高疲勞性能緊固結(jié)構(gòu)及緊固件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于連接金屬板或其他大型部件的高疲勞性能緊固結(jié)構(gòu)及緊固件。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有材料連接中，使用緊固件將兩個(gè)或兩個(gè)以上的部分組合的形式被廣泛采用，通過(guò)事先對(duì)需連接部件進(jìn)行鉆孔、锪窩等處理，將緊固件穿入其中，并將緊固件桿部末端進(jìn)行變形，通過(guò)頭部和變形尾部產(chǎn)生的夾緊力使結(jié)構(gòu)形成較為牢固的連接。在使用中這樣的組合結(jié)構(gòu)通常必須承受強(qiáng)大的疲勞強(qiáng)度。
[0003]如圖1、圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中沉頭鉚釘I與上部部件4的接觸面8采用平面接觸的方式，扁圓頭鉚釘17與上部部件4的接觸面18也采用平面接觸的方式，這樣的結(jié)構(gòu)形式無(wú)法很好的反映靈活性的需要，由于安裝的需要，桿部3與上部部件4、下部部件5之間存在一定的間隙，使得當(dāng)鉚釘安裝完成后，當(dāng)上部部件4、下部部件5受到箭頭11、12所示的水平方向的反向作用力時(shí)，鉚釘會(huì)以軸13發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
[0004]由于構(gòu)件在工作過(guò)程中受力的復(fù)雜性，使得上部部件4、下部部件5非單一方向受力，則鉚釘?shù)钠D(zhuǎn)也非單一方向，其情形即為因震動(dòng)而產(chǎn)生的干涉載荷。由于鉚釘本身形狀的原因，導(dǎo)致當(dāng)其發(fā)生受力偏轉(zhuǎn)時(shí)，于鉚釘安裝頭部邊緣14處產(chǎn)生集中受力，在力的反復(fù)作用下，該位置更易于發(fā)生疲勞損壞，造成結(jié)構(gòu)的破壞甚至失效。尤其該結(jié)構(gòu)使用于連接易碎或各向異性(如層狀復(fù)合材料)時(shí)，結(jié)合部位非常容易產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致疲勞壽命縮短，甚至造成安全問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種高疲勞性能緊固結(jié)構(gòu)及緊固件。通過(guò)改變頭部與被連接部件的接觸面的形狀，消除原有形式中產(chǎn)生的干涉載荷，避免擠壓力集中于一點(diǎn)，增加靈活性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，增強(qiáng)安全性；并且，由于上述特殊接觸面的形狀，緊固件安裝時(shí)及錨固后始終可以自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)孔槽中心，即緊固件軸心線與孔槽軸心線保持一致。
[0006]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型的第一個(gè)方面為一種高疲勞性能緊固結(jié)構(gòu)，包括上部部件、下部部件和緊固件，上部部件和下部部件通過(guò)緊固件連接，所述緊固件包括桿部和與桿部一體并徑向擴(kuò)大的頭部，其特征在于:所述緊固件的頭部下緣具有一球形支撐面，所述上部部件具有一與所述球形支撐面相互配合的球形穿孔。
[0008]進(jìn)一步的，作為緊固件的其中一種結(jié)構(gòu)，所述緊固件為鉚釘，安裝時(shí)由遠(yuǎn)離頭部一側(cè)的桿部變形后形成鉚釘鐓頭。
[0009]進(jìn)一步的，根據(jù)實(shí)際使用需要，鉚釘分為多種類型，考慮到需要達(dá)到的鉚接效果，所述鉚釘為沉頭鉚釘、半沉頭鉚釘、半圓頭鉚釘、扁圓頭鉚釘、平錐頭鉚釘、扁平頭鉚釘、平頭鉚釘中的任意一種。
[0010]進(jìn)一步的，根據(jù)被鉚接部件的不同，避免擠壓力集中于一點(diǎn)，增強(qiáng)靈活性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，進(jìn)一步達(dá)到所需的緊固效果，所述沉頭鉚釘、半沉頭鉚釘、半圓頭鉚釘、扁圓頭鉚釘、平錐頭鉚釘、扁平頭鉚釘、平頭鉚釘?shù)你T釘鐓頭上緣具有一球形支撐面，所述下部部件具有一與所述球形支撐面相互配合的球形穿孔。
[0011]進(jìn)一步的，作為緊固件的另一種結(jié)構(gòu)，所述緊固件為高鎖螺栓，遠(yuǎn)離頭部一端的桿部具有用以旋緊套環(huán)的螺紋。
[0012]進(jìn)一步的，根據(jù)實(shí)際所連接部件的不同以及需要達(dá)到的效果，所述緊固件或鉚釘或高鎖螺栓的個(gè)數(shù)至少為一個(gè)。
[0013]進(jìn)一步的，根據(jù)實(shí)際所連接部件的不同以及需要達(dá)到的效果，通過(guò)緊固件或鉚釘或高鎖螺栓連接的上部部件和下部部件總數(shù)至少為兩個(gè)。
[0014]本實(shí)用新型的第二個(gè)方面所述的高疲勞性能緊固件，包括桿部和與桿部一體并徑向擴(kuò)大的頭部，其特征在于:所述頭部下緣具有一球形支撐面。
[0015]進(jìn)一步的，所述緊固件為鉚釘，安裝時(shí)由遠(yuǎn)離頭部一側(cè)的桿部變形后形成鉚釘鐓頭。
[0016]進(jìn)一步的，所述緊固件為高鎖螺栓，遠(yuǎn)離頭部一端的桿部具有用以旋緊套環(huán)的螺紋。
[0017]從以上內(nèi)容可以看出，依據(jù)本實(shí)用新型，緊固件的頭部下緣設(shè)計(jì)成球形支撐面，所述上部部件具有一與所述球形支撐面相互配合的球形穿孔。
[0018]若緊固件為鉚釘，安裝時(shí)由遠(yuǎn)離頭部一側(cè)的桿部變形后形成鉚釘鐓頭，根據(jù)需要，鉚釘鐓頭上緣也設(shè)計(jì)成球形支撐面，所述下部部件具有一與所述球形支撐面相互配合的球形穿孔。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是，通過(guò)上述改進(jìn)，當(dāng)上部部件、下部部件受力時(shí)，緊固件會(huì)以軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將原本集中于一點(diǎn)的力，分散到球面上，減小了構(gòu)件局部區(qū)域的力，消除了震動(dòng)中產(chǎn)生的干涉載荷。既具靈活性，又延長(zhǎng)了疲勞壽命。同時(shí)，由于上述球面接觸面形狀，緊固件安裝時(shí)及錨固后始終可以自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)孔槽中心，即緊固件軸心線與孔槽軸心線保持一致。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為已知的沉頭鉚釘鉚接結(jié)構(gòu)軸向示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的沉頭鉚釘鉚接結(jié)構(gòu)軸向示意圖。
[0022]圖3為已知的扁圓頭鉚釘鉚接結(jié)構(gòu)軸向示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型的半沉頭鉚釘鉚接結(jié)構(gòu)軸向示意圖。
[0024]圖5為本實(shí)用新型的半沉頭鉚釘鉚接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本實(shí)用新型的高鎖螺栓結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中，1.沉頭鉚釘;2.頭部;3.桿部;4.上部部件;5.下部部件;6.孔槽；7.穿孔;8、18.平面接觸面；10.沉頭鉚釘；11、12.箭頭；13.軸；14.頭部邊緣；15、21、24.球形支撐面；16.球形穿孔；17.扁圓頭鉚釘；20.半沉頭鉚釘；19.上表面；22.球形穿孔；23.鉚釘鐓頭；25.高鎖螺栓；26.套環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]如說(shuō)明書附圖1所示的鉚接結(jié)構(gòu)，沉頭鉚釘I深入到孔槽6中將上部部件4和下部部件5進(jìn)行鉚接，沉頭鉚釘I包括桿部3和與桿部3 —體并徑向擴(kuò)大的頭部2，鉚釘頭部下緣與被鉚接上部部件4形成平面接觸面8，在上部部件4上有與平面接觸面8對(duì)應(yīng)的穿孔
7。這樣，由于安裝的需要，桿部3與上部部件4和下部部件5之間存在一定的間隙，使得當(dāng)沉頭鉚釘I安裝完成后，當(dāng)上部部件4和下部部件5受到箭頭11、12所示的水平方向的反向作用力時(shí)，沉頭鉚釘I會(huì)以軸13發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由于構(gòu)件在工作過(guò)程中受力的復(fù)雜性，使得上部部件4和下部部件5非單一方向受力，則沉頭鉚釘I的偏轉(zhuǎn)也非單一方向，其情形即為因震動(dòng)而產(chǎn)生的干涉載荷。由于沉頭鉚釘I本身形狀的原因，導(dǎo)致當(dāng)其發(fā)生受力偏轉(zhuǎn)時(shí)，于沉頭鉚釘I頭部邊緣14處產(chǎn)生集中受力。
[0029]參照說(shuō)明書附圖3，可知，扁圓頭鉚釘