CN114857148A - 一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副及安装方法。包括铆钉和套环，铆钉依次包括铆钉帽头、光杆、环槽锁紧区、螺旋槽、尾部固定结构；套环依次包括法兰、变形区；连接副还包括在进行铆接紧固时位于套环外端的预紧螺母；其中，铆钉螺旋槽具有与预紧螺母配合紧固的螺纹。安装方法包括铆钉、套环和预紧螺母的可拆卸安装。本发明采用预紧螺母进行预安装，通过常规扳手即可进行，可根据实际需要对预紧力、预紧状态进行调节，预紧螺母结合了螺栓可调节与铆钉不松动的优点，预紧安装对安装套环不产生影响，同时能够实现连接过程的预紧，使被连接工件之间产生较好的预紧力，同时还可以根据需要拆除预紧螺母，方便后续安装作业。

Description

一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副及安装方法

技术领域

本发明属于铆接技术领域，尤其属于一种用于连接的拉铆钉铆接紧固件的设计与制造，属金属机械加工的铆接类(B21J)和紧固件类(F16B)。

背景技术

拉铆钉是现有紧固连接方式中常用的紧固连接件，一般用于需栓接或铆接的部件连接。使用紧固作业时采用拉铆钉专用设备将两个待结合件夹紧后，挤压套入的环状套环的金属并充满栓柱的多条环状沟槽的凹坑内，使得套环与栓柱严密结合紧固。拉铆钉紧固件在组装完成后具有相同的紧固力及永不松动等特性。

在实际施工过程中，对于一些复杂和特殊要求的连接结构，如果不提前对零件进行预安装，在铆接连接的后期，可能会出现安装孔偏离的现象，造成施工无法进行。

中国申请202010203271一种具有预紧功能的环槽铆钉连接副及安装方法公开了一种具有预紧环的环槽铆钉连接副，其安转方式是通过铆接工具将预紧环内壁的金属挤入铆钉环槽内部产生预紧力，这个过程产生的预紧力是固定的，且需要专用铆接工具进行预紧作业，并且无法根据实际调节预紧力。而在现有铆接紧固现场使用中，很多情况是需要根据实际情况来调解预紧力的大小，该结构无法满足目前现场的使用需求，局限性较大，且使用不方便。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副及安装方法。本发明目的是提供一种能够在铆接固定前先行根据预紧力的要求进行预紧固定，并在被连接件完成调节后，完成铆接，铆接完成后可拆除预紧件的环槽铆钉连接副。

本发明通过以下技术方案实现：

一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，包括铆钉和套环，其特征在于：所述铆钉依次包括铆钉帽头、光杆、环槽锁紧区、螺旋槽、尾部固定结构；所述套环依次包括法兰、变形区；连接副还包括在进行铆接紧固前位于套环外端的预紧螺母；其中，铆钉螺旋槽具有与预紧螺母配合紧固的螺纹。

所述铆钉螺旋槽的直径不小于铆钉尾部固定结构直径。

所述铆钉尾部固定结构是单槽结构，还可以是多槽结构。

所述套环法兰内侧表面设置有凸起。

所述铆钉帽头径向两侧具有用于夹持的平行设置的帽头平行端面。

本发明连接副安装方法，包括步骤如下：

1)将铆钉从一侧穿过连接件，将套环从铆钉尾部套入，然后再从尾部螺纹槽处旋入专用预紧螺母；

2)使用扳手工具，向预紧螺母施加扭矩，根据需要，采用适当扭力使得该连接副初始预紧，消除连接件的间隙，矫正被连接件的位置；

3)每套需紧固的连接件通过至少一个连接副进行紧固连接；需两个以上连接副进行连接时，重复步骤1)至2)；

4)待被连接件完成调节后，旋出一个预紧螺母；

5)将铆接工具***铆钉尾部固定结构，按下开关开始铆接，铆接工具挤压套环的变形区，当铆接工具达到设定的铆接力，退回原位，该连接副实现紧固功能；

6)多个连接副紧固连接件时，依次重复步骤4)至5)。完成全部连接紧固。

本发明连接副主要应用于钢结构建筑、桥梁、风电塔筒支架等存在大量的节点结构的工程领域，每个节点结构均存在至少两个以上的连接点需要使用紧固件紧固。在以上领域的节点结构均存在施加最终预紧力前进行位置调节和间隙消除的需求，故在以上工况使用时，本发明连接副可对节点上的每个连接点提供不小于10kN的可调节的初始预紧力作为节点的位置固定，然后依据实际情况依次对每个连接点的位置进行调节，当该节点所有连接点调节完毕后，旋出第一颗铆钉上的预紧螺母，然后使用铆接工具进行铆接，当该铆钉安装完成后，依次对下一颗铆钉重复以上步骤，直至节点上所有连接点处的铆钉均完成最终安装。

本发明有益性：相比现有的高强度环槽铆钉连接副，本发明紧固件能够实现被连接件之间的预紧，完成零件之间的预安装。本发明紧固件采用预紧螺母进行预安装，不仅具备预紧功能，安转方式是通过常规扳手即可进行，并可根据实际需要对预紧力、预紧状态进行调节，改变了预紧环使用过程中，不能满足实时需要调解预紧力的大小的缺陷，更方便现场使用。本发明预紧螺母结合了螺栓可调节与铆钉不松动的优点，预紧安装对安装套环不产生影响，同时能够实现连接过程的预紧，使被连接工件之间产生较好的预紧力，同时还可以根据需要拆除预紧螺母，方便后续安装作业。

附图说明

图1是本发明紧固件紧固状态剖面结构示意图；

图2是本发明紧固件铆钉一种结构示意图；

图3是本发明紧固件铆钉另一种结构示意图；

图4是本发明紧固件铆钉头部结构示意图；

图5是本发明紧固件套环结构示意图；

图6是本发明紧固件预紧螺母结构示意图；

图7是本发明紧固件预紧螺母横剖面结构示意图；

图8至图13是本发明单个铆接过程示意图；

图14是采用多个本发明紧固件连接示意图。

图中，1是铆钉，1.1是帽头，1.2是光杆，1.3是环槽锁紧区，1.4是螺旋槽，1.5是尾部固定结构，1.1.1是帽头平行端面，2是套环，2.1是变形区，2.2是凸起，2.3是法兰，3是预紧螺母，3.1是正六边形，3.2是内螺纹，4是连接件。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图。

如图所示，一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，包括铆钉1和套环2，铆钉1依次包括铆钉帽头1.1、光杆1.2、环槽锁紧区1.3、螺旋槽1.4、尾部固定结构1.5；套环2依次包括法兰2.3、变形区2.1；连接副还包括在进行铆接紧固时位于套环外端的预紧螺母3；其中，铆钉螺旋槽1.4具有与预紧螺母3配合紧固的螺纹。

铆钉螺旋槽1.4的直径不小于铆钉尾部固定结构1.5直径。

本发明铆钉尾部固定结构1.5是单槽结构或多槽结构。

套环法兰2.3内侧表面设置有凸起2.2。

铆钉帽头1.1径向两侧具有用于安装工具夹持的平行设置的帽头平行端面1.1.1。

本发明连接副采用安装工具进行联接，安装工具主要包括铆接工具和扳手，安装步骤如下：

1)将铆钉1从一侧穿过连接件4，将套环2从铆钉1尾部套入，然后再从尾部螺旋槽1.4处旋入专用预紧螺母3；

2)使用扳手工具，向预紧螺母3施加扭矩，根据需要，采用适当扭力使得该连接副初始预紧，该预紧力通过套环2的法兰2.3结构传递到连接件4上，消除连接件4的间隙，矫正被连接件4的位置；

3)每套需紧固的连接件4通过至少一个连接副进行紧固连接；需两个以上连接副进行连接时，重复步骤1)至2)；

4)待被连接件4完成调节后，旋出一个预紧螺母3；

5)将铆接工具***铆钉尾部固定结构1.5，按下开关开始铆接，铆接工具挤压套环2的变形区2.1圆柱结构，当铆接工具达到设定的铆接力，铁砧端部的在套环法兰2.3内表面的球状凸起2.2压出痕迹，铆接工具退回原位，该连接副实现紧固功能；

6)多个连接副紧固连接件时，依次重复步骤4)至5)，完成全部连接紧固。

本发明连接副在风力发电装备中应用较多，风力发电装备的关键位置大多采用高强度螺栓连接，由于风电发电机组运行过程中的振动工况，因此需要定期对螺栓连接进行检修、维护，后期维护成本高且存在一定的安全隐患。环槽铆钉具备的可靠性能高，防松性能好的特点可很好解决这一安全隐患，但原有铆钉无预紧功能，在安装过程中，需要提前使用螺栓进行预紧调平，待调平工作完成后，将螺栓全部拆除再将环槽铆钉穿入进行铆接，整个施工工艺较为复杂，严重影响安装效率。

本发明在铆钉原有结构的基础上增加预紧功能，施工时直接将预紧铆钉穿入连接件的孔中，穿入套环后在铆钉尾部旋入专用预紧螺母，施加一定扭矩，使得连接副产生不小于10kN的初始预紧力，依据实际工况对连接件的位置进行调整。该结构省去了先用螺栓预紧后更换铆钉的步骤，使得整体安装效率大大提升，简化了施工工艺。

Claims (7)

1.一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，包括铆钉和套环，其特征在于：所述铆钉依次包括铆钉帽头、光杆、环槽锁紧区、螺旋槽、尾部固定结构；所述套环依次包括法兰、变形区；连接副还包括在进行铆接紧固前位于套环外端的预紧螺母；其中，铆钉螺旋槽具有与预紧螺母配合紧固的螺纹。

2.根据权利要求1所述的具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，其特征在于：所述铆钉螺旋槽的直径不小于铆钉尾部固定结构直径。

3.根据权利要求2所述的具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，其特征在于：所述铆钉尾部固定结构是单槽结构。

4.根据权利要求2所述的具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，其特征在于：所述铆钉尾部固定结构是多槽结构。

5.根据权利要求1至4任一项所述的具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，其特征在于：所述套环法兰内侧表面设置有凸起。

6.根据权利要求5所述的具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副，其特征在于：所述铆钉帽头径向两侧具有用于夹持的平行设置的帽头平行端面。

7.一种具有可调初始预紧力功能的环槽铆钉连接副安装方法，其特征在于包括步骤如下：

1)将铆钉从一侧穿过连接件，将套环从铆钉尾部套入，然后再从尾部螺旋槽处旋入专用预紧螺母；

2)使用扳手工具，向预紧螺母施加扭矩，根据需要，采用适当扭力使得该连接副初始预紧，消除连接件的间隙，矫正被连接件的位置；

3)每套需紧固的连接件通过至少一个连接副进行紧固连接；需两个以上连接副进行连接时，重复步骤1)至2)；

4)待被连接件完成调节后，旋出一个预紧螺母；

5)将铆接工具***铆钉尾部固定结构，按下开关开始铆接，铆接工具挤压套环的变形区，当铆接工具达到设定的铆接力，退回原位，该连接副实现紧固功能；

6)多个连接副紧固连接件时，依次重复步骤4)至5)。完成全部连接紧固。

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