CN101943195B - 一种拉杆端部紧固接头及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及紧固接头技术领域，具体涉及一种拉杆端部紧固接头及其制作方法。拉杆端部紧固接头包括拉杆、金属丝和套筒，金属丝缠绕在拉杆上，套筒套在拉杆和金属丝外面，套筒的内表面设计为内突型，套筒的内径由两端向中间逐渐减小，挤压后能够拉杆上形成两个锥面。拉杆受拉时，拉杆工作段径向变形总是先于被挤压段，挤压过程中，被套筒内突面挤压的材料向两端及表面流动，这种不均匀的应变强化能够较好的阻止拉杆受拉时的径向变形。采用本发明的方法制作的拉杆端部紧固接头，无明显的应力集中区域，承载能力接近或大于拉杆的破断载荷，制作工艺简单，产品性能稳定。适用于核反应堆高能管道防甩件的U型杆端部紧固接头制造。

Description

一种拉杆端部紧固接头及其制作方法

技术领域

本发明涉及紧固接头技术领域，具体涉及一种拉杆端部紧固接头及其制作方法。

背景技术

常见的拉杆与端部紧固接头的连接方式有焊接、螺纹连接、端部墩粗等，这些连接方式都有各自的不足之处。采用焊接方式，拉杆大变形状态焊接区域应力集中明显，拉杆承载能力较弱；采用螺纹连接制造成本高，螺纹需要强化处理，要想使拉杆能够在大变形状态工作需要螺纹较深，应力集中明显；采用端部墩粗方式，制造成本高，产品性能稳定性差，应力集中明显，端部紧固接头承载能力较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无明显的应力集中区域，承载能力大于拉杆破断载荷的拉杆端部紧固接头及其制作方法。

实现本发明目的的技术方案：一种拉杆端部紧固接头，包括拉杆、金属丝和套筒，金属丝缠绕在拉杆上，套筒套在拉杆和金属丝外面，套筒的内径由两端向中间逐渐减小。

如上所述的一种拉杆端部紧固接头，套筒的最小内径偏离套筒的中间位置，接近于远离拉杆端部的一端。

如上所述的一种拉杆端部紧固接头，套筒的最小内径等于拉杆缠绕金属丝的最大外径。

如上所述的一种拉杆端部紧固接头，套筒的内表面母线是平滑的曲线。

一种制作上述拉杆端部紧固接头的方法，包括以下步骤：

第一步，在拉杆上缠绕金属丝：将金属丝的起点采用冷焊方式固定在拉杆的端部，以大于金属丝直径为间距在拉杆端部缠绕金属丝；拉杆缠绕金属丝的长度大于套筒的长度，采用冷焊方式将金属丝末端固定在拉杆上；

第二步，将套筒套装在缠绕金属丝后的拉杆上；

第三步，在套筒外壁与挤压模具之间添加石墨粉末，沿套筒径向进行挤压，使套筒两端的内表面与金属丝紧密贴合，两端金属丝的压力使拉杆的外表面达到屈服。

如上所述的一种拉杆端部紧固接头制作方法，拉杆的材料硬度小于套筒的材料硬度，套筒的材料硬度小于金属丝的材料硬度；拉杆的材料屈服强度小于套筒的材料屈服强度，套筒的材料屈服强度小于金属丝的材料屈服强度。

本发明的效果在于：套筒的内表面设计为内突型，套筒的内径由两端向中间逐渐减小，挤压后能够拉杆上形成两个锥面。在拉杆受拉时，靠近拉杆端部的锥面上的压力沿拉杆轴向分量能够有效抵抗拉杆上的拉力。同时，拉杆工作段径向变形总是先于被挤压段，挤压过程中，被套筒内突面挤压的材料向两端及表面流动，这种不均匀的应变强化能够较好的阻止拉杆受拉时的径向变形。拉杆受拉时，套筒内部的钢丝在拉杆的外表面及筒套内表面所形成的压痕同时提供摩擦力和结构力，圆弧面型的压痕有效降低了应力集中。

附图说明

图1为本发明所提供的一种拉杆端部紧固接头的剖视图；

图2为本发明所提供的一种拉杆端部紧固接头的装配示意图；

图3为本发明所提供的一种拉杆端部紧固接头挤压后套筒内表面与拉杆外表面压痕示意图。

图中：1.拉杆；2.金属丝；3.套筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1、图2及图3所示，一种拉杆端部紧固接头，包括拉杆1、缠绕在拉杆1上的金属丝2，以及套在拉杆1和金属丝2外面的套筒3。拉杆1的直径为20mm，采用0Cr18Ni材料。金属丝2的直径为1mm，采用65Mn材料。套筒3采用Q390D材料，长度为68mm，外径40mm。套筒3不是等内径的，内径由两端向中间逐渐减小，两端内径为24mm，中间最小内径为22mm，最小内径处距离拉杆1端部46mm。套筒3内表面母线可以是平滑的曲线，也可以是由若干段折线构成。

一种制作拉杆端部紧固接头的方法，包括以下步骤：

第一步，在拉杆1上缠绕金属丝2：将直径为1mm的金属丝2的起点采用冷焊方式固定在拉杆1的端部，以1.6mm为间距在拉杆1端部缠绕金属丝2；拉杆1缠绕金属丝2的长度约为65mm，略大于套筒3的初始长度，采用冷焊方式将金属丝2末端固定在拉杆1上；

第二步，将初始长度为64mm，外径42mm的套筒3套装在缠绕金属丝2的拉杆1上；

第三步，在套筒3外壁与挤压模具之间添加石墨粉末，沿套筒3径向进行挤压，使套筒3两端的内表面与金属丝2紧密贴合，两端金属丝2的压力使拉杆1的外表面达到屈服。挤压后套筒3长度为68mm，外径40mm，形成如图1和图2所示的拉杆端部紧固接头，它的最大承载能力大于16吨。

本方法中，拉杆1采用0Cr18Ni材料，屈服强度为205MPa，抗拉强度为520MPa。金属丝2采用65Mn材料，屈服强度为780MPa，抗拉强度为980MPa。套筒3采用Q390D材料，屈服强度为380MPa，抗拉强度为640MPa。

采用上述方法制作的拉杆端部紧固接头，无明显的应力集中区域，承载能力接近或大于拉杆的破断载荷，制作工艺简单，产品性能稳定。适用于核反应堆高能管道防甩件的U型杆端部紧固接头制造。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种拉杆端部紧固接头，包括拉杆(1)、金属丝(2)和套筒(3)，金属丝(2)缠绕在拉杆(1)上，套筒(3)套在拉杆(1)和金属丝(2)外面，其特征在于：所述的套筒(3)的内径由两端向中间逐渐减小，其最小内径偏离套筒(3)的中间位置，接近于远离拉杆端部的一端；所述的拉杆(1)的材料硬度小于套筒(3)的材料硬度，套筒(3)的材料硬度小于金属丝(2)的材料硬度；拉杆(1)的材料屈服强度小于套筒(3)的材料屈服强度，套筒(3)的材料屈服强度小于金属丝(2)的材料屈服强度。

2.按照权利要求1所述的一种拉杆端部紧固接头，其特征在于：所述的套筒(3)的最小内径等于拉杆(1)缠绕金属丝(2)的最大外径。

3.按照权利要求1或2所述的一种拉杆端部紧固接头，其特征在于：所述的套筒(3)的内表面母线是平滑的曲线。

4.一种制作权利要求1所述的拉杆端部紧固接头的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在拉杆(1)上缠绕金属丝(2)：将金属丝(2)的起点采用冷焊方式固定在拉杆(1)的端部，以大于金属丝(2)直径为间距在拉杆(1)端部缠绕金属丝(2)；拉杆(1)缠绕金属丝(2)的长度大于套筒(3)的长度，采用冷焊方式将金属丝(2)末端固定在拉杆(1)上；

第二步，将套筒(3)套装在缠绕金属丝(2)后的拉杆(1)上；

第三步，在套筒(3)外壁与挤压模具之间添加石墨粉末，沿套筒(3)径向进行挤压，使套筒(3)两端的内表面与金属丝(2)紧密贴合，两端金属丝(2)的压力使拉杆(1)的外表面达到屈服。

5.按照权利要求4所述的一种拉杆端部紧固接头制作方法，其特征在于：所述的拉杆(1)的材料硬度小于套筒(3)的材料硬度，套筒(3)的材料硬度小于金属丝(2)的材料硬度；拉杆(1)的材料屈服强度小于套筒(3)的材料屈服强度，套筒(3)的材料屈服强度小于金属丝(2)的材料屈服强度。

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