專利名稱：螺栓聯(lián)接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種柔性聯(lián)接技術，尤其涉及一種螺栓聯(lián)接裝置，屬于機械制造領域。
背景技術：
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的快速發(fā)展，對于工業(yè)設備的要求也越來越高。越來越多的工業(yè)設備，被要求在比較苛刻的條件下使用，比如高溫、高速、及高壓等環(huán)境，在上述的工作環(huán)境下，一些比較關鍵性動力設備，例如發(fā)動機的渦輪轉子、葉片以及機車車輛的懸掛零部件等，經(jīng)常會遭受疲勞失效問題。工業(yè)設備的聯(lián)接形式有多種，考慮聯(lián)接件和被聯(lián)接件的強度、安裝與拆卸、運用與維護等因素影響，大多數(shù)關鍵動力設備采用高強度螺栓聯(lián)接方式，其中一些被聯(lián)接件在工作時要承受較大的動載荷，或交變無常的沖擊載荷，尤其是作為聯(lián)接件的螺栓，在變化的動載荷的作用下，極易發(fā)生疲勞斷裂，導致聯(lián)接失效?，F(xiàn)有技術中，提高螺栓連接抗疲勞性能的方法有多種，根據(jù)連接部件及設備使用工況，各種提高抗疲勞方案各有所長。例如單獨采用高強度材料制造的柔性螺栓方案，這種連接方案相對簡單，通過采用公知的高強度材料，設計柔性螺栓結構，控制螺栓的制造工藝，保證螺栓質量，來提高螺栓的柔性和抗疲勞性能。但該方案在連接設備承受頻繁波動載荷下，其抗疲勞性能相對較差。另外，還有采用柔性螺栓與彈性套管或蝶形彈簧組合配套使用的技術方案，該技術方案相對單獨采用柔性螺栓方案的抗疲勞性能好些，能夠較好地解決螺栓連接設備的疲勞斷裂問題，但在機車懸掛系統(tǒng)的應用中，因機車懸掛系統(tǒng)的質量比較大，在運行中輪軌沖擊載荷及牽引電機輸出扭矩的波動較大，因此還是不能有效避免發(fā)生螺栓斷裂問題。因此，現(xiàn)有技術中的螺栓聯(lián)接件存在抗疲勞性能差、影響設備使用壽命的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種螺栓聯(lián)接裝置，用以提高螺栓聯(lián)接件的抗疲勞性能，延長設備使用壽命。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種螺栓聯(lián)接裝置，包括柔性螺栓和彈性設備，所述柔性螺栓包括一體成型的螺帽、柔性螺桿和螺紋段，所述螺帽與所述螺紋段分別設置于所述柔性螺桿兩端，所述柔性螺桿與所述螺紋段為圓柱形結構，所述彈性設備為圓環(huán)形結構，所述柔性螺桿與所述螺帽的連接部分通過連接圓弧過渡，所述彈性設備內(nèi)圓的直徑大于所述柔性螺桿與所述螺帽之間的連接圓弧的最大截面圓的直徑，所述彈性設備套設在所述柔性螺桿上，并位于螺帽內(nèi)側。本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置，采用柔性螺栓及彈性設備的組合結構。由于螺栓具有較好的柔性，且彈性設備可以起到減緩波動載荷的作用，因此，本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置能夠有效解決現(xiàn)有技術中的螺栓聯(lián)接件抗疲勞性能差的缺陷，提高螺栓聯(lián)接件抗疲勞性能差，延長設備使用壽命。


圖1為本發(fā)明螺栓聯(lián)接裝置實施例的結構示意圖一；圖2為本發(fā)明螺栓聯(lián)接裝置實施例的結構示意圖二 ；圖3為本發(fā)明實施例中彈性設備的結構示意圖一；圖4為本發(fā)明實施例中彈性設備的結構示意圖二 ；圖5為本發(fā)明實施例中柔性螺栓的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明實施例的技術方案。圖1為本發(fā)明螺栓聯(lián)接裝置實施例的結構示意圖一，圖2為本發(fā)明螺栓聯(lián)接裝置實施例的結構示意圖二，如圖1、圖2所示，本發(fā)明實施例提供的螺栓聯(lián)接裝置包括柔性螺栓11和彈性設備12，所述柔性螺栓11包括一體成型的螺帽111、柔性螺桿112和螺紋段 113，所述螺帽111與所述螺紋段113分別設置于所述柔性螺桿112兩端，所述柔性螺桿112 與所述螺紋段113為圓柱形結構，所述彈性設備12為圓環(huán)形結構，柔性螺桿112與所述螺帽111的連接部分通過連接圓弧過渡，所述彈性設備12內(nèi)圓的直徑大于所述柔性螺桿112 與所述螺帽111之間的連接圓弧的最大截面圓的直徑，所述彈性設備12套設在所述柔性螺桿112上，并位于螺帽111內(nèi)側，且彈性設備可以緊靠在螺帽上。本發(fā)明上述實施例提供的螺栓聯(lián)接裝置，采用柔性螺栓及彈性設備的組合結構。 由于柔性螺桿具有良好的韌性，且彈性設備可以起到減緩壓力的作用，因此，本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置能夠有效解決現(xiàn)有技術中的螺栓聯(lián)接裝置抗疲勞性能差的缺陷，提高螺栓聯(lián)接裝置抗疲勞性能，延長使用壽命。本發(fā)明上述實施例中的柔性螺栓11可以采用高性能材料來提高螺栓的韌性，例如使用高強度合金滲碳鋼18Cr2Ni4WA。另外如圖3、圖4所示，其中的彈性設備可以設置環(huán)形橡膠墊圈121，在環(huán)形橡膠墊圈121的兩側設置有環(huán)形剛性墊圈122，具體的環(huán)形橡膠墊圈與環(huán)形剛性墊圈可以通過成熟的硫化粘接技術粘接成為一個整體。又如圖3、圖4所示，本發(fā)明上述實施例中提供的螺栓聯(lián)接裝置，可以在彈性設備的邊緣設置至少一個開口 123，例如在彈性設備由兩個環(huán)形鋼性墊圈和一個環(huán)形橡膠墊圈組成時，且此時環(huán)形剛性墊圈的外圓半徑大于環(huán)形橡膠墊圈的外圓半徑，可以在環(huán)形剛性線圈的對應位置設置開口，使得在彈性設備的安裝過程中，在開口中放置專用工具，以限制在螺栓擰緊過程中，兩個環(huán)形剛性墊圈的相對旋轉，保證螺栓預緊的準確性。圖5為本發(fā)明實施例中柔性螺栓的結構示意圖，如圖5所示，可以在柔性螺栓11 的螺帽111處設置貫穿的防松孔114，螺帽111為一六角螺帽，防松孔114在螺帽111六個側面中的一對平行的側面上設置，通過在該防松孔114中穿防松鋼絲或其他防松裝置，解決本實施例中柔性的螺栓聯(lián)接裝置容易松懈的問題。另外還可以在柔性螺桿112與所述螺帽114連接部分116和/或所述柔性螺桿112與所述螺紋段113連接部分115設計成圓弧過渡，通過設置上述的圓弧過渡部分，可以減小應力集中，并使螺栓受力更加合理；另外還可以改變螺栓加工工藝，最大限度消除制造過程中的缺陷隱患和變形，以及采用小直徑螺桿等手段，增強螺栓的柔性，改善受力狀況。
如圖1所示，本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置，其具體使用方法是，將彈性設備12套設于柔性螺栓11上，柔性螺栓11的柔性螺桿112部分穿過第一被聯(lián)接件13，柔性螺栓11的螺紋段113擰入第二被聯(lián)接件14中，實現(xiàn)第一被聯(lián)接件13與第二被聯(lián)接件14的聯(lián)接。本發(fā)明提供的柔性組合式的螺栓聯(lián)接裝置，能夠有效提高機械動力設備零部件承受交變沖擊載荷的能力，緩解現(xiàn)有技術中易造成螺栓聯(lián)接裝置早期疲勞失效問題，特別適用于高速重載機車車輛零部件的聯(lián)接或其它關鍵動力機械設備零部件的聯(lián)接。另外，可根據(jù)聯(lián)接強度的需要，選用普通材料制造的柔性螺栓，相應匹配環(huán)形橡膠墊圈的參數(shù)，亦可以用于其它小型機械設備承受動載荷零部件的聯(lián)接。本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置，其中采用柔性螺栓，在保證柔性螺栓高強度的前提下盡可能地降低螺栓剛度，提高其柔性，增強螺栓適應波動載荷的能力，結構設計時，采用小直徑螺桿，且螺紋段與螺桿、螺帽與螺桿部位采用盡可能大的圓弧過渡，尤其螺帽與柔性螺桿過渡部位，可進一步采用“圓弧+斜線段+圓弧”的過渡結構，以減少應力集中。選擇合適的螺栓綜合性能指標，使螺栓的抗拉強度不小于940MPa，屈服強度不小于800Mpa，斷面收縮率不小于陽%，斷后伸長率不小于16%，室溫沖擊不小于40J。并可采用整體鍛造坯料，螺紋滾壓成型技術，提高螺栓的制造質量。本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置，其中采用的彈性設備，可以合理匹配彈性設備性能指標，控制剛性墊圈與橡膠墊圈的粘著強度不小于4N/mm2，肖氏硬度不小于70HS，并設計橡膠墊圈具有合適的厚度，以匹配柔性螺栓與彈性設備組合后的柔性，提高螺栓的抗疲勞性能。本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置，采用柔性螺栓及彈性設備的組合結構，其中的彈性設備具有一定柔度，在預緊力過大時會導致彈性設備剛性化而起不到吸震作用，因此組裝時可選擇合適的預緊力，如直徑為20cm(M20)的螺栓擰緊力矩設置在270N. m，以保證連接部件工作時，彈性設備起到吸震作用。雖然本發(fā)明以實施例揭示如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作任意改動或等同替換，故本發(fā)明的保護范圍應當以本申請權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種螺栓聯(lián)接裝置，其特征在于，包括柔性螺栓和彈性設備，所述柔性螺栓包括一體成型的螺帽、柔性螺桿和螺紋段，所述螺帽與所述螺紋段分別設置于所述柔性螺桿兩端，所述柔性螺桿與所述螺紋段為圓柱形結構，所述彈性設備為圓環(huán)形結構，所述柔性螺桿與所述螺帽的連接部分通過連接圓弧過渡，所述彈性設備內(nèi)圓的直徑大于所述柔性螺桿與所述螺帽之間的連接圓弧的最大截面圓的直徑，所述彈性設備套設在所述柔性螺桿上，并位于螺帽內(nèi)側。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺栓聯(lián)接裝置，其特征在于，所述彈性設備的邊緣設置至少一個開口。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的螺栓聯(lián)接裝置，其特征在于，所述彈性設備包括環(huán)形橡膠墊圈，所述環(huán)形橡膠墊圈的兩側設置有環(huán)形剛性墊圈。
4.根據(jù)權利要求3所述的螺栓聯(lián)接裝置，其特征在于，所述環(huán)形剛性墊圈的外圓半徑大于所述環(huán)形橡膠墊圈的外圓半徑，位于兩側的兩片環(huán)形剛性墊圈的對應位置設置有開
5.根據(jù)權利要求1或2所述的螺栓聯(lián)接裝置，其特征在于，所述柔性螺栓的所述螺帽設置有貫穿的防松孔。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的螺栓聯(lián)接裝置，其特征在于，所述柔性螺桿與所述螺紋段的連接部分通過連接圓弧過渡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺栓聯(lián)接裝置，該螺栓聯(lián)接裝置包括柔性螺栓和彈性設備，柔性螺栓包括一體成型的螺帽、柔性螺桿和螺紋段，螺帽與所述螺紋段分別設置于所述柔性螺桿兩端，柔性螺桿與螺紋段為圓柱形結構，彈性設備為圓環(huán)形結構，柔性螺桿與所述螺帽的連接部分通過連接圓弧過渡，彈性設備內(nèi)圓的直徑大于所述柔性螺桿與所述螺帽之間的連接圓弧的最大截面圓的直徑，彈性設備套設在所述柔性螺桿上，并位于螺帽一側。因此，本發(fā)明提供的螺栓聯(lián)接裝置能夠有效解決現(xiàn)有技術中的螺栓聯(lián)接件抗疲勞性能差的缺陷，提高螺栓聯(lián)接機構的抗疲勞性能，延長設備使用壽命。
文檔編號F16F1/371GK102454677SQ20101052702
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權日2010年10月26日
發(fā)明者呂士勇, 姚銀, 張委袖, 馬呈祥 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司