一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及大型活塞壓縮機(jī)，尤其涉及一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，包括活塞桿、外螺母、內(nèi)螺母、鎖緊螺母及運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭，所述活塞桿的螺紋尾部設(shè)置有一定位段，所述定位段上開設(shè)有定位孔或定位槽；所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭側(cè)面開設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔中旋入定位螺釘，定位螺釘通過內(nèi)螺母并深入到活塞桿定位段的定位孔或定位槽中。另外設(shè)置鎖緊螺母，通過鎖緊螺母的同心圓錐面與外螺母偏心圓錐面壓緊后，使外螺母與活塞桿之間產(chǎn)生防松力矩，同時鎖緊螺母與活塞桿自鎖緊。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的防松失敗率高、安裝困難等不足提供一種有效防止活塞桿松動且安裝使用方便的大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及大型活塞壓縮機(jī)，尤其涉及一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞壓縮機(jī)為往復(fù)式容積壓縮機(jī)，運(yùn)動機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的動能傳導(dǎo)至活塞桿帶動活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，從而改變氣缸內(nèi)介質(zhì)氣體的體積，氣體的壓力得到提高。
[0003]活塞桿與運(yùn)動機(jī)構(gòu)的連接方式主要為法蘭式(圖1)和螺紋式(圖2)兩種。對于大型、超大型活塞壓縮機(jī)通常采用法蘭式結(jié)構(gòu)，可以有效保證活塞桿與運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接的穩(wěn)定性，連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重。螺紋式連接結(jié)構(gòu)簡單、使用輕便，安裝就位后，在螺紋部分施加預(yù)緊力，通過內(nèi)、外螺紋牙之間受力變形壓緊后所形成的摩擦力即可保證螺紋防松，深受使用單位的歡迎，但對于大型、超大型活塞壓縮機(jī)使用的大直徑活塞桿，因螺紋螺距大，螺紋牙抗變形能力強(qiáng)，防松所需預(yù)緊力很大，不易實(shí)現(xiàn);在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2中，通過螺紋牙受力彎曲變形，在外螺紋與內(nèi)螺紋之間產(chǎn)生很大的摩擦力，即產(chǎn)生很大的防松力矩，達(dá)到防止螺紋松動的目的，所以通常螺紋連接只應(yīng)用于中型、小型活塞壓縮機(jī)中。
[0004]在行業(yè)領(lǐng)域中，大直徑活塞桿螺紋連接防松方式，主要是兩種。一種是采用液壓方式使外螺紋部分軸向拉伸，在旋入螺母固定后卸掉液壓，外螺紋恢復(fù)原形，內(nèi)、外螺紋牙間形成很大的貼合壓力，即形成很大的摩擦力，起到防松的目的，安裝需要特殊專用液壓工具，其原理與小直徑活塞桿螺紋連接相同，但在大直徑螺紋中也有一定的防松失敗率，防松失敗的原因主要是液壓工具的性能，操作壓力參數(shù)的選擇，螺紋段的加工、熱處理、材料，及安裝程序等。另一種是防松效果很好，其在內(nèi)、外螺紋交接面位置，沿活塞桿軸向設(shè)置金屬鍵，利用鍵來克服螺紋松動趨勢引起的旋轉(zhuǎn)力，起到螺紋防松的效果，但鍵的安裝困難，由于活塞桿和外螺母的配合螺紋段上要加工出鍵槽，導(dǎo)致活塞桿外螺紋及外螺母內(nèi)螺紋均被截斷，螺紋受軸向力后在截斷處會出現(xiàn)應(yīng)力集中，螺紋牙易斷裂，所以在同等受力級別的活塞桿中，此結(jié)構(gòu)的活塞桿外徑要大。這兩種方式的共同特點(diǎn)是，加工要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝過程繁瑣，其核心都是克服活塞桿旋轉(zhuǎn)力確保防松。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的防松失敗率高、安裝困難等不足提供一種有效防止活塞桿松動且安裝使用方便的大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn):一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，包括活塞桿、外螺母、內(nèi)螺母及運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭，所述活塞桿的螺紋尾部設(shè)置有一定位段，所述定位段上開設(shè)有定位孔或定位槽;所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭側(cè)面開設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔中旋入定位螺釘，定位螺釘通過內(nèi)螺母并深入到活塞桿定位段的定位孔或定位槽中。
[0007]十字頭只在一側(cè)開設(shè)螺紋通孔。定位槽的有效寬度或定位孔的直徑大于定位螺釘頭部外徑2?4_，保證定位螺釘頭部能夠順暢的伸入定位槽或定位孔即可。
[0008]所述定位螺釘上設(shè)置有防止螺釘自松的彈簧墊片。
[0009]所述活塞桿的上端還設(shè)置有鎖緊螺母，所述外螺母頂部設(shè)置一偏心圓錐面，該偏心圓錐面與鎖緊螺母的同心圓錐面配合。
[0010]外螺母與活塞桿通過螺紋連接，在外螺母旋緊后，還要施加防松預(yù)緊力。鎖緊螺母同樣是與活塞桿通過螺紋連接，在與活塞桿旋緊的過程中，外螺母通過同心錐面與偏心錐面的局部接觸，造成偏心圓錐整體向薄壁一側(cè)彎曲變形，使偏心圓錐厚壁部分的內(nèi)螺紋向同位置的活塞桿外螺紋壓緊，形成局部過盈配合，產(chǎn)生螺紋牙之間的很大的摩擦力矩，即產(chǎn)生附加的防松預(yù)緊力，加強(qiáng)外螺母的防松效果。偏心圓錐面的軸線偏心量X根據(jù)活塞桿螺紋的大小在0.2-0.8mm之間選取。偏心圓錐與鎖緊螺母的內(nèi)同心圓錐錐度相同，錐度在20°?30°。同心圓錐是指圓錐面與活塞桿同一軸線，偏心圓錐指圓錐面軸線與活塞桿不是同一軸線，兩軸線同方向，互相平行，兩軸線間距離為偏心量X。偏心圓錐的軸向高度m為0.3?0.5倍活塞桿螺紋大徑。鎖緊螺母螺紋段軸向高度η同樣為0.3?0.5倍活塞桿螺紋大徑。
[0011]所述偏心圓錐面與外螺母之間設(shè)置有同心彈性環(huán)槽。
[0012]同心彈性環(huán)槽是以活塞桿軸線為基準(zhǔn)加工出來的，即同心彈性環(huán)槽軸線與活塞桿同軸，設(shè)置該同心彈性環(huán)槽的目的是增強(qiáng)偏心圓錐段的彈性變形能力，所以稱為同心彈性環(huán)槽。同心彈性環(huán)槽軸向高度為2R，底部為半徑為R的半圓，1?取2.5?5mm為宜，底部半圓可以有效緩解偏心圓錐受力后此處的應(yīng)力集中。槽底直徑為2K，K為偏心圓錐面薄壁處距活塞桿軸線的距離。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下:使用定位螺釘旋入運(yùn)動機(jī)構(gòu)螺孔，通過內(nèi)螺母，最終深入到活塞桿定位段的定位孔或槽中，同時定位螺釘使用彈簧墊片防止螺釘自松。之后在外螺母上施加預(yù)緊力，結(jié)合定位螺釘共同起到防止活塞桿旋轉(zhuǎn)松動的作用。
[0014]本發(fā)明通過對螺紋連接方式的改進(jìn)，既繼承了小直徑活塞桿螺紋連接結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)，又能有效防止活塞桿松動，具有很高的經(jīng)濟(jì)性和使用便捷性。使螺紋連接擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域，在大型、超大型活塞壓縮機(jī)中同樣可以使用小直徑螺紋連接這種簡易型式。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中活塞桿與十字頭法蘭連接圖。
[0016]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中活塞桿與十字頭螺紋連接圖。
[0017]圖3為本發(fā)明大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的活塞桿(定位段開設(shè)定位孔)與十字頭防松連接結(jié)構(gòu)圖之一。
[0018]圖4為本發(fā)明大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的活塞桿(定位段開設(shè)定位孔)與十字頭防松連接結(jié)構(gòu)圖之二。
[0019]圖5為本發(fā)明大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的活塞桿(定位段開設(shè)定位孔)與十字頭防松連接結(jié)構(gòu)圖之三。
[0020]圖6為本發(fā)明大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的活塞桿(定位段開設(shè)定位槽)與十字頭防松連接結(jié)構(gòu)圖之一。
[0021]圖7為本發(fā)明大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的活塞桿(定位段開設(shè)定位槽)與十字頭防松連接結(jié)構(gòu)圖之二。
[0022]圖8為本發(fā)明大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)的活塞桿(定位段開設(shè)定位槽)與十字頭防松連接結(jié)構(gòu)圖之三。
[0023]圖9為圖8中M的局部放大圖。
[0024]圖10為本發(fā)明鎖緊螺母結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖11為本發(fā)明外螺母偏心錐段的結(jié)構(gòu)圖之一。
[0026]圖12為本發(fā)明外螺母偏心錐段的結(jié)構(gòu)圖之二。
[0027]圖中標(biāo)注為:1、活塞桿;2、外螺母;3、內(nèi)螺母;4、運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭;5、鎖緊螺母;6、定位段;7、定位孔;8、定位槽;9、彈簧墊片；10、定位螺釘;11、偏心圓錐面;A、第一壓緊區(qū);B、第二壓緊區(qū)；12、同心彈性環(huán)槽。
【具體實(shí)施方式】
[0028]—種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，如圖1-12所示，包括活塞桿1、外螺母2、內(nèi)螺母3及運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭4，所述活塞桿的螺紋尾部設(shè)置有一定位段6，所述定位段上開設(shè)有定位孔7(如圖3)或定位槽8(如圖4);所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭側(cè)面開設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔中旋入定位螺釘10，定位螺釘通過內(nèi)螺母并深入到活塞桿定位段的定位孔或定位槽中。使用定位螺釘旋入運(yùn)動機(jī)構(gòu)螺孔，通過內(nèi)螺母，最終深入到活塞桿定位段的定位孔或槽中，同時定位螺釘使用彈簧墊片9防止螺釘自松，之后在外螺母上施加預(yù)緊力，結(jié)合定位螺釘共同起到防止活塞桿旋轉(zhuǎn)松動的作用。
[0029]如圖3、4所示，開設(shè)定位孔或者開設(shè)定位槽，都可以實(shí)現(xiàn)利用定位螺釘?shù)纳烊?，阻止活塞桿的旋轉(zhuǎn)，只是在材料的耗費(fèi)量及加工量上有所區(qū)別，此外定位孔直徑Y(jié)和定位槽寬度Q的尺寸要大于定位螺釘伸入段外徑2?4mm。開設(shè)定位孔，加工量小，但定位段有效長度S較長，孔有效深度P要保證定位螺釘就位后螺釘不會觸及孔底，影響定位螺釘與十字頭的鎖緊配合。開設(shè)定位槽，可以使定位段有效長度W比S短一些，即在活塞桿I軸向，允許定位螺釘露出定位段小于定位螺釘截面積的一半，另外加工量稍大。
[0030]十字頭只在一端開設(shè)螺紋通孔。螺紋通孔只于定位螺釘上的外螺紋相互配合。定位段是活塞桿的一部分，通過一根毛坯加工出來的，定位段的外徑U小于活塞桿螺紋小徑4mm?6mm，保證活塞桿螺紋的正常使用。
[0031]如圖5所示，所述活塞桿的上端還設(shè)置有鎖緊螺母5，所述外螺母頂部設(shè)置一偏心圓錐面11，該偏心圓錐面與鎖緊螺母的同心圓錐面配合。在外螺母頂部設(shè)施一偏心圓錐面，與鎖緊螺母的同心圓錐面配合，在鎖緊螺母旋緊后，在結(jié)構(gòu)中會出現(xiàn)兩個壓緊區(qū)。在第一壓緊區(qū)A中外螺母偏心圓錐厚壁處受到鎖緊螺母同心圓錐面的壓緊，錐面向活塞桿方向彎曲變形，使錐面厚壁處的螺紋牙與活塞桿螺紋牙之間產(chǎn)生很大的壓緊力。同時由于偏心錐的原因，在錐面薄壁方向鎖緊螺母中出現(xiàn)第二壓緊區(qū)B，使鎖緊螺母與活塞桿的螺紋牙之間同樣也出現(xiàn)一個壓緊力。第一壓緊區(qū)的出現(xiàn)使得外螺母旋轉(zhuǎn)摩擦阻力大增，起到外螺母與活塞桿之間的防松作用。第二壓緊區(qū)的作用是使鎖緊螺母自身與活塞桿出現(xiàn)防松效應(yīng)。為增強(qiáng)偏心圓錐的彈性變形能力，特在偏心圓錐與外螺母本體之間設(shè)置有同心彈性環(huán)槽12。
[0032]外螺母與活塞桿通過螺紋連接，在外螺母旋緊后，還要施加防松預(yù)緊力。鎖緊螺母同樣是與活塞桿通過螺紋連接，在與活塞桿旋緊的過程中，外螺母通過同心錐面與偏心錐面的局部接觸，造成偏心圓錐整體向薄壁一側(cè)彎曲變形，使偏心圓錐厚壁部分的內(nèi)螺紋向同位置的活塞桿外螺紋壓緊，形成局部過盈配合，產(chǎn)生螺紋牙之間的很大的摩擦力矩，即產(chǎn)生附加的防松預(yù)緊力，加強(qiáng)外螺母的防松效果。偏心圓錐面的軸線偏心量X根據(jù)活塞桿螺紋的大小在0.2-0.8mm之間選取。偏心圓錐與鎖緊螺母的內(nèi)同心圓錐錐度相同，錐度在20°?30°。同心圓錐是指圓錐面與活塞桿同一軸線，偏心圓錐指圓錐面軸線與活塞桿不是同一軸線，兩軸線同方向，互相平行，兩軸線間距離為偏心量X。偏心圓錐的軸向高度m為0.3?0.5倍活塞桿螺紋大徑。鎖緊螺母螺紋段軸向高度η同樣為0.3?0.5倍活塞桿螺紋大徑。
[0033]同心彈性環(huán)槽是以活塞桿軸線為基準(zhǔn)加工出來的，即同心彈性環(huán)槽軸線與活塞桿同軸，設(shè)置該同心彈性環(huán)槽的目的是增強(qiáng)偏心圓錐段的彈性變形能力，所以稱為同心彈性環(huán)槽。同心彈性環(huán)槽軸向高度為2R，底部為半徑為R的半圓，1?取2.5?5mm為宜，底部半圓可以有效緩解偏心圓錐受力后此處的應(yīng)力集中。槽底直徑為2K，K為偏心圓錐面薄壁處距活塞桿軸線的距離。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，包括活塞桿、外螺母、內(nèi)螺母及運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭，其特征在于:所述活塞桿的螺紋尾部設(shè)置有一定位段，所述定位段上開設(shè)有定位孔或定位槽;所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)十字頭一端的側(cè)面開設(shè)有螺紋通孔，螺紋通孔中旋入定位螺釘，定位螺釘通過內(nèi)螺母并旋入到活塞桿定位段的定位孔或定位槽中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定位螺釘上設(shè)置有防止螺釘自松的彈簧墊片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述活塞桿的上端還設(shè)置有鎖緊螺母，所述外螺母頂部設(shè)置一偏心圓錐面，該偏心圓錐面與鎖緊螺母的同心圓錐面配合;偏心圓錐面的軸線偏心量X根據(jù)活塞桿螺紋的大小在0.2?0.8mm之間選取;偏心圓錐面與鎖緊螺母的同心圓錐錐度相同，錐度在20°?30°;同心圓錐是指圓錐面與活塞桿同一軸線，偏心圓錐指圓錐面軸線與活塞桿不是同一軸線，但兩軸線同方向，互相平行，兩軸線間距離為偏心量X;偏心圓錐面的軸向高度m為0.3?0.5倍活塞桿螺紋大徑，鎖緊螺母螺紋段軸向高度η同樣為0.3?0.5倍活塞桿螺紋大徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑活塞桿用新型防松結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述偏心圓錐面與外螺母之間設(shè)置有同心彈性環(huán)槽，同心彈性環(huán)槽的軸線與活塞桿同軸，同心彈性環(huán)槽軸向高度為2R，底部為半徑為R的半圓，R取2.5?5mm。
【文檔編號】F16B21/10GK106050859SQ201610680965
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月18日
【發(fā)明人】毛俊海, 于浩, 高栓來, 呂顥, 張申, 宋涓, 高燕, 王京紅, 王珠鋒
【申請人】開封空分集團(tuán)有限公司