现代机械设计实用手册
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2 铆接

2.1 铆缝设计

设计铆缝时,通常是根据工作要求及载荷情况选择合适的铆缝形式。确定有关结构参数、铆钉直径和数量,而后进行强度校核。下面主要介绍钢结构铆缝的设计。

(1)确定结构参数钢结构铆缝的结构参数是根据接各部分近似等强条件、并考虑铆接工艺等方面的要求规定的。

①铆钉的间距(表2.3-26)根据钢结构设计规范,铆钉的间距应符合表中的规定。

②铆钉公称杆径(表2.3-27)

③铆钉长度的计算(表2.3-28)

④铆钉用通孔直径d0(表2.3-29)

表2.3-26 铆钉间的距离

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注:1.钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)连接时,铆钉最大间距可按中间排确定。

2.有色金属或异种材料(如石棉制动带与铸铁制动压)铆接的结构参数推荐:铆钉直径d=1.5δ+2mm;距离t=(2.5~3)d;边距e1≥2de2=(1.8~2)d0

表2.3-27 铆钉公称杆径d(摘自GB/T 18194—2000) (mm)

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表2.3-28 铆钉长度推荐计算式

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表2.3-29 铆钉用通孔直径d0(GB/T 152.1—1988) (mm)

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注:1.钉孔尽量采用钻孔,尤其是受变载荷的铆缝。也可以先冲(留3~5mm余量)后钻,既经济又能保证孔质量,冲孔的孔壁有冲剪的痕迹及硬化裂纹,故只用于不重要的铆接。

2.铆钉直径d小于8mm时一般只进行精装配。

(2)铆钉连接计算

1)受拉(压)构件的铆接计算(表2.3-30及表2.3-31)

2)受力矩铆接的铆钉最大载荷计算(表2.3-32)

表2.3-30 受拉(压)构件的铆接计算

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注:1.按计算的面积A,确定被铆件厚度δ或构件尺寸选定后再定δ值。

2.铆钉数量Z,取两式计算所得的大值,但铆钉数不得少于两个。

表2.3-31 系数ξ

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表2.3-32 受力矩铆接的铆钉最大载荷的计算

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(3)铆钉材料和铆接的许用应力铆钉材料应有高塑性和不可淬性。铆钉常用材料有:①钢和合金钢:Q215-A、Q235-A、ML2、ML3、10、15、ML10、ML15、1Cr18Ni9Ni;②铜及其合金:T2、T3、H62、HPb59-1;③铝及铝合金:1035、2A01、2A10、5B05、3A21;④钛合金:TA2、TA3、TB2-1等。

钢铆钉连接的许用应力见表2.3-33。

表2.3-33 钢铆钉连接的许用应力(MPa)

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注:1.受变载荷时,表中数值降低10%~20%。

2.被铆件之一厚度大于16mm时,表中数值取小值。

(4)铆接结构设计中应注意的几个问题

①铆接结构应具有良好的开敞性,以方便操作。为保证铆接质量、提高铆接的疲劳寿命,设计时应为机械化铆接创造条件。

②强度高的、厚的、刚性大的被铆件不应夹在强度低的被铆件之间,而应放在外侧。

③被铆接的零件不应多于4层。

④位于力作用线上的铆钉数量应不多于6个。

⑤铆钉镦头尽可能安排在材料强度高或厚度大的被铆件一侧。铆钉镦头交替安排在被铆接件的两面亦可减少铆接变形。

⑥铆钉材料强度高或被铆件材料较软时、或镦头可能损伤构件时,在铆钉镦头处应加适当材料的薄垫圈。

⑦铆钉材料一般应与被铆件相同,以避免因线膨胀系数不同而影响铆接强度,或与腐蚀介质接触产生电化腐蚀。

2.2 铆钉

2.2.1 常用铆钉的型式及应用

(表2.3-34)

表2.3-34 常用铆钉的型式及应用

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注:有*为商品品种、应优先选用。

2.2.2 铆钉标准元件

(表2.3-35~表2.3-40)

表2.3-35 半圆头铆钉(粗制)(摘自GB 863.1—1986)、平锥头铆钉(粗制)(摘自GB 864—1986)、沉头铆钉(粗制)(摘自GB 865—1986)、半沉头铆钉(粗制)(摘自GB 866—1986)(mm)

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注:尽可能不采用括号内规格。

表2.3-36 半圆头铆钉(摘自GB867—1986) (mm)

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(续)

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注:尽可能不采用括号内的规格。

表2.3-37 小半圆头铆钉(粗制)(摘自GB 863.2—1986) (mm)

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注:尽可能不采用括号内的规格。

表2.3-38 扁平头铆钉(摘自GB 872—1986)、扁平头空心铆钉(摘自GB875—1986) (mm)

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(续)

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注:1.尽可能不采用括号内规格。

2.dt栏内“黑色”适用于钢制铆钉,“有色”适用于铝或钢制铆钉。

3.短规格,t尺寸有穿通危险时,允许适当减小。

表2.3-39 空心铆钉(摘自GB 876—1986) (mm)

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注:1.尽可能不采用括号内的规格。

2.技术条件按GB 116—1986规定。

3.材料为20冷拔钢(镀锌、钝化),或T2、H62,H96(钝化、镀锡、镀银)。

表2.3-40 标牌铆钉(摘自GB 827—1986) (mm)

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(续)

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注:尽量不采用括号内的规格。