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大型工业风扇铆钉对比研究
发布日期:2019/6/19    编辑:大王     人气:
      铆钉自冲铆接是一种很好地应用于连接轻质板料的方式,因此在大型工业风扇的扇叶生产中得到广泛使用,而自冲铆接又可以采用空心铆钉与半空心铆钉,两种铆钉哪种更适合工业风扇扇叶的的使用呢?本文将分别采7和8mm高度的空心铆钉与半空心铆钉,使用自冲铆接连接方式对板料连接分别进行实验并通过实验机对各自的连接件进行静力学实验,通过App对实验数据进行处理分析,研究这两种铆钉连接的铆接件的连接强度对比分析各自的优势。
一、实验准备
      本文采用的自冲铆接设备为手持式电池驱动自冲铆接机铆接接头静强度实验没备为万能实验机。实验采用板料度为3+3mm的5052铝合金铆钉分别为高度7和8mm的空心铆钉和半空心铆钉。进行实验之前,将板料加工成易于实验的长方形板料,板料尺寸为135×36mm,采用搭接的形式,搭接部分为36x36mm。
二、接头质量实验
1、接头表面效果
      分别采用空心铆钉和半心铆钥对5052铝合金板料进行实验,铆接件接头如图所示。

      对各个铆接件接头的表效果进行观察,可以初步判断铆接质量。由图a可以看出,空心铆钉内径被板料充满,这是因为空心铆钉刺入合金板料过程中,在模具和铆钉的共同作用下,使得板料材料向铆钉内侧流动,直到材料压缩到不能发生塑性变形,这样金属材料向上挤,出现了空心铆钉内径被允满的现象。
      此外,由由图a和图b均可以看出,无论空心铆钉还是半心铆钉都形成自锁。另外,铆钉高度8mm的铆接件比铆钉高度7mm的铆接件表面更平擎、光洁。这是由于冲力足够大,高度8mm的铆钉已经与凹模充分挤压使铆接停止,高度7mm的铆钉还未允分挤压,从使铆钉继续乡下运动。
2、接头截面分析

      采用截面测法,通过铆接接头剖面几何尺寸如残余底、铆钉脚张开度、内锁长度等评价接头质量。残余底指铆钉胫底部到凹模腔接触面之间的垂直硝离,残余底厚越小,越易刺穿下板,使接头下板产生磨损破坏,对连接质有很大影响。铆钉脚张开度指铆钉胫尖端铆接成彤后在水平方上的位移,反映了铆接接头成形过程中铆钉胫外扩变形的大小。内锁长度指铆钥底部外径和铆钉穿透上板料的点之间的水平距离,这个点是由板料和铆钉胫尖端之间的接触面确定的,内锁长度对铆接完成后铆接件的自锁性能影响最大,内锁长度越大,接头门锁性能越好。
      图中所示为空心铆钉和半空心铆钉铆接接头数码显微镜剖面图。由图可知,半空心铆钉接头的内锁长以及残余底厚均高于心铆钉接头,说明半空心铆钉接头成形质量优与空心铆钉接头。同时还可以看出,随着铆钉高度增加,两者的接头成形质量差距减小。尤其是铆钉脚张开度,当铆钉高度为8mm时,空心铆钉与半空心铆钉的铆钉脚张开度分别为6.6l35和6.5076mm,相差约0.11mm。但是,此时高度8mm的空心铆钉接头残余底厚只有0.1244mm,因为残余底厚越小,越容易刺穿下板,使接头下板产生磨损破坏,所以,空心铆钉比半空心铆钉下板更容易产生破坏失效。另外,空心铆钉头部与板料基本齐平,半空心铆钉在内径最上端留有空隙。这种现象很好地说明了半空心铆钉接头变形较空心铆钉接头大的原因。综合来看,半空心铆钉铆接效果要优于空心铆钉,随着铆钉高度的增加,两者的铆接质量越来越接近。
三、实验结果
      通过不断的实验,对大型工业风扇的铆钉静强度分析、接头失效分析,可以得出结论。
      (1)在铆接接头质量分析中,半空心铆钉接头成形质量优于空心铆钉接头;当铆钉高度由7mm增加到8mm时,两者的铆接质量差距减小。
      (2)在拉伸实验中,半空心铆钉铆接能承受的载荷和失效位移都大于空心铆钉铆接,铆钉高度增加时两者强度性能更接近;对铆钉高度为7和8mm的空心铆钉与半空心铆钉,铆钉与板料高度差为1mm时,板料与凹模挤压形成的铆钉尾部变形,半空心铆钉比空心铆钉大。随着铆钉与板料高度差增加到2mm时,两种铆钉的变形差距减小。
      (3)空心铆钉与半空心铆钉铆接接头失效形式均为铆钉从下层板料拉脱;由于高度8mm的空心铆钉接头残余底厚只有0.1244mm,故下层板料铆接区域直接撕裂。
      通过实验得出,在大型工业风扇生产制造时,厂家应首先选择半空心铆钉进行山野的铆接。

技术支撑:因果律

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