环槽拉铆钉技术

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哈克拉铆钉，又称HUCK环槽铆钉或哈克(HUCK)螺栓，HUCK铆钉是利用虎克定律原理，用拉铆钉专用设备将结合件夹紧后，

2 A2 \/ b: z) U9 g5 ~将套环的金属挤压并充满到带有多条环状沟槽的栓柱的凹槽内，使套环与栓柱严密结合的一种紧固方式。 此，每根拉

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。拉铆钉紧固件可用于一般需栓接或铆接的部件。由于

拉铆钉紧同件所产生的高紧固力、永不松动及高抗剪切力等性能，拉铆钉紧固件也经常被用来取代焊接。

拉铆钉结构如图：

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) x& U+ p  c" W4 kHUCK（哈克）拉铆钉的技术应用
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哈克拉铆钉的紧固操作铁道车辆结构连接所运用的低碳钢铆钉是一种较普遍的连接方式，它的连接强度大于螺栓连接，

+ p/ V3 J& I* |9 P+ h+ t- ~, O4 L整体重量小于螺栓是该连接形式的优点。但是，人们往往忽视了铆钉连接的缺陷。首先，铆接工艺复杂，需要人员数量多，

+ [- S" l% t6 D% s1 U人的技术熟练度要求高，相互间配合要默契。而且，各个1二序间衔接极其紧密，因为铆钉本身温降极快，可用于作业的时
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间很少，稍有耽误，就会造成铆接失败，需要将铆钉报废重铆。
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其次，车辆组装、检修过程中，铆钉位置密集处如冲击座、心盘、侧柱等部位，由于位置比较靠近，因震动使后边铆完造成前

1 m: W3 K( ^/ ]5 l6 v边铆钉松动现象时有发生，且完全是手工操作，凭操作人员经验，有时铆钉过长造成带帽沿或是铆钉过短铆头不饱满均要清除

: B! e8 A, N4 q9 P" N' ~重新铆接。
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. c: H* O( q( p" U5 d3 n再者，铆钉结构在分解时，尺寸小的铆钉可以用电钻钻掉，尺寸大的就要使用气割进行切除。取出残钉时还需要花费工人大量

时间，并需要使用一些专用工具。
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尺寸大的铆钉进行铆接的时候通通常是采用热铆方式进行，该工艺造成了铆钉杆中部应力变形，整体应力变大，在进行铆接质

8 v* m7 f8 d( W* O* z6 B量验收的时候，只能通过敲击铆钉帽听声音来确定铆接力大小，该方法只是确定了铆钉连接的整体应力大小，分辩不出
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9 \& v  H+ @! o3 t$ k( L1 C, Q其中纵向拉力和横向剪切力的确切数值。而连接结构中确实存在该结构需要的是拉力还是剪切力的问题。为了满足性能要求，

' m# U) g4 [" j0 C  _1 f设计人员放大了安全系数，造成了不必要的结构加重。

8 U2 p4 b1 u7 g2 s% [, \* f总体来看，铆钉连接只是在连接强度上有一定优势。而且一系列隐的缺陷极大地影响了其整体运用价值。因此，在20世纪50年
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0 J* B) P# }" N; Z! x/ }+ `+ W代，拉铆钉创始人LouHuck先生利用虎克定律发明了第一代的拉铆钉紧固件。
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拉铆钉安装工具系统分液压拉铆设备和气动拉铆设备。液压拉铆设备的主要功能是用于对各型金属合金车体及结构采用的较大
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直径以及使用数量大的小型紧固件进行铆接。此套设备由液压站、安装上具、安装枪头及高压油管组成。气动拉铆设备是用压
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缩空气作为动力，采用专用拉铆工具进行安装紧固件，空气压力要大于0．6Mpa。拉铆钉整个紧固

过程仅需要5s至8s．紧固过程见图2。
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' K4 H) h6 r5 O, K将拉铆钉穿入连接孔，套环套在拉铆钉上；

将安装工具放置于栓杆尾部，按下开关，工具启动，头部爪片抓紧栓杆尾部，头部推动套环直到去掉任何间隙；

. \' y* C6 p5 `! L: y头部开始将套环模压在栓杆的环形沟槽上，直到套环伸长并钳压在栓杆上；
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4 h' w% ]6 o+ d; n# Y# E套环在栓杆上的沟槽压模锁闭完成达到设计夹紧力后，栓杆尾部同栓杆拉断分离。

, H% @' I# Q, b' H+ q3 ]1 ~HUCK拉铆钉特点

2 f5 G: o  m" Y4 F拉铆钉紧件与传统螺栓利用扭力旋转产生紧 力不同，拉铆钉紧周件利用虎克定律原理，经由拉铆钉专用设备，在单向
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拉力的作用下，拉伸栓杆并推挤套环，将内部光滑的套环挤压到螺杆凹槽使套环和螺栓形成100％的结合，产生永久性
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! h& K9 w$ c" ?' [  D5 i7 B* z& k3 l紧固力。
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0 c& O; O0 @% w! a; M哈克拉铆钉在铁道上的应用
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哈克扣铆钉紧固件最早应用于飞机制造业，后在铁路车辆、铁路轨道辙岔装配、拼合接头、护轨、绝缘接头等，以及桥

梁、重型汽车、机械设备、船舶、建筑领域得到广泛的应用。
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20世纪70年代，哈克拉铆钉被应用到了美国的铁路车辆上。主要应用于心盘的连接，一直沿用到现在。

7 `/ O8 a/ `& d# ^) {0 F3 o; n3 R在国内，几年前，拉铆钉首次应用于C80型连接上。C80型敞车为我国目前载重量最大、自重最轻的新型铁路货运车辆。
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1 c* ]# W' G; s" H7 c" m在实际生产中可用于车辆的以下连接：通用敞车及通用棚车的侧梁与侧柱之间、前后从板座与中梁问、脚凳与侧梁间、上

心盘和中梁盖板的连接；转向架立柱磨耗板的安装；前后从板座的安装；绳栓、扶手、搭扣的安装；冲击座与端梁的连接等。
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" k1 |* E# S2 n" H可以预见，哈克拉铆钉作为一种新型、先进的连接结构，必然在我国铁路车辆上得到广泛的应用。
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