CN205876911U - 单槽短尾拉铆钉 - Google Patents

Abstract

单槽短尾拉铆钉,采用含连续光滑弧面拉槽的单槽短尾,制造容易，成本低,安装方便。拉槽为三段不等半径的圆弧面,解决了单槽短尾铆钉存在的铆接中应力集中和卡死问题,铆接器卡爪会自动啮合到最佳位置。铆钉锁紧槽段牙型为圆弧与直线相结合的曲线,紧固力大大加强。套环法兰厚/套筒长为0.15‑0.4,使法兰盘抗压能力大,套环变形小,锁紧槽段固紧力大；尤其解决了非圆孔铆接中套环变形和固紧力丧失的问题。前端面有波形纹,增加法兰强度，且保证夹紧力得到保持。铆接中采用了端面定位,卡爪仿形部与铆钉拉槽啮合并夹紧铆钉等。总体是解决了现有短尾拉铆钉短尾卡紧度不足、铆接中卡死、拉槽堵塞、铆接失败；固紧度不足和喪失等,满足铁道车辆紧固系统性能和可靠性要求。

Description

单槽短尾拉铆钉

(一)技术领域：本实用新型单槽短尾拉铆钉,涉及冷拉铆接技术。主要用铁道车辆构件连接。属金属机械加工的铆接类(B21J)和紧固件类(F16B)。

(二)背景技术：

现有公开的用于铁道车辆上构件连接的冷拉铆钉及连接方法，与本实用新型接近的如下：1)普通拉铆钉：见中国专利授权公开的《拉铆钉》《ZL20052003532⒌X》。其缺点是铆接时要拉断分离槽，丢弃拉用杆，铆接时冲击力和噪声较大，环保差，材料浪费；液压铆接器铆接压力大，油缸直径大，体重。

2)普通短尾拉铆钉：见中国专利公开的《短尾拉铆钉》《ZL200820036512⒋8》。与上述1)比较由于取消了分离槽，铆接时不用拉断分离槽，不用丢弃拉用杆，因此铆接无冲击力、无噪声，环保好，材料不浪费，铆接器铆接力小，容量小。缺点是：①锁紧槽段无论采用全环槽段或全螺纹段与套环之间的紧固力均不足，尤其是全螺纹段。一般紧固强度只能达到⒏8级。②采用现有环槽形状的短尾与铆接器的卡爪的卡紧度也有限，上述两处均难以满足紧固系统性能和可靠性要求更高的铁道车辆的需求。③若采用全环槽段短尾拉铆钉，则安装很不方便。

现有短尾拉铆钉的短尾结构有两种:①多槽短尾:见图10中1.5m。有多个齿槽,每个齿槽有一个齿和一个拉槽。由于多个齿形精度的影响与铆接器卡爪的卡齿啮合将会受到影响。为了避免上述情况，多槽短尾铆钉在铆接过程中对定位要求很高，需要操作者将铆接器与铆钉正确的对准。当多槽短尾铆钉在恶劣的工况下，拉槽更容易堵塞而造成铆接失败和损坏铆接器。②单槽短尾:见图11,由一个短尾齿1.5n和一个短尾拉槽1.4n组成。因为只有一个齿一个槽和现有拉槽的槽形原因,在铆接过程中单槽短尾受到的轴向力过于集中,见图12,现有短尾拉槽1.4n的形状为:bn段为直线,两边斜段Cn＝an,此形状在拉槽1.4n根部的圆角无法消除应力集中,所以现有单槽短尾在实际铆接中铆接器卡爪与拉槽啮合不好时，在轴向力的作用下会产生损坏齿型现象。

见图13,现有短尾铆钉锁紧槽段1.3m牙型中:dm、em为园弧槽形齿尖半径。fm、jm为槽内弧形半径。此种牙型加工难度大，不易检测，模具生产困难、制造成本很高。

(三)发明内容：

本实用新型提出的单槽短尾拉铆钉,其目的是解决现有短尾拉铆钉铆接中定位要求高、拉槽易堵塞、应力集中、易卡死、卡爪卡紧度差、锁紧槽段固紧力不足等,以满足铁道车辆的构件紧固系统性能和可靠性要求。

其技术方案如下：

1.单槽短尾拉铆钉，由铆钉和套环组成；铆钉包括从前端至后端顺次连接的钉头1.1、光杆1.2、锁紧槽段1.3、短尾；套环包括从前端至后端的法兰2.1、套筒2.2；套环装在锁紧槽段1.3上；其特征是:

1)所述短尾为连续光滑弧面拉槽1.4和短尾齿1.5组成的单槽短尾；

2)所述连续光滑弧面拉槽1.4槽形设计为:从前至后顺次有三段不等半径圆弧c、b、a组成的一个平滑而连续的弧面，对应c、b、a三段弧面的弧形半径为Rc、Rb、Ra,且Ra<Rc<Rb；3)套环法兰厚为M、套筒长为N,设计M/N＝0.15～0.4；4)套环法兰前端面开有波形纹2.3。

上述单槽短尾拉铆钉的铆钉锁紧槽段1.3的牙型轮廓可采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,且角度α＜β；投影长度尺寸比例应符合t:n＝0.4～0.5,m:n＝0.3～0.4；h:n＝0.25～0.3；其中:n为齿距,t为后半齿宽,m为前半齿宽，h为齿高。

本实用新型有益效果：

1)铆钉采用单槽短尾,与多槽短尾比制造更加容易，能够有效降低制造成本。单槽短尾使用要求没有多槽短尾铆钉苛刻,安装方便。

2)单槽短尾采用了特殊设计的如下连续光滑弧面拉槽1.4:Ra<Rc<Rb。其效果如下:①因为在铆接过程中轴向力在圆弧面的作用下变得更加分散，同时由于圆弧面的半径Rb远大于拉槽根部的圆角半径Ra,消除了应力集中现象。即在保持单槽短尾拉铆钉优点同时,解决了现有单槽短尾存在的铆接中应力集中和卡死等问题。②由于设计的连续光滑弧面的特性，在铆接过程中铆接器卡爪会自动啮合到最佳位置。

3)铆钉锁紧槽段1.3的牙型轮廓采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,与现有短尾拉铆钉锁紧槽段相比,两种牙型紧固力虽然相当,但牙型加工难度小易检测，更适于套环的卡齿进行旋转配合，同时降低了套环卡齿制造难度，总体上看,在不降低使用性能前提下，大幅降低了产品的制造成本和检测成本。

4)套环参数设计采用M/N＝0.15-0.4,法兰盘具有更强的抗压能力,减小套环变形,增大锁紧槽段固紧力。现有铆接技术在铆接非圆形孔时(是指公差造成的非圆孔或是安装孔就是非圆孔,也就是指铆接孔能穿过铆钉但不满足使用要求的情况),在安装过程中，套环往往会发生一定变形，导致套环对锁紧槽段的固紧力丧失，而本实用新型采用上述套环参数设计可以避免此类情况的发生。

5)套环法兰前端面开有波形纹2.3,可增加法兰强度，同时保证安装后夹紧力得到保持。

(四)附图说明

图1单槽短尾拉铆钉结构图。即安装方法第一步图示。

图2图1中套环2单件图。

图3图1中铆钉1单件图。

图4图3中局部Ⅰ放大图,即连续光滑弧面拉槽1.4正视图。

图5图3中局部ⅠⅠ放大图,即锁紧槽段1.3的牙型放大图。

图6安装方法第二步示图。

图7安装方法第三步示图。

图8安装方法第四步示图。

图9安装方法第五步示图。

图10现有多槽短尾铆钉单件图。

图11现有单槽短尾铆钉单件图。

图12为图11中局部Ⅰn放大图,即现有单槽短尾铆钉拉槽1.4n正视图。

图13为图10中局部ⅠⅠm放大图,即现有多槽短尾铆钉锁紧槽段1.3m牙型图。

(五)具体实施方式

见图1,本实施例单槽短尾拉铆钉，由铆钉1和套环2组成。见图3,铆钉1包括从前端至后端顺次连接的钉头1.1、光杆1.2、锁紧槽段1.3、短尾。见图2,套环2包括从前端至后端的法兰2.1、套筒2.2。见图1,套环2装在锁紧槽段1.3上。本实用新型的新设计有:

1)见图3,短尾为由连续光滑弧面拉槽1.4和短尾齿1.5组成的单槽短尾。即单槽短尾由一个连续光滑弧面拉槽1.4和一个短尾齿1.5组成。

2)见图4,连续光滑弧面拉槽1.4槽形设计为:从前至后顺次有三段不等半径圆弧c、b、a组成的一个平滑而连续的弧面，对应c、b、a三段弧面的弧形半径为Rc、Rb、Ra,且Ra<Rc<Rb。

3)见图2,套环2法兰2.1厚度为M、套筒2.2长度为N,新设计选M/N＝0.15～0.4。

4)见图2,套环2法兰前端面开有波形纹2.3。

5)见图5,铆钉锁紧槽段1.3的牙型轮廓采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,且角度α＜β；投影长度尺寸比例应符合t:n＝0.4～0.5,m:n＝0.3～0.4；h:n＝0.25～0.3。其中:n为齿距,t为后半齿宽,m为前半齿宽，h为齿高。

上述单槽短尾拉铆钉的安装方法，包括如下步骤：

1)见图1,将铆钉1从前至后穿过被铆接件3安装孔3a,再将套环2从后向前旋在铆钉锁紧槽段1.3上。(属双面铆接)

2)见图6,将铆接器卡爪4.1套入铆钉的短尾端,卡爪在铁砧和油缸作用下,即可从松开到抓紧再松开发生变化。手推卡爪相对短尾端轴向前移,直至短尾后端面1.5A接触到卡爪定位面4A时停止前推。

3)见图7,启动铆接器4，铆接器卡爪受到向后轴向力后移,卡爪定位面4A与短尾后端面1.5A面分开，在轴向力的作用下使卡爪仿形部4C顺着拉槽弧面1.4向短尾1.5A面滑动，直至仿形部4C和铆钉拉槽1.4啮合并夹紧铆钉。

4)见图8,铆接器继续向被铆接件施加轴向力,铁砧4.2与卡爪4.1相对运动，铆钉在夹紧力的作用下向后移动；同时铁砧4.2轴向前推挤压套环,套环压紧被铆接件3并变形锁紧在铆钉锁紧槽段1.3上。

5)见图9,当铆接器达到预设压力后,铆接器液压反向，卡爪在液压缸的带动下向后推出，同时铁砧也向后移动并退出，仿形部4C回到初始状态，将铆接器从铆钉上移走，完成铆接。

Claims (2)

1.单槽短尾拉铆钉，由铆钉和套环组成；铆钉包括从前端至后端顺次连接的钉头(1.1)、光杆(1.2)、锁紧槽段(1.3)、短尾；套环包括从前端至后端的法兰(2.1)、套筒(2.2)；套环装在锁紧槽段上；其特征是:

1)所述短尾为连续光滑弧面拉槽(1.4)和短尾齿(1.5)组成的单槽短尾；

2)所述连续光滑弧面拉槽(1.4)槽形设计为:从前至后顺次有三段不等半径圆弧c、b、a组成的一个平滑而连续的弧面，对应c、b、a三段弧面的弧形半径为Rc、Rb、Ra,且Ra<Rc<Rb；

3)套环法兰厚为M、套筒长为N,设计M/N＝0.15～0.4；

4)套环法兰前端面开有波形纹(2.3)。

2.按权利要求1所述单槽短尾拉铆钉，其特征是，铆钉锁紧槽段的牙型轮廓采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,且角度α＜β；投影长度尺寸比例应符合t:n＝0.4～0.5,m:n＝0.3～0.4；h:n＝0.25～0.3；其中:n为齿距,t为后半齿宽,m为前半齿宽，h为齿高。