專利名稱：高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法及10.9級(jí)短尾拉鉚釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件的緊固方法及10. 9級(jí)短尾拉鉚釘，涉及一種高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件的緊固技術(shù)。主要用于對(duì)緊固系統(tǒng)性能和可靠性要求更高的鐵道車輛和重卡上的構(gòu)件連接。屬金屬機(jī)械加工的鉚接類(B21J)和緊固件類(F16B)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有公開的用于鐵道車輛上構(gòu)件連接的冷拉鉚釘及連接方法，拉鉚釘均由鉚釘和套環(huán)組成，不同的是因要求功能不同，設(shè)計(jì)的鉚釘?shù)男螤詈拖嗷ラg的連接結(jié)構(gòu)變化，以及相應(yīng)的鉚接方式和鉚接器結(jié)構(gòu)不同。與本發(fā)明接近的有如下幾種1)普通拉鉚釘見中國專利授權(quán)公開的《拉鉚釘》《ZL20052003532 5.X》。鉚釘由從前端至后端順次連接的釘頭、光桿、與套環(huán)擠壓配合的環(huán)槽段、分離槽、 用于與鉚接器內(nèi)套前端卡爪卡接的全環(huán)槽段拉用桿組成。前后環(huán)槽段直徑相同。其缺點(diǎn)是鉚接時(shí)要拉斷分離槽，丟棄拉用桿，因此鉚接時(shí)沖擊力和噪聲較大，環(huán)保差，材料浪費(fèi)；液壓鉚接器在拉斷分離槽瞬間鉚接壓力大。2)可重復(fù)使用拉鉚釘見中國專利授權(quán)公告的《可重復(fù)使用拉鉚釘及使用方法》《ZL20071004069 7.9》。鉚釘由從前端至后端順次連接的釘頭、光桿、與套環(huán)擠壓配合的環(huán)槽段和與鉚接器內(nèi)套前端的螺孔段嚙合的螺紋段組成(環(huán)槽段和螺紋段公稱直徑相同)。與上述I)比較由于取消了分離槽，鉚接時(shí)不用拉斷分離槽，不用丟棄拉用桿，因此鉚接時(shí)無沖擊力和無噪聲，環(huán)保好，材料不浪費(fèi)；鉚接器的鉚接壓力相對(duì)降低。但此結(jié)構(gòu)是為了實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用，鉚接器必須采用專有的《旋轉(zhuǎn)鉚接器和破切器》，見中國專利《ZL200710049910。9》，即旋轉(zhuǎn)鉚接器需要有實(shí)現(xiàn)破切的內(nèi)套前端的螺孔段和實(shí)現(xiàn)螺紋配合的旋轉(zhuǎn)部分，因此旋轉(zhuǎn)鉚接器不僅具有實(shí)現(xiàn)液壓鉚接的結(jié)構(gòu)，且鉚接槍體內(nèi)需要增設(shè)包括氣馬達(dá)、齒輪減速箱等氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)部分和相應(yīng)的控制轉(zhuǎn)換部分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜些。而對(duì)于非重復(fù)使用的拉鉚釘顯然不適合采用《旋轉(zhuǎn)鉚接器和破切器》和相配合地《可重復(fù)使用拉鉚釘》的結(jié)構(gòu)型式。3)普通短尾拉鉚釘見中國專利公開的《短尾拉鉚釘》《ZL200820036512 4.8》。鉚釘由從前端至后端順次連接的釘頭、光桿、與套環(huán)擠壓配合的全環(huán)槽段或全螺紋段、用于與鉚接器內(nèi)套前端卡爪卡接拉用的短細(xì)環(huán)槽段組成。與上述I)比較由于取消了分離槽，鉚接時(shí)不用拉斷分離槽，不用丟棄拉用桿，因此鉚接時(shí)也具有無沖擊力和無噪聲，環(huán)保好，材料不浪費(fèi)，鉚接器鉚接力小，容量小。缺點(diǎn)是①無輪采用現(xiàn)有環(huán)槽形狀的全環(huán)槽段或全螺紋段的鉚釘，與套環(huán)之間的緊固力均不足，尤其是全螺紋段。一般緊固強(qiáng)度只能達(dá)到8. 8級(jí)。②采用現(xiàn)有環(huán)槽形狀的短尾與鉚接器的卡爪的卡緊度也有限，上述兩處均難以滿足緊固系統(tǒng)性能和可靠性要求更高的鐵道車輛和重卡上的需求。③若采用該專利全環(huán)槽段短尾拉鉚釘，則安裝很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法及10. 9級(jí)短尾拉鉚釘，其目的就是解決上述現(xiàn)有《普通拉鉚釘》鉚接沖擊力和噪聲大?！犊芍貜?fù)使用拉鉚釘》鉚接及鉚接器較復(fù)雜?！镀胀ǘ涛怖T釘》固緊度和短尾的卡緊度不足，難以滿足緊固系統(tǒng)性能和可靠性要求更高的鐵道車輛和重卡上的構(gòu)件連接。其技術(shù)方案如下高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法，其特征是，該方法包括如下步驟第一步，制作如下的10. 9級(jí)短尾拉鉚釘①短尾拉鉚釘由鉚釘和套環(huán)組成；②鉚釘由從前端至后端順次連接的釘頭、釘頭后端面根部開設(shè)的卸載槽、光桿、與套環(huán)擠壓配合的鎖緊環(huán)槽段、用于與套環(huán)卡齒卡接的螺紋段和用于與低鉚接力液壓鉚接器內(nèi)套卡爪卡接的尾部細(xì)短環(huán)槽段組成；③鎖緊環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)從前至后順次的曲面半徑為Rl、R2、R3、R4，其中Rl〉R4，R2) R3 ;④細(xì)短環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)前端斜面與徑向截面夾角為a，后端斜面與徑向截面夾角為b，其中a〉b ;⑤套環(huán)法蘭盤后端面設(shè)凸點(diǎn)，套環(huán)內(nèi)孔前端設(shè)卡齒；第二步將鉚釘穿過被連兩構(gòu)件的連接孔；套環(huán)后端卡齒卡入并旋在螺紋段上，使套環(huán)和鉚釘 徑向掛接定位；第三步將鉚釘伸入鉚接器內(nèi)，使鉚接器內(nèi)套卡爪卡接在尾部細(xì)短環(huán)槽段上；第四步啟動(dòng)鉚接器，鉚接器內(nèi)套卡爪抓緊鉚釘尾部向后拉，鉚接器外套向前移動(dòng)，推動(dòng)并擠壓套環(huán)，直至套環(huán)變形區(qū)金屬模壓在鎖緊環(huán)槽段環(huán)槽內(nèi)，外套前移直到破壞法蘭盤面上的凸點(diǎn)為止；第五步套環(huán)與鉚釘經(jīng)鎖緊環(huán)槽段模壓鎖閉后，達(dá)到設(shè)定鉚接壓力，鉚接器內(nèi)套外套向后退出，緊固方法完成。完成上述高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法所需的10. 9級(jí)短尾拉鉚釘，由鉚釘和套環(huán)組成；其特征是鉚釘由從前端至后端順次連接的釘頭、釘頭后端面根部開設(shè)的卸載槽、光桿、與套環(huán)擠壓配合的鎖緊環(huán)槽段、用于與套環(huán)卡齒卡接的螺紋段和用于與低鉚接力液壓鉚接器內(nèi)套卡爪卡接的尾部細(xì)短環(huán)槽段組成；鎖緊環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)從前至后順次的曲面半徑為Rl、R2、R3、R4，其中Rl〉R4，R2〉R3 ;細(xì)短環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)前端斜面與徑向截面夾角為a，后端斜面與徑向截面夾角為b，其中a〉b ;套環(huán)法蘭盤后端面設(shè)凸點(diǎn)，套環(huán)內(nèi)孔前端設(shè)卡齒。上述方法和10. 9級(jí)短尾拉鉚釘具體的附加特征在實(shí)施例中結(jié)合


。本發(fā)明有益效果I)釘頭設(shè)計(jì)了用于卸載的環(huán)槽，也稱卸載槽，它可防止鉚接和使用過程中可能存在的應(yīng)力集中現(xiàn)象。降低了危險(xiǎn)斷面承受的應(yīng)力。2)鎖緊環(huán)槽段每個(gè)環(huán)形槽的形狀采用Rl) R4，R2) R3，即表示Rl和R2大，此形狀是為了促進(jìn)鉚接時(shí)套環(huán)的金屬流動(dòng)(向前流動(dòng))；R4和R3小，此形狀是為了鉚接后拉鉚釘在振動(dòng)或拉脫的狀態(tài)下阻礙套環(huán)金屬的流動(dòng)(向后流動(dòng))，此槽形設(shè)計(jì)大大提高了環(huán)形槽固緊性能，可以有效保證連接后的可靠性，在振動(dòng)的工況下，具有更好的防松性能，形成永久性緊固連接。促使套環(huán)在鉚接器低鉚接力下擠壓變形，完成鉚接。3)尾部細(xì)短環(huán)槽內(nèi)設(shè)計(jì)角度a〉b，角度a大方便鉚接器卡爪的進(jìn)入，角度b小卡爪與尾部咬合后在承受作用力時(shí)不易脫扣，保證鉚接時(shí)鉚釘與鉚接器內(nèi)套卡爪的緊密配合，也促使套環(huán)在低鉚接力下擠壓變形，完成鉚接。4)鉚釘上設(shè)計(jì)與套環(huán)卡齒卡接的螺紋段，鉚接器啟動(dòng)前《見第二步》，操作者通過卡齒將套環(huán)與鉚釘徑向掛接定位，消除了現(xiàn)有鉚接推動(dòng)套環(huán)時(shí)需要人工托住套環(huán)的操作工序，保證安裝操作方便、加工穩(wěn)定。5)法蘭盤面上設(shè)計(jì)了六個(gè)凸點(diǎn)，在鉚接后只需觀察凸點(diǎn)被擠壓變形，便可以判定套環(huán)變形合格《見第四步》；大大方便了鉚接后變形區(qū)長(zhǎng)度的檢查。6)本發(fā)明采用了上述優(yōu)化設(shè)計(jì)及產(chǎn)生的上述對(duì)應(yīng)效果，達(dá)到并成為高強(qiáng)度、低鉚接力緊固件一10. 9級(jí)短尾拉鉚釘，其力學(xué)性能如表I所
/Jn o
表I
權(quán)利要求
1.高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法，其特征是，該方法包括如下步驟 第一步，制作如下的10.9級(jí)短尾拉鉚釘①短尾拉鉚釘由鉚釘和套環(huán)組成；②鉚釘(I)由從前端至后端順次連接的釘頭(I. I)、釘頭后端面根部開設(shè)的卸載槽(1.2)、光桿(1.3)、與套環(huán)擠壓配合的鎖緊環(huán)槽段(I. 4)、用于與套環(huán)卡齒卡接的螺紋段(I. 5)和用于與低鉚接力液壓鉚接器(5)內(nèi)套卡爪卡接的尾部細(xì)短環(huán)槽段(I. 6)組成鎖緊環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)從前至后順次的曲面半徑為Rl、R2、R3、R4，其中Rl〉R4，R2) R3 細(xì)短環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)前端斜面與徑向截面夾角為a，后端斜面與徑向截面夾角為b，其中a〉b 套環(huán)法蘭盤后端面設(shè)凸點(diǎn)(2. 3)，套環(huán)內(nèi)孔前端設(shè)卡齒(2. I)； 第二步將鉚釘穿過被連兩構(gòu)件(3、4)的連接孔(3. I);套環(huán)后端卡齒卡入并旋在螺紋段上，使套環(huán)和鉚釘徑向掛接定位； 第三步將鉚釘伸入鉚接器內(nèi)，使鉚接器內(nèi)套卡爪(5. I)卡接在尾部細(xì)短環(huán)槽段上； 第四步啟動(dòng)鉚接器，鉚接器內(nèi)套卡爪抓緊鉚釘尾部向后拉，鉚接器外套(5. 2)向前移動(dòng)，推動(dòng)并擠壓套環(huán)，直至套環(huán)變形區(qū)(2. 2)金屬模壓在鎖緊環(huán)槽段環(huán)槽內(nèi)，外套前移直到破壞法蘭盤面上的凸點(diǎn)為止； 第五步套環(huán)與鉚釘經(jīng)鎖緊環(huán)槽段模壓鎖閉后，達(dá)到設(shè)定鉚接壓力，鉚接器內(nèi)套外套向后退出，緊固方法完成。
2.完成權(quán)利要求I所述高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法所需的10.9級(jí)短尾拉鉚釘，由鉚釘和套環(huán)組成；其特征是 鉚釘由從前端至后端順次連接的釘頭、釘頭后端面根部開設(shè)的卸載槽、光桿、與套環(huán)擠壓配合的鎖緊環(huán)槽段、用于與套環(huán)卡齒卡接的螺紋段和用于與低鉚接力液壓鉚接器內(nèi)套卡爪卡接的尾部細(xì)短環(huán)槽段組成；③鎖緊環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)從前至后順次的曲面半徑為RUR2、R3、R4，其中Rl〉R4，R2〉R3 ;④細(xì)短環(huán)槽段每個(gè)環(huán)槽內(nèi)前端斜面與徑向截面夾角為a，后端斜面與徑向截面夾角為b，其中a〉b ;⑤套環(huán)法蘭盤后端面設(shè)凸點(diǎn)，套環(huán)內(nèi)孔前端設(shè)卡齒。
3.按權(quán)利要求2所述10.9級(jí)短尾拉鉚釘，其特征是光桿長(zhǎng)度L I. 3比同一級(jí)兩被鉚 接件厚度L3 +L4的最小值Min至少小I mm ;相鄰兩級(jí)兩被鉚接件厚度L3 +L4之差為5mm，對(duì)應(yīng)相鄰兩級(jí)鉚釘光桿長(zhǎng)度之差為5mm。
4.按權(quán)利要求2所述10.9級(jí)短尾拉鉚釘，其特征是所述曲面半徑取為Rl=O. 4mm，R 2=l. 6mm, R3=0. 9mm, R4=0. 2mm ;所述前端斜面與徑向截面夾角為a=50° ,后端斜面與徑向截面夾角為b=30°。
全文摘要
高強(qiáng)度、低鉚接力構(gòu)件緊固方法及10.9級(jí)短尾拉鉚釘，步驟1)鉚釘由釘頭、卸載槽、光桿、鎖緊環(huán)槽段、螺紋段和尾部細(xì)短環(huán)槽段組成。鎖緊槽內(nèi)曲面半徑前大后小；尾部?jī)?nèi)斜面角前大后小。套環(huán)設(shè)凸點(diǎn)，內(nèi)孔設(shè)卡齒。2)鉚釘穿入，卡齒旋入螺紋段，套環(huán)和鉚釘掛接。3)鉚釘伸入鉚接器，卡爪卡住尾部。4)啟動(dòng)鉚接器，擠壓套環(huán)變形鎖緊環(huán)槽，前移到破壞凸點(diǎn)。5)鉚接器后退，緊固完成。卸載槽可消除鉚接和使用中的應(yīng)力集中。鎖緊槽促進(jìn)鉚接時(shí)，和阻礙鉚接后振動(dòng)或拉脫中套環(huán)金屬流動(dòng)，提高緊固性和防松動(dòng)性。尾部槽形使卡爪與尾部咬合不脫扣，促進(jìn)低鉚接力鉚接。套環(huán)有卡齒掛接安裝操作方便。用于緊固性和可靠性要求高的鐵道車輛和重卡上。
文檔編號(hào)B21J15/10GK102728768SQ20121018087
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者代廣成, 伏凱, 劉宇, 劉洋, 張 榮, 李新榮, 潘樹平, 胡方年, 賈云龍 申請(qǐng)人:南車眉山車輛有限公司