CN101625005A

CN101625005A - 宽范围小环槽铆钉及铆接方法

Info

Publication number: CN101625005A
Application number: CN200910060085A
Authority: CN
Inventors: 肖颖; 伏凯; 胡方年; 刘宇
Original assignee: CSR Meishan Rolling Stock Co Ltd
Current assignee: CRRC Meishan Co Ltd
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2010-01-13

Abstract

宽范围小环槽铆钉及铆接方法，由钉头、钉杆和套环组成，钉杆由最前端的光杆段、用于与套环挤压配合的前环槽段和后端用于与铆接器配合铆接的后环槽段组成；前环槽段细牙直径前小于后环槽段，前环槽段长与最大夹持厚匹配。保留了环槽铆钉具有的强度高、防松性好、耐蚀性好；夹持范围增大为同直径普通小环槽铆钉的约5倍；且实现在套环末端处被拉断，安装后美观整齐。解决了现有铆钉因夹持范围约3mm太小造成的种类繁杂，安装现场需几种或十几种铆钉交替使用，仓库中需几十或上百种库存造成的麻烦、安装错误及重装等。本文提供了直径5、6、8和10mm的各种钉头和套环型式的铆钉优化尺寸范围及试验结果，特别适于铁道货车、汽车、桥梁等钢结构使用小规格铆钉的场合。

Description

宽范围小环槽铆钉及铆接方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种新型小规格环槽铆钉，属紧固件类。

(二)背景技术：

长久以来，铁道货车、汽车、桥梁等钢结构均使用热铆的普通铆钉，其化学成分和机械性能相当於4.8级的螺拴，造成该钢结构连接可靠性低、检修周期短，后期维护成本高等问题，无法满足货运‘重载、提速’的要求。且热铆铆钉安装劳动强度大，嗓音大，污染环境。因此在上述钢结构的重点、关键部位采用新型紧固件十分紧迫和必要。

中国专利公开了一种新型紧固件‘拉铆钉’(ZL200520035325X，对比文件1)其基本结构是：钉杆前端有与套环挤压配合的前环槽段L前，后端有与铆接器配合进行铆接的后环槽段L后，中间有分离槽(细颈)。这种环槽铆钉解决了上述问题，产生了如下效果：①安装性好：与螺栓比，不必施加转矩和多次冲击，只需用一只铆接器便可完成；对安装人员技术要求不高，安装完只需目侧即可。②抗震性好，比螺拴、热铆或焊接更加牢固可靠；解决了<交变载荷、冲击工况下松动>的历史性难题，实现永固连接。③防腐性强、寿命长：螺拴连接中内外螺纹间总会有间隙，而环槽铆钉的环槽和挤压套环间是通过一圈圈不贯通的变形咬合形成，彻底消除间隙，大气和液体物无法浸入，由此不受水气腐蚀，大大提高使用寿命，特别适用于无需拆卸和易受雨雪侵蚀部位。

上述‘拉铆钉’(ZL200520035325X)的基本结构形成的这种‘环槽铆钉’存在如下不足：对直径为5、6、8、10mm的普通小规格‘环槽铆钉’，若按上述‘拉铆钉’的结构、形状和参数尺寸设计，对每种直径的铆钉而言，其可选用的夹持范围L₄₅只有3mm左右，过短的夹持范围往往造成繁杂的种类，在安装现场往往需要几种或十几种不同规格的环槽铆钉交替使用，仓库中甚至需要几十种或上百种库存。这给企业造成很大的麻烦，在使用时也很容易出现安装错误及重新安装现象。

(三)发明内容：

本发明提供的宽范围小环槽铆钉及铆接方法，就是解决普通小规格环槽铆钉夹持范围小而形成种类的繁杂；导致工厂库存麻烦、现场安装易错以致重新安装等问题。其技术方案如下：

宽范围小环槽铆钉，由钉头1、钉杆2和套环3组成，其特征是

①钉杆2由从前至后顺次设置的最前端的光杆段2a、用于与套环3挤压配合的前环槽段2b和后端用于与铆接器配合进行铆接的后环槽段2c组成；

②前环槽段细牙直径d_b小于后环槽段细牙直径d_c；缩小比β＝d_c-d_b/d_c＝4％-10％；

③对每种直径规格铆钉，前环槽段长度L_2b选取等于或大于需要的最大夹持厚L₄₅与套环长L₃之和减去光杆段长L_2a。即L_2b≥L₄₅+L₃-L_2a。

对上述每种直径规格铆钉，前环槽段长度可选取等于需要的最大铆接厚与套环长L₃之和减去光杆段长L_2a。即L_2b＝L₄₅+L₃-L_2a。

上述宽范围小环槽铆钉对应直径规格为5、6、8和10mm的前环槽段细牙直径、后环槽段细牙直径、钉杆长的取值；前环槽段外径、光杆段直径和长度的取值范围以及适用的夹持范围分别为表1中序号1、序号2、序号3或序号4的数值和数值范围表1(毫米)

上述钉头1可采用圆头1a、盘头1b、沉头1c、半圆头1d或薄半圆头1e。

其中各种型式钉头的直径和厚度取值范围见表2。表2(mm)

上述宽范围小环槽铆钉各种型式套环的尺寸mm见表3表3

本发明的有益效果如下：

1)本宽范围小环槽铆钉保留了现有环槽铆钉具有的连接强度高、防松性能好、耐蚀性能好和易于安装的效果(套环内孔与环槽段间为松配合易于套入)。2)宽范围小环槽铆钉，夹持范围大，是同等直径规格的普通环槽铆钉的5倍左右。3)由于前后环槽细牙直径选择的合理配合，套环挤压在前环槽段上后，实现钉杆在套环末端处被拉断，安装后美观整齐。见图8和见表4：宽范围小环槽铆钉铆接后尺寸(试验数据) 表4(mm)

直径规格	缩进套环最大值A	伸出套环最大值B	套环挤压台阶最大值C
直径规格	缩进套环最大值A	伸出套环最大值B	套环挤压台阶最大值C	5	1.58	0.794	1.270
6	3.17	2.381	2.540	5	1.58	0.794	1.270

从图8和表4的试验数据看出：本专利按上述表1、表2和表3设计的优化尺寸选取，基本保证钉杆是在套环末端2₃处被拉断，且能满足需要的最大夹持厚及夹持范围。4)试件拉脱力试验和剪切力试验均合格，见表5 表5

直径规格/试验编号	检测项目	技术要求	检验结果	单项判定
直径规格/试验编号	检测项目	技术要求	检验结果	单项判定	5mm-1	拉脱力试验(KN)	≥6.4	9.0	合格
5mm-2	剪切力试验(KN)	≥7.8	7.9	合格	5mm-1	拉脱力试验(KN)	≥6.4	9.0	合格
5mm-2	剪切力试验(KN)	≥7.8	7.9	合格	6mm-1	拉脱力试验(KN)	≥11.6	15.2	合格
6mm-2	剪切力试验(KN)	≥10	12.9	合格	6mm-1	拉脱力试验(KN)	≥11.6	15.2	合格

5)宽范围小环槽铆钉力学性能符合企业标准Q/MS32095。力学性能试验方法参照Q/MS37021。

(四)附图说明：

图1钉头1(圆头1a)和钉杆2正视图；

图2套环3(法兰套环3a)正剖视图；

图3图1A-A剖视图；

图4铆接步骤1视图；

图5铆接步骤2视图；

图6铆接步骤3视图；

图7铆接步骤4视图；

图8铆接完成后铆钉和套环有关尺寸视图；

图9钉头为盘头1b的铆钉视图；

图10钉头为沉头1c的铆钉视图；

图11钉头为半圆头1d的铆钉视图；

图12钉头为薄半圆头1e的铆钉视图

图13圆头套环3b正视图；

图14半圆头套环3C正视图

(五)具体实施方式

实施例1：见图1～图8

见图1，图2，本实施例1宽范围小环槽铆钉，由钉头1、钉杆2和套环3组成。其中钉头1为圆头1a；套环3为法兰套环3a；钉杆2由最前端的光杆段2_a、用于与套环挤压配合的前环槽段2_b和后端用于与铆接器配合进行铆接的后环槽段2_c组成。见图3，前环槽段细牙直径d_b小于后环槽段细牙直径d_c。

见表1、表2、表3、图1，图2和图3，本实施例1宽范围小环槽铆钉选择的尺寸如下：序号1，直径规格D＝5mm，前环槽段细牙直径d_b＝3.70mm小于后环槽段细牙直径d_c＝4.11；缩小比β＝9.975％。前环槽段外径D_2b＝4.68-4.75mm。光杆段2_a直径D_2a＝4.85～4.95mm，光杆段长度L_2a＝2.6～3.2mm。钉杆长L₂＝45.4mm。见图1，可适用的夹持范围L₄₅即为被铆接两物体4和5的厚度之和，L₄₅＝1.58-15.88mm。

见表1序号1，宽范围小环槽铆钉前环槽段长度L_2b选取等于需要的最大铆接厚L₄₅与套环长L₃之和减去光杆段长L_2a，即L_2b＝L_45max+L₃-L_2a＝15.88+(6.37-7.24)-(2.6～3.2)≌20mm。此套环长L₃为表3中法兰套环3_a的取值。

见表2序号1，直径规格D＝5mm，钉头1为圆头1_a，钉头直径D_1a＝9.0-10.0mm，钉头厚度L_1a＝2.88-3.18mm，夹持范围L₄₅＝1.58-15.88，7.93-31.75mm。

见表3序号1，套环3型式为法兰套环3a；直径规格D＝5mm，套环外径D₃₂＝7.80-7.95mm；套环内径D₃₁＝4.80-4.95mm；套环长L₃＝6.37-7.24mm；凸台长L₃₁＝1.02-1.32mm；凸台外径D₃₃＝9.27-9.78mm。

上述宽范围小环槽铆钉的铆接步骤如下：见图4-图7

1)见图4，将铆钉插入被铆接物体4、5的铆接孔4₅内，套环3套于前环槽段2b外，前端面贴在物体4表面，钉杆尾牙2₀插入铆接器6内，准备安装；

2)见图5，.铆接器中的夹瓣6.1卡住铆钉环槽后段2c后，带动铆钉向外运动，迫使铆接器外套6.2挤压铆接套环3，使铆接套环被锁紧在铆钉前环槽段2b内；

3)见图6，夹瓣6.1继续向外运动，迫使铆钉在最靠近套环尾端的前环槽段2₃处断裂；

4)见图7，铆接器外套6.2退出铆接套环，断裂后段由铆接器吐钉落下，完成铆接。

实施例2：本实施例2的宽范围小环槽铆钉除以下的直径规格及对应尺寸不同，其余的与实施例1完全相同。见表1，直径规格D为6、8或10mm时相应的前环槽段细牙直径d_b、后环槽段细牙直径d_c、前后环槽段的外径D_bc、光杆段直径D_2a、光杆段长度L_2a、钉杆长L₂和夹持范围L₄₅等分别为表1中序号2、3或4中对应的共三组，每组共七个取值和取值范围数字。

实施例3：本实施例3的宽范围小环槽铆钉除以下的钉头型式及相应尺寸不同，其余的与实施例1和2完全相同。见表2、图9、图10、图11、图12，直径规格D为6、8或10mm，钉头1分别为盘头1b、沉头1c、半圆头1d或薄半圆头1e的直径D_1b、D_1c、D_1d、D_1e和厚度L_1b、L_1c、L_1d、L_1e分别为表2中序号1、序号2、序号3或序号4的取值范围数字。

实施例4：本实施例4的宽范围小环槽铆钉除以下的套环型式及相应尺寸不同，其余的与实施例1和2和3完全相同。见见表3、图13和图14，套环型式分别为法兰套环3a、圆头套环3b和半圆头套环3c，直径规格D为6、8或10mm时，套环外径D₃₂，套环内径D₃₁，套环长L₃凸台长L₃₁，凸台外径D₃₃等尺寸取值范围分别为表3中序号1、2、3、4、5、6或7中所示取值范围数字。

Claims

1.宽范围小环槽铆钉，由钉头(1)、钉杆(2)和套环(3)组成，其特征是

①钉杆(2)由从前至后顺次设置的最前端的光杆段(2a)、用于与套环(3)挤压配合的前环槽段(2b)和后端用于与铆接器配合进行铆接的后环槽段(2c)组成；

②前环槽段细牙直径(db)小于后环槽段细牙直径(dc)；缩小比β＝dc-db/dc＝4％-10％；

③对每种直径规格铆钉，前环槽段长度(L_2b)选取等于或大于需要的最大夹持厚(L₄₅)与套环长(L₃)之和减去光杆段长(L_2a)。

2.按权利要求1所述环槽铆钉，其特征是对每种直径规格铆钉，前环槽段长度(L_2b)选取等于需要的最大铆接厚(L₄₅)与套环长(L₃)之和减去光杆段长(L_2a)。

3.按权利要求1所述环槽铆钉，其特征是对应直径规格为5、6、8和10mm的前环槽段细牙直径、后环槽段细牙直径、钉杆长的取值；前环槽段外径、光杆段直径和长度的取值范围以及适用的夹持范围分别为表1中序号1、序号2、序号3或序号4的数值和数值范围表1(毫米)

4.按权利要求1、3所述的环槽铆钉，其特征是钉头(1)采用圆头(1a)、盘头(1b)、沉头(1c)、半圆头(1d)或薄半圆头(1e)。

5.按权利要求1、3所述的环槽铆钉，其特征是套环(3)采用法兰套环(3a)、圆头套环(3b)或半圆头套环(3c)。

6.按权利要求1所述宽范围小环槽铆钉的铆接方法，其特征是该方法有如下铆接步骤：

1)将铆钉插入被铆接物体(4、5)的铆接孔(4₅)内，套环(3)套于前环槽段(2b)外，套环前端面贴在物体(4)表面，钉杆尾牙(2₀)插入铆接器(6)内，准备安装；

2)铆接器中的夹瓣(6.1)卡住铆钉环槽后段(2c)后，带动铆钉向外运动，迫使铆接器外套(6.2)挤压铆接套环(3)，使铆接套环被锁紧在铆钉前环槽段(2b)内；

3)夹瓣(6.1)继续向外运动，迫使铆钉在最靠近套环尾端的前环槽段(2₃)处断裂；

4)铆接器外套(6.2)退出铆接套环，断裂后段由铆接器吐钉落下，完成铆接。