熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，主要由上端螺母、螺栓、下端螺母組成，螺栓的中段為圓錐形、中上段和中下段為八角面形、上端和下端為螺紋結(jié)構(gòu)，膨脹套為圓錐形且一側(cè)設(shè)有軸向槽，膨脹套設(shè)置在螺栓中段外并與螺栓中段的圓錐形配合，上端螺母設(shè)在螺栓上，上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘緊定在隔套上端面，墊圈設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)與螺栓中下段的八角面配合，下端螺母設(shè)在螺栓下端，下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘緊定在墊圈的下端面，本發(fā)明能將連接件精準(zhǔn)定位，連接成為一體，防止相互移動；且具有鎖死功能，可防止松動而導(dǎo)致的緊固失效，特別適合用于熱核聚變堆磁體支撐系統(tǒng)中的關(guān)鍵、精密結(jié)構(gòu)件的連接，安全可靠。
【專利說明】熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械緊固件【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種熱核聚變堆磁體支撐系統(tǒng)用的鎖緊膨脹螺栓。

【背景技術(shù)】
[0002]國際熱核聚變實驗堆(簡稱ITER)計劃，是2005年由歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國和印度七方參加建造的國際熱核聚變實驗堆，目的是研發(fā)出可控核聚變技術(shù)，并最終為人類提供無限的、清潔的、安全的新能源，該計劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一，而熱核聚變堆的磁體支撐系統(tǒng)包括有重力支撐、極向場線圈支撐和校正場線圈支撐，重力支撐不僅承受托卡馬克裝置一萬噸凈重，還將承受裝置放電運行及極端條件下產(chǎn)生的巨大脈沖電磁力，因此，磁體支撐系統(tǒng)相關(guān)部件連接件的強度和緊固力就至關(guān)重要。
[0003]目前，一般的零部件間的螺紋連接結(jié)構(gòu)，通常采用螺栓穿過螺孔，再用墊圈和螺母緊固的簡單連接結(jié)構(gòu)，這種連接結(jié)構(gòu)，螺孔與螺栓間有很大的間隙，連接件不能成為一體，且只有螺母與螺栓的緊固預(yù)緊力，當(dāng)設(shè)備運行受巨大沖擊力時，連接件間因螺孔與螺栓有很大的間隙，連接件間極易相對移動；螺母也容易松動，失去緊固的作用。而對于熱核聚變堆磁體支撐系統(tǒng)中的關(guān)鍵、精密結(jié)構(gòu)件的連接，若采用常規(guī)的、簡單的螺紋連接結(jié)構(gòu)顯然是不能滿足其運行要求的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，設(shè)計提供了一種熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，通過特殊的膨脹結(jié)構(gòu)，能將連接件精準(zhǔn)定位，連接成為一體，防止相互移動；且具有鎖死功能，可防止松動而導(dǎo)致的緊固失效。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，主要由上端螺母、螺栓、下端螺母組成，所述螺栓的中段為圓錐形、中上段和中下段為八角面形、上端和下端為螺紋結(jié)構(gòu)，隔套設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)，隔套設(shè)在螺栓中上段外并與螺栓中上段的八角面配合，膨脹套為圓錐形且一側(cè)設(shè)有軸向槽，膨脹套設(shè)置在螺栓中段外并與螺栓中段的圓錐形配合，上端螺母設(shè)在螺栓上端，上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘通過上端螺母中設(shè)置的螺孔緊定在隔套上端面，墊圈設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)與螺栓中下段的八角面配合，下端螺母設(shè)在螺栓下端，下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘通過下端螺母中設(shè)置的螺孔緊定在墊圈的下端面。
[0007]所述上端螺母的下端面與隔套的上端面接觸，墊圈的上端面與所連接的連接件的下端面接觸，下端螺母的上端面與墊圈的下端面接觸。
[0008]所述上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘、下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘分別為兩個以上。
[0009]所述各部件的材質(zhì)為316LN奧氏體不銹鋼。
[0010]本發(fā)明的緊固和鎖死原理為:上端螺母與螺栓上端螺紋配合旋轉(zhuǎn)，推動隔套向下移動，從而推動帶有軸向槽的膨脹套向下移動，再由螺栓中段錐形脹大膨脹套，使膨脹套與連接件的螺孔脹緊成為一體，產(chǎn)生摩擦握裹力，保證連接件精準(zhǔn)定位，防止相互移動；當(dāng)分別緊固上端螺母和下端螺母，并用上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘旋入上端螺母，緊定隔套上端面，進行鎖死，防止上端螺母松動而緊固失效；將下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘旋入下端螺母，緊定住墊圈下端面，進行鎖死，防止下端螺母松動而緊固失效。
[0011]本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點在于:
[0012]本發(fā)明采用特殊的膨脹結(jié)構(gòu)，能將連接件精準(zhǔn)定位，連接成為一體，防止相互移動；且具有鎖死功能，可防止松動而導(dǎo)致的緊固失效，特別適合用于熱核聚變堆磁體支撐系統(tǒng)中的關(guān)鍵、精密結(jié)構(gòu)件的連接，安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓主剖視圖；
[0014]圖中:1-上端螺母、2-上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘、3-隔套、4-膨脹套、5-螺栓、6-墊圈、7-下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘、8_下端螺母、9-軸向槽。

【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)就此理解為本發(fā)明所述主題的范圍僅限于以下的實施例，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，凡根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種修改、替換和變更，均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0016]如圖1所示，一種熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，主要由上端螺母1、螺栓5、下端螺母8組成，所述螺栓5的中段為圓錐形、中上段和中下段為八角面形、上端和下端為螺紋結(jié)構(gòu)，隔套3設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)，隔套3設(shè)在螺栓5中上段外并與螺栓5中上段的八角面配合，膨脹套4為圓錐形且一側(cè)設(shè)有軸向槽9，膨脹套4設(shè)置在螺栓5中段外并與螺栓5中段的圓錐形配合，上端螺母I通過螺栓5上端的螺紋設(shè)在螺栓5上，上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘2通過上端螺母I中設(shè)置的螺孔緊定在隔套3上端面，墊圈6設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)與螺栓5中下段的八角面配合，下端螺母8通過螺栓5下端的螺紋設(shè)在螺栓5上，下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘7通過下端螺母8中設(shè)置的螺孔緊定在墊圈6的下端面。
[0017]本發(fā)明的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓裝配過程主要是:
[0018]膨脹套4由螺栓5上端，裝到螺栓5的中段，與螺栓5的中段圓錐形配合；隔套3由螺栓5上端裝入，隔套3的八角面與螺栓5的中上段八角面配合；再將上端螺母I與螺栓5上端的螺紋配合裝配，使上端螺母I下端面與隔套3上端面接觸，隔套3下端面與膨脹套4上端面接觸；將預(yù)裝配好的高強度鎖緊膨脹螺栓由螺栓5下端穿過需要連接件的螺孔，其連接件的螺孔需要加工為隔套3和膨脹套4的外形成小間隙配合孔，將墊圈6由螺栓5下端裝入，與螺栓5的中下段八角面配合；再將下端螺母8與螺栓5下端的螺紋配合裝配，使下端螺母8上端面與墊圈6下端面接觸，墊圈6上端面與連接件端面接觸；預(yù)緊上端螺母1，使膨脹套4向螺栓5下端移動，因膨脹套4上開有軸向槽，當(dāng)膨脹套4向螺栓5下端移動時，螺栓5中段的錐形脹大膨脹套4，膨脹套4與連接件的螺孔脹緊成為一體，產(chǎn)生摩擦握裹力，保證連接件精準(zhǔn)定位，防止相互移動；預(yù)緊下端螺母8，使墊圈6上端面與連接件端面緊固貼牢；再分別緊固上端螺母I和下端螺母8，將連接件牢牢緊固在一起。最后將上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘2旋入上端螺母1，緊定住隔套3上端面，進行鎖死，防止上端螺母I松動而緊固失效；將下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘7旋入下端螺母8，緊定住墊圈6下端面，進行鎖死，防止下端螺母8松動而緊固失效。
[0019]進一步地，所述上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘2、下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘7分別為兩個以上。
[0020]進一步地，本發(fā)明中的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓各部件材質(zhì)為316LN奧氏體不銹鋼，在4K溫度時,屈服強度大于700Mpa、抗拉強度大于1385Mpa,其強度可滿足熱核聚變堆磁體支撐系統(tǒng)中的關(guān)鍵、精密結(jié)構(gòu)件的連接需要，安全可靠。
[0021]此外，本發(fā)明中的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓各部件材質(zhì)還可為A286鐵基合金，在4K溫度時，屈服強度大于1280Mpa、抗拉強度大于860Mpa，或者AllOy 718鎳基合金，4K溫度時，屈服強度大于1600Mpa、抗拉強度大于1350Mp，其強度聞，可?兩足連接要求高的結(jié)構(gòu)件使用，安全可靠，使用壽命長。
【權(quán)利要求】
1.一種熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，主要由上端螺母(I)、螺栓(5)、下端螺母(8)組成，其特征在于所述螺栓(5)的中段為圓錐形、中上段和中下段為八角面形、上端和下端為螺紋結(jié)構(gòu)，隔套(3)設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)，隔套(3)設(shè)在螺栓(5)中上段外并與螺栓(5)中上段的八角面配合，膨脹套(4)為圓錐形且一側(cè)設(shè)有軸向槽(9)，膨脹套(4)設(shè)置在螺栓(5)中段外并與螺栓(5)中段的圓錐形配合，上端螺母(I)設(shè)在螺栓(5)上端，上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘(2)通過上端螺母(I)中設(shè)置的螺孔緊定在隔套(3)上端面，墊圈(6)設(shè)有內(nèi)八角面結(jié)構(gòu)與螺栓(5)中下段的八角面配合，下端螺母(8)設(shè)在螺栓(5)下端，下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘(7)通過下端螺母(8)中設(shè)置的螺孔緊定在墊圈￠)的下端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，其特征在于所述上端螺母(I)的下端面與隔套(3)的上端面接觸，墊圈￠)的上端面與所連接的連接件的下端面接觸，下端螺母(8)的上端面與墊圈￠)的下端面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，其特征在于所述上端內(nèi)六角錐端緊定螺釘(2)、下端內(nèi)六角錐端緊定螺釘(7)分別為兩個以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱核聚變堆磁體支撐鎖緊膨脹螺栓，其特征在于所述各部件的材質(zhì)為316LN奧氏體不銹鋼。
【文檔編號】F16B13/04GK104314939SQ201410424023
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】唐海平, 李鵬遠, 張博, 李永剛 申請人:貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司