CN112012991A - 一种混合连接结构及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混合连接结构，该混合连接结构包括：螺栓连接部和胶接部。本发明所提供的混合连接结构，通过拉伸螺栓和胶接的混合连接，充分利用了拉伸螺栓连接的疲劳性能好和胶接连接增重少的优势，同时抑制了拉伸螺栓连接的预紧力损失，解决了现有技术中因为预紧力的损失导致的螺栓疲劳破坏。

Description

一种混合连接结构及其装配方法
技术领域
本发明属于机械设计技术领域，具体涉及一种混合连接结构及其装配方法
背景技术
在机械结构连接中，拉伸螺柱连接往往应用于动态载荷的条件下。拉伸螺柱连接的优势在于：拉伸螺柱通过较高的预紧力紧固两夹持段，根据被夹持物与螺栓的相对刚度，在循环载荷下螺柱承受一小部分外载荷，有利于螺柱的疲劳强度。但是，螺柱连接也有不足之处，1：拉伸螺柱连接的工作原理依赖足够的预紧力，一旦出现预紧力不足，容易导致螺柱的疲劳破坏；2:为了实现结构件的连接，需要在连接附近加厚结构，这会导致结构重量和成本的明显增加。
因此，需提供一种混合连接结构，在保留拉伸螺柱连接优势的前提下，解决拉伸螺柱连接所存在的问题。而胶接连接具有应力集中小，耐疲劳性好以及增重少的优势。在拉伸螺栓连接的基础上引入胶接连接，既能发挥螺栓连接疲劳性能好的优势，同时胶接连接承担接触界面的剪切力，抑制两被夹持件之间的相互滑移和剪切作用力，保障螺栓连接的疲劳强度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种混合连接结构，所述混合连接结构包括：螺栓连接部和胶接部。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述螺栓连接部包括被夹持件、用于连接被夹持件的螺柱和用于固定所述螺柱的螺母；所述胶接部包括胶黏剂以及胶接板，其中，被夹持件包括上被夹持件和下被夹持件。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述上被夹持件和下被夹持件的连接端面上存在沿拉伸方向的螺柱孔，所述螺柱穿过所述螺柱孔。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述上下被夹持件中的一个设有用于螺母拧紧的空间；另外一个被夹持件设有用于螺母拧紧的空间或者带内螺纹的袖套。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述螺柱为高强度双头螺柱。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述螺母下方设有垫片，上方设有辅助螺母或者防松装置。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述两个被夹持件与胶接板之间的结合面为胶接面，所述胶接面表面毛糙；所述胶接板包括金属板或纤维增强复合材料板；所述胶黏剂为膏状胶黏剂。
本发明所提供的混合连接结构，还具有这样的特征，所述胶接板的长度不大于所述螺母拧紧的空间内边线长度。
本发明的另一目的在于提供一种混合连接结构的装配方法，所述方法包括如下步骤：
S1：制备上被夹持件和下被夹持件，沿所述上被夹持件和下被夹持件厚度方向打磨两个被夹持面的接触面；
S2：在被夹持件上加工用于拧紧螺母的操作窗口；
S3：在被夹持件上加工螺柱连接的空腔，使得所述空腔的轴线与S1中所述接触面垂直；
S4：将螺母放入S2中的操作窗口，与上被夹持件和下被夹持件一起，分别从两端穿进螺柱，拧紧螺母固定上被夹持件和下被夹持件；
S5：在上被夹持件和下被夹持件的两侧表面涂覆胶黏剂，将胶接板贴附在胶黏剂上，挤压胶接板并刮去多余的胶黏剂，加热固化。
有益效果
本发明所提供的混合连接结构，通过拉伸螺栓连接和胶接的混合连接，充分利用了拉伸螺栓连接的疲劳性能和胶接连接增重少的优势，同时，胶接可以抑制拉伸螺栓连接的预紧力损失。
本发明所提供的装配方法，对两个被夹持件结合面的打磨保证了结合面具有足够的接触面积，在被夹持件结合面附近区域预制轴套或者加工螺栓孔用于拉伸螺栓沿展向连接，将双头螺栓插入被连接件中紧固相邻两段被连接件，在双头螺柱上施加一定的预紧力，在被连接件的一侧或者两侧涂覆胶黏剂，在其上贴敷被粘接物，实现了被夹持件的拉伸螺栓连接和胶接的混合连接。
附图说明
图1为本发明所提供的混合连接结构的结构示意图；
图2为本发明所提供的混合连接结构的侧视图；
其中：1：上被夹持件；2：下被夹持件；3：螺柱；4：螺母；5：胶黏剂；6：胶接板；7：接触面；8：胶接板的上边线；9：胶接板的下边线；10：上被夹持件的螺母拧紧的空间；11：下被夹持件的螺母拧紧的空间；12：上被夹持件的螺母拧紧空间的内边线；13：下被夹持件的螺母拧紧空间的内边线。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的切割装置作具体阐述。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
如图1-2所示，为本发明所提供的混合连接结构的结构示意图，其中该混合连接结构包括螺栓连接部和胶接部。螺栓连接部包括被夹持件、用于连接被夹持件的螺柱3和用于固定所述螺柱3的螺母4；所述胶接部包括胶黏剂5以及胶接板6，其中，被夹持件包括上被夹持件1和下被夹持件2。所述上被夹持件1和下被夹持件2的连接端面上存在沿拉伸方向的螺柱孔，所述螺柱3穿过所述螺柱孔。上被夹持件1中设有用于螺母拧紧的空间10，下被夹持件2中设有用于螺母拧紧的空间11。所述螺柱3为高强度双头螺柱，所述高强度螺栓可选择强度级别为8.8、9.8、10.9或者12.9的螺栓。所述螺母4下方设有垫片，上方设有辅助螺母或者防松装置。两个被夹持件与胶接板6之间的胶接面表面毛糙，胶接面的表面粗糙度Ra为0.05～0.2；所述胶接板6包括金属板或纤维增强复合材料板；胶接板的上边线8低于所述上被夹持件的螺母拧紧的空间10的下底面，胶接板的下边线9高于所述下被夹持件的螺母拧紧的空间11的上端面。胶黏剂5为膏状胶黏剂，本领域技术人员可以理解的是，膏状胶黏剂是为了区分于液态胶黏剂和固态状胶黏剂。胶接板6的长度小于上被夹持件的螺母拧紧的空间的内边线12以及下被夹持件的螺母拧紧的空间的内边线13。
在上述实施例中，在被连接件结合面附近区域预制轴套或者加工螺栓孔用于拉伸螺栓沿展向连接，将双头螺栓插入被连接件中紧固相邻两段被连接件，在双头螺柱上施加一定的预紧力，在被连接件的一侧或者两侧涂敷胶粘剂胶黏剂，在其上贴敷被粘接物。实现被连接件两段的拉伸螺栓连接和胶接的混合连接。螺母上方设置的辅助螺母或防松装置可以防止螺栓的预紧力损失。胶接面的范围涵盖了上被夹持件和下被夹持件之间胶接结合面，在胶接之前打磨胶接面至胶接面，使得胶接面的表面毛糙，增加了胶接强度。胶黏剂选择了膏状胶黏剂，相对于液态胶黏剂和固态胶黏剂而言，膏状胶黏剂具有较好的抗流挂性、快速固化，保证了被夹持件与胶接板之间的粘接强度。胶接板的长度不超过螺母拧紧的空间内边线便于双头螺栓的预紧安装。
上述混合连接结构的装配方法，该方法包括如下步骤：
S1：制备上被夹持件和下被夹持件，沿所述上被夹持件和下被夹持件厚度方向打磨两个被夹持面的接触面，对接触面的打磨使接触面完全贴合；
S2：在被夹持件上加工用于拧紧螺母的操作窗口；
S3：在被夹持件上加工螺柱连接的空腔，使得所述空腔的轴线与S1中所述接触面垂直；
S4：将螺母放入S2中的操作窗口，与上被夹持件和下被夹持件一起，分别从两端穿进螺柱，拧紧螺母固定上被夹持件和下被夹持件；
S5：在上被夹持件和下被夹持件的两侧表面涂覆胶黏剂，将胶接板贴附在胶黏剂上，挤压胶接板并刮去多余的胶黏剂，加热固化。
与传统拉伸螺栓连接相比，本发明的混合连接结构中的胶接连接一方面可以进一步提高拉伸螺栓连接的疲劳强度；另一方面可以抑制螺栓连接不可避免的预紧力损失，解决了现有技术中预紧力的损失导致的螺栓连接疲劳期强度的显著降低，进一步增强了拉伸螺栓连接的疲劳性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种混合连接结构，其特征在于，所述混合连接结构包括：螺栓连接部和胶接部。
2.根据权利要求1所述的混合连接结构，其特征在于，所述螺栓连接部包括被夹持件、用于连接被夹持件的螺柱和用于固定所述螺柱的螺母；所述胶接部包括胶黏剂以及胶接板，其中，被夹持件包括上被夹持件和下被夹持件。
3.根据权利要求2所述的混合连接结构，其特征在于，所述上被夹持件和下被夹持件的连接端面上设有沿拉伸方向的螺柱孔，所述螺柱穿过所述螺柱孔。
4.根据权利要求2所述的混合连接结构，其特征在于，所述上被夹持件和下被夹持件中的一个设有用于螺母拧紧的空间；另外一个被夹持件设有用于螺母拧紧的空间或者带内螺纹的袖套。
5.根据权利要求2所述的混合连接结构，其特征在于，所述螺柱为高强度双头螺柱。
6.根据权利要求2所述的混合连接结构，其特征在于，所述螺母下方设有垫片，上方设有辅助螺母或者防松装置。
7.根据权利要求2所述的混合连接结构，其特征在于，所述上被夹持件和下被夹持件与胶接板之间的结合面为胶接面，所述胶接面表面毛糙；所述胶接板包括金属板或纤维增强复合材料板；所述胶黏剂为膏状胶黏剂。
8.根据权利要求2所述的混合连接结构，其特征在于，所述胶接板的长度不大于所述螺母拧紧的空间内边线长度。
9.一种混合连接结构的装配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：制备上被夹持件和下被夹持件，沿所述上被夹持件和下被夹持件厚度方向打磨两个被夹持面的接触面；
S2：在被夹持件上加工用于拧紧螺母的操作窗口；
S3：在被夹持件上加工螺柱连接的空腔，使得所述空腔的轴线与S1中所述接触面垂直；
S4：将螺母放入S2中的操作窗口，与上被夹持件和下被夹持件一起，分别从两端穿进螺柱，拧紧螺母固定上被夹持件和下被夹持件；
S5：在上被夹持件和下被夹持件的两侧表面涂覆胶黏剂，将胶接板贴附在胶黏剂上，挤压胶接板并刮去多余的胶黏剂，加热固化。
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