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鉚釘

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鉚釘
用許多鉚釘接合的鐵路路橋接點

鉚釘是一種機械緊固件,鉚釘是用來永久固定工件,工件固定後,需要破壞鉚釘或工件才能將已固定的工件分離,這一點和釘子螺絲等緊固件不同。用鉚釘固定或接合工件的方式稱為「鉚接」。

鉚釘未安裝時為一端有一凸起的圓柱。在固定時會選用比工件長的鉚釘,固定時由鉚釘尾部插入工件事先加工的洞中,由於鉚釘較長,尾部會突出工件一小段,最後再用工具將尾部突出部份錘平,大約會膨脹到鉚釘原直徑的1.5倍,此時鉚釘二側都有凸起的頭部,可以固定工件。

鉚釘固定後二側都有凸起的部份,因此可以承受和鉚釘平行的張力負載,不過螺絲及螺栓較適合用在有張力負載的場合,鉚釘更適合承受與其垂直的剪力負載。

分類[编辑]

依照成本及強度需求的不同,有許多不同的鉚釘:

實心半圓頭鉚釘[编辑]

通用實心半圓頭鉚釘的工程圖

實心鉚釘是最早及最可靠的鎖固件之一,在青銅時代考古找到的物品中就已發現。實心鉚釘有一個桿及半圓型的頭,可以用錘子或鉚釘槍英语rivet gun撞擊使其變形。鉚釘壓縮工具也可以使鉚釘變形,不過因為工具尺寸的限制,一般要用在靠近工件邊緣的鉚釘上施工。一般鉚釘施工時會需要二個人一起作業,一個人撞擊鉚釘的桿,另一個人在另一面固定鉚釘的頭,但鉚釘壓縮工具不需要二個人作業,是安裝鉚釘的各種方式中,防呆效果最好的一種。

北美航空工廠內,在為C-47運輸機座艙外殼進行鉚釘加工的二人團隊。左邊的女子在使用气动敲击捶,而右邊的男子用铆钉顶棒固定铆钉

實心鉚釘一般應用在強調可靠度及安全的應用中,例如飛機的結構件即為一例。現在飛機的外殼約需要數十萬個鉚釘。這類鉚釘可能是半圓頭或是100°埋头英语Countersink鉚釘。飛機用鉚釘的材質一般會是鋁合金(2017, 2024, 2117, 7050, 5056, 55000, V-65)、鈦合金或是鎳合金(像蒙乃尔合金英语Monel)。有些鋁合金材質太硬,在加工前需要再退火處理。鋼鉚釘常用在靜止或慢速移動的結構中,例如起重機或是建築物的結構。

鉚接元件需要可以接觸到元件的正面及反面,一般會使用電動、氣動或是液壓驅動的工具,或是使用錘子手動固定。若只能接觸到一個面,則會改用盲鉚釘固定。

半空心鉚釘[编辑]

半空心鉚釘的機械圖

半空心鉚釘也稱為空心鉚釘,其外形類似實心鉚釘,但在鉚釘桿的末端有盲孔,其目的是減少鉚接時的施力,用半空心鉚釘鉚接時的施力約只有用實心鉚釘鉚接時的四分之一。

半空心鉚釘最常用在照明剎車、梯子、接合、HVAC管道施工、機械製品及電子產品。其尺寸從直徑1/16英寸(1.6 毫米)至3/8英寸(9.5 毫米)不等,其他大小的鉚釘多半是非常特殊的應用,長度最多可以到8英吋(20公分)。半空心鉚釘的材料及鍍層有許多種,最常見的材料有鋼、黃銅、銅、不鏽鋼及鋁,鍍層則有鋅、鎳、黃銅和錫等。半空心鉚釘一般會打蠟以便於裝配。已鉚接的半空心鉚釘會在一側有鉚釘的頭,另一側則有翻边的淺盲孔。半空心鉚釘是最快可以大量鉚接的鉚釘,但需要投資資本購買設備。

击芯铆钉[编辑]

平头铆钉[编辑]

抽芯鉚釘[编辑]

3種鋁製抽芯鉚釘: 1/8", 3/32", and 1/16"

抽芯鉚釘,通常被稱為拉鉚釘是管狀的,並都配有一個心軸穿過中心。鉚釘組件插入通過被接合和一個專門設計的工具用於繪製芯棒插入鉚釘的部分鑽出一個洞。這擴大了鉚釘的盲端,然後芯棒扣關。這些類型的盲鉚釘的具有非鎖定心軸,有時可以避免關鍵結構縫,因為心軸可能會掉下來,由於振動或其它原因,留下一個中空的鉚釘,其具有比實心鉚釘顯著下的承載能力。因為芯棒此外,它們更容易出現故障的腐蝕和震動。不同於實心鉚釘,盲鉚釘可插入和完全安裝在一個共同從零件或結構的一側,“盲”到另一側。[1]

由於這個特點,盲鉚釘主要用於當訪問到接頭只能從一面。鉚釘被放置在一個鑽孔,並通過拉動心軸頭插入鉚釘主體,擴大了鉚體並使其喇叭形對反面設置。作為芯棒的頭到達盲側材的表面,拉力被抵抗,並在預定的力,心軸卡在其斷裂點,也被稱為盲設置。通過鉚體形成的密封連接仍然存在,所述心軸的頭部保持包封在盲端,雖然可在此變型中,與該心軸桿噴出。

應用[编辑]

蒸汽機車的鉚接緩衝梁
奧蘭治河上一個鉚接的桁架
1941年鉚接船體的細部圖

焊接螺栓的技術廣為使用之前,許多金屬結構的建築物都是用鉚接來固定,像是艾菲爾鐵塔雪梨港灣大橋舒霍夫塔等。以往的汽车底盤也是鉚接固定。在一些強調輕重量及高強度的應用中,仍會使用鉚接來接合工件,例如在飛機上。而許多片材的金屬合金在加熱後可能會造成形變或是其材料性質的變化,因此不適合用焊接式方式接合,此時也可以利用鉚接來接合。

裝運音響設備的運輸箱英语road case幾乎都用盲鉚釘來接合。甚至連有些牛仔褲的接合也會使用專用的鉚釘。

其他接合方式[编辑]

相關條目[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ Blind Rivets, August 1942, Popular Science early article that explains how they work

外部鏈接[编辑]