CN113263129A - 槽道铆接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于槽道加工用施工方法技术领域，具体涉及一种槽道铆接工艺，旨在解决现有技术中槽道铆接的冷铆工艺和热铆工艺均无法满足槽道铆接的要求问题。本申请的槽道铆接工艺，包括以下步骤：步骤S100，将待铆固件的铆固端加热至350℃～400℃；步骤S200，将待铆固件同轴放置于槽道的待锚固孔处，通过槽道铆接装置将所述待铆固结构的铆固端旋压至所述槽道的待锚固孔内。本申请的槽道铆接工艺加热温度较低，不影响材料结构性能，又同时具备较好的流动延展性，避免产生旋锚过程中出现的微裂纹。

Description

槽道铆接工艺

技术领域

本发明属于槽道加工用施工方法技术领域，具体涉及一种槽道铆接工艺。

背景技术

槽道由于在设备安装等方面有明显的便利性，目前已经在高铁、地铁、管廊、市政等基础建设中的到广泛应用。现有技术中，铆接锚腿槽道目前主要采用两种方式进行加工：第一种是热铆，目前最常用的铆接方式，热铆采用锚腿加热到800度以上，直接采用直动铆头，垂直产生挤压力，将锚腿挤压变形，从而将锚腿固定在槽道上；该方法存在加热温度高、冷却速度不可控，造成锚腿细微结构晶粒变大，影响受力的问题。同时温度高，热胀冷缩现象明显，铆接后存在锚腿松动现象。由于采用直动，受槽道结构限制，铆头尺寸只能比槽道开口小，从而造成铆接后铆盘直径小。

第二种为冷铆，冷铆锚腿不加热，采用旋转铆头，垂直产生碾压力，将锚腿碾压变形，从而将锚腿固定在槽道上。该方法存在铆接力大导致冷碾压受材料影响很大；并且材料流动过程中容易产生微裂纹的问题，此外，冷铆的铆接机受力大，结构复杂。虽然采用摆碾成型，受槽道结构限制，和材料流动延展性的影响，铆接后铆盘直径较热铆稍大。但从结构上来说，铆盘直径越大，越有利于槽道的受力和疲劳等指标。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中槽道铆接的冷铆工艺和热铆工艺均无法满足槽道铆接要求的问题，本申请提供了一种槽道铆接工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤S100，将待铆固件的铆固端加热至设定温度，所述设定温度为θ，θ∈[350℃，400℃]；

步骤S200，将待铆固件同轴放置于槽道的待锚固孔处，通过槽道铆接装置将所述待铆固结构的铆固端旋压至所述槽道的待锚固孔内。

在一些优选技术方案中，所述槽道铆接装置包括基座，所述基座上装设有第一驱动机构、第二驱动机构、第一传动机构、第二传动机构、第一固定机构和第二固定机构，所述第一固定机构用于固定待铆接件，所述第二固定机构用于固定槽道；

所述第一驱动机构的输出轴依次通过所述第一传动机构、所述第一固定机构与待铆接件固定，所述第一驱动机构的输出轴与所述待铆接件同轴设置，在所述第一驱动机构的驱动下，所述第一传动机构能够带动所述待铆接件沿自身轴向移动；

所述第二驱动机构的输出轴与所述第一驱动机构的输出轴正交设置，所述第二驱动机构通过所述第二传动机构与所述第一固定机构连接，在所述第二驱动机构的驱动下，所述第二传动机构能够带动所述第一固定机构绕自身轴线旋转；

在工作状态下，待铆接件能够在所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的协同驱动下旋压至槽道的待锚固孔内，实现槽道铆接。

在一些优选技术方案中，所述第一传动机构包括固定套，所述第一固定机构包括齿轮轴；

所述固定套背离所述第一驱动机构的一端设置有轴承，所述轴承的内径与所述齿轮轴的外径匹配；

所述齿轮轴背离所述固定套的一端设置有用于与待铆接件端部匹配的第一固定部。

在一些优选技术方案中，所述齿轮轴包括依次连接的第一结构段、第二结构段和第三结构段，所述第一结构段、第二结构段和第三结构段沿靠近所述固定套的方向外径依次减小，所述第一结构段为齿轮结构；

所述固定套包括依次连接的第一固定段和第二固定段，所述第一固定段和所述第二固定段外径相同，所述第一固定段的内径大于所述第二固定段的内径，所述第二固定段用于与第一驱动机构连接，所述第一固定段用于与所述齿轮轴连接。

在一些优选技术方案中，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承设置于所述固定套外部，并且所述第一轴承内径与所述第二结构段匹配；所述第二轴承的外径与所述第一固定段的内径匹配，若干个所述第二轴承同轴依次设置构成第二轴承组，所述齿轮轴通过所述第二轴承组与所述固定套回转连接。

在一些优选技术方案中，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均为直线驱动机构。

在一些优选技术方案中，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均为液压缸。

在一些优选技术方案中，所述第二传动机构为齿条，所述齿条与所述齿轮轴匹配，所述齿条能够在所述第二驱动机构的驱动下沿自身长度方向往复移动。

在一些优选技术方案中，所述基座上还装设有平移机构，所述第一驱动机构、所述第一传动机构、所述第一固定机构均装设于所述平移机构，所述平移机构能够带动所述第一驱动机构、所述第一传动机构、所述第一固定机构共同沿所述第二固定机构长度方向移动。

在一些优选技术方案中，所述平移机构包括检测机构和移动机构，所述检测机构用于检测所述槽道上各待锚固孔的位置，所述移动机构基于所述检测机构的检测结果进行移动，以使得所述第一驱动机构的输出轴依次与各待锚固孔对应。

本发明的有益效果：

本发明的槽道铆接工艺加热温度为350℃-400℃，温度较低，不影响材料结构性能，又同时具备较好的流动延展性，避免产生旋锚过程中出现的微裂纹。通过本发明的槽道铆接装置对槽道进行铆接，能够使得待铆接件在不影响自身材料性能的情况下旋压至槽道的待锚固孔内实现槽道铆接，通过本申请工艺及装置铆接的铆接头材质整体性能无影响，有效减少隐性裂纹，提高槽道整体强度及抗震性能。

现有技术中，热铆铆接时加工成型的铆盘直径最大为14mm，冷铆的铆盘直径最大为16mm-17mm，而通过本申请槽道铆接工艺铆接成型的铆盘可以大于22mm，因此相比于现有技术中的冷铆和热铆，本申请能够解决目前现有技术中铆接铆盘尺寸受限制的问题。采用本申请的槽道铆接装置进行槽道铆接的铆盘成型尺寸更大、锚固效果更好、锚固力更强，本申请能够显著提高槽道锚杆的抗疲劳强度，增强铆接可靠性和承载性能，延长使用寿命并提高经济效益。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种实施例的槽道铆接工艺流程图；

图2为本发明一种实施例的槽道铆接装置的整体结构分解示意图；

图3为本发明一种实施例中槽道铆接装置的整体结构分解俯视图；

附图标记列表：

1-基座；2-第一驱动机构；3-第二驱动机构；4-第一传动机构；5-第二传动机构；6-第一固定机构；7-第二固定机构；8-第一轴承；9-第二轴承；10-待铆接件；11-槽道。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

本发明的一种槽道铆接工艺，包括以下步骤：

步骤S100，将待铆固件的铆固端加热至设定温度，所述设定温度为θ，θ∈[350℃，400℃]；优选地，该温度为360℃、365℃、380℃、390℃、398℃等。

步骤S200，将待铆固件同轴放置于槽道的待锚固孔处，通过槽道铆接装置将所述待铆固结构的铆固端旋压至所述槽道的待锚固孔内。

本申请该方法将冷铆接和热铆接进行结合，避免了两者的缺点，加热温度低且温度可控，同时节省加热时间且不影响待铆接件材料性能；有效减少热胀冷缩现象，避免铆接后松动，且减少微裂纹。

为了更清晰地对本发明槽道铆接工艺进行说明，下面结合附图对本发明一种优选实施例进行展开详述。

作为本发明的一个优选实施例，本发明的槽道铆接工艺如图1所示，包括以下步骤：

步骤S100，将待铆固件的铆固端加热至设定温度，该设定温度为θ，θ∈[350℃，400℃]；

步骤S200，将待铆固件同轴放置于槽道的待锚固孔处，通过槽道铆接装置将所述待铆固结构的铆固端旋压至所述槽道的待锚固孔内。

具体地，本申请的槽道铆接装置如图1和图2所示，包括基座1，基座1上装设有第一驱动机构2、第二驱动机构3、第一传动机构4、第二传动机构5、第一固定机构6和第二固定机构7，其中，第一固定机构6用于固定待铆接件10，第二固定机构7用于固定槽道11。

第一驱动机构4的输出轴依次通过第一传动机构2、第一固定机构6与待铆接件10固定，第一驱动机构2的输出轴与待铆接件10同轴设置，在第一驱动机构2的驱动下，第一传动机构4能够带动待铆接件10沿自身轴向移动；

第二驱动机构3的输出轴与第一驱动机构2的输出轴正交设置，第二驱动机构2通过第二传动机构5与第一固定机构6连接，在第二驱动机构3的驱动下，第二传动机构5能够带动第一固定机构6绕自身轴线旋转；

在工作状态下，待铆接件10能够在第一驱动机构2和第二驱动机构3的协同驱动下旋压至槽道11的待锚固孔内，实现槽道铆接。

具体地，本申请第一传动机构4包括固定套，第一固定机构6包括齿轮轴；固定套背离第一驱动机构2的一端设置有轴承，轴承的内径与齿轮轴的外径匹配，以使得齿轮轴可转动地装设于固定套；齿轮轴背离固定套的一端设置有用于与待铆接件10端部匹配的第一固定部。可以理解的是，该第一固定部用于固定待铆接件10，第一固定部与待铆接件10的固定方式可以为磁吸固定，也可以为销、钉等可拆卸连接件的方式进行固定。

相应地，由于本实施例第一传动机构为齿轮轴，则本实施例第二传动机构5为齿条，齿条与齿轮轴匹配，齿条能够在第二驱动机构4的驱动下沿自身长度方向往复移动，以带动齿轮轴绕自身轴线往复旋转，以实现反复旋转碾压的效果。

在另一些优选实施例中，齿轮轴包括依次连接的第一结构段、第二结构段和第三结构段，其中，第一结构段、第二结构段和第三结构段沿靠近固定套的方向外径依次减小，第一结构段外缘为齿轮结构；固定套包括依次连接的第一固定段和第二固定段，第一固定段和第二固定段外径相同，第一固定段的内径大于第二固定段的内径，第二固定段用于与第一驱动机构2连接，第一固定段用于与齿轮轴连接。更进一步地，轴承包括第一轴承8和第二轴承9，第一轴承8设置于固定套外部，并且第一轴承8内径与齿轮轴的第二结构段匹配；第二轴承9的外径与第一固定段的内径匹配，若干个第二轴承9同轴依次设置构成第二轴承组，齿轮轴通过第二轴承组与固定套回转连接。可以理解的是，本申请将固定套分段设置能够使得其对齿轮轴进行轴向限位的作用，同时设置多组轴承回转连接，降低运动时的摩擦系数且更换方便。

更进一步地，本实施例中的第一驱动机构2和第二驱动机构3均为直线驱动机构，优选地，第一驱动机构2和第二驱动机构3均为液压缸，由于液压缸的输出力较大，其能够输出足够的旋压力以完成槽道铆接，本领域技术人员也可根据实际情况设置气压缸或电动推杆等其他驱动机构，在此不再赘述。

优选地，本申请基座上还装设有平移机构，第一驱动机构2、第一传动机构4、第一固定机构6均装设于平移机构，平移机构能够带动第一驱动机构2、第一传动机构4、第一固定机构6共同沿第二固定机构7的长度方向移动。具体而言，平移机构包括第一检测机构、第二检测机构、移动机构和控制器，控制器分别与第一检测机构、第二检测机构和移动机构通过通信链路连接；第一检测机构用于检测槽道11上各待锚固孔的位置，第二检测机构用于检测待铆固件10的进给长度，控制器基于接收到的第二检测机构的检测信号控制移动机构移动，当移动到设定位置时，第一检测机构向控制器发送检测信号，控制器控制移动机构停止运动，即移动机构基于检测机构的检测结果进行移动，以使得第一驱动机构2的输出轴依次与槽道上各待锚固孔对应。

举例说明，假设槽道11上有n个待锚固孔，需要铆接n个待铆接件，由于待锚固孔为通孔，本申请的检测机构可以通过红外检测或超声波检测等方式对待锚固孔进行检测，平移机构初始状态下，第一驱动机构的输出轴与槽道11上的第一个待锚固孔同轴设置，通过加热装置将待铆固件放置的铆固端加热至350℃～400℃后，将待铆固件10从加热装置中取出后迅速使其未加热端与第一固定机构的第一固定部固定，固定后的待铆固件10与槽道11上的第一个待锚固孔同轴，此时第一驱动机构2驱动待铆固件10沿轴向运动，以使其运动至槽道11的空间内，而后第一驱动机构2继续驱动待铆固件10进给，以使得其插入至槽道待锚固孔内，同时第二驱动机构驱动齿条往复运动，以带动齿轮轴绕自身轴向旋转，进而带动待铆固件10旋转，至此待铆固件10在第一驱动机构2和第二驱动机构3的协同驱动下边进给边旋转，通过旋压的方式完成槽道第一个待锚固孔的槽道铆接；当第二检测机构检测到待铆固件10的进给长度达到预设值时，即证明其已经完成铆接，则第二检测机构向控制器发送信号，控制器接收到铆接完成信号后能够控制第一驱动机构，使其活动端退回到初始位置，而后控制器控制移动机构移动，即使得第一驱动机构的输出轴沿槽道长度方向移动，移动到槽道11的第二个待锚固孔，当第一驱动机构的输出轴与槽道11的第二个待锚固孔同轴时，第一检测机构发送检测信号至控制器，控制器基于第一检测信号控制移动机构停止，而后控制器控制第一驱动机构和第二驱动机构协同运作以使得待铆接件旋压至槽道的第二个待锚固孔内，重复上述步骤，直至槽道11上的所有待锚固孔铆接完成。本发明槽道铆接装置能够使得待铆接件在不影响自身材料性能的情况下旋压至槽道的预制孔内实现槽道铆接，通过本申请工艺及装置铆接的铆接头材质整体性能无影响，有效减少隐性裂纹，提高槽道整体强度及抗震性能。

优选地，本申请还提供另一种槽道铆接装置的实施例，该实施例包括基座1，基座1上装设有第一驱动机构2、第二驱动机构3、第一传动机构4、第二传动机构5、第一固定机构6和第二固定机构7，其中，第一固定机构6用于固定待铆接件10，第二固定机构7用于固定槽道11。

第一驱动机构4的输出轴依次通过第一传动机构2、第一固定机构6与待铆接件10固定，第一驱动机构2的输出轴与待铆接件10同轴设置，在第一驱动机构2的驱动下，第一传动机构4能够带动待铆接件10沿自身轴向移动；

其中，第二驱动机构3的输出轴与第一驱动机构2的输出轴平行设置，第二驱动机构2通过第二传动机构5与第一固定机构6连接，在第二驱动机构3的驱动下，第二传动机构5能够带动第一固定机构6绕自身轴线旋转；在工作状态下，待铆接件10能够在第一驱动机构2和第二驱动机构3的协同驱动下旋压至槽道11的待锚固孔内，实现槽道铆接。

可以理解的是，该实施例相比于第一种实施例的主要区别在于，第二驱动机构的布置方式，实施例1的第二驱动机构输出轴与第一驱动机构的输出轴正交设置，本实施例中第二驱动机构的输出轴与第一驱动机构的输出轴平行布置，或者同轴布置。

该实施例的第一种具体实施方式，第二驱动机构为涡轮，涡轮的旋转轴与第一驱动机构的输出轴平行，即涡轮设置于齿条的一端，通过驱动涡轮旋转，以使得与其匹配的齿条运动，通过改变涡轮的转向则改变齿条的运动方向，即通过该方法驱动齿条往复运动。

该实施例的第二种具体实施方式，第二驱动机构为电机，第二驱动机构的输出轴与第一驱动机构的输出轴平行，第二传动机构为不完全齿轮齿条机构，即第二传动机构包括环状齿条，和半齿轮，半齿轮内径与第二驱动机构的输出轴匹配，外径与环状齿条内径匹配，半齿轮套设于第二驱动机构的输出轴外部，第二驱动机构的回转运动通过不完全齿轮齿条机构转换为往复运动，需要说明的是，环状齿条的内环齿用于与半齿轮匹配，环状齿条的外环齿用于与第一固定机构的齿轮套匹配，进而，第二驱动机构能够在不频繁换向的情况下带动第一固定机构绕自身轴向转动，该方法能够节省第二驱动机构的寿命，减少功率，增大铆接效率。

上述本申请实施例中的技术方案中，至少具有如下的技术效果及优点：

本发明的槽道铆接工艺加热温度为350℃-400℃，温度较低，不影响材料结构性能，又同时具备较好的流动延展性，避免产生旋锚过程中出现的微裂纹。通过本发明的槽道铆接装置对槽道进行铆接，能够使得待铆接件在不影响自身材料性能的情况下旋压至槽道的待锚固孔内实现槽道铆接，通过本申请工艺及装置铆接的铆接头材质整体性能无影响，有效减少隐性裂纹，提高槽道整体强度及抗震性能。

本申请的槽道铆接装置将加热温度较低的待铆接件进行旋压铆接，不影响材料结构性能，又同时具备较好的流动延展性，避免产生旋锚过程中出现的微裂纹。

本发明的槽道铆接工艺通过旋捻的方式能够将铆盘直径做的更大，由于铆盘越大受力越好，因此相比于现有技术中的冷铆和热铆，采用本申请工艺进行槽道铆接的成品锚固效果更好、锚固力更强，本申请的槽道铆接工艺能够显著提高抗疲劳强度，延长使用寿命并提高加工效率和经济效益。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种槽道铆接工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

步骤S100，将待铆固件的铆固端加热至设定温度，所述设定温度为θ，θ∈[350℃，400℃]；

步骤S200，将待铆固件同轴放置于槽道的待锚固孔处，通过槽道铆接装置将所述待铆固结构的铆固端旋压至所述槽道的待锚固孔内。

2.根据权利要求1所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述槽道铆接装置包括基座，所述基座上装设有第一驱动机构、第二驱动机构、第一传动机构、第二传动机构、第一固定机构和第二固定机构，所述第一固定机构用于固定待铆接件，所述第二固定机构用于固定槽道；

所述第一驱动机构的输出轴依次通过所述第一传动机构、所述第一固定机构与待铆接件固定，所述第一驱动机构的输出轴与所述待铆接件同轴设置，在所述第一驱动机构的驱动下，所述第一传动机构能够带动所述待铆接件沿自身轴向移动；

所述第二驱动机构的输出轴与所述第一驱动机构的输出轴正交设置，所述第二驱动机构通过所述第二传动机构与所述第一固定机构连接，在所述第二驱动机构的驱动下，所述第二传动机构能够带动所述第一固定机构绕自身轴线旋转；

在工作状态下，待铆接件能够在所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的协同驱动下旋压至槽道的待锚固孔内，实现槽道铆接。

3.根据权利要求2所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述第一传动机构包括固定套，所述第一固定机构包括齿轮轴；

所述固定套背离所述第一驱动机构的一端设置有轴承，所述轴承的内径与所述齿轮轴的外径匹配；

所述齿轮轴背离所述固定套的一端设置有用于与待铆接件端部匹配的第一固定部。

4.根据权利要求3所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述齿轮轴包括依次连接的第一结构段、第二结构段和第三结构段，所述第一结构段、第二结构段和第三结构段沿靠近所述固定套的方向外径依次减小，所述第一结构段为齿轮结构；

所述固定套包括依次连接的第一固定段和第二固定段，所述第一固定段和所述第二固定段外径相同，所述第一固定段的内径大于所述第二固定段的内径，所述第二固定段用于与第一驱动机构连接，所述第一固定段用于与所述齿轮轴连接。

5.根据权利要求4所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承设置于所述固定套外部，并且所述第一轴承内径与所述第二结构段匹配；所述第二轴承的外径与所述第一固定段的内径匹配，若干个所述第二轴承同轴依次设置构成第二轴承组，所述齿轮轴通过所述第二轴承组与所述固定套回转连接。

6.根据权利要求5所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均为直线驱动机构。

7.根据权利要求6所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均为液压缸。

8.根据权利要求7所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述第二传动机构为齿条，所述齿条与所述齿轮轴匹配，所述齿条能够在所述第二驱动机构的驱动下沿自身长度方向往复移动。

9.根据权利要求2所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述基座上还装设有平移机构，所述第一驱动机构、所述第一传动机构、所述第一固定机构均装设于所述平移机构，所述平移机构能够带动所述第一驱动机构、所述第一传动机构、所述第一固定机构共同沿所述第二固定机构长度方向移动。

10.根据权利要求9所述的槽道铆接工艺，其特征在于，所述平移机构包括检测机构和移动机构，所述检测机构用于检测所述槽道上各待锚固孔的位置，所述移动机构基于所述检测机构的检测结果进行移动，以使得所述第一驱动机构的输出轴依次与各待锚固孔对应。

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