[发明专利]改进的高强度紧固件及紧固方法

权利要求书

1、一种两段式的紧固件，包括一销钉件以及一适于挤陷入此销钉上，以便与一批工件固定在一起的管状卡环，上述紧固件能相对于它的屈服强度，在此种工件上提供所需大小的保留预负荷，使得形成的紧固接合具有一预选最低值的极限设计抗拉强度，此紧固件包含着的销钉具有一细长的杆身，位于前述工件的准直孔中并在其一端终结于一大的平直头部，而在其相对的一侧则终止于由一批沿周向展延的销钉槽纹组式的槽纹的部分，并同销钉的肩部相连，所说的管状卡环适合挤陷入这种销钉纹内，由此把工件固定在一起以确定紧固的接合，所形成的受挤压的卡环上面有槽纹和肩部，它们和销钉上的槽纹与肩部联锁在一起，上述销钉件与卡环是由具有不同大小的极限剪切强度之不同材料构成，销钉件与卡环件二者的剪切强度之比应使此销钉件在挤压过程中能在实质上避免破坏，而销钉件对卡环这二者的极限剪切强度之比是在约1.8∶1至约2.4∶1的范围内，销钉的槽纹与肩部的宽度以及卡环的槽纹与肩部的宽度应按照上述不同材料的相对剪切强度预先选定，借此使在挤陷中形成的销钉肩与卡环肩，通常在有与上相同的拉力负荷作于销钉件与卡环之间时，适合为剪切力所破坏，其特征在于，所述销钉上的槽纹很浅，并具有由关系式：（h/Du）×10²按后述要求所确定的径向深度，式中的h即为径向深度，而Du是由此销钉肩限定的直径，而且深度h相对于该肩部直径选择得很浅，以使按上述关系式计算的结果约小于或等于4。

2、根据权利要求1的一种紧固件，其中销钉上的槽纹要比销钉肩宽得多，且此销钉纹具有一种模拟流线型的根部轮廓。

3、根据权利要求2的一种紧固件，其中模拟流线型的根部轮廓是由一连续曲线所界定。

4、根据权利要求2或3的一种紧固件，其中之模拟流线型的根部轮廓通常是由椭圆周的一部分所界定，而这一椭圆周的一部分是不大于椭圆沿其副轴的一半，同时又不小于它的约40%。

5、根据权利要求4的一种紧固件，其中的椭圆周部分不小于椭圆沿其副轴的约80%。

6、根据前述任一项权利要求的一种紧固件，其中述及的卡环适合在挤入销钉中之槽纹时在工件上保持一余留的预负荷，而此销钉则适合在挤压之后于工件上保持余留的预负荷，其大小约为销钉槽纹屈服强度的85%至95%，销钉件所具的强度足以提供所说大小的预负荷，使之基本上不会因安装负荷的拉伸作用而屈服，也不会由压缩的挤陷负荷而变细，谈到的卡环经挤陷后的最终壁厚，足能抑制所形成的卡环肩随着所述之最小极限设计拉力负荷作用于紧固接合处，而从销钉之槽纹逸出，此种最小极限设计拉力负荷乃是此紧固件行将破坏时的最小拉力负荷，而提及的卡环之长度足能提供预定个数所形成的卡环肩，以与相应个数销钉肩啮合而获致联合的极限剪切强度，借此使卡环和（或）销钉在有切变通过卡环肩和（或）销钉肩时，首先断裂;或者此销钉件当随着有拉力负荷等于或大于前述之最小极限设计拉力负荷，而有拉力通过此闭锁的销钉槽纹时，将首先被破坏。

7、根据权利要求6的一种紧固件，其中之销钉件的屈服强度约为此紧固件接合处的极限设计抗拉强度的80%。

8、根据上述任一项权利要求的一种紧固件，其中述及的销钉件与卡环是由铁类材料制成，而销钉件与卡环一般具备下述关系：

销钉纹槽挤陷前的挤陷前的砧子导槽销钉闭纹的

最大直径深度卡环外径卡环内径内径平均直径

名义直径DuhDcIDDaDm

¹/₂0.5000.1550.8100.5220.7530.486

⁵/₈0.6250.2001.0090.6480.9390.605

³/₄0.7500.02451.2130.7831.1250.725

9、根据上述任一项权利要求的一种紧固件，其中的销钉是由极限剪切强度至少约为95千磅/平方英寸的铁类材料制成。

10、根据权利要求9的一种紧固件，其中的销钉具有至少约为150千磅/平方英寸的最小极限抗拉强度。

11、根据权利要求9或10的一种紧固件，其中的卡环具有至少约为45千磅/平方英寸的极限剪切强度。