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鉚釘——見證緊固件發(fā)展的歷史證物-科普雜談-上海振帝實(shí)業(yè)有限公司
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鉚釘——見證緊固件發(fā)展的歷史證物

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一、外形和結(jié)構(gòu)


鉚釘,是一種永久的機(jī)械緊固件。在安裝之前,鉚釘由光滑的圓柱形軸組成,一端帶有頭部。與頭部相對(duì)的一端稱為尾部。在安裝時(shí),將鉚釘放置在沖孔或鉆孔中,并使尾部鐓粗或彎曲(即變形),使其膨脹至原始軸直徑約1.5倍,將鉚釘固定在適當(dāng)位置。換句話說,通過粉碎“尾巴”,在另一端通過沖擊創(chuàng)造了一個(gè)新的“頭部”,從而形成一個(gè)大致呈啞鈴狀的新產(chǎn)物。



鉚釘類型眾多,可滿足不同的成本、場(chǎng)景及強(qiáng)度要求,其分為實(shí)心/圓頭螺釘、半管狀鉚釘、盲鉚釘、驅(qū)動(dòng)鉚釘、摩擦鎖緊鉚釘?shù)鹊?,其表面可鍍鋅、鎳、黃銅、錫等鍍層。


鉚釘可用鋁、鈦、鎳基合金(如,蒙乃爾合金)、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼等材料制作。對(duì)于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,美國ASTM A502-3(結(jié)構(gòu)鋼鉚釘標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范)中按化學(xué)成分劃分3個(gè)等級(jí),按硬度劃分為3個(gè)等級(jí)。




二、工作原理及應(yīng)用


鉚釘每個(gè)端部有一個(gè)頭部,固定在設(shè)備上后可以支撐拉伸載荷,與螺栓和螺釘適合張力載荷不同,鉚釘更能夠支撐剪切載荷(垂直于軸的載荷)。




在開發(fā)焊接技術(shù)和螺栓連接之前,金屬框架建筑物結(jié)構(gòu)如埃菲爾鐵塔、金門大橋、悉尼海港大橋等都通過鉚接連接在一起,汽車底盤也是如此。



在第二次世界大戰(zhàn)期間,許多國家使用鉚釘建造裝甲坦克,包括在美國制造的M3坦克。然而,許多國家很快就認(rèn)識(shí)到鉚釘是坦克設(shè)計(jì)中的一大弱點(diǎn),因?yàn)槿绻箍吮淮笮蛷椡钃糁?,即使是沒有穿透能力的彈丸,它會(huì)使鉚釘脫臼,鉚釘會(huì)繞著坦克內(nèi)部飛行并傷害或殺死機(jī)組人員。


一些國家,如意大利、日本和英國,在整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)期間,由于各種原因,例如缺乏焊接設(shè)備或無法有效地焊接非常厚的裝甲板,在其部分或全部坦克設(shè)計(jì)中使用了鉚釘。



在現(xiàn)代,鉚釘通常和其它緊固件聯(lián)合使用(如螺栓和螺釘),以期建立非常緊密的配合(通常稱為過盈配合)。在實(shí)際應(yīng)用中,與松散緊固件相同的接頭中的鉚釘承載更多的負(fù)載,然后,鉚釘再將負(fù)載重新分配到其他松配合緊固件(如螺栓和螺釘)之前失效(當(dāng)緊固件失效時(shí),經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性故障),從而在其它緊固件失效前做預(yù)警啟示。這在飛機(jī)上的應(yīng)用意義非常明顯。


到目前為止,鉚釘仍廣泛用于重量輕且強(qiáng)度高的應(yīng)用中,例如在飛機(jī)中,許多金屬板合金優(yōu)選不焊接變形并且可以發(fā)生性能改變的材料,內(nèi)部和外部鎖定的結(jié)構(gòu)型盲鉚釘可用于飛機(jī)應(yīng)用中,因?yàn)槠滏i定的心軸不會(huì)脫落。





牛仔褲中也有鉚釘?shù)膽?yīng)用,用于加固口袋的銅鉚釘是藍(lán)色牛仔褲的特征。



三、本體原料的制造及質(zhì)量檢驗(yàn)


鉚釘本體通常用三種原料制造:


在過去,通常用“錘子”敲擊已安裝的鉚釘,作為檢驗(yàn)密封性和缺陷的一種非破壞性測(cè)試。檢查員通常用錘子敲擊鉚釘?shù)念^部,同時(shí)用另一只手輕輕地接觸鉚釘和底板,并判斷返回的聲音來判斷質(zhì)量,松散的鉚釘產(chǎn)生可識(shí)別的不同聲音。


在現(xiàn)代,鉚釘和其他鋼材一樣,要檢驗(yàn)剪切、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì),有時(shí)還會(huì)對(duì)其他關(guān)鍵特征進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試,如斷裂載荷、耐鹽霧性等,剪切試驗(yàn)包括將鉚釘安裝到具有特定硬度和厚度的兩個(gè)板中,并測(cè)量剪切板所需的力。


很多國家標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定了對(duì)此類破壞性測(cè)試試驗(yàn)的具體強(qiáng)制要求,比如美制IFI-135標(biāo)準(zhǔn)(美國螺栓、螺母和鉚釘制造商學(xué)會(huì)) 等。


實(shí)心鉚釘和半空心鉚釘?shù)臎_擊方法


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