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环槽铆钉在沥青拌和站振动筛中的应用

 环槽铆钉的冷铆连接方式有效地解决 了传统振动筛中紧固件松动脱落损坏等引 起的问题,下面主要对环槽铆钉的原理,使 用方法,安装工具等一些内容做了介绍,并 对沥青拌和站振动筛中传统紧固件及环槽 铆钉在性能、零部件加工、维修、使用成本 等方面进行一些简单对比。
    环槽铆钉又名哈克钉,用于两个零部 件之间的铆接。一般来说由铆钉杆和钉套 两个部件组成。铆钉头按形式可分为圆头 型、平头型、沉头型等,套环有标准型和法 兰等形式。主要材质有钢制、铝质、合金 钢、不锈钢等。铆钉直径从 3/16 到 11/8 不 等,铆接厚度可达到 150 mm 左右。整个环 槽铆钉工作系统除铆钉杆和钉套外还需加 配液压泵站、高压油管、铆枪以及根据要求 搭配的不同铆钉规格的枪头。
    环槽铆钉与传统螺栓利用扭力旋转产 生紧固力不同,它是利用胡克定律原理,铆 接时,先将铆钉从工件一侧穿入,再从另一 侧将钉套套在铆钉杆工作段环槽上,然后 将铆枪枪口套在铆钉的夹持段环槽上,扣 动扳机后,套环被挤压到螺杆凹槽使套环 和钉杆形成 100% 的紧密结合,铆钉的夹紧 段环槽钉杆在轴向拉力的作用下拉紧直到 断裂。此时,钉套内壁挤入铆钉的工作段 环槽中,形成新铆钉头,从而把被连接件铆 接紧固,整个过程十分便捷不到 10 秒钟即 可完成一次铆接。
    振动筛装配过程中,大多数使用传统 高强度螺栓进行连接,虽然其在强度上可 以达到在强烈振动环境下的使用要求,但 是其防松动的性能差,振动筛是沥青拌和 站极其重要的组成部分,由于紧固件松动 导致零部件脱落而损坏导致中途停产的情 况也多有发生,即使没有因此产生紧急停 产,设备每次运行后也都需要派专业维修 保养人员对紧固螺栓进行检查、维护,费时 费力,如果设备发生故障停产维修,路面作 业机械将不能继续工作,不但损失机械租 赁费用,还会延误施工工期,情况严重则可 能造成巨大的经济损失。设备运转时一旦 发生部件松动脱落,巨大的振动力带动脱 落的部件飞落,对设备及现场工作人员造 成的伤害将不堪设想。
    振动筛也可采用热铆的连接方式,但 是由于铆钉温度、预紧力和冲击力等工艺 参数不宜控制等问题,使得铆钉不能平均 分担振动载荷,部分铆钉处于超负荷工作 状态,在超声波振动筛运行过程中产生的剪切力 使这部分铆钉破坏,剩余铆钉也由于满足 不了设计强度而相继破坏,导致零部件松 动,缩减直线振动筛寿命,而且采用热铆工艺时 工件需靠近热源,工艺复杂,铆接质量不宜 控制,工作环境差,劳动强度大。
    之前我公司在振动筛装配过程中轴承 座与振动筛驱动板的连接部位采用了传统 的高强度螺栓及开槽螺母进行连接,但是 在设备试车运行一段时间发现,四个轴承 座的温度偏差很大,经分析是振动不同心, 个别轴承发生卡阻现象,设备长时间克服 摩擦力转动导致了轴承的发热,经检查发 现连接温度较高的轴承座的紧固件照比连 接其他正常温度轴承座的紧固件有很大松 动,由于部件长期工作在振动环境之中,而 且振动筛装配是由多名操作工人同时作 业,加之法兰孔数量较多,安装紧固件时的 预紧力难免存在一定差异,这些因素导致 了设备短时间内运行后轴承温度不均,如 果设备长时间在受力不均的情况下运行, 轴承会逐渐磨损报废,连接零部件开焊脱 落,最终导致设备损坏。
    驱动装置与驱动板之间的连接也曾做 过改进,用铰制孔螺栓进行连接,虽然较传 统高强度螺栓的防松动效果有一定提高, 但在设备实际运转过程中仍然不理想。有 时为不耽误前方摊铺机的作业,只能将个 别常松动螺母焊接于驱动板上,对于以后 设备的维修十分不便。铰制孔螺栓对螺栓 孔的装配精度要求十分严格,增加了零部 件的加工难度和加工成本。采用铰制孔螺 栓装配零部件属于配合范畴,驱动装置与 驱动板之间的铰孔采用配钻,如振动筛需 要维修,更换驱动装置等部件,重新装配后 铰孔会不一致,使螺栓安装产生很大困难, 为今后维修埋下了隐患,也增加了维修的 额外费用。
    以上方面对比使用环槽铆钉,环槽铆 钉抗拉抗剪强度高,抗震动能力强,铆接后 永不松动,性能上可完全替代传统紧固 件。安装简捷,使用专用工具一般的操作 者即可轻松完成,省时省力,无需进行额外 培训,维修拆卸时也可使用专用工具,拆除 速度快,与安装工具仅是枪头上的区别。 对比气焊剔除热铆钉及高强螺栓扳手拆卸 的方法,振动筛上紧固件数量多,工作量 大,效率低,劳动条件差。
    零部件加工方面,铆孔精度要求较铰 孔低,工序短、加工便捷、成本低。使用寿 命上,环槽铆钉使用过程中受力均匀,不存 在超载断裂的情况,寿命应长于高强螺栓。
    成本方面环槽铆钉除铆钉本身的费用 外,液压泵站,高压油管,铆枪等配套工具, 进口约 10 万元,国产工具 2-3 万元即可,一 套铆钉的价格与一组高强螺栓价格相差不 大,而热铆方式由于工艺复杂成本需求更 高,使用环槽铆钉虽然专用工具需要前期 投入一些资金,但可额外节省的人工费用 及零部件加工费用,且免于维修保养的成 本。还可大大降低劳动强度、增加工作效 率、改善工作环境,符合现代工业生产的发 展要求。
    通过上面我们对环槽铆钉的一些介 绍。它的种种优点表明其在振动筛等机械 设备中可广泛推广应用。其高效性及安全 性也必将逐步取代传统高强螺栓和热铆工艺。
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