CN104295326B - 用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构，它包括一第一工件，所述的第一工件上设有一第一通孔；一第二工件，所述的第二工件上设有一与第一通孔同轴的第二通孔；以及一铆接件，所述的铆接件上套置固定有一定距套，定距套的两端分别与第一工件和第二工件的相靠近的两表面相抵；所述的第一通孔和第二通孔均包括一圆柱形孔和一沉头孔，两个沉头孔的孔壁均包括向外扩张的第一圆锥形壁和第二圆锥形壁，铆接件的两端分别铆压在两个沉头孔内。本发明使得铆接件的受力面积较大，使得铆接件的变形量较小，铆接件的应力较小，使得铆接件不容易开裂，使得铆接件的强度提高并且力学性能较好。

Description

用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构。

背景技术

涡轮增压器广泛应用于汽车、轮船、坦克等领域中，特别是我国汽车排放标准越来越严，为满足我国环保的要求，所有车辆在2015年元月1日起都必须达国四以上排放标准才能挂牌，因此国内各车辆主机厂都在配试和批试涡轮增压器，而可变截面喷嘴环产品又是涡轮增压器的主要部件之一。涡轮增压器工作时受高温、高压、腐蚀、热冲击、疲劳等影响，因此不但材料性能要满足涡轮增压器工作时工况要求，而且其各组件之间的连接更要安全可靠。可变截面喷嘴环的定距套连接后，其连接点到抗拉强度需要达到3000N～4000N，而且要抗高温氧化和抗高温疲劳，一般的焊接或铆接结构的设计满足不了要求。

在现有技术中涡轮增压器可变截面喷嘴环中定距套的连接普遍采用焊接方式，其可靠性低、风险大，在喷嘴环工作时有可能发生焊点脱落和断裂现象，造成增压器严重故障，其焊接过程如下：大部分涡轮增压器可变截面喷嘴环中的定距套的连接采用熔化焊接技术，在两工件连接时，一般是先在两工件钻圆柱孔或一个工件上有螺纹一个工件钻圆柱孔，然后用定距套将两工件用高温熔化焊接的方式连接。这样的方式对两工件的材质有比较严格的要求不然就会存在焊点开裂的现象，并且焊点处的材料在高温作用下会有脆化的现象对喷嘴环在后期的恶劣的工作环境存在很大的风险。

有部分可变截面喷嘴环的定距套采用常规铆接方法，在将两个工件相铆接时，一般是先在两个工件上分别钻出一个圆柱直孔，然后将铆接件直接铆压在两个圆柱直孔上来将两个工件相铆接，这样，在铆接完成后，铆接件的头部与工件的表面相压，受力面积较小，铆接件的变形量较大，铆接件的应力较大，容易导致铆接件的开裂，铆接点的强度低力学性能较差。

上述铆接结构的主要缺陷：(1)铆接件的头部与工件的表面相压，受力面积较小，铆接件的变形量较大，开裂风险大；(2)为增加铆接点的强度，铆接的余量需要增加，将会导致定距套变形和铆接的高度超过装备的尺寸，如果减少铆接的余量又会使铆接点的强度达不到要求；(3)传统铆接方法中铆接点只停留在产品的表面，强度低，抗疲劳能力较弱，工作时受力点都集中铆接点，在高温及高频振动时有脱落的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构，其使得铆接件的受力面积较大，使得铆接件的变形量较小，铆接件的应力较小，使得铆接件不容易开裂，使得铆接件的强度提高并且力学性能较好。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构，它包括：

一第一工件，所述的第一工件上设有一第一通孔；

一第二工件，所述的第二工件上设有一与第一通孔同轴的第二通孔；以及

一铆接件，所述的铆接件穿设并铆压固定在第一通孔和第二通孔内，所述的铆接件上套置固定有一定距套，定距套设置在第一工件和第二工件之间，定距套的两端分别与第一工件和第二工件的相靠近的两表面相抵；

所述的第一通孔和第二通孔均包括一圆柱形孔和一沉头孔，两个沉头孔分别设置在第一工件和第二工件的相远离的两表面上，两个圆柱形孔的孔壁均为圆柱形壁，两个沉头孔的孔壁均包括向外扩张的第一圆锥形壁和第二圆锥形壁，两个第一圆锥形壁的一端分别与两个圆柱形壁的一端连接，两个第一圆锥形壁的另一端分别与两个第二圆锥形壁的一端连接，两个第二圆锥形壁的另一端分别与第一工件和第二工件的相远离的两表面连接，第一圆锥形壁和第二圆锥形壁均从一端到另一端直径逐渐增大，铆接件的两端分别铆压在两个沉头孔内，第二圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角大于第一圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角；

在铆接件的两端被碾压铆接在两个沉头孔内后，铆接件的两端发生塑性变形填充满两个沉头孔；

第一圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角均为15度，第二圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角均为45度。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

本发明中，在第一工件和第二工件上均设置了一沉头孔，而且两个沉头孔的孔壁均包括向外扩张的第一圆锥形壁和第二圆锥形壁，这样，在铆接件的两端被碾压铆接在两个沉头孔内后，铆接件的两端发生塑性变形填充满两个沉头孔，沉头孔可以增大铆接件与工件之间的受力面积，减少铆接件的变形量，使得铆接件的应力较小，使得铆接件不容易开裂，使得铆接件的强度提高并且力学性能较好，提高了铆接后的工件的机械性能和使用可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A的放大图。

其中，1、第一工件；2、第二工件；3、铆接件；301、定距套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1、图2所示，本发明用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构，它包括一第一工件1、一第二工件2和一铆接件3.

所述的第一工件1上设有一第一通孔。

所述的第二工件2上设有一与第一通孔同轴的第二通孔。

所述的铆接件3穿设并铆压固定在第一通孔和第二通孔内，所述的铆接件3上套置固定有一定距套301，定距套301设置在第一工件1和第二工件2之间，定距套301的两端分别与第一工件1和第二工件2的相靠近的两表面相抵。

所述的第一通孔和第二通孔均包括一圆柱形孔和一沉头孔，两个沉头孔分别设置在第一工件1和第二工件2的相远离的两表面上，两个圆柱形孔的孔壁均为圆柱形壁4，两个沉头孔的孔壁均包括向外扩张的第一圆锥形壁5和第二圆锥形壁6，两个第一圆锥形壁5的一端分别与两个圆柱形壁4的一端连接，两个第一圆锥形壁5的另一端分别与两个第二圆锥形壁6的一端连接，两个第二圆锥形6壁的另一端分别与第一工件1和第二工件2的相远离的两表面连接，两个圆柱形壁4的另一端分别与第一工件1和第二工件2的相靠近的两表面连接，第一圆锥形壁5和第二圆锥形壁6均从一端到另一端直径逐渐增大，也就是说第一圆锥形壁5均从其一端到另一端直径逐渐增大，第二圆锥形壁6均从其一端到另一端直径逐渐增大，铆接件3的两端分别铆压在两个沉头孔内，铆接件3的两端铆接在沉头孔内后，铆接件3的两端产生塑性变形填充满沉头孔，使得铆接件3的两端变形后与沉头孔的内壁的接触面积较大。

第一圆锥形壁5与第一通孔的轴线的夹角均为15度，第二圆锥形壁6与第一通孔的轴线的夹角均为45度。

本发明的铆接结构可以应用于汽车可变截面涡轮增压器可变喷嘴环组件上，该喷嘴环组件中在运行时，工作环境内高、低温并存，并且还必须承受高频率的震动，所以其各个部件之间的连接方式及其重要，现有的喷嘴环组件中的定距套基本都是以溶解式焊接的形式连接，焊接时的高温会对部件本身的机械性能产生改变，从而使得喷嘴环组件在工作时有焊接点断裂的现象，而采用本发明铆接结构来连接喷嘴环组件中的定距套，可以使得喷嘴环组件中的定距套通过冷态碾压铆接的形式连接，使得各个部件相连接后，不会使部件本身的机械性能产生改变，更避免了焊接点断裂的情况，

以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种用于涡轮增压器可变截面喷嘴环上的定距套的铆接结构，它包括：

一第一工件，所述的第一工件上设有一第一通孔；

一第二工件，所述的第二工件上设有一与第一通孔同轴的第二通孔；以及

一铆接件，所述的铆接件穿设并铆压固定在第一通孔和第二通孔内，所述的铆接件上套置固定有一定距套，定距套设置在第一工件和第二工件之间，定距套的两端分别与第一工件和第二工件的相靠近的两表面相抵；

其特征在于：

所述的第一通孔和第二通孔均包括一圆柱形孔和一沉头孔，两个沉头孔分别设置在第一工件和第二工件的相远离的两表面上，两个圆柱形孔的孔壁均为圆柱形壁，两个沉头孔的孔壁均包括向外扩张的第一圆锥形壁和第二圆锥形壁，两个第一圆锥形壁的一端分别与两个圆柱形壁的一端连接，两个第一圆锥形壁的另一端分别与两个第二圆锥形壁的一端连接，两个第二圆锥形壁的另一端分别与第一工件和第二工件的相远离的两表面连接，第一圆锥形壁和第二圆锥形壁均从一端到另一端直径逐渐增大，铆接件的两端分别铆压在两个沉头孔内，第二圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角大于第一圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角；

在铆接件的两端被碾压铆接在两个沉头孔内后，铆接件的两端发生塑性变形填充满两个沉头孔；

第一圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角均为15度，第二圆锥形壁与第一通孔的轴线的夹角均为45度。