一种轨道交通车辆用螺栓制造技术

本发明专利技术公开了一种轨道交通车辆用螺栓，其包括螺帽、螺纹部、以及固定连接在所述螺帽与螺纹部之间的螺杆，所述螺杆包括同轴间隔设置的细径螺杆和粗径螺杆，所述螺帽、细径螺杆、粗径螺杆和螺纹部的连接中至少有一个是通过过渡螺杆连接。本发明专利技术的轨道交通车辆用螺栓结构简单，制造方便，使用方法与其他普通螺栓一样，但其在受交变载荷工况下疲劳寿命大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及紧固件技术，尤其涉及一种适用于轨道交通车辆的变径螺栓。
技术介绍
螺栓连接是现代结构中最常用的连接方式，它具有质量稳定、安全高效的特点。疲劳断裂是受拉螺栓普遍而严重的强度失效模式。螺栓疲劳破坏一般发生在三个 部位1)螺栓头与杆的过渡处，幻螺栓杆上螺纹到光杆部分的过渡处，3)与螺母旋合的螺 纹部分。在整个螺栓的疲劳破坏中，头部占60%，螺纹占25%，螺纹与杆部交接处占15%。 螺栓之所以发生疲劳破坏，是因为上述三个部位都是应力集中部位。对于承受交变载荷的螺栓，更容易发生疲劳断裂。大量实践统计表明，承受交变载 荷的螺栓联接80%以上的失效为疲劳破坏。在航空、航天或轨道交通等领域，如果联结螺栓 发生疲劳破坏失效，将会引发重大安全事故。为了保证航空、航天、交通等重要领域的联结安全存在交变载荷部位的联结安全， 需要对螺栓结构进行改进，以提高螺栓的疲劳寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种轨道交通车辆用螺栓，用以解决现有技术中的缺陷，实现减少交 变载荷对螺栓关键部位的冲击，螺栓的整体疲劳强度得以大幅提高，进而提高螺栓的使用寿命ο本专利技术提供的一种轨道交通车辆用螺栓，其包括螺帽、螺纹部、以及固定连接在所 述螺帽与螺纹部之间的螺杆，所述螺杆包括同轴间隔设置的细径螺杆和粗径螺杆，所述螺 帽、细径螺杆、粗径螺杆和螺纹部的连接中至少有一个是通过过渡螺杆连接。进一步地，所述过渡螺杆的侧面为圆锥面和/或圆弧面。进一步地，所述细径螺杆的个数为1-5个。进一步地，所述细径螺杆的个数为3个或3个以上时，位于螺杆中部的细径螺杆长 度最长，靠近螺纹部一侧的细径螺杆长度最短，靠近所述螺帽一侧的细径螺杆长度居中。进一步地，所述螺纹部的螺纹大径是d，螺纹小径是dl ；所述细径螺杆的直径比螺 纹部的螺纹小径dl小Δ，所述Δ的值大于螺纹大径与螺纹小径之差d-dl。进一步地，所述螺栓采用一体成型的加工方式铸造而成，以便满足较大的工作强 度。本专利技术轨道交通车辆用螺栓结构简单、合理、紧凑，制造方便，使用方法与其他普 通螺栓一样，但其在受交变载荷工况下疲劳寿命大大提高。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实 施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中3图1为本专利技术轨道交通车辆用螺栓的结构示意图；图2为图1的A部位放大图。结合附图，本专利技术实施例中附图标记如下1-螺帽2-细径螺杆3-粗径螺杆4-螺纹部 5-过渡螺杆具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附 图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术轨道交通车辆用螺栓的结构示意图；图2为图1的A部位放大图。 由图可见本专利技术提供的轨道交通车辆用螺栓，包括螺帽1、螺纹部4、以及固定连接在螺帽 1与螺纹部4之间的螺杆，螺杆包括同轴间隔设置的细径螺杆2和粗径螺杆3，螺帽1、细径 螺杆2、粗径螺杆3和螺纹部4的连接中至少有一个是通过过渡螺杆5连接。本实施例提供的轨道交通车辆用螺栓如图可见螺帽1的一侧顺序的设置有过渡 螺杆5-细径螺杆2-过渡螺杆5-粗径螺杆3-过渡螺杆5-细径螺杆2-过渡螺杆5-粗径 螺杆3-过渡螺杆5-细径螺杆2-过渡螺杆5-螺纹部4，共有三个细径螺杆2和两个粗径 螺杆3。细径螺杆2个数的多少主要取决于所述螺杆的长度，所述螺杆的长度越长，细径螺 杆2的个数也就越多。但如果细径螺杆2的个数多于五个，会有较大的应力集中在过渡螺 杆5处，将影响制造加工本专利技术的轨道交通车辆用螺栓的经济性。粗径螺杆3的长度基本 相等，为3-5mm，细径螺杆2的长度不同，位于螺杆中部的细径螺杆2最长，靠近螺纹部4 一 侧的细径螺杆2最短，而靠近螺帽1的细径螺杆2长度居中。本领域技术人员可以理解，与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆锥的直径称 为螺纹大径(也称螺纹外径)，与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆锥的直径称为螺 纹小径(也称螺纹内径)。螺纹部4的螺纹大径是d，螺纹小径是dl ；所述细径螺杆2的 直径比螺纹部4的螺纹小径dl小△，△的具体大小应该与本专利技术的轨道交通车辆用螺栓 的公称直径Md相适应，所述Δ的值大于螺纹大径与螺纹小径之差d-dl。所述Δ的值为 0. 2-3mm。过渡螺杆5侧边靠近细径螺杆2的一段为圆弧面，背离细径螺杆2的一段为圆锥 面。本领域技术人员可以理解，如果轨道交通车辆用螺栓的公称直径Md较大，例如大于 8mm，为了减小轨道交通车辆用螺栓变径过渡处的应力集中，所述过渡螺杆5侧边优选用一 段圆锥面和一段圆弧面进行过渡；如果螺杆的直径较小，则可只用一段圆弧面进行过渡。按 照从细径螺杆2到粗径螺杆3的方向，一般先用圆弧面再用圆锥面进行过渡。这里的“圆锥 面”和“圆弧面”的角度、弧度需要通过有限元优化计算满足使应力分布最优，其中所述圆锥 面与螺杆主轴的夹角的补角为Θ，优选地θ为25° ；所述圆弧面的圆弧半径为R，优选地R 为 5-15mm。与传统螺栓相比，本专利技术的轨道交通车辆用螺栓应力集中部位转移至细径螺杆2 部位，而细径螺杆2部位的应力又小于疲劳破坏极限，因此，从理论上讲，本专利技术的轨道交通车辆用螺栓能够承受无限次交变载荷作用而不受破坏。本专利技术的轨道交通车辆用螺栓能 够减少交变载荷对螺栓易疲劳破坏部位的冲击，轨道交通车辆用螺栓的整体疲劳强度得以 大幅提高，进而提高轨道交通车辆用螺栓的使用寿命。同时本实施例轨道交通车辆用螺栓采用一体成型的加工方式铸造而成，可满足较 大工作强度需求。此外本专利技术不仅适用于轨道交通车辆用螺栓减少交变载荷的冲击，对于其他类似 的紧固件装置，只要采用了具有变径结构和过渡连接的连接关系，均应属于本专利技术的保护 范围。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精 神和范围。权利要求1.一种轨道交通车辆用螺栓，包括螺帽、螺纹部、以及固定连接在所述螺帽与螺纹部之 间的螺杆，其特征在于所述螺杆包括同轴间隔设置的细径螺杆和粗径螺杆，所述螺帽、细 径螺杆、粗径螺杆和螺纹部的连接中至少有一个是通过过渡螺杆连接。2.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于所述过渡螺杆的侧面为圆锥面和/或圆 弧面。3.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于所述细径螺杆的个数为1-5个。4.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于所述细径螺杆的个数为3个或3个以上 时，位于螺杆中部的细径螺杆长度最长，靠近螺纹部一侧的细径螺杆长度最短，靠近所述螺 帽一侧的细径螺杆长度居中。5.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于所述螺纹部的螺纹大径是d，螺纹小径是 dl ；所述细径螺杆的直径比螺纹部的螺纹小径dl小△，所述△的值大于螺纹大径与螺纹 小径之差d-dl。6.根据权利要求1-5中任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通车辆用螺栓，包括螺帽、螺纹部、以及固定连接在所述螺帽与螺纹部之间的螺杆，其特征在于：所述螺杆包括同轴间隔设置的细径螺杆和粗径螺杆，所述螺帽、细径螺杆、粗径螺杆和螺纹部的连接中至少有一个是通过过渡螺杆连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘作琪，陆啸秋，李继山，李和平，焦标强，李邦国，
申请(专利权)人：铁道部运输局，中国铁道科学研究院机车车辆研究所，
类型：发明
国别省市：11