專利名稱：一種拉桿端部緊固接頭及其制作方法
技術領域：
本發明涉及緊固接頭技術領域，具體涉及一種拉桿端部緊固接頭及其制作方法。
背景技術：
常見的拉桿與端部緊固接頭的連接方式有焊接、螺紋連接、端部墩粗等，這些連接 方式都有各自的不足之處。采用焊接方式，拉桿大變形狀態焊接區域應力集中明顯，拉桿承 載能力較弱；采用螺紋連接制造成本高，螺紋需要強化處理，要想使拉桿能夠在大變形狀態 工作需要螺紋較深，應力集中明顯；采用端部墩粗方式，制造成本高，產品性能穩定性差，應 力集中明顯，端部緊固接頭承載能力較弱。

發明內容
本發明的目的在于提供一種無明顯的應力集中區域，承載能力大于拉桿破斷載荷 的拉桿端部緊固接頭及其制作方法。實現本發明目的的技術方案一種拉桿端部緊固接頭，包括拉桿、金屬絲和套筒， 金屬絲纏繞在拉桿上，套筒套在拉桿和金屬絲外面，套筒的內徑由兩端向中間逐漸減小。如上所述的一種拉桿端部緊固接頭，套筒的最小內徑偏離套筒的中間位置，接近 于遠離拉桿端部的一端。如上所述的一種拉桿端部緊固接頭，套筒的最小內徑等于拉桿纏繞金屬絲的最大 外徑。如上所述的一種拉桿端部緊固接頭，套筒的內表面母線是平滑的曲線。一種制作上述拉桿端部緊固接頭的方法，包括以下步驟第一步，在拉桿上纏繞金屬絲將金屬絲的起點采用冷焊方式固定在拉桿的端部， 以大于金屬絲直徑為間距在拉桿端部纏繞金屬絲；拉桿纏繞金屬絲的長度大于套筒的長 度，采用冷焊方式將金屬絲末端固定在拉桿上；第二步，將套筒套裝在纏繞金屬絲后的拉桿上；第三步，在套筒外壁與擠壓模具之間添加石墨粉末，沿套筒徑向進行擠壓，使套筒 兩端的內表面與金屬絲緊密貼合，兩端金屬絲的壓力使拉桿的外表面達到屈服。如上所述的一種拉桿端部緊固接頭制作方法，拉桿的材料硬度小于套筒的材料硬 度，套筒的材料硬度小于金屬絲的材料硬度；拉桿的材料屈服強度小于套筒的材料屈服強 度，套筒的材料屈服強度小于金屬絲的材料屈服強度。本發明的效果在于套筒的內表面設計為內突型，套筒的內徑由兩端向中間逐漸 減小，擠壓后能夠拉桿上形成兩個錐面。在拉桿受拉時，靠近拉桿端部的錐面上的壓力沿拉 桿軸向分量能夠有效抵抗拉桿上的拉力。同時，拉桿工作段徑向變形總是先于被擠壓段，擠 壓過程中，被套筒內突面擠壓的材料向兩端及表面流動，這種不均勻的應變強化能夠較好 的阻止拉桿受拉時的徑向變形。拉桿受拉時，套筒內部的鋼絲在拉桿的外表面及筒套內表 面所形成的壓痕同時提供摩擦力和結構力，圓弧面型的壓痕有效降低了應力集中。


圖1為本發明所提供的一種拉桿端部緊固接頭的剖視圖；圖2為本發明所提供的一種拉桿端部緊固接頭的裝配示意圖；圖3為本發明所提供的一種拉桿端部緊固接頭擠壓后套筒內表面與拉桿外表面 壓痕示意圖。圖中1.拉桿；2.金屬絲；3.套筒。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。如圖1、圖2及圖3所示，一種拉桿端部緊固接頭，包括拉桿1、纏繞在拉桿1上的 金屬絲2，以及套在拉桿1和金屬絲2外面的套筒3。拉桿1的直徑為20mm，采用OCrlSNi 材料。金屬絲2的直徑為1mm，采用65Mn材料。套筒3采用Q390D材料，長度為68mm，外徑 40mm。套筒3不是等內徑的，內徑由兩端向中間逐漸減小，兩端內徑為24mm，中間最小內徑 為22mm，最小內徑處距離拉桿1端部46mm。套筒3內表面母線可以是平滑的曲線，也可以 是由若干段折線構成。一種制作拉桿端部緊固接頭的方法，包括以下步驟第一步，在拉桿1上纏繞金屬絲2 將直徑為Imm的金屬絲2的起點采用冷焊方式 固定在拉桿1的端部，以1. 6mm為間距在拉桿1端部纏繞金屬絲2 ；拉桿1纏繞金屬絲2的 長度約為65mm，略大于套筒3的初始長度，采用冷焊方式將金屬絲2末端固定在拉桿1上；第二步，將初始長度為64mm，外徑42mm的套筒3套裝在纏繞金屬絲2的拉桿1上；第三步，在套筒3外壁與擠壓模具之間添加石墨粉末，沿套筒3徑向進行擠壓，使 套筒3兩端的內表面與金屬絲2緊密貼合，兩端金屬絲2的壓力使拉桿1的外表面達到屈 服。擠壓后套筒3長度為68mm，外徑40mm，形成如圖1和圖2所示的拉桿端部緊固接頭，它 的最大承載能力大于16噸。本方法中，拉桿1采用0Crl8Ni材料，屈服強度為205MPa，抗拉強度為520MPa。金 屬絲2采用65Mn材料，屈服強度為780MPa，抗拉強度為980MPa。套筒3采用Q390D材料， 屈服強度為380MPa，抗拉強度為640MPa。采用上述方法制作的拉桿端部緊固接頭，無明顯的應力集中區域，承載能力接近 或大于拉桿的破斷載荷，制作工藝簡單，產品性能穩定。適用于核反應堆高能管道防甩件的 U型桿端部緊固接頭制造。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明 也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種拉桿端部緊固接頭，包括拉桿(1)、金屬絲(2)和套筒(3)，金屬絲(2)纏繞在拉桿(1)上，套筒(3)套在拉桿(1)和金屬絲(2)外面，其特征在于所述的套筒(3)的內徑由兩端向中間逐漸減小。
2.按照權利要求1所述的一種拉桿端部緊固接頭，其特征在于所述的套筒(3)的最 小內徑偏離套筒(3)的中間位置，接近于遠離拉桿端部的一端。
3.按照權利要求2所述的一種拉桿端部緊固接頭，其特征在于所述的套筒(3)的最 小內徑等于拉桿(1)纏繞金屬絲(2)的最大外徑。
4.按照權利要求1或2或3所述的一種拉桿端部緊固接頭，其特征在于所述的套筒 (3)的內表面母線是平滑的曲線。
5.一種制作權利要求1所述的拉桿端部緊固接頭的方法，其特征在于包括以下步驟第一步，在拉桿(1)上纏繞金屬絲(2)將金屬絲(2)的起點采用冷焊方式固定在拉桿 (1)的端部，以大于金屬絲(2)直徑為間距在拉桿(1)端部纏繞金屬絲(2)；拉桿(1)纏繞 金屬絲(2)的長度大于套筒(3)的長度，采用冷焊方式將金屬絲(2)末端固定在拉桿(1) 上；第二步，將套筒(3)套裝在纏繞金屬絲(2)后的拉桿(1)上；第三步，在套筒(3)外壁與擠壓模具之間添加石墨粉末，沿套筒(3)徑向進行擠壓，使 套筒(3)兩端的內表面與金屬絲(2)緊密貼合，兩端金屬絲(2)的壓力使拉桿(1)的外表 面達到屈服。
6.按照權利要求5所述的一種拉桿端部緊固接頭制作方法，其特征在于所述的拉桿 (1)的材料硬度小于套筒(3)的材料硬度，套筒(3)的材料硬度小于金屬絲(2)的材料硬 度；拉桿⑴的材料屈服強度小于套筒⑶的材料屈服強度，套筒⑶的材料屈服強度小于 金屬絲(2)的材料屈服強度。
全文摘要
本發明涉及緊固接頭技術領域，具體涉及一種拉桿端部緊固接頭及其制作方法。拉桿端部緊固接頭包括拉桿、金屬絲和套筒，金屬絲纏繞在拉桿上，套筒套在拉桿和金屬絲外面，套筒的內表面設計為內突型，套筒的內徑由兩端向中間逐漸減小，擠壓后能夠拉桿上形成兩個錐面。拉桿受拉時，拉桿工作段徑向變形總是先于被擠壓段，擠壓過程中，被套筒內突面擠壓的材料向兩端及表面流動，這種不均勻的應變強化能夠較好的阻止拉桿受拉時的徑向變形。采用本發明的方法制作的拉桿端部緊固接頭，無明顯的應力集中區域，承載能力接近或大于拉桿的破斷載荷，制作工藝簡單，產品性能穩定。適用于核反應堆高能管道防甩件的U型桿端部緊固接頭制造。
文檔編號B23P15/00GK101943195SQ20101027982
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者劉樹斌, 張雙旺, 盛鋒 申請人:中國核電工程有限公司