一种避免松动的螺钉预紧系统

摘要

本发明提供一种避免松动的螺钉预紧系统，属于紧固件技术领域；包括一级垫片、二级垫片和螺钉，所述一级垫片和所述二级垫片的一侧均设置有若干防滑齿，若干所述防滑齿的一侧均与水平面垂直，所述一级垫片和所述二级垫片的另一侧均设置有若干相互卡合的防松齿。本申请提供了一种避免松动的螺钉预紧系统使得螺钉无法松动，有效的避免了螺钉的松退情况，并通过结构设计产生自锁机制，进一步避免了螺钉的松退，并保障了安装点的连接稳定性，通过一级密封部件和二级密封部件避免了预紧系统内进入外界杂质，从而有效避免预紧系统内发生磨损，以进一步保障预紧系统的防松退效果的稳定性并提高预紧系统的使用寿命。

权利要求

1.一种避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，包括：

一级垫片、二级垫片和螺钉，所述一级垫片和所述二级垫片的一侧均设置有若干防滑齿，若干所述防滑齿的一侧均与水平面垂直，所述一级垫片和所述二级垫片的另一侧均设置有若干相互卡合的防松齿，若干所述防松齿的一侧均与水平面夹有α角，所述螺钉的螺纹升角为β角，所述α角大于所述β角，若干所述防松齿的另一侧均与水平面垂直，若干所述防滑齿与若干所述防松齿的斜面间夹有锐角，所述防松齿一侧的倾斜方向与所述螺钉的螺旋方向相同；所述一级垫片上安装有一级密封部件，所述二级垫片上安装有二级密封部件，所述一级垫片和所述二级垫片上均安装有预紧部件；

所述一级密封部件用于密封所述螺钉与一级垫片，所述一级垫片用于遮盖所述二级垫片，所述一级密封部件还用于配合所述二级密封部件对所述二级垫片与安装点表面密封，所述预紧部件用于增加所述一级垫片与所述螺钉的摩擦力，所述预紧部件用于增加所述二级垫片与所述安装点的摩擦力，所述预紧部件还用于增加所述螺钉与所述安装点的预紧力；

所述一级垫片的一侧底部设置有多个挤压环，所述一级垫片的一侧夹角处固定安装有多个加强筋；

所述二级密封部件包括固定安装在所述二级垫片外侧的第二密封圈，所述第二密封圈的一侧固定安装有多个第三密封圈，所述第二密封圈的内部开设有弱化槽，所述第二密封圈的底部关于所述弱化槽的中心线对称固定安装有两个第四密封圈；拧紧时，所述挤压环对所述第二密封圈进行挤压使所述弱化槽发生挤压，进而使所述第二密封圈将所述挤压环包覆。

2.根据权利要求1所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述一级密封部件包括开设在所述一级垫片一侧的第一限位槽，所述第一限位槽内固定安装有第一密封圈，所述第一密封圈与所述螺钉的螺帽底部抵触。

3.根据权利要求1所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述第三密封圈位于两个所述第四密封圈的之间，所述第三密封圈的长度小于所述第四密封圈的长度。

4.根据权利要求1所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述一级垫片和所述二级垫片均为硬质合金，所述第二密封圈、所述第三密封圈和所述第四密封圈均为柔性橡胶材质。

5.根据权利要求1所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述一级垫片和所述二级垫片的一侧均开设有第一滑槽，所述第一滑槽的一侧呈环形阵列设置有多个第二滑槽。

6.根据权利要求5所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述预紧部件包括固定安装在所述第一滑槽底部内壁的弹性圈，所述第一滑槽内滑动套接有防滑环，所述防滑环上固定安装有与所述第二滑槽数量相同的限位滑块，所述限位滑块与所述第二滑槽滑动连接。

7.根据权利要求6所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述防滑环的一侧与所述弹性圈的外侧抵触，所述防滑环的顶部呈环形阵列设置有若干凸点。

8.根据权利要求7所述的避免松动的螺钉预紧系统，其特征在于，所述防滑环的横截面为T型，所述凸点与所述螺钉的螺帽底部抵触。

说明书

一种避免松动的螺钉预紧系统

技术领域

[0001] 本发明涉及紧固件技术领域，特别涉及一种避免松动的螺钉预紧系统。

背景技术

[0002] 在医疗上进行骨折治疗，需要植入钢板螺钉，实现骨折端的稳定，为骨折愈合提供良好的力学环境。但是，在人体日常的运动过程中，骨骼系统在冲击、振动或变载荷作用下，螺钉与钢板的连接处容易产生松动，甚至完全脱离，引起骨折治疗失败。

[0003] 目前的防松措施可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松三种。摩擦防松是增大螺纹副间的压力和摩擦力，以防止相对转动。由于螺纹连接件和被连接件的材料会发生蠕变和应力松弛，使预紧力和摩擦力减小，失去防松作用，因此摩擦防松的可靠性较低。机械防松是用止动元件约束螺纹副防松。机械防松需要在螺纹连接件上预先加工出与止动元件配合的防松结构，如轴向槽，影响螺纹连接的强度。由于加工误差的存在，止动元件与防松结构之间存在间隙，没有防松预紧力，在螺纹连接的预紧力减小，甚至松动后，才会止动；因此，严格地说机械防松仅仅具有止退作用。破坏螺纹副防松是把螺纹副转变为非运动副，排除相对转动的可能，例如用螺纹胶粘接。破坏螺纹副防松方便可靠，缺点是将螺纹连接转变为不可拆连接，破拆困难。

[0004] 现有的螺钉预紧系统虽然为螺钉提供了一定的防松退效果，但在高强度震动环境下螺钉依旧会发生松退，同时为便于螺钉的安装，垫片与螺钉仍是相互独立设计，进而造成了在垫片的防松退结构作用的过程中，外界杂质会进入螺钉与垫片之间的间隙内，在长时间的使用过程中对垫片的防滑纹路以及防松退结构造成磨损，进而影响防松退结构的有效性和使用寿命，因此，本申请提供了一种避免松动的螺钉预紧系统来满足需求。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种避免松动的螺钉预紧系统以解决现有的螺钉预紧系统在高强度震动环境下螺钉依旧会发生松退，同时为便于螺钉的安装，垫片与螺钉仍是相互独立设计，进而造成了在垫片的防松退结构作用的过程中，外界杂质会进入螺钉与垫片之间的间隙内，在长时间的使用过程中对垫片的防滑纹路以及防松退结构造成磨损的问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种避免松动的螺钉预紧系统，包括一级垫片、二级垫片和螺钉，所述一级垫片和所述二级垫片的一侧均设置有若干防滑齿，若干所述防滑齿的一侧均与水平面垂直，所述一级垫片和所述二级垫片的另一侧均设置有若干相互卡合的防松齿，若干所述防松齿的一侧均与水平面夹有α角，所述螺钉的螺纹升角为β角，所述α角大于所述β角，若干所述防松齿的另一侧均与水平面垂直，若干所述防滑齿与若干所述防松齿的斜面间夹有锐角，所述防松齿一侧的倾斜方向与所述螺钉的螺旋方向相同；所述一级垫片上安装有一级密封部件，所述二级垫片上安装有二级密封部件，所述一级垫片和所述二级垫片上均安装有预紧部件；所述一级密封部件用于密封所述螺钉与一级垫片，所述一级垫片用于遮盖所述二级垫片，所述一级密封部件还用于配合所述二级密封部件对所述二级垫片与安装点表面密封，所述预紧部件用于增加所述一级垫片与所述螺钉的摩擦力，所述预紧部件用于增加所述二级垫片与所述安装点的摩擦力，所述预紧部件还用于增加所述螺钉与所述安装点的预紧力。

[0008] 优选的，所述一级密封部件包括开设在所述一级垫片一侧的第一限位槽，所述第一限位槽内固定安装有第一密封圈，所述第一密封圈与所述螺钉的螺帽底部抵触，所述一级垫片的一侧底部设置有多个挤压环，所述一级垫片的一侧夹角处固定安装有多个加强筋。

[0009] 优选的，所述二级密封部件包括固定安装在所述二级垫片一侧的第二密封圈，所述第二密封圈的一侧固定安装有多个第三密封圈，所述第二密封圈的内部开设有弱化槽，所述第二密封圈的底部关于所述弱化槽的中心线对称固定安装有两个第四密封圈。

[0010] 优选的，所述第三密封圈位于两个所述第四密封圈的之间，所述第三密封圈的长度小于所述第四密封圈的长度。

[0011] 优选的，所述一级垫片和所述二级垫片均为硬质合金，所述第二密封圈、所述第三密封圈和所述第四密封圈均为柔性橡胶材质。

[0012] 优选的，所述一级垫片和所述二级垫片的一侧均开设有第一滑槽，所述第一滑槽的一侧呈环形阵列设置有多个第二滑槽。

[0013] 优选的，所述预紧部件包括固定安装在所述第一滑槽底部内壁的弹性圈，所述第一滑槽内滑动套接有防滑环，所述防滑环侧一侧固定安装有与所述第二滑槽数量相同的限位滑块，所述限位滑块与所述第二滑槽滑动连接。

[0014] 优选的，所述防滑环的一侧与所述弹性圈的外侧抵触，所述防滑环的顶部呈环形阵列设置有若干凸点。

[0015] 优选的，所述防滑环的横截面为T型，所述凸点与所述螺帽底部抵触。

[0016] 本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

[0017] 通过设置一级垫片和二级垫片，使得该螺钉预紧系统在振动、冲击的情况下，一级垫片和二级垫片会发生松动的趋势，此时螺帽通过防滑齿带动一级垫片松退的方向是一级垫片和二级垫片的拧紧方向，一级垫片和二级垫片的拧紧恰恰阻止了螺钉的松退，进而使得螺钉无法松动，有效的避免了螺钉的松退情况，同时因α角大于β角使得螺钉倒退的距离永远小于一级垫片和二级垫片退格的距离，并产生自锁机制，进一步避免了螺钉的松退，并保障了安装点的连接稳定性；

[0018] 通过设置第一密封圈，螺帽对第一密封圈进行挤压，受挤压的第一密封圈使一级垫片和螺帽的连接处封闭，以避免外界杂质进入螺帽与一级垫片的连接处内，进而使一级垫片上的防滑齿发生磨损，避免防滑齿的摩擦力减小，提高了防滑齿的有效性和使用寿命，同时通过一级垫片对二级垫片进行遮挡，避免了相互卡合的防松齿之间进入外界杂质，避免防松齿发生磨损，以进一步保障预紧系统的防松退效果的稳定性并提高预紧系统的使用寿命；

[0019] 通过设置第二密封圈，挤压环对第二密封圈进行挤压使弱化槽发生形变，进而使第二密封圈将挤压环包覆，从而使一级垫片和第二密封圈之间密封，通过开设弱化槽可增加第二密封圈受挤压后的形变量，进一步保障一级垫片和第二密封圈的密封效果，同时第二密封圈受挤压后，会使第四密封圈发生形变并与安装点表面紧贴，进而避免外界杂质进入二级垫片与安装点的连接处增加二级垫片底部的防滑齿磨损，保障了防滑齿的有效使用并延长了其使用寿命；

[0020] 通过设置防滑环，限位滑块对防滑环进行限制，避免螺帽通过摩擦力带动防滑环发生转动，使得防滑环与一级垫片保持同步，通过弹性圈对防滑环提供弹性支撑，通过增设预紧部件进一步提高预紧系统对螺帽和地面的摩擦力，以保障预紧系统的使用稳定性，延长预紧系统的使用寿命。

附图说明

[0021] 图1为避免松动的螺钉预紧系统立体结构示意图；

[0022] 图2为一级垫片局部剖视立体结构示意图；

[0023] 图3为一级垫片与预紧部件装配后局部剖视立体结构示意图；

[0024] 图4为避免松动的螺钉预紧系统去除二级垫片上预紧结构的局部剖视立体结构示意图；

[0025] 图5为图4中B处立体放大结构示意图；

[0026] 图6为二级垫片立体放大结构示意图；

[0027] 图7为图3中A出立体放大结构示意图；

[0028] 图8避免松动的螺钉预紧系统局部剖视立体结构示意图；

[0029] 图9避免松动的螺钉预紧系统局部剖视与螺钉装配立体结构示意图；

[0030] 图10避免松动的螺钉预紧系统局部剖视与螺钉装配后局部剖视立体结构示意图。

[0031] [附图标记]

[0032] 1、一级垫片；2、防滑齿；3、挤压环；4、第一限位槽；5、第一滑槽；6、第二滑槽；7、加强筋；8、第一密封圈；9、防滑环；10、凸点；11、弹性圈；12、限位滑块；13、防松齿；14、二级垫片；15、第二密封圈；16、第三密封圈；17、弱化槽；18、第四密封圈。

具体实施方式

[0033] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

[0034] 如图4、图9和图10所示的，本发明的实施例提供一种避免松动的螺钉预紧系统，包括一级垫片1、二级垫片14和螺钉，一级垫片1和二级垫片14均为硬质合金，一级垫片1和二级垫片14的一侧均设置有若干防滑齿2，通过防滑齿2增加一级垫片1和二级垫片14的摩擦力，进而提高一级垫片1和螺帽的连接稳定性以及二级垫片14与安装点表面的连接稳定性，若干防滑齿2的一侧均与水平面垂直，一级垫片1和二级垫片14的另一侧均设置有若干相互卡合的防松齿13，若干防松齿13的一侧均与水平面夹有α角，螺钉的螺纹升角为β角，α角大于β角，若干防松齿13的另一侧均与水平面垂直，若干防滑齿2与若干防松齿13的斜面间夹有锐角，防松齿13一侧的倾斜方向与螺钉的螺旋方向相同。

[0035] 该螺钉预紧系统在振动、冲击的情况下，一级垫片1和二级垫片14会发生松动的趋势，此时螺帽通过防滑齿2带动一级垫片1松退的方向是一级垫片1和二级垫片14的拧紧方向，一级垫片1和二级垫片14的拧紧恰恰阻止了螺钉的松退，进而使得螺钉无法松动，有效的避免了螺钉的松退情况，同时因α角大于β角使得螺钉倒退的距离永远小于一级垫片1和二级垫片14退格的距离，并产生自锁机制，进一步避免了螺钉的松退，并保障了安装点的连接稳定性。

[0036] 如图4、图9和图10所示，所述一级垫片1上安装有一级密封部件，二级垫片14上安装有二级密封部件，一级垫片1和二级垫片14上均安装有预紧部件，一级密封部件用于密封螺钉与一级垫片1，一级垫片1用于遮盖二级垫片14，一级密封部件还用于配合二级密封部件对二级垫片14与安装点表面密封，预紧部件用于增加一级垫片1与螺钉的摩擦力，预紧部件用于增加二级垫片14与安装点的摩擦力，预紧部件还用于增加螺钉与安装点的预紧力。

[0037] 如图1～3所示，所述一级密封部件包括开设在一级垫片1一侧的第一限位槽4，第一限位槽4内固定安装有第一密封圈8，第一密封圈8与螺钉的螺帽底部抵触，一级垫片1的一侧底部设置有多个挤压环3，一级垫片1的一侧夹角处固定安装有多个加强筋7。

[0038] 螺钉拧紧时，螺帽对第一密封圈8进行挤压，受挤压的第一密封圈8使一级垫片1和螺帽的连接处封闭，以避免外界杂质进入螺帽与一级垫片1的连接处内，进而使一级垫片1上的防滑齿2发生磨损，避免防滑齿2的摩擦力减小，提高了防滑齿2的有效性和使用寿命，同时通过一级垫片1对二级垫片14进行遮挡，避免了相互卡合的防松齿13之间进入外界杂质，避免防松齿13发生磨损，以进一步保障预紧系统的防松退效果的稳定性并提高预紧系统的使用寿命。

[0039] 如图4～5所示，所述二级密封部件包括固定安装在二级垫片14一侧的第二密封圈15，第二密封圈15的一侧固定安装有多个第三密封圈16，第二密封圈15的内部开设有弱化槽17，第二密封圈15的底部关于弱化槽17的中心线对称固定安装有两个第四密封圈18，第二密封圈15、第三密封圈16和第四密封圈18均为柔性橡胶材质。

[0040] 螺钉拧紧时，挤压环3对第二密封圈15进行挤压使弱化槽17发生形变，进而使第二密封圈15将挤压环3包覆，从而使一级垫片1和第二密封圈15之间密封，通过开设弱化槽17可增加第二密封圈15受挤压后的形变量，进一步保障一级垫片1和第二密封圈15的密封效果，同时第二密封圈15受挤压后，会使第四密封圈18发生形变并与安装点表面紧贴，进而避免外界杂质进入二级垫片14与安装点的连接处增加二级垫片14底部的防滑齿2磨损，保障了防滑齿2的有效使用并延长了其使用寿命。

[0041] 如图4～5所示，所述第三密封圈16位于两个第四密封圈18的之间，第三密封圈16的长度小于第四密封圈18的长度，通过第三密封圈16进一步提高第二密封圈15与安装点表面的密封性和防尘效果，提高了第二密封圈15的密封稳定性。

[0042] 如图4、图7和图8所示，所述一级垫片1和二级垫片14的一侧均开设有第一滑槽5，第一滑槽5的一侧呈环形阵列设置有多个第二滑槽6，预紧部件包括固定安装在第一滑槽5底部内壁的弹性圈11，第一滑槽5内滑动套接有防滑环9，防滑环9侧一侧固定安装有与第二滑槽6数量相同的限位滑块12，限位滑块12与第二滑槽6滑动连接，防滑环9的一侧与弹性圈11的外侧抵触，防滑环9的顶部呈环形阵列设置有若干凸点10，防滑环9的横截面为T型，凸点10与螺帽底部抵触。

[0043] 通过限位滑块12对防滑环9进行限制，避免螺帽通过摩擦力带动防滑环9发生转动，使得防滑环9与一级垫片1保持同步，通过弹性圈11对防滑环9提供弹性支撑，通过增设预紧部件进一步提高预紧系统对螺帽和地面的摩擦力，以保障预紧系统的使用稳定性，延长预紧系统的使用寿命，同时通过预紧部件增加对螺钉的支撑效果，以提高螺钉的预紧力，进一步提高螺钉的使用稳定性。

[0044] 本发明提供的技术方案，通过设置一级垫片和二级垫片，使得该螺钉预紧系统在振动、冲击的情况下，一级垫片和二级垫片会发生松动的趋势，此时螺帽通过防滑齿带动一级垫片松退的方向是一级垫片和二级垫片的拧紧方向，一级垫片和二级垫片的拧紧恰恰阻止了螺钉的松退，进而使得螺钉无法松动，有效的避免了螺钉的松退情况，同时因α角大于β角使得螺钉倒退的距离永远小于一级垫片和二级垫片退格的距离，并产生自锁机制，进一步避免了螺钉的松退，并保障了安装点的连接稳定性；

[0045] 螺钉拧紧时，螺帽对第一密封圈进行挤压，受挤压的第一密封圈使一级垫片和螺帽的连接处封闭，以避免外界杂质进入螺帽与一级垫片的连接处内，进而使一级垫片上的防滑齿发生磨损，避免防滑齿的摩擦力减小，提高了防滑齿的有效性和使用寿命，同时通过一级垫片对二级垫片进行遮挡，避免了相互卡合的防松齿之间进入外界杂质，避免防松齿发生磨损，以进一步保障预紧系统的防松退效果的稳定性并提高预紧系统的使用寿命；

[0046] 螺钉拧紧时，挤压环对第二密封圈进行挤压使弱化槽发生形变，进而使第二密封圈将挤压环包覆，从而使一级垫片和第二密封圈之间密封，通过开设弱化槽可增加第二密封圈受挤压后的形变量，进一步保障一级垫片和第二密封圈的密封效果，同时第二密封圈受挤压后，会使第四密封圈发生形变并与安装点表面紧贴，进而避免外界杂质进入二级垫片与安装点的连接处增加二级垫片底部的防滑齿磨损，保障了防滑齿的有效使用并延长了其使用寿命；

[0047] 通过限位滑块对防滑环进行限制，避免螺帽通过摩擦力带动防滑环发生转动，使得防滑环与一级垫片保持同步，通过弹性圈对防滑环提供弹性支撑，通过增设预紧部件进一步提高预紧系统对螺帽和地面的摩擦力，以保障预紧系统的使用稳定性，延长预紧系统的使用寿命，同时通过预紧部件增加对螺钉的支撑效果，以提高螺钉的预紧力，进一步提高螺钉的使用稳定性。

[0048] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。