电动旋拉铆接工具产品研制
1. 产品背景及需求
1.1 产品背景
1.1.1 铁路货车行业的应用需求
- 旋拉型环槽铆钉在铁路货车行业应用广泛，尤其是在铁路货车领域的装配过程中。
- 现有的旋拉铆接工具在使用过程中存在便利性、经济性不足的问题。
- 市场需求迫切需要开展电动液压旋拉铆枪系列化产品的研制。
1.1.2 电动旋拉铆接工具的优势
- 电动旋拉铆接工具主要由无刷伺服电机与液压回路组成，采用无刷电机替代气动马达驱动旋拉头旋转。
- 通过控制旋拉杆的移动距离实现铆钉进入旋拉头的深度。
- 使用过程无需连接风管，拓宽了工具使用范围，摆脱了风管空间布置限制，提高了工具经济性及适用范围。
- 相较于气动旋拉铆枪设备故障率高的问题，采用电动马达+液压回路的方式可靠性强。
1.2 技术要求
1.2.1 性能指标
- 单次安装16mm、20mm直径规格旋拉铆钉用时分别小于15秒、20秒。
- 工具重量不大于13kg。
- 电动旋拉装置使用寿命不低于2万次。
1.2.2 主要用途
- 该产品可以用于铁路货车新造、维修。
- 同时该产品也为技术储备项目，可为后期开发更大直径规格的旋拉铆钉安装工具提供技术支撑。
1.3 国内外既有同类项目技术性能分析
1.3.1 国外产品分析
- 国外生产制造该工具的公司为HOWMET AEROSPACE INC.，其产品线包括旋拉铆钉、单面拉铆钉、短尾拉铆钉、宽范围拉铆钉等多种类型。
- 该公司所生产的液压旋拉铆接工具的产品型号为HS52-RM，可以安装16mm直径规格的旋拉铆钉。
- 该产品采用气动马达旋转，通过一系列的齿轮减速增距传动，将动力传递至枪头处的旋拉头，使得铆钉旋入旋拉头，然后当旋拉头的内部的顶杆触碰到位于工具后方的行程开关后，此时气动马达停止旋转，同时气动液压系统，旋拉头向头拉，铁砧向前挤压套环，实现铆接，当泵站油压达到设定值后，油缸推动旋拉杆向前移动至原位，此时气动马达反向运行，旋拉头从铆钉旋出，完成旋拉铆钉安装。
1.3.2 国内产品分析
- 济南汇和机电设备有限公司也可以生产制造该类型的铆接工具。
- 该公司所生产的旋拉液压铆接工具的型号为H-XL16，适用于16mm直径规格旋拉铆钉的安装。
- 通过对国产工具的专利分析，查询到一件名为“可重复使用旋拉铆钉铆接设备”，专利号为CN201161280Y的专利，于2008年申请，目前专利状态显示无效。
- 通过对其专利分析，参看结构示意图，通过在液压铆接工具尾部增加了一套气动旋转装置，通过该装置可实现旋拉头旋转，当旋拉头旋入铆钉后，通过液压系统挤压套环实现铆钉安装。其基本原理与国外旋拉铆接工具类似，不同的是国产工具的旋拉装置无法旋转。
1.3.3 技术性能分析总结
- 国内外同类产品均采用气动旋拉装置和液压工具相结合的方式。
- 在安装作业时，铆接工具需要额外的气源支持，由于连接在工具上的管线比较多，现场适用不太方便。
- 工具的重量较重，手持操作强度高，不符合人体工学设计。
- 整个系统较为复杂，后期维护、维修的工作量较大。
