Research on Assembly Technology and Application of Pull Riveting Pins for Railway Freight Cars
郭喜春 GUO Xi-chun(哈尔滨铁道职业技术学院,哈尔滨 150001)(Harbin Railway Vocational and Technical College,Haerbin 150001,China)
摘要:在铁路货车的整体结构中,车辆制动装置是不允许存在质量问题的,但是在实际使用中,往往因为连接失效,导致基础制动装置产生脱落的情况,这对于行车安全是巨大威胁。所以,铁路货车的连接就显得很关键。而在铁路货车连接中,拉铆销技术应用,可
以将拉铆技术和圆销结构相结合,是目前铁路货车制动装置连接中的一种新技术。
在具体的拉铆销组装中,需要做好研制过程的把握,做好结构尺寸设计,确保相关力学性能够和技术要求相对应。对此,本文以铁路货车的拉铆销组装工艺分析,研究这一组装技术工
艺和应用对策。拉铆技术是一种连接技术,基于虎克原理实现连接功能的。
在这一技术应用中,需要专用铆接工具将套环挤压到铆钉的环形槽中,属于一种新型铆接方式。
这一技术应用,可以满足要强度的连接要求,保证压紧力一致性,确保其抗振性,且组装便利,可以保证在连接后不松动。目前,在铁路货车、重型卡车以及矿山机械、电力铁塔等建设设施和结构中,这一技术都有比较广泛的应用。
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拉铆连接技术及其应用优势
1.1
拉铆连接技术简介
二战时期,在航空母舰上降落的美国远程作战轰炸机中,螺栓导致降落中剧烈震动而松动,基于这一问题的解决,美国研制出第一代拉铆钉。
这种拉铆连接优势显著,所以在后续研究中,成为连接技术研究重点,获得了较大的
发展,对于解决大型结构件的连接强度、连接稳固性等,也具有重要作用。
在拉铆技术研究中,哈克公司的研究具有一定的代表性。
该公司研究的拉铆钉产品,在铁路中应用,深受欢迎。
就铁路货车产生振动的原因来看,最根本的原因是钢轨接头处不稳固,所以,在这一问题应对上,可以尽量减少钢轨接头破损,而拉铆钉使用是解决铁路货车连接问题的最有效方法。
使用拉铆钉后,发现钢轨接头破坏问题能够得到明显好转,相关拉铆连接技术在铁路中应用也因此得到不断推广。拉铆技术最先应用在航空领域,而目前,全世界组装飞机需要的全部坚固件中,已过将近 50%的开始使用拉铆技术。
在一辆大型客机中,安装的拉锚连接产品就有 100多万套。
目前,拉铆连接在大型金属结构、重型汽车、船舶、铁路货车中都有很广泛的应用。
这一技术通过拉铆枪夹紧两个组合件后,将套入的环状套环金属进行压缩,获得一
个多条环状沟槽的铆钉锁紧固结构,通过金属永久变形操作,用套环将铆钉紧固在一起,达到永久紧固的效果。这种紧固连接方式可以在栓、销的连接中应用。
1.2
拉铆连接技术优势就拉铆连接技术应用来看,其具备的技术应用优势主要体现在以下几点:
第一,采用环形槽设计。
拉铆钉结构中,使用环形槽,这种结构设计是针对振动问题导致的连接件松动问题开
展的,且拉铆钉本身有高压紧力,抗剪切力也比较强,所以可以实现很强的紧固效果,相对于焊接方式,这种连接模式更可靠。
第二,夹紧力和抗剪力强。
拉铆钉夹紧力要比一般规格螺栓高出 1.5 倍,相对于国内直径较大的高强度螺栓而言,扭力一定的情况下,这种螺栓紧固力高达 20 吨以上,比同等规则螺栓金股利高出 30%以上。
此外,拉铆钉连接中,抗剪力设计比夹紧力更高。
第三,抗腐蚀性好。拉铆钉产品在出厂前,都会进行必要的防腐处理,在具体的防腐处理上,也可以结合具体的安装部位需要,设计针对性的防腐处理方案,保证拉铆钉在使用中不会产生腐蚀的情况。
第四,噪音小。
拉铆钉连接方式在安装中比较简单,无需多次冲击,这就大大降低了应用中噪声产生的可能性。在具体的安装中,也没有有害气体产生,可以优化加工环
境,提升使用效益第五,有效降低人为误差。
在拉铆钉的连接安装中,都需要借助铆枪来实施,在具体组装中,相关人员只要稍稍
培训,就可以达到组装技术要求,且铆枪的使用可以有效减少安装过程中的人为误差,保证连接效果。
第六,成本低。
拉铆钉在使用中,其压紧力比较大,也有比较强的防松功效,在完成安装后,不需要进行后续的维修和养护,所以可以减少维护维修的费用。在铆接后,可以通过目测的方法来判断铆钉和套环压紧痕迹是否到位,也能够降低设计检测成本。
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拉铆连接技术在铁路货车中的应用上世纪七十年代,美国铁路车辆连接中,开始尝试使
用拉铆钉技术,且这一技术逐渐向端墙结构以及侧墙结构等连接中发展,现阶段,在美国的铁路货车中,拉铆钉连接技术已经实现普遍应用。
而在我国,铁路货车的发展历程和钢结构连接技术发展几乎是同步进行的,我国的铁路货车和钢结构材料、技术等发展保持着高度的统一性,可以说,钢结构发展是铁路货车发展的趋势和现实。在早期的 C62B以及 C64级中,铁路货车钢结构连接中,多使用螺栓连接或者是热铆接技术,发展到 70 吨级的时候,铁路货车需要承受的拉力更大了,这种拉铆钉连接方式的优势也开始突显。
目前,已经发展到 80 吨级货车,这类货车连接中,已经全部应用拉铆连接技术。这种拉铆钉连接体现在铁路货车连接的侧柱和侧梁间、体现在板坐和中梁间,体现在冲击座和端梁之间,等等,这些货车车辆在相应连接部位的零部件更换和检修中,安装专用拉铆钉,可以实现高强度的连接,保证连接稳固有效。我国的拉铆钉连接技术在铁路火车中试用是在 2003
年,通过车体静强度试验、装货运行试验等,已经积累了很多的经验。
针对拉铆钉技术在铁路货车中的应用,我国已经制定了相关的试用文件,对于技术进行了具体规范和要求。
让铁路货车在连接中,具体应该选择什么样的制造和
组装技术,有了规范文件参考。可以看到的是,目前在我国铁路货车中,拉铆钉连接
组装技术应用比较普遍,对于新货车生产和旧货车改造,
都有很大的实用性、拉铆钉这种新型连接方式的应用,对于我国铁路运输事业的发展具有重要意义。
