大直径螺纹连接活塞杆用新型防松结构

Ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ ｏｆ Ａｎｔｉ－ｌｏｏｓｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍ ｅｔｅｒ Ｓｃｒｅｗ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｐｉｓｔｏｎ Ｒｏｄ
ＭＡ０ Ｊｕｎ—ｈａｉ，ＹＵ Ｈａｏ （Ｋａｉｆｅｎｇ Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５０００，Ｃｈｉｎａ）
定 位 段 开 设 定 位 孔 或 定 位 槽 。 在 十字 头 侧 面 开设
该 结 构 通 过 对 螺 纹 连 接 结 构 的 改 进 ，既 继 承
螺 纹通孔 。使用定 位螺钉旋人 十字 头螺孔 ，穿 过 了 小 直 径 活塞 杆 螺 纹 连 接 结 构 简 单 、安 装 使 用 方
内螺母 ，最 终深入 到活塞杆定 位段 的定位孔或槽 中 ， 同 时 定 位 螺 钉 使 用 弹 簧 垫 片 防 止 螺 钉 自松 。 在 活塞杆就 位后 ，定 位螺钉起 到 防止 活塞杆旋 转 松 动的作用 ，将活塞 杆与 内螺 母结合 为一体 ，杜
螺 纹 牙 间 形 成 很 大 的 贴 合 压 力 ， 即形 成 很 大 的摩 结 构较复杂 ，安装过 程繁琐 ，其核 心是 克服活塞
擦力 ，起到 防松 的 目的 ，但 是安装需要 特殊专用 杆旋转 力确保 防松 ，但 是能够保证 活塞 杆与十字
液压工具 ，其 核心防松原 理与小直径 活塞杆螺纹 头连 接 的稳 固。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｉｔ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｃｒｅｗ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｉｓｔｏｎ ｒｏｄ ａｎｄ ｃｒ ｏ ｓｓｈｅａｄ，ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅ ｆａｔａｌ ｌｏｏｓｅ ｗｅａｋ— ｈｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｐｉｓｔｏｎ ｒｏｄ ｓｃｒｅｗ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｌａｒｇｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｓｃｒｅｗ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｔｉ—ｌｏｏｓｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｐｉｓｔｏｎ ｒｏｄ；ｓｃｒｅｗ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｐｉｓｔｏｎ ｃｏｍ ｐｒｅｓｓｏｒ；ａｎｔｉ－ｌｏｏｓｅ；ｃｒｏｓｓｈｅａｄ
紧 螺 母 的 自锁 效 应 。 此 外 为 增 强 偏 心 圆锥 的 弹 性
图 ５ 外 螺 母 与 锁 紧 螺 母 的 配 合 结 构 图
变 形 能 力 ，特 在 偏 心 圆 锥 与 外 螺 母 本 体 之 间 设 置 有 同心 弹 性环 槽 。
２ 工作原理
此 处 介 绍 和 分 析 一 种 新 型 的 活 塞 杆 与 十 字 头 的连接 结 构 。该 结 构 见 图 ３、４。
５Ｏ ｉ瓣
２０１８年 ｏ１期（总第 ２６７期 ）Ｉ
技 术 改 逭 ｌ
Ｔｅｃｈｎｋ＇ａｌ ｎ
活 塞 杆 双头螺柱
螺母
弹 簧 垫 圈 法 兰 内环
销
活 塞 杆
外螺母 内螺 母
十 字 头
图１ 活塞杆 与十字头 常用的法兰 （连 接 器 ） 结构 图
Ａ
， ● 口 Ｌ 。 ／
主要是２种 ；一种是采用专用 的液压工具产 生足够 所 以在同等受力级别 的活塞杆 中 ，此结 构的活塞
的拉 伸力使活塞杆 外螺纹部 分轴 向拉伸 ，在旋 紧 杆外 径要 大一些 ，同时为改善螺纹受力 ，通常使
螺 母 固 定 后 卸掉 液 压 ，外 螺 纹 恢 复 原 形 ， 内 、外 用 强度 较高 的梯 形螺 纹 。特点是 ，加 工要求 高 ，
该 结 构 结 合 小 直 径 活 塞 杆 螺 纹 连 接 加 工 、使 用 的 简 洁 、便 利 优 点 和 零 件 定 位 的方 式 ，达 到 结 构 简单 、加 工便捷 、使 用简 易 ，结构受 力好 ，经 济性好 ，同时起到优 良防松效果 的综合 目的。
想 的 防松 效 果 。
关 键 点 一 是 在 活 塞 杆 螺 纹 尾 部 加 设 定 位 段 。 ３ 结 果
松所 需预紧力很 大 ，不易 实现 ，因此 大直径螺纹 裂的情 况 ，即有一定 的防松失败率 ，不 能完全保
连接 在压缩机运行 中极易松 动 ，不能有 效 的保证 证 防松效 果 ；另一种 是 防松 效果 优秀 ，其在 内、
活塞 杆 与 十 字 头 连 接 的稳 固 ，所 以通 常 螺 纹 连 接 外 螺纹交 接面位 置 ，沿活塞 杆轴 向设 置金 属键 ，
三ｊ｝
一 ． ， ，
Ａ—Ａ
锁 紧 螺 母 活塞杆 外螺母
内螺 母 弹 簧 垫 圈 定 位 螺 钉
十 字 头
图２ 活塞杆 与十字头常用 的 螺 纹 连 接 结 构 图
锁 紧 螺 母 活塞杆 外 螺 母
内 螺母 弹 簧 垫 圈 定 位 螺钉 十 字 头
图３ 活塞杆与十 字头本结构 的防松连接结构 图 （活塞杆尾 端设置定位 盲孔）
活 塞 杆 与 十 字 头 的 连 接 方 式 主 要 为 法 兰 式 （图 １） 和螺 纹 式 （图２） ２种 。 现 在 行 业 内 对 于 大 型 、超 大 型 活 塞 压 缩 机 通 常 采 用 法 兰 式 （或 称 连 接 器 ） 结 构 ，可 以有 效 保 证 活 塞 杆 与 十字 头 连 接 的稳定性 ，连接结构 复杂 、笨 重 ，只要 紧 固件 布 置 及 选 择 合 理 ，还 有 相 应 采 用 一 些 紧 固件 的 防松 措 施 ，正 常 情 况 下 不 会 出 现 活 塞 杆 与 十 字 头 连 接 松 动 的情 况 。螺 纹 式 连 接 通 常 采 用普 通 细牙 螺 纹 ， 结 构 简 单 、使 用 轻 便 ，安 装 就 位 后 ，通 过 一 定 的 扭矩在 螺纹部分施 加预 紧力 ，通过 内、外 螺纹牙 之 间受 力变形压 紧后所形 成 的摩擦 力 即可 保证螺 纹防松 ，便捷性 及易操作性深 受使用单 位的欢迎 ，
后 锁 紧 螺 母 旋 紧 并 施 加 另 一 部 分 预 紧力 ，使 总 的 起 的撞 缸 事 故 ，极 大 地 提 高 了 活 塞 压 缩 机 运 行 的 防 松 力 矩 大 于 防 松 需 要 ， 同 时 保 护 螺 纹 不 会 因局 安 全 性 。
部 过大 的受 力 ，而导 致螺纹崩 裂 。在结 构 中会 出
只应 用 于 中型 、小 型活 塞压 缩 机 中 。
利用键来 克服螺纹松 动趋势引起 的旋转 力 ，起到
当然 在 行 业 领 域 中 ，也 有 大 直 径 活 塞 杆 的 防 螺纹防松的效果 ，但 安装 困难 ，螺纹 连接本身 的
松 方 式 ，现 有 大 直 径 活 塞 杆 螺 纹 连 接 防 松 方 式 ， 调节便利性大幅度削弱 ，且螺纹被剪断受力不好 ，
产 生 很 大 的 防 松 摩 擦 力 矩 ，起 到 外 螺 母 与 活 塞 杆 之 间 的 防 松 作 用 ，增 强 外 螺 母 与 活 塞 杆 之 间 的 防 松效应 ，保 证外螺母 与活塞杆 结合为一 体 ，杜 绝 活塞杆与外 螺母之 间的松动 ；第二压 紧区 的作 用
是使锁紧 螺母 自身 与活塞杆 出现 防松效 应 ，即锁
便 的优点 ，又能有效 防止活塞 杆松动 ，将活塞 杆 与十字头切 实连接成无 相对位 移 的一体 。具有 很 高的经济性 和使用便捷 性 。使 螺纹连接 扩大 了应 用 领 域 ，在 大 型 、超 大 型 活 塞 压 缩 机 中 同 样 可 以
绝 活 塞 杆 与 内螺 母 之 间 的松 动 。 关 键 点 二 是 在 外 螺 母 与 活 塞 杆 之 间设 置 另 一
■ ２０１８年 ０１期（总第 ２６７期）
技 术 改 遽 ；厩
塞 杆 的螺 纹 牙 之 间 同 样 也 出 现 一 个 压 紧 力 。第 一
压 紧 区 的 出 现 使 得 外 螺 母 旋 转 摩 擦 阻力 大 增 ，即
第 一 压 紧 区 弹性环槽
第二压紧 区
锁紧螺母
偏心 圆锥面 外螺母 活塞杆
图４ 活塞杆与十字头本 结构 的防松连接结构 图 （活塞杆尾端设 置定位通槽 ）
但对 于大型 、超 大型活塞 压缩机使用 的大直径活 连接相同 ，但在工程应 用 中依然存在 预紧力不足
塞 杆 ， 因螺 纹 螺 距 大 ，螺 纹 牙 抗 变 形 能 力 强 ，防 导致 防松力矩偏小 或预紧力过大导致部分 螺纹崩
特 殊 结 构 （图 ５）。在 外 螺 母 顶 部 设 施 一 偏 心 圆锥
使 用 螺 纹 连接 这 种 简易 型 式 。 通 过在数 台活塞压缩 机上应用该 结构 ，经 过
几个 月到一 年多 的运转 检验 ，防松效果 显著 ，从
面 ，与 锁 紧 螺 母 的 同 心 圆锥 面 配 合 。 首 先 活 塞 杆 未 出 现 活 塞 杆 与 十 字 头 连 接 松 动 的 情 况 。 实 际 上 就 位 ，之 后 外 螺 母 旋 紧 并 施 加 部 分 的 预 紧 力 ，最 杜 绝 了 活 塞 压 缩 机 运 行 中常 见 的 因活 塞 杆 松 动 引
ｉ孜 术 改 逭
≤ ｃ ｕｃａ／Ｔｒａｎ．￣ｆｏｔｒｅａ型 防松 结构
毛 俊 海 。于 浩
（开封 空分集 团有限公 司，河南 开封 ４７５０００）
【摘 要 】：为发挥 活塞杆 与十字 头间螺纹连 接 的优 势 ，克服 大直 径活塞杆 螺 纹连接 易松动 的致命 缺点 ，研发 出一 种可 靠的 大直 径 螺 纹 连 接 防松 结 构 。 【关 键词】：活塞杆 ；螺纹连接 ；活塞压 缩杌 ；防松 ；十 字头 中图分类 号 ：ＴＨ４５７ 文献标志码 ：Ｂ 文章编 号 ：１００６—２９７１（２０１８）０１—００５０—０４
１ 引言 活塞 压缩机 的运动机构 将驱动 机的动 能传导