CN111911510A - 一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉及其安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉及其安装工具，包括环槽铆钉本体，所述环槽铆钉本体一端部设置有与外部安装工具配合的安装驱动段，所述环槽铆钉本体承载部位设置有与锁紧套环配合的锁紧段，所述安装驱动段包括与安装工具上卡爪连接的磨耗补偿部和定位检测部；通过环槽铆钉本体上设置的安装驱动段实现对卡爪磨耗的补偿，同时还能对安装工具与铆钉的配合位置进行定位和检测；由于环槽铆钉尾部安装驱动机构取消了多槽或者单槽环槽，取而代之的是一个锥型圆台，加工精度降低，铆钉制造成本降低，锥型圆台上的补偿斜面的角度设计可以对安装工具卡爪磨耗余量实现及时自动补偿，延长了卡爪使用寿命，降低了环槽铆钉连接安装成本。

Description

一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉及其安装工具

技术领域

本发明涉及紧固件领域，尤其是一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉及其安装工具。

背景技术

环槽铆钉连接副是专门针对一些承受交变载荷振动工况而且要求结构轻量化的领域所开发的一种低成本轻量化高防松紧固***，其能够起到一个将两个物体通过螺纹孔和螺纹槽进行锁死固定的效果。现有的螺纹连接，具有结构简单、装拆便捷等优点，但是，在承受交变载荷振动工况下，由于螺纹之间的摩擦力和螺栓头、螺母承载面与被联接件之间的摩擦力产生衰减，导致螺纹副之间出现滑移而始终存在松动趋势。

现有技术中，专利号为CN200820065124.8的中国专利、专利号为US010260547B2、US10393164B2的美国专利均提出了一种环槽铆钉连接***，都是由环槽铆钉、套环及专用安装工具组成。环槽铆钉从左到右有钉头、钉杆段、与套环挤压配合的环槽段或螺纹段以及末端的用于安装工具夹持的多槽长环槽段或者多槽短细环槽段或者螺旋段或者单槽段；套环从左到右有法兰端面、变形部、末端端面；通过专用铆接工具对套环变形部位以机械挤压变形方式锁固在环槽铆钉锁紧环槽或者螺旋槽中。

如上所述的环槽铆钉连接***，为了实现安装，其钉杆尾部设置了用于安装工具夹持所用的多槽长环槽或者多槽短细环槽或者螺旋槽或者单槽，要求环槽或螺旋槽的精密度很高，提高了铆钉制造成本；在安装中，一方面工具卡爪内表面的多槽或者单槽环槽段或者螺旋段将承受来自于连接副安装支点的反作用力，另一方面，工具卡爪外表面还将一直承受来自于安装工具外套的挤压力，因此，安装工具卡爪同时受到来自于卡夹部内外面的共同作用力，导致卡爪部位受力高度集中，当卡爪一旦磨损超限后，由于卡爪外表面与安装工具外套内表面、卡爪内表面与环槽铆钉尾部安装支点之间均为硬接触，无法实现卡爪的被磨耗余量及时得到补偿，导致卡爪报废。

如上所述的环槽铆钉连接***，对于同一批生产的铆钉其配合的工具卡爪型号也是固定的，在安装过程中如果没有通过检测和辅助定位功能，很容出现成钉杆与工具卡爪不适配，导致安装过程中出现安装时尾部夹持部位被破坏而造成安装不到位的情况，这时需要将已经安装过的锁紧螺栓进行切割重新安装，费工费时，增加安装成本，降低安装效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉及其安装工具，以解决现有技术中工具卡爪受损不能进行及时补偿和安装中钉杆配合工具卡爪不能进行定位检测等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，包括环槽铆钉本体，所述环槽铆钉本体一端部设置有与外部安装工具配合的安装驱动段，所述环槽铆钉本体上的承载部位设置有与锁紧套环配合的锁紧段，所述安装驱动段包括与安装工具上卡爪连接的磨耗补偿部和定位检测部。

通过采用上述技术方案，通过环槽铆钉上设置的安装驱动段实现对卡爪磨耗的补偿，同时还能对安装工具与铆钉的配合位置进行定位和检测。

本发明进一步设置为：所述磨耗补偿部包括与第一过渡段连接的锥型圆台，所述锥型圆台垂直高度为1-4mm，所述锥型圆台侧边用于安装工具上卡爪夹持的补偿斜面与锥型圆台下底面夹角为45°-75°，所述第一过渡段与环槽铆钉本体上的承载部位末端面连接，且垂直高度为3-5mm。

通过采用上述技术方案，由于环槽铆钉尾部安装驱动机构取消了多槽或者单槽环槽，取而代之的是一个锥型圆台，加工精度降低，铆钉制造成本降低，锥型圆台上的补偿斜面的角度设计可以对安装工具卡爪磨耗余量实现及时自动补偿，延长了卡爪使用寿命，降低了环槽铆钉连接安装成本。

本发明进一步设置为：所述定位检测部为安装驱动段周向凹陷环槽，且位于磨耗补偿部的锥型圆台下底面下端。

通过采用上述技术方案，定位检测部主要是对安装工具进行定位和对安装工具的安装位置进行检测，防止安装工具出现安装位置不合适导致后面安装过程中出现安装脱落和安装不到位的情况。

本发明进一步设置为：所述锁紧段包括若干凹陷型环槽螺纹和若干连续凹陷型螺旋线螺纹。

通过采用上述技术方案，锁紧螺栓与锁紧套环更容易配合，在安装工具通过扣压锁紧套环来安装锁紧螺栓之前，该保持特征将套环保持在锁紧螺栓上的初始组装位置；同时保证锁紧螺纹部外侧边与螺栓柱侧边齐平，能够使工件安装过程中不会出现摆动现象。

本发明进一步设置为：所述相邻环槽螺纹之间平滑过度，且形成波峰和波谷，所述相邻波谷中心距离为1-2mm。

通过采用上述技术方案，通过加大相邻环槽螺纹之间的距离，增加波谷的宽度，在锁紧套环被扣压后能够更好的咬合，保证锁紧套环和铆钉之间的稳定性，确保被锁紧的工件不会松动分离。

本发明进一步设置为：所述铆钉上还设置有光滑的工件连接段，所述工件连接段长度与工件厚度相适配。

通过采用上述技术方案，保证铆钉与工件之间的紧密连接，避免工件与锁紧段接触后在受压或外力作用下锁紧段变形，进一步避免了工件与铆钉之间连接松动。

一种用于安装上述环槽铆钉的安装工具，包括与环槽铆钉上安装驱动段相配合的卡爪和使锁紧套环被挤压变形的砧模，所述卡爪设置在砧模内，所述砧模通过液压缸推动。

通过采用上述技术方案，卡爪与安装驱动段卡接，砧模向内压紧锁紧套环，通过液压缸所提供的压强，只需要5-8秒钟时间即可完成锁紧套环的变形锁紧。

本发明进一步设置为：所述卡爪为一端开口的圆柱结构，其侧边沿轴向设置有若干断面，所述卡爪开口端内侧设置有与锥形圆台上补偿倾斜面配合的第一夹持块，所述第一夹持块的下方设置有与凹陷环槽配合的定位块。

通过采用上述技术方案，卡爪上的断面设置使卡爪开口处具有一定的张力，方便卡爪与安装驱动段连接，第一夹持块与锥形圆台配合为安装工具提供支撑力和安装位置，凹陷环槽则是进一步对安装工具的安装位置定位，同时对安装工具和铆钉的配合情况进行检测和对卡爪侧壁进行补强，能够起到加强筋效果，增加卡爪的使用寿命。

本发明进一步设置为：所述第一夹持块上设置有与补偿倾斜面相配合的夹持斜面，所述夹持斜面与补偿倾斜面接触时至少覆盖补偿倾斜面的三分之二的位置。

通过采用上述技术方案，第一夹持块即使是工具磨耗后铆钉进行补偿也不能让夹持斜面与补偿倾斜面的接触面积少于三分之二，超过三分之二的接触面积卡主都能够对铆钉进行夹持，同时锥型圆台也能够给安装工具提供支持力。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

通过环槽铆钉上设置的安装驱动段实现对卡爪磨耗的补偿，同时还能对安装工具与铆钉的配合位置进行定位和检测；由于环槽铆钉尾部安装驱动机构取消了多槽或者单槽环槽，取而代之的是一个锥型圆台，加工精度降低，铆钉制造成本降低，锥型圆台上的补偿斜面的角度设计可以对安装工具卡爪磨耗余量实现及时自动补偿，延长了卡爪使用寿命，降低了环槽铆钉连接安装成本；其连接机能是通过锁紧套环的机械变形迫使铆钉本体轴向变形而形成的安装夹紧力能够持续、永久的作用在被联结物体上，实现可靠防松目的。

附图说明

图1为本发明中一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉的结构示意图；

图2为本发明中一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉的安装结构示意图；

图3为本发明中锁紧套环结构示意图；

图4为本发明中卡爪结构示意图；

图5为本发明安装工具结构示意图；

图6为本发明铆钉安装过程结构示意图；

图7为本发明中安装驱动段结构示意图；

图8为本发明中图7工作状态示意图；

图9为本发明中锥型圆台结构示意图；

图10为本发明中卡爪进行补偿时工作状态示意图。

图中，100.环槽铆钉本体，200.安装工具，400.工件，500.锁紧套环，110.安装驱动段，120.锁紧段，130.工件连接段，140.铆钉头，141. 卸荷槽，210.卡爪，220.液压缸，230.外套，240.外壳，250.砧模，510.法兰端面，520.通孔，530.圆柱面，540.倒角端面，550.卡齿，211.断面，212.第一夹持块，213.定位块，214.夹持斜面，，10.磨耗补偿部，20.定位检测部，30.环槽螺纹，40.螺旋线螺纹，11.第一过渡段，12.锥型圆台，13.补偿斜面，14.下底面，15.上底面，21.凹陷环槽，31.波峰，32.波谷。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行描述。

一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，包括环槽铆钉本体100，根据被连接工况的不同，可以是4.8或者6.8或者8.8或者10.9或者12.9或者A2-70或者A2-80类强度等级，可以选择在本领域中已知的合适材料制成。

本发明中，如图1所示，环槽铆钉本体100上还设置有光滑的工件连接段130，工件连接段130长度与工件400厚度相适配，保证铆钉与工件之间的紧密连接，避免工件与锁紧段接触后在受压或外力作用下锁紧段变形，进一步避免了工件与铆钉之间连接松动，在环槽铆钉本体100一端部设置有铆钉头140，在环槽铆钉本体100和铆钉头140连接处设置有卸荷槽141，卸荷槽能够避免铆钉头与工件的刚性接触，具有增加环槽铆钉本体实用寿命的功能。

本发明中，如图1-2、7所示，环槽铆钉本体100上的承载部位设置有与外部安装工具200配合的安装驱动段110，安装驱动段110包括与安装工具200上卡爪210连接的磨耗补偿部10和定位检测部20；磨耗补偿部包括与第一过渡段11连接的锥型圆台12，如图9所示，锥型圆台12垂直高度为1-4mm，锥型圆台12侧边用于安装工具200上卡爪210夹持的补偿斜面13与锥型圆台下底面14夹角为45°-75°，第一过渡段11一端与环槽铆钉本体上的承载部位末端面连接，且垂直高度为3-5mm，第一过渡段11另一端与锥型圆台12上底面15连接，并且接触面大小相同，用于提供安装工具200之卡爪210运动的缓冲区；其中定位检测部20为安装驱动段110周向凹陷环槽21，且位于磨耗补偿部10的锥型圆台12下底面14下端；通过环槽铆钉上设置的安装驱动段实现对卡爪磨耗的补偿，同时还能对安装工具与铆钉的配合位置进行定位和检测，由于环槽铆钉尾部安装驱动机构取消了多槽或者单槽环槽，取而代之的是一个锥型圆台，加工精度降低，铆钉制造成本降低，锥型圆台上的补偿斜面的角度设计可以对安装工具卡爪磨耗余量实现及时自动补偿，延长了卡爪使用寿命，降低了环槽铆钉连接安装成本，定位检测部主要是对安装工具进行定位和对安装工具的安装位置进行检测，防止安装工具出现安装位置不合适导致后面安装过程中出现安装脱落和安装不到位的情况。

本发明中，如图1-2所示，环槽铆钉本体100末端部外侧设置有与锁紧套环500配合的锁紧段120，锁紧段120包括若干凹陷型环槽螺纹30和若干连续凹陷型螺旋线螺纹40，其中相邻环槽螺纹30之间平滑过度，且形成波峰31和波谷32，且相邻波谷中心距离为1-2mm，通过加大相邻环槽螺纹之间的距离，增加波谷的宽度，在锁紧套环被扣压后能够更好的咬合，保证锁紧套环和铆钉之间的稳定性，确保被锁紧的工件不会松动分离；螺旋线螺纹40围绕铆钉本体100周向设置3-7圈，能够保证锁紧套环在螺旋线螺纹上不会被轻易的震动脱落；环槽铆钉本体100与锁紧套环500更容易配合，在安装工具通过扣压锁紧套环来安装锁紧螺栓之前，该保持特征将套环保持在锁紧螺栓上的初始组装位置；同时通过凹陷型结构保证锁紧段外侧边与铆钉侧边齐平，能够使工件安装过程中不会出现摆动现象。

本发明中，如图2-3所示，锁紧套环500根据铆钉强度等级的不同而选择在本领域中已知的合适材料制成，例如：如碳钢材质铆钉+碳钢材质锁紧套环组合，也可选择不同于铆钉的材质制成锁紧套环，例如：如铝合金锁紧套环+不锈钢铆钉组合，通过上述设置，使得锁紧套环在保证夹紧力情况下，维持可靠的拉脱力；锁紧套环500从最左边与工件400接触的法兰端面510到最右边与安装工具200接触的倒角端面540之间的长度，称为锁紧套环全长，锁紧套环设有一个贯通全长的内通孔520称为内径，锁紧套环外周为一个圆柱面530称为外径，内径和外径一起限定锁紧套的壁厚，壁厚限定在锁紧套环的全长的0.16-0.3倍范围内，通过上述设置，锁紧套环通过内径安装在环槽铆钉本体100上，并且使锁紧套环通过锁紧变形部的形变套设在环槽铆钉的锁紧段120上；锁紧套环500倒角端面540的内壁上设置有一个与所述凹陷型螺旋线螺纹配合的卡齿550，通过上述设置在安装锁紧套环时，可以先通过卡齿临时将锁紧套环与铆钉固定，便于单人安装。

本发明中，如图4-6所示，一种用于安装上述环槽铆钉的安装工具200，包括外壳240、液压缸220、外套230、以及卡爪210，砧模250等，液压缸220设置于外套230内部一端，所述液压缸220的活塞杆221与卡爪210固定连接，所述卡爪210与外壳240之间设置有砧模250，所述卡爪210与环槽铆钉本体100的安装驱动段110相匹配；通过上述设置，将环槽铆钉本体的安装驱动段与卡爪相卡接，然后通过液压缸驱动拉动卡爪，砧模挤压锁紧套环，使锁紧套环与环槽铆钉本体上锁紧段固定，当锁紧套环与锁紧段固定后，液压缸反向运动，在活塞的推动下，卡爪退出砧模，并与安装驱动段脱离，卡爪与安装驱动段卡接，砧模向内压紧锁紧套环，通过液压缸所提供的压强，只需要5-8秒钟时间即可完成锁紧套环的变形锁紧。

本发明中，如图4、8、10所示，卡爪210为一端开口的圆柱结构，其侧边沿轴向设置有若干断面211，在非夹持状态下断面处于张开状态，当卡爪处于夹持状态，在安装工具上砧模250的作用下卡爪的断面连接，形成一断面闭合的圆柱，卡爪开口端内侧设置有与锥形圆台12上补偿倾斜面13配合的第一夹持块212，在第一夹持块212的下方设置有与凹陷环槽21配合的定位块213，定位块213能够对安装工具和铆钉的配合情况进行检测和对卡爪侧壁进行补强，能够起到加强筋效果，增加卡爪的使用寿命，第一夹持块212上设置有与补偿倾斜面13相配合的夹持斜面214，夹持斜面214与补偿倾斜面13接触时至少覆盖补偿倾斜面13的三分之二的位置，夹持斜面214在补偿倾斜面13上的夹持面积只要能够超过补偿倾斜面13三分之二的面积就能够对铆钉进行夹持，同时锥型圆台也能够给安装工具提供支持力；卡爪210上断面211的设置使卡爪开口处具有一定的张力，方便卡爪与安装驱动段连接，卡爪210上第一夹持块与锥形圆台配合，为安装工具200提供支撑力和安装位置，凹陷环槽则是进一步对安装工具的安装位置定位，同时对安装工具和铆钉的配合情况进行检测。

本发明的工作流程为：如图6所示，操作人员先将环槽铆钉从所需固定的工件400一侧***，然后将锁紧套环500的法兰端面510面向被连接工件而套设在环槽铆钉上，再通过外部安装工具200上的卡爪210与铆钉尾部安装驱动段110卡接，安装工具上砧模250在液压缸提供驱动力向内压紧锁紧环上倒角端面，通过安装工具液压缸220的压强，只需要5-8秒钟时间即可完成锁紧套环的变形锁紧，随后，安装工具从环槽铆钉上退出，完成安装，整个安装过程无冲击和噪声，在卡爪210长时间受力后卡爪会有一定的磨损，磨损后的卡爪无法对安装驱动段进行完整夹持，通过锥形圆台上45°-75°最优倾角设计，能够在卡爪受损的情况下通过补偿倾斜面进行自动补偿其受损带来的夹持不稳定问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，包括环槽铆钉本体（100），其特征在于，所述环槽铆钉本体（100）一端部设置有与外部安装工具（200）配合的安装驱动段（110），所述环槽铆钉本体上的承载部位设置有与锁紧套环（500）配合的锁紧段（120），所述安装驱动段（110）包括与安装工具（200）上卡爪（210）连接的磨耗补偿部（10）和定位检测部（20）。

2.根据权利要求1所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述磨耗补偿部（10）包括与第一过渡段（11）连接的锥型圆台（12），所述锥型圆台（12）垂直高度为1-4mm，所述锥型圆台（12）侧边用于安装工具（200）上卡爪（210）夹持的补偿斜面（13）与锥型圆台（12）下底面（14）夹角为45°-75°，所述第一过渡段（11）与环槽铆钉本体上的承载部位末端面连接，且垂直高度为3-5mm。

3.根据权利要求1所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述定位检测部（20）为安装驱动段周向凹陷环槽（21），且位于磨耗补偿部（10）的锥型圆台下底面（14）下端。

4.根据权利要求1所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述锁紧段（120）包括若干凹陷型环槽螺纹（30）和若干连续凹陷型螺旋线螺纹（40）。

5.根据权利要求4所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述相邻环槽螺纹（30）之间平滑过度，且形成波峰（31）和波谷（32），所述相邻波谷中心距离为1-2mm。

6.根据权利要求1所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述环槽铆钉本体（100）上还设置有光滑的工件连接段（130），所述工件连接段（130）长度与工件（400）厚度相适配。

7.一种用于安装上述权利要求1-6任一项环槽铆钉的安装工具，其特征在于，包括与环槽铆钉上安装驱动段（110）相配合的卡爪（210）和使锁紧套环（500）被挤压变形的砧模（250），所述卡爪设置在砧模内，所述砧模通过液压缸（240）推动。

8.根据权利要求7所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述卡爪（210）为一端开口的圆柱结构，其侧边沿轴向设置有若干断面（211），所述卡爪开口端内侧设置有与锥形圆台上补偿倾斜面（13）配合的第一夹持块（212），所述第一夹持块的下方设置有与凹陷环槽配合的定位块（213）。

9.根据权利要求8所述的一种可自动补偿安装工具磨耗的环槽铆钉，其特征在于，所述第一夹持块（212）上设置有与补偿倾斜面（13）相配合的夹持斜面（214），所述夹持斜面与补偿倾斜面接触时至少覆盖补偿倾斜面的三分之二的位置。

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