盲螺栓實現(xiàn)非盲目強度

加利福尼亞州歐文市-盲人螺栓比傳統(tǒng)的螺母和螺栓更弱，更不可靠，長期以來一直是建筑行業(yè)的繼子。這種觀點在用于橋梁和建筑結(jié)構(gòu)的管狀鋼部件的組裝中尤其如此。不愿意或無法為這些應(yīng)用指定盲孔緊固件，工程師焊接梁，將螺母板預(yù)先連接到內(nèi)部，或切割進入孔并使用標準螺栓。

每種方法都有其缺點。焊縫需要熟練的勞動力，改變材料特性，通常需要更厚的規(guī)格，并且需要相當長的時間。堅果板缺乏彈性，通道孔削弱了結(jié)構(gòu)。在日本，管狀鋼已經(jīng)流行了五十多年，這些方法都沒有滿足一系列項目，包括將加固板連接到現(xiàn)有橋梁。

為了解決這個問題，新日鐵的工程師向哈克國際公司求助，并要求該公司開發(fā)一種高強度的盲孔緊固件。結(jié)果是ULTRA-TWIST(TM)，第一個符合ASTM A-325標準的盲螺栓。

起初，哈克工程師提出了合乎邏輯且簡單的方法：使用更大的標準盲孔緊固件。但他們的日本同行希望避免鉆兩個略有不同的孔尺寸的混亂和麻煩，說沒有。盲孔和非盲孔緊固件必須具有相同的直徑。

為了尋求更高的性能，工程師們對現(xiàn)有的盲擰螺栓的每一個限制進行了攻擊。名單上的第一個是拉伸強度。盲螺栓比標準螺栓弱，因為它們背負著在工件難以接近的一側(cè)形成頭部的需要。它們通常包括一個套管，當使用者擰緊螺母時，套管會彎曲并膨脹。但是套筒遠離芯銷的直徑，降低了緊固件的強度。

A-325標準允許螺栓的硬度范圍從RC25到RC35。較硬的銷具有較高的拉伸強度。但是，為了安全起見，設(shè)計必須考慮到較低的數(shù)字。通過縮小芯銷的硬度范圍并將該范圍集中到秤的上端，工程師將銷的功能強度提高到標準尺寸螺栓的功能強度。“這對我們來說是一個非常艱難的制造要求，”哈克研發(fā)副總裁Shahriar Sadri說。

穿線通過減小銷的橫截面來降低緊固件的拉伸極限。為了完成最后一點工作，工程師們?yōu)閁LTRA-TWIST(TM)創(chuàng)建了新的螺紋設(shè)計并申請了專利。細長的形狀和更圓潤的形狀，螺紋設(shè)計最大化了銷的橫截面積。結(jié)果是：“我們從尺寸較小的緊固件獲得與全尺寸螺母和螺栓相同的性能，”Sadri說。

Huck向他們的日本合作伙伴介紹了新設(shè)計，設(shè)計表現(xiàn)良好 - 除了夾緊。“我們通過兩個套管之間的動作/反應(yīng)損失了約30%的夾緊力，”Sadri解釋說。與其他盲螺栓設(shè)計一樣，第一次迭代使用螺母將驅(qū)動套筒壓在燈泡套筒上。即使在燈泡套筒完全形成盲側(cè)頭部之后，一些夾緊載荷仍然通過套筒承載。

回到他們的CAD工作站，哈克工程師設(shè)計了一種創(chuàng)新的方法來阻止套管通過剪切墊圈分擔負載。剪切墊圈夾在軸承墊圈和驅(qū)動套筒之間，將螺母的壓縮力傳遞給燈泡套筒以形成頭部。一旦頭部完全成形，繼續(xù)用力剪切墊圈并允許所有夾緊力通過軸承墊圈反應(yīng)并進入接頭。“通過剪切墊圈，我們可以通過接頭恢復(fù)所有緊固載荷的100%，”Sadri說。作為額外的好處，

經(jīng)過新日鐵的大規(guī)?，F(xiàn)場測試，哈克的新型高強度盲螺栓在美國上市。用戶使用標準電動剪切扳手在35至50秒內(nèi)安裝螺栓，簡化了大多數(shù)盲接頭的組裝。根據(jù)日本的研究，該公司聲稱緊固件可以節(jié)省50%的勞動力成本，同時排除焊接。

雖然這些螺栓看起來很簡單，但Huck聲稱ULTRA-TWIST(TM)的開發(fā)是該公司面臨的更大挑戰(zhàn)之一。薩德里說：“我認為以前沒有人必須過多地優(yōu)化緊固件。”