[发明专利]用于拧紧螺纹紧固件的装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是共同待审的美国专利申请No.61/370015的继续申请，该美国专利申请NO.61/370015的申请日为2010年8月2日，标题为“Conical Geometry for Torsion Coupling During Bolting”，且本申请是共同待审的PCT国际申请No.PCT/IB2011/002658的继续申请，该PCT国际申请No.PCT/IB2011/002658的申请日为2011年8月2日，标题为“Apparatus For Tightening Threaded Fasteners”，这两篇文献的全部内容结合到本申请中，作为参考。

在本申请中公开的新技术改进了在以下共同拥有的已颁发的专利和专利申请中公开的技术：美国专利No.5137408，申请日为1991年12月3日，标题为“Fastening Device”；美国专利No.5318397，申请日为1992年5月7日，标题为“Mechanical Tensioner”；美国专利No.5622465，申请日为1996年4月26日，标题为“Lock Nut”；美国专利No.5640749，申请日为1995年6月13日，标题为“Method Of And Device For Elongating And Relaxing A Stud”；美国专利No.5888041，申请日为1997年10月17日，标题为“Lock Nut”；美国专利No.6254322，申请日为1998年3月3日，标题为“Bolt With A Bolt Member,A Washer And A Sleeve For Applying Forces To The Bolt Member And The Sleeve”等，这些文献的全部内容结合到本申请中，作为参考。

背景技术

普通的螺纹紧固件为已知。具有螺旋螺纹部件的机械紧固通常通过螺栓、螺柱、螺钉、螺帽和垫片来实现。垫片为薄部件，它能够布置在紧固件和被紧固的部件之间。垫片通常用于防止对装配部件的摩擦损害。垫片还通常用于均匀分布应力和控制摩擦损失。螺母是内螺纹紧固部件，通常用于保持或者将负载传递给外螺纹紧固件。螺母的外部几何形状通常将允许与力矩输入装置或机构旋转连接。

自反作用螺母通常包括内部套筒、外部套筒和垫片。自反作用紧固件（例如HYTORC螺母）使用垫片作为用于向外部套筒施加输入力矩的反作用点。在自反作用紧固件中，外部套筒用作螺母，而内部套筒成为螺柱的延伸部分，并与垫片旋转连接。这种旋转连接将在向外部套筒施加力矩的过程中防止在内部套筒和螺柱螺纹之间滑动。具有与普通螺母相同外部几何形状的自反作用螺母将承受更高的支承表面应力。支承表面应力由于外部套筒的内径增加（以便能够有用于内部套筒的空间，从而使得壁厚比标准螺母更薄）而更高。

与普通螺纹紧固件相比，自反作用三件式机械拉伸器紧固件（例如HYTORC螺母）包括外部套筒、内部套筒和垫片。自反作用紧固件（例如HYTORC螺母）使用垫片作为用于向外部套筒施加输入力矩的反作用点。在自反作用紧固件中，外部套筒用作螺母，而内部套筒成为螺柱的延伸部分，并与垫片旋转连接。这种旋转连接将在向外部套筒施加力矩的过程中防止在内部套筒和螺柱螺纹之间滑动。具有与普通螺母相同外部几何形状的自反作用螺母将承受更高的支承表面应力。支承表面应力由于外部套筒的内径增加（以便能够有用于内部套筒的空间，从而使得壁厚比标准螺母更薄）而更高。

还已知使得力矩输出装置的输出轴或反作用部分与在螺栓连接中使用的紧固件连接或匹配的另外装置。自反作用三件式机械拉伸器紧固件通常具有花键、六边形或正方形结构，以便能够与力矩输入装置的反作用部件扭转连接。这通过在两个部件之间的机械旋转干涉而实现。干涉通常通过在任意两种匹配结构（这两种匹配结构防止在两个部件之间旋转）之间的凸凹接合而产生。

还已知三件式机械拉伸螺柱装置。它们包括螺柱、螺母和垫片。螺柱具有在两端上的外螺纹。在上部螺纹的下面，螺柱还将有花键或其它几何形状，以便与垫片内径产生旋转连接。螺柱的顶侧还有花键或其它几何形状，以便能够与力矩输入装置的反作用轴旋转连接。螺母有内螺纹，以便与螺柱顶侧上的螺纹匹配。螺母有花键或其它几何形状，以便能够从力矩输入装置引入力矩。垫片的内部几何形状将与在螺柱的顶部螺纹下面的花键或其它几何形状旋转匹配。