，包括有始端和末端，所述始端端部朝向与螺丝轴向平行，末端端部翘起；所述垫片的螺丝孔外围离圆心的距离与弹力卡半径一致的位置上设置有至少一个卡口，两个所述垫片的一个面分别与被紧固的机件两侧的表面接触并固定；所述螺母旋入螺丝杆的那一面以及所述螺丝头与螺丝杆连接的那一面，在离圆心的距离与弹力卡半径一致的位置上，绕一圈设置有多个凹槽或凸起块,所述凹槽或凸起块分别包括有与弹力卡末端端部朝向一致的倾斜面和与末端端部朝向相反的立面；所述位于机件两侧的弹力卡末端端部朝向分别与螺母旋入螺丝杆和螺丝杆旋入机件的旋转方向一致，以使得螺母旋入螺丝杆或螺丝杆旋入机件时，所述末端能能够滑过所述凹槽或凸起块的倾斜面而不会卡住；旋紧后，所述机件两侧的弹力卡呈被挤压状态，所述弹力卡始端卡在垫片的卡口上，所述弹力卡末端分别卡在所述螺母和螺丝头的凹槽或凸起块的立面上，使得所述螺母和螺丝本体不能朝旋出方向转动。

进一步地，还包括有垫环，所述弹力卡松弛状态下的高度大于垫环的高度，所述弹力卡套设在所述垫环外周上。

进一步地，所述弹力卡的末端端部具有向上的折角，程上翘状态。

进一步地，所述弹力卡为横截面为长方形的螺旋条状结构，所述弹力卡的横截面的宽度是厚度的2至3倍。

进一步地，所述凹槽为斜切的三角形凹槽程三角形状，所述弹力卡末端端部顶在所述三角形凹槽的立面上；所述凸起块为斜坡凸块,所述斜坡凸块的倾斜面朝向与弹力卡末端端部朝向一致。

进一步地，所述弹力卡被挤压时，所述始端和末端不触碰，不形成闭合。

进一步地，所述螺丝头带帽沿，所述凹槽或凸起块位于帽沿底部并延伸至帽沿边缘。

进一步地，所述螺母带帽沿，所述凹槽或凸起块位于帽沿底部并延伸至帽沿边缘。

本发明各技术方案中的关键点是，通过设置弹力卡，以及与弹力卡的两端相配合的垫片卡扣以及凹槽或凸起块，通过其之间的互相配合，以实现在螺丝或螺母能够旋入，而当旋紧后，螺丝或螺母又在限位作用下而无法旋出，以实现保证螺丝与机件和或螺母之间的稳定性，达到螺丝不松动的效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明设置有弹力卡、垫片和垫环，通过在螺丝头和螺母上设置有凹槽或凸起块以及垫片上设置有卡口，在紧固机件的过程中，弹力卡受挤压使得始端卡在垫片卡口上，末端卡在凹槽或凸起块上，使得螺丝或螺母无法向旋出的方向转动，故螺丝或螺母不会发生松动，达到紧锢作用；

2．由于弹力卡两端是接触和主要受力的部位，并且是卡在卡口或凹槽内，摩擦作用小，故弹力卡不易磨损，即使使用长时间后弹力卡有些磨损也不会影响其紧固作用，且结构简单、成本低，可以应用于作业过程中震动较大的设备，比如机械设备和交通设备的机件紧固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明中实施例1的实施示意图；

图2为本发明中实施例螺丝本体结构示意图；

图3为本发明中实施例螺丝本体结构示意图；

图4为本发明中实施例弹力卡结构示意图；

图5为本发明中实施例垫片结构示意图；

图6为本发明中实施例垫环结构示意图；

图7为本发明中实施例2实施示意图；

图8为本发明中实施例螺母结构示意图；

图9为本发明中实施例3实施示意图；

图10为本发明中实施例1卡钳结构示意图；

图中所示标记为：1-螺丝本体，2-螺丝头，3-螺丝杆，4-垫环，5-垫片，6-弹力卡，7-帽沿，8-机件，9-螺母，10-三角形凹槽，11-斜坡凸块，12-卡钳，51-卡口，61-始端，62-末端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种永不松动的紧固件，适用于紧固部位较厚的机件8,如图1至图6所示，其结构包括螺丝本体1、垫环4、垫片5和弹力卡6，螺丝1包括螺丝杆3和带帽沿7的螺丝头2，弹力卡6呈螺旋一圈的螺旋状、横截面为长方形的条形螺旋状结构，弹力卡6的宽度是厚度的两倍以上，由于弹力卡6为螺旋形，两端均有一定的分别向两端方向的倾斜角度，而其中弹力卡6一端端部向下弯折并成直角的为始端61，另一端在原本有一定倾斜角度的基础上向上再稍微翘起形成折角的为末端62 。弹力卡6松弛状态下的高度大于垫环4的高度，弹力卡6内径略大于垫环4外径，使得弹力卡6能正好套在垫环4的外周上，若用很大的力挤压弹力卡6时，始端61的弯折处和末端62的折角处可以在一个平面上，弹力卡6的始端61和末端62不触碰，不形成闭合，弹力卡这样设置可以使得垫环4的高度尽可能减小，进而减少占用的空间。圆形的（或方形的）垫片5上设有若干个卡口51，卡口51贯通垫片5的上下面，卡口51所在位置是内径不小于垫环外径等于螺母帽沿半径的圆环所在位置，卡口51的大小比弹力卡始端略大，使得弹力卡的始端容易落入卡口中。螺丝头2的帽沿7的底面设多个三角形凹槽10，三角形凹槽10所在位置是内径不小于垫环4半径外径等于螺丝头2半径的圆环所在位置；三角凹槽10包括有与弹力卡6末端62端部朝向一致的倾斜面和与末端62端部朝向相反的立面，倾斜面与立面相交形成的角不小于九十度，即三角形凹槽10的切面是三角形，三角形最长的边（对应的面为倾斜面）所对的角不小于九十度，弹力卡6的末端尽头所对的位置是三角最短的边所在的面（立面），三角形凹槽10所成圆周的圆心与螺丝杆3的轴心重叠，弹力卡6的宽度是厚度的两倍，即弹力卡6末端62是扁平状的，扁平状的弹力卡6末端62翘起能很好的贴合在三角形凹槽10内。三角形凹槽10之间一个连着一个，并且三角形凹槽10延伸并贯通至帽沿7的边缘，方便施工时观察到弹力卡6末端62落入三角形凹槽10内部情况。每个三角形凹槽10底边的长度根据螺丝杆3的规格来设置，当螺丝杆3的直径在15mm以下时，三角形凹槽10之间形成的的圆心角在25到30度之间，当螺丝杆3的直径在15mm以上时，三角形凹槽10之间形成的圆心角在20到22度之间，使得设置的多个三角形凹槽10有一定的密集度的同时，又不会过于密集导致设置的凹槽太小以使得弹力卡6的末端62无法卡进三角形凹槽10。

实施时，可将垫片5通过粘合剂粘黏固定在机件8的螺丝孔位置，垫片5可预先涂有粘合剂，通过塑料片粘在有粘合剂的一面防止污染，使用再将塑料片撕掉；或者在机件8的螺丝孔外围预设有卡口52时，可不需要垫片5。垫片5的螺丝孔对准机件8上的螺丝孔并粘黏固定后，将螺丝杆3依次穿入垫环4、弹力卡6和垫片5内，并将螺丝杆3穿入需要紧固的机件8内，弹力卡6的末端62端部朝向与螺丝本体1旋入机件8的旋转方向一致，一般来说，螺丝本体1的旋入方向大都是顺时针方向，即螺丝本体1旋入方向为顺时针，弹力卡6末端62端部朝向也为顺时针方向；当不断地将螺丝本体1旋入机件8时，将会推动垫环4镶进弹力卡6内，使弹力卡6套在垫环4外周，垫环4的作用是防止弹力卡6与螺丝杆3接触，并承接、传递螺丝头施加的压力到机件8。在旋入过程中，螺丝头2的帽沿7压到弹力卡6翘起的末端62，带动弹力卡6转动，当弹力卡6的始端61落入机件8上的垫片5的卡口51时，弹力卡6不再转动；由于弹力卡6末端62端部朝向也为顺时针，继续顺时针转动螺丝本体1，弹力卡6翘起的末端62一次次滑过螺丝头2的帽沿7下面的三角形凹槽10的倾斜面，一次次落入三角形凹槽10内；若逆时针转动螺丝本体1时，三角形凹槽10的立面与弹力卡6的末端62端部相对，弹力卡6末端62便会顶在三角形凹槽10内的立面上，而无法逆时针转动；直至把螺丝本体1拧到足够紧，弹力卡6呈被挤压状态，并向两端形成一个弹力挤压螺丝头2和垫片5，使得弹力卡6的始端61稳固地卡在垫片5的卡口51上，以及弹力卡6翘起的末端62稳固地顶在螺丝头2的帽沿7下面的三角形凹槽10内的立面上。由于螺丝头2的帽沿7底面一圈的设置有多个三角形凹槽10，具有一定的密集度，拧紧时，弹力卡6末端62容易卡进三角形凹槽10内；在施工紧固机件时，通过观察弹力卡6末端62的尽头是否正好卡在三角形凹槽10的立面上,再人为的将螺丝本体1旋入或旋出一定角度,使得弹力卡6末端62的尽头正好卡在三角形凹槽10的立面上,即弹力卡6能够抵消掉产生的这种旋出的力；弹力卡6能够承受这种与旋入相反的力而不产生巨大变形或折断，并且螺丝本体1多转或少转十几度或二十度区别不大，不影响其紧固作用。即使拧紧时弹力卡6的末端62的尽头不是正好顶在位于三角形凹槽10内的立面位置，在承受载荷变化、震动、冲击等情况后，螺丝本体1产生一个旋出的旋转力，螺丝体转动位移一定角度，弹力卡的末端就会顶到三角形凹槽10的立面了。此时，弹力卡6的末端62的尽头顶住螺丝头2，使得弹力卡6能够抵消螺丝受到与旋入方向相反的力，螺丝本体1再无法逆时针转动，达到防止螺丝松动的目的。

值得说明的是帽沿7下设置的三角形凹槽10也可改成如图3所示的斜坡凸块11，即在帽沿7底部边缘向下延伸出一个连着一个的斜坡凸块11, 斜坡凸块11包括与末端62端部朝向一致的倾斜面和与末端62端部朝向相对的立面，斜坡凸块11之间连续的连接会形成类似于上述三角形凹槽10的凹槽缺口，斜坡凸块11的倾斜面朝向与弹力卡6的末端62端部朝向一致即与旋入方向一致，以使得对螺丝本体1做旋入操作时，弹力卡6的末端62能够滑过锲型凸块11的倾斜面，而旋出时，弹力卡6末端62会卡在斜坡凸块11与帽沿7底面形成的90度角的立面上，使得螺丝本体1无法旋出。

当需要松开螺丝本体1时，如图10所示，可用辅助工具卡钳12卡入螺丝头2和弹力卡6之间，让卡钳12的其中一片插片处于弹力卡6的末端62的后方，握紧卡钳并朝着弹力卡末端62朝向相同的方向旋转一定的角度，卡钳的插片就把弹力卡末端62压下，让弹力卡6的末端62离开螺丝头2的凹槽，弹力卡6末端62不再与螺丝头2有接触，就可以把螺丝杆3逆时针旋转并旋出。卡钳的设计可以有直手柄和曲手柄，以适应各种不同情况，还可以制造卡钳和套筒合二为一的简易的工具。

实施例2

本优选的实施例提供一种永不松动的紧固件，如图7至图8所示，与实施例1不同的是，本实施例2适用于紧固部位厚度较薄需要螺母配合的机件，本实施例包括螺丝本体1、垫片5、垫环4、弹力卡6和螺母9，螺丝本体1包括要螺丝杆3，其中弹力卡6、垫环4和垫片5的结构与实施例1中弹力卡6、垫环4和垫片5的结构相同，而螺母9也设有帽沿7，螺母9的帽沿7下离圆心的距离与弹力卡6的半径一致的位置上绕一圈设置有与实施例1的螺丝头2的帽沿7底面结构一样的三角形凹槽10，而本实施例2中螺丝头2帽沿7下没有设置有三角形凹槽10。实施过程与实施例1相似，实施时，垫片5、垫环4、弹力卡6和螺母9依次套设在螺丝杆3外周上，即将螺丝杆3旋入并穿出被紧固的机件8，再将垫片5、垫环4、螺母9依次套入螺丝杆3穿出的部分，垫片5没有开设有卡口51的一面与被紧固的机件8表面接触，弹力卡6套在垫环4外周，弹力卡6末端62端部朝向与螺母9旋入螺丝杆3的旋转方向一致，当螺母9旋紧时，弹力卡6呈挤压状态，弹力卡6的始端61卡在垫片5的卡口51上，弹力卡6的末端62卡在螺母9帽沿7下的三角形凹槽10内，使得螺母9无法旋出，进而起到紧固作用而不会松动，即使受到震动或其他外力作用，螺母9也无法顺着旋出方向转动位移。

实施例3

本优选的实施例提供一种永不松动的紧固件，如图9所示，适用于紧固部位厚度较薄需要螺母配合的机件8，与实施例2不同的是，螺丝本体1的螺丝头2帽沿7下设置有与螺母9帽沿7底面一样的三角形凹槽10，螺丝本体1的螺丝杆4穿过机件8，机件8两侧的部分螺丝杆3外周上均套设有垫片5、垫环4和弹力卡6，其中弹力卡6、垫环4和垫片5的结构与实施例2中弹力卡6、垫环4和垫片5的结构相同。实施过程与实施例2类似，具体实施过程为：先将两垫片5分别对应的粘合在机件8的两侧，使其垫片5的孔对准机件8上的孔，再将螺丝本体1的螺丝杆3分别套进垫环4、弹力卡6，再穿入垫片5和机件8内，此时螺丝杆3穿出机件8，并且弹力卡6始端61卡在卡口51上，再将另一个弹力卡6、垫环4套入穿出的螺丝杆3内，然后再套入螺母9并旋进螺丝杆3，直至拧紧，机件8两边的弹力卡6均呈挤压状态，两边的弹力卡6始端61分别卡在机件8两边垫片5的卡口51上，两边弹力卡6末端62分别卡在螺母9的三角形凹槽内10和螺丝头2的三角形凹槽10内，使得螺母9和螺丝本体1都无法旋出，进而起到紧固作用而不会松动。相对于实施例2的优势在于通过机件8两侧均设置有弹力卡6、垫环4、垫片5，加上机件8一侧的螺丝头2上和另一侧的螺母9上设置有三角形凹槽10，可以在机件8两侧进行紧固，达到更好的紧固作用，使螺丝不会松动。

本发明设置有弹力卡6、垫片5和垫环4，通过在螺丝头3和螺母9上设置有凹槽或凸起块以及垫片5上设置有卡口51，在紧固机件8的过程中，弹力卡6受挤压使得始端61卡在垫片5卡口51上，末端62卡在凹槽或凸起块上，使得螺丝本体1或螺母9无法向旋出的方向转动，故螺丝本体1或螺母9不会发生松动，达到紧固作用。即通过设置弹力卡6，以及与弹力卡6的两端相配合的垫片5的卡口51以及凹槽或凸起块，通过其之间的互相配合，以实现在螺丝本体1或螺母9能够旋入，而当旋紧后，螺丝本体1或螺母9又在限位作用下而无法旋出，以实现保证螺丝本体1与机件8和或螺母9之间的稳定性，达到螺丝不松动的效果。由于弹力卡6两端是接触和主要受力的部位，并且是卡在卡口51或凹槽内，摩擦作用小，故弹力卡不易磨损，即使使用长时间后弹力卡6两端有些磨损也不会影响其紧固作用，且结构简单、成本低，可以应用于作业过程中震动较大的设备，比如机械设备和交通设备的机件紧固。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。