一种改变螺栓固有频率的连接结构

技术领域

本发明属于紧固件连接结构技术领域，尤其是涉及一种改变螺栓固有频率的连接结构。

背景技术

目前对于两个及以上的机械零件的连接、密封，多数采用螺栓连接。对于螺栓连接，目前主要是用螺栓将第一零件和第二零件直接连接起来，优点是零件数量少，结构简单。

不足之处在于螺栓在某种频率的振动激励下，可能导致螺栓高频振颤，从而引起附加的弯曲载荷，引发螺栓弯曲疲劳断裂，因此螺栓可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种改变螺栓固有频率的连接结构，以改变螺栓固有频率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种改变螺栓固有频率的连接结构，包括螺栓、第一零件、第二零件、调整套和胀圈，第一零件和第二零件通过螺栓连接，调整套与第一零件过盈配合，调整套与第一零件之间安装胀圈；在螺栓的杆部设置有硫化橡胶套。

进一步的，调整套与第一零件之间的过盈量控制在0.07mm～0.22mm。

进一步的，两个胀圈分别安装在距离第一零件的上部和下部均为10mm的位置。

进一步的，螺栓的螺杆顶部设有定位凸台，定位凸台与调整套精密配合。

进一步的，在螺栓的杆部距离其螺杆顶部为螺杆长度占总长的1/3位置处设置硫化橡胶套硫化橡胶套与螺栓采用特殊工艺粘合在一起。

进一步的，硫化橡胶套的长度范围为10mm-15mm。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的连接结构，限制了螺栓的振动幅度，间接地增加了螺栓的刚度，使得螺栓的振动固有频率得到了提高。同时结构简单，拆装方便，零、部件的维修性好，有利于提高被连接件的使用寿命，同时提高了有密封要求连接件的可靠性。另外改善了零部件加工和装配的工艺性，降低了制造成本。

(2)本发明所述的连接结构广泛适用于轻质合金(铝、镁等)、有色、黑色金属构件上采用的螺纹连接，螺纹副连接载荷可达到高强度螺栓(10.9级以上)屈服极限的70％以上，且具有反复拆装而不损坏螺栓的可维修性特点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的改变螺栓固有频率的连接结构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的螺栓的结构示意图。

附图标记说明：

1-零件，2-零件，3-调整套，4-胀圈，5-螺栓，6-硫化橡胶套，7-定位凸台。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

螺栓5在工作过程中，由于固有频率接近共振频率，引起杆部变形大，导致杆部、头部和螺纹部分断裂，为了改变螺栓固有频率，本发明实施例提供了一种改变螺栓固有频率的连接结构，如图1所示，包括螺栓5、第一零件1、第二零件2、调整套3和胀圈4，

第一零件1和第二零件2通过螺栓5连接，调整套3与第一零件1过盈配合，调整套3与第一零件1之间安装胀圈4；在螺栓5的杆部设置有硫化橡胶套6。

调整套3与第一零件1之间的过盈量控制在0.07mm～0.22mm。

两个胀圈4分别安装在距离第一零件1的上部和下部均为10mm的位置，即图1中分别安装在距离第一零件1的上部d110mm、和下部d210mm的位置。

即使螺栓5在承受某种高频振颤，从而引起附加的弯曲载荷，通过调整套3将载荷传递给胀圈4，通过胀圈4自身功能特点，一方面吸收来自螺栓5传递来的能量，另一方面可以改变螺栓5的自振频率，避开共振区，从而保证第一零件1和第二零件2的可靠连接，也可以保证第一零件11和第二零件22之间的密封要求。

如图2所示，螺栓5的螺杆顶部设有定位凸台7，定位凸台7与调整套3精密配合。

在螺栓5杆部距离d3处长度占总长的1/3设计硫化橡胶套6，硫化橡胶套6的长度d4一般为10mm-15mm，硫化橡胶套6与螺栓5之间采用特殊工艺粘合在一起，利用硫化橡胶套6的弹性变形原理，间接改变了螺栓5的固有频率，从而避免其失效。

本发明的连接结构经过反复试验确认，数据显示效果明显。根据螺栓5的振动特性分析，为准确地确定螺栓5在实际安装状态下的振动固有频率，在振动试验台上对螺栓5进行了1000Hz-1500Hz的定频振动试验。通过试验测试结果可知，螺栓5安装在柴油机上的振动固有频率为1050Hz。在激振力加速度为20g、振动频率分别为1000Hz、1050Hz和1100Hz的情况下，当激励的频率为1050Hz时，布置在螺栓5中部Y方向的应变测量值最大，此时螺栓振幅也最大。

按照螺栓5在安装状态下实测的振动固有频率，在振动试验台上对螺栓5进行频率为1050Hz、加速度为20g的振动试验。经过15分钟振动试验后，螺栓发生断裂，螺栓出现了典型的弯曲疲劳断裂。

增加定位凸台7、加装胀圈4和硫化橡胶套6后在一定程度上限制了螺栓5的振动幅度，间接地增加了螺栓5的刚度，使得螺栓5的振动固有频率得到了提高，螺栓5的一阶振动固有频率由原来的1275Hz提高到4809Hz。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。