寬範圍小環槽鉚釘及鉚接方法

2023-06-07 19:58:11

專利名稱：寬範圍小環槽鉚釘及鉚接方法
技術領域：
本發明涉及一種新型小規格環槽鉚釘，屬緊固件類。
背景技術：
長久以來，鐵道貨車、汽車、橋梁等鋼結構均使用熱鉚的普通鉚釘，其化學成分和機械性能相當於4.8級的螺拴，造成該鋼結構連接可靠性低、檢修周期短，後期維護成本高等問題，無法滿足貨運『重載、提速』的要求。且熱鉚鉚釘安裝勞動強度大，嗓音大，汙染環境。因此在上述鋼結構的重點、關鍵部位採用新型緊固件十分緊迫和必要。
中國專利公開了一種新型緊固件『拉鉚釘』(ZL200520035325X，對比文件1)其基本結構是釘杆前端有與套環擠壓配合的前環槽段L前，後端有與鉚接器配合進行鉚接的後環槽段L後，中間有分離槽(細頸)。這種環槽鉚釘解決了上述問題，產生了如下效果①安裝性好與螺栓比，不必施加轉矩和多次衝擊，只需用一隻鉚接器便可完成；對安裝人員技術要求不高，安裝完只需目側即可。②抗震性好，比螺拴、熱鉚或焊接更加牢固可靠；解決了的歷史性難題，實現永固連接。③防腐性強、壽命長螺拴連接中內外螺紋間總會有間隙，而環槽鉚釘的環槽和擠壓套環間是通過一圈圈不貫通的變形咬合形成，徹底消除間隙，大氣和液體物無法浸入，由此不受水氣腐蝕，大大提高使用壽命，特別適用於無需拆卸和易受雨雪侵蝕部位。
上述『拉鉚釘』(ZL200520035325X)的基本結構形成的這種『環槽鉚釘』存在如下不足對直徑為5、6、8、10mm的普通小規格『環槽鉚釘』，若按上述『拉鉚釘』的結構、形狀和參數尺寸設計，對每種直徑的鉚釘而言，其可選用的夾持範圍L45隻有3mm左右，過短的夾持範圍往往造成繁雜的種類，在安裝現場往往需要幾種或十幾種不同規格的環槽鉚釘交替使用，倉庫中甚至需要幾十種或上百種庫存。這給企業造成很大的麻煩，在使用時也很容易出現安裝錯誤及重新安裝現象。

發明內容
本發明提供的寬範圍小環槽鉚釘及鉚接方法，就是解決普通小規格環槽鉚釘夾持範圍小而形成種類的繁雜；導致工廠庫存麻煩、現場安裝易錯以致重新安裝等問題。其技術方案如下 寬範圍小環槽鉚釘，由釘頭1、釘杆2和套環3組成，其特徵是 ①釘杆2由從前至後順次設置的最前端的光杆段2a、用於與套環3擠壓配合的前環槽段2b和後端用於與鉚接器配合進行鉚接的後環槽段2c組成； ②前環槽段細牙直徑db小於後環槽段細牙直徑dc；縮小比β＝dc-db/dc＝4％-10％； ③對每種直徑規格鉚釘，前環槽段長度L2b選取等於或大於需要的最大夾持厚L45與套環長L3之和減去光杆段長L2a。即L2b≥L45+L3-L2a。
對上述每種直徑規格鉚釘，前環槽段長度可選取等於需要的最大鉚接厚與套環長L3之和減去光杆段長L2a。即L2b＝L45+L3-L2a。
上述寬範圍小環槽鉚釘對應直徑規格為5、6、8和10mm的前環槽段細牙直徑、後環槽段細牙直徑、釘杆長的取值；前環槽段外徑、光杆段直徑和長度的取值範圍以及適用的夾持範圍分別為表1中序號1、序號2、序號3或序號4的數值和數值範圍表1(毫米)
上述釘頭1可採用圓頭1a、盤頭1b、沉頭1c、半圓頭1d或薄半圓頭1e。
其中各種型式釘頭的直徑和厚度取值範圍見表2。
表2(mm)
上述寬範圍小環槽鉚釘各種型式套環的尺寸mm見表3表3
本發明的有益效果如下 1)本寬範圍小環槽鉚釘保留了現有環槽鉚釘具有的連接強度高、防松性能好、耐蝕性能好和易於安裝的效果(套環內孔與環槽段間為松配合易於套入)。2)寬範圍小環槽鉚釘，夾持範圍大，是同等直徑規格的普通環槽鉚釘的5倍左右。3)由於前後環槽細牙直徑選擇的合理配合，套環擠壓在前環槽段上後，實現釘杆在套環末端處被拉斷，安裝後美觀整齊。見圖8和見表4寬範圍小環槽鉚釘鉚接後尺寸(試驗數據)表4(mm) 從圖8和表4的試驗數據看出本專利按上述表1、表2和表3設計的優化尺寸選取，基本保證釘杆是在套環末端23處被拉斷，且能滿足需要的最大夾持厚及夾持範圍。4)試件拉脫力試驗和剪切力試驗均合格，見表5 表5 5)寬範圍小環槽鉚釘力學性能符合企業標準Q/MS32095。力學性能試驗方法參照Q/MS37021。


圖1釘頭1(圓頭1a)和釘杆2正視圖； 圖2套環3(法蘭套環3a)正剖視圖； 圖3圖1A-A剖視圖； 圖4鉚接步驟1視圖； 圖5鉚接步驟2視圖； 圖6鉚接步驟3視圖； 圖7鉚接步驟4視圖； 圖8鉚接完成後鉚釘和套環有關尺寸視圖； 圖9釘頭為盤頭1b的鉚釘視圖； 圖10釘頭為沉頭1c的鉚釘視圖； 圖11釘頭為半圓頭1d的鉚釘視圖； 圖12釘頭為薄半圓頭1e的鉚釘視圖 圖13圓頭套環3b正視圖； 圖14半圓頭套環3C正視圖 具體實施例方式 實施例1見圖1～圖8 見圖1，圖2，本實施例1寬範圍小環槽鉚釘，由釘頭1、釘杆2和套環3組成。其中釘頭1為圓頭1a；套環3為法蘭套環3a；釘杆2由最前端的光杆段2a、用於與套環擠壓配合的前環槽段2b和後端用於與鉚接器配合進行鉚接的後環槽段2c組成。見圖3，前環槽段細牙直徑db小於後環槽段細牙直徑dc。
見表1、表2、表3、圖1，圖2和圖3，本實施例1寬範圍小環槽鉚釘選擇的尺寸如下序號1，直徑規格D＝5mm，前環槽段細牙直徑db＝3.70mm小於後環槽段細牙直徑dc＝4.11；縮小比β＝9.975％。前環槽段外徑D2b＝4.68-4.75mm。光杆段2a直徑D2a＝4.85～4.95mm，光杆段長度L2a＝2.6～3.2mm。釘杆長L2＝45.4mm。見圖1，可適用的夾持範圍L45即為被鉚接兩物體4和5的厚度之和，L45＝1.58-15.88mm。
見表1序號1，寬範圍小環槽鉚釘前環槽段長度L2b選取等於需要的最大鉚接厚L45與套環長L3之和減去光杆段長L2a，即L2b＝L45max+L3-L2a＝15.88+(6.37-7.24)-(2.6～3.2)≌20mm。此套環長L3為表3中法蘭套環3a的取值。
見表2序號1，直徑規格D＝5mm，釘頭1為圓頭1a，釘頭直徑D1a＝9.0-10.0mm，釘頭厚度L1a＝2.88-3.18mm，夾持範圍L45＝1.58-15.88，7.93-31.75mm。
見表3序號1，套環3型式為法蘭套環3a；直徑規格D＝5mm，套環外徑D32＝7.80-7.95mm；套環內徑D31＝4.80-4.95mm；套環長L3＝6.37-7.24mm；凸臺長L31＝1.02-1.32mm；凸臺外徑D33＝9.27-9.78mm。
上述寬範圍小環槽鉚釘的鉚接步驟如下見圖4-圖7 1)見圖4，將鉚釘插入被鉚接物體4、5的鉚接孔45內，套環3套於前環槽段2b外，前端面貼在物體4表面，釘杆尾牙20插入鉚接器6內，準備安裝； 2)見圖5，.鉚接器中的夾瓣6.1卡住鉚釘環槽後段2c後，帶動鉚釘向外運動，迫使鉚接器外套6.2擠壓鉚接套環3，使鉚接套環被鎖緊在鉚釘前環槽段2b內； 3)見圖6，夾瓣6.1繼續向外運動，迫使鉚釘在最靠近套環尾端的前環槽段23處斷裂； 4)見圖7，鉚接器外套6.2退出鉚接套環，斷裂後段由鉚接器吐釘落下，完成鉚接。
實施例2本實施例2的寬範圍小環槽鉚釘除以下的直徑規格及對應尺寸不同，其餘的與實施例1完全相同。見表1，直徑規格D為6、8或10mm時相應的前環槽段細牙直徑db、後環槽段細牙直徑dc、前後環槽段的外徑Dbc、光杆段直徑D2a、光杆段長度L2a、釘杆長L2和夾持範圍L45等分別為表1中序號2、3或4中對應的共三組，每組共七個取值和取值範圍數字。
實施例3本實施例3的寬範圍小環槽鉚釘除以下的釘頭型式及相應尺寸不同，其餘的與實施例1和2完全相同。見表2、圖9、圖10、圖11、圖12，直徑規格D為6、8或10mm，釘頭1分別為盤頭1b、沉頭1c、半圓頭1d或薄半圓頭1e的直徑D1b、D1c、D1d、D1e和厚度L1b、L1c、L1d、L1e分別為表2中序號1、序號2、序號3或序號4的取值範圍數字。
實施例4本實施例4的寬範圍小環槽鉚釘除以下的套環型式及相應尺寸不同，其餘的與實施例1和2和3完全相同。見見表3、圖13和圖14，套環型式分別為法蘭套環3a、圓頭套環3b和半圓頭套環3c，直徑規格D為6、8或10mm時，套環外徑D32，套環內徑D31，套環長L3凸臺長L31，凸臺外徑D33等尺寸取值範圍分別為表3中序號1、2、3、4、5、6或7中所示取值範圍數字。
權利要求
1.寬範圍小環槽鉚釘，由釘頭(1)、釘杆(2)和套環(3)組成，其特徵是
①釘杆(2)由從前至後順次設置的最前端的光杆段(2a)、用於與套環(3)擠壓配合的前環槽段(2b)和後端用於與鉚接器配合進行鉚接的後環槽段(2c)組成；
②前環槽段細牙直徑(db)小於後環槽段細牙直徑(dc)；縮小比β＝dc-db/dc＝4％-10％；
③對每種直徑規格鉚釘，前環槽段長度(L2b)選取等於或大於需要的最大夾持厚(L45)與套環長(L3)之和減去光杆段長(L2a)。
2.按權利要求1所述環槽鉚釘，其特徵是對每種直徑規格鉚釘，前環槽段長度(L2b)選取等於需要的最大鉚接厚(L45)與套環長(L3)之和減去光杆段長(L2a)。
3.按權利要求1所述環槽鉚釘，其特徵是對應直徑規格為5、6、8和10mm的前環槽段細牙直徑、後環槽段細牙直徑、釘杆長的取值；前環槽段外徑、光杆段直徑和長度的取值範圍以及適用的夾持範圍分別為表1中序號1、序號2、序號3或序號4的數值和數值範圍表1(毫米)
4.按權利要求1、3所述的環槽鉚釘，其特徵是釘頭(1)採用圓頭(1a)、盤頭(1b)、沉頭(1c)、半圓頭(1d)或薄半圓頭(1e)。
5.按權利要求1、3所述的環槽鉚釘，其特徵是套環(3)採用法蘭套環(3a)、圓頭套環(3b)或半圓頭套環(3c)。
6.按權利要求1所述寬範圍小環槽鉚釘的鉚接方法，其特徵是該方法有如下鉚接步驟
1)將鉚釘插入被鉚接物體(4、5)的鉚接孔(45)內，套環(3)套於前環槽段(2b)外，套環前端面貼在物體(4)表面，釘杆尾牙(20)插入鉚接器(6)內，準備安裝；
2)鉚接器中的夾瓣(6.1)卡住鉚釘環槽後段(2c)後，帶動鉚釘向外運動，迫使鉚接器外套(6.2)擠壓鉚接套環(3)，使鉚接套環被鎖緊在鉚釘前環槽段(2b)內；
3)夾瓣(6.1)繼續向外運動，迫使鉚釘在最靠近套環尾端的前環槽段(23)處斷裂；
4)鉚接器外套(6.2)退出鉚接套環，斷裂後段由鉚接器吐釘落下，完成鉚接。
全文摘要
寬範圍小環槽鉚釘及鉚接方法，由釘頭、釘杆和套環組成，釘杆由最前端的光杆段、用於與套環擠壓配合的前環槽段和後端用於與鉚接器配合鉚接的後環槽段組成；前環槽段細牙直徑前小於後環槽段，前環槽段長與最大夾持厚匹配。保留了環槽鉚釘具有的強度高、防松性好、耐蝕性好；夾持範圍增大為同直徑普通小環槽鉚釘的約5倍；且實現在套環末端處被拉斷，安裝後美觀整齊。解決了現有鉚釘因夾持範圍約3mm太小造成的種類繁雜，安裝現場需幾種或十幾種鉚釘交替使用，倉庫中需幾十或上百種庫存造成的麻煩、安裝錯誤及重裝等。本文提供了直徑5、6、8和10mm的各種釘頭和套環型式的鉚釘優化尺寸範圍及試驗結果，特別適於鐵道貨車、汽車、橋梁等鋼結構使用小規格鉚釘的場合。
文檔編號F16B19/04GK101625005SQ20091006008
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月22日 優先權日2009年7月22日
發明者穎 肖, 凱 伏, 胡方年, 宇 劉 申請人:南車眉山車輛有限公司