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定位鉸鏈適用于輕型應(yīng)用。 |
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直列式鉸鏈 |
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偏置鉸鏈 |
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銷(xiāo)形鉸鏈可輕松拆卸和更換門(mén)。提起功能可在機(jī)柜，機(jī)柜或存儲(chǔ)空間內(nèi)無(wú)限制地進(jìn)出。 |
越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初期就考慮了緊固件，閂鎖和類(lèi)似硬件，但直到最后一刻才將鉸鏈留在原處。盡管許多工程師面臨縮短的設(shè)計(jì)周期，但是在設(shè)計(jì)周期的后期考慮鉸鏈可能會(huì)嚴(yán)重限制某些選擇。這會(huì)損害設(shè)計(jì)，迫使非標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)入產(chǎn)品，同時(shí)增加成本并降低性能。在應(yīng)用程序中設(shè)計(jì)鉸鏈很容易，尤其是在牢記以下注意事項(xiàng)的情況下。
鉸鏈會(huì)承受多少負(fù)載？
強(qiáng)度要求在任何設(shè)計(jì)中都起著重要作用。在指定鉸鏈時(shí)，關(guān)鍵的考慮因素不僅包括門(mén)的重量，還包括所有可能的外部負(fù)載。考慮一下動(dòng)態(tài)負(fù)載-設(shè)備會(huì)安裝在門(mén)上嗎？更重要的是，人們會(huì)掛在敞開(kāi)的門(mén)上嗎？
制造和安裝變化通常會(huì)導(dǎo)致鉸鏈之間的負(fù)載分配不均。請(qǐng)記住，隨著門(mén)寬與高之比的增加，應(yīng)力將變得更加嚴(yán)重。確定強(qiáng)度要求意味著要考慮所有來(lái)源的總施加載荷。（有關(guān)計(jì)算每個(gè)鉸鏈承受的力的大小，請(qǐng)參見(jiàn)邊欄。）
為了獲得最大的強(qiáng)度，請(qǐng)將鉸鏈在門(mén)的最長(zhǎng)邊緣上放置得盡可能遠(yuǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)，使用較小的鉸鏈間距以加固門(mén)或確保密封墊密封。
考慮整體設(shè)計(jì)
考慮門(mén)和框架設(shè)計(jì)的靈活性。墊片密封和美學(xué)限制等要求可以幫助確定應(yīng)用的最佳鉸鏈選項(xiàng)。通常，門(mén)和框架的設(shè)計(jì)可以進(jìn)行修改，以適應(yīng)隨時(shí)可用的鉸鏈，從而降低總體成本。
隱蔽式與外部安裝的鉸鏈隱蔽式或內(nèi)部鉸鏈安裝在門(mén)和框架的內(nèi)部。它們提供了干凈的外部面板，并消除了故意破壞者的攻擊點(diǎn)，從而提高了安全性。如果使用隱藏式鉸鏈，請(qǐng)考慮內(nèi)部突出量。
例如，對(duì)于電子外殼，由于內(nèi)部安裝了許多組件，因此內(nèi)部空間受到限制。此外，隱藏的鉸鏈可能會(huì)限制進(jìn)入并引起其他問(wèn)題，即安裝和隱藏安裝硬件。這些鉸鏈適用于特定的門(mén)和框架配置，因此在設(shè)計(jì)產(chǎn)品和安裝選件時(shí)應(yīng)牢記這些鉸鏈。
暴露或外部鉸鏈安裝在門(mén)和框架的外部。它們解決了內(nèi)部空間有限的問(wèn)題，比隱藏式鉸鏈提供了更大的強(qiáng)度，并且可以允許更大的開(kāi)門(mén)角度。它們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中的任何時(shí)候都更容易適合于某個(gè)應(yīng)用程序，并且更加通用-一種鉸鏈設(shè)計(jì)通常可以用于多種應(yīng)用程序。
由于暴露的鉸鏈在產(chǎn)品外部可見(jiàn)，因此美觀可能是一個(gè)因素。注意確保外部鉸鏈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用程序完美融合。此外，如果鉸鏈從門(mén)上伸出太遠(yuǎn)，請(qǐng)?jiān)u估用戶碰到或鉤住鉸鏈的風(fēng)險(xiǎn)。
門(mén)和框架的配置
隱藏式和外部鉸鏈都可能需要特定的門(mén)和框架配置，需要不同的安裝方式。在選擇外部安裝的鉸鏈時(shí)，請(qǐng)確定您的門(mén)和框架配置需要直列鉸鏈還是偏置鉸鏈。
開(kāi)啟角度如今，許多應(yīng)用程序都需要免提操作，即無(wú)需有人手持即可保持門(mén)打開(kāi)的能力。如果是這種情況，請(qǐng)考慮使用具有內(nèi)置止動(dòng)功能的鉸鏈以預(yù)設(shè)角度保持門(mén)打開(kāi)，或者使用可調(diào)節(jié)摩擦功能使用戶收緊或釋放門(mén)擺。這兩種鉸鏈樣式都消除了輔助機(jī)械支撐，例如氣撐或門(mén)撐。
定位鉸鏈和摩擦鉸鏈?zhǔn)莾煞N產(chǎn)品合而為一-鉸鏈和門(mén)撐。它們還減少了采購(gòu)和庫(kù)存的零件數(shù)量，通過(guò)安裝一種產(chǎn)品減少了安裝時(shí)間，并降低了總體成本。
大多數(shù)定位鉸鏈都帶有預(yù)設(shè)的打開(kāi)角度，例如80°，120°和170°。
許多軸承還提供了負(fù)的制動(dòng)角度（例如–5°），使合頁(yè)在關(guān)閉時(shí)略微超過(guò)中心，將門(mén)牢固地靠在框架上，并減少了振動(dòng)。在某些情況下，這消除了閂鎖。建議將定位鉸鏈用于小型，輕巧的應(yīng)用。
內(nèi)部空間的可移動(dòng)性/可訪問(wèn)性如果用戶或服務(wù)技術(shù)人員需要完全進(jìn)入機(jī)柜或機(jī)箱的內(nèi)部，則可取下的鉸鏈可能是答案。如果產(chǎn)品出廠時(shí)未組裝或門(mén)和框架在不同的位置制造，則可移動(dòng)鉸鏈也很有價(jià)值。抬起式鉸鏈或帶有可伸縮銷(xiāo)的鉸鏈很容易卸下。
抬起式鉸鏈無(wú)需任何工具即可一次移動(dòng)門(mén)。只需將其從安裝在框架上的鉸鏈銷(xiāo)上提起即可。通過(guò)將門(mén)降低回合頁(yè)銷(xiāo)上方來(lái)更換門(mén)。雙手仍然可以自由操縱門(mén)。帶有可伸縮銷(xiāo)的鉸鏈可在不提起門(mén)的情況下卸下門(mén)。要卸下，請(qǐng)縮回鉸鏈銷(xiāo)并筆直拉開(kāi)門(mén)。要裝回門(mén)，請(qǐng)對(duì)準(zhǔn)鉸鏈的兩半并伸出鉸鏈銷(xiāo)，將門(mén)重新固定到位。帶有永久固定在葉子上的銷(xiāo)釘?shù)你q鏈不會(huì)讓銷(xiāo)釘脫落或丟失。如果不能保證鉸鏈軸保持垂直和穩(wěn)定，則伸縮鉸鏈銷(xiāo)是更好的選擇。
行業(yè)規(guī)范
選擇鉸鏈可能取決于最終產(chǎn)品將在哪里使用。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品和選擇鉸鏈時(shí)，請(qǐng)考慮所需的任何法規(guī)或規(guī)格。例如，可能需要在容納電子設(shè)備的室外外殼上使用的鉸鏈滿足NEMA和IP標(biāo)準(zhǔn)。在食品設(shè)備行業(yè)，NSF認(rèn)證對(duì)材料和設(shè)計(jì)施加了嚴(yán)格的指導(dǎo)原則。
鉸鏈可以按原樣證明符合規(guī)格，或者該規(guī)格可能需要評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)。選擇一種能夠滿足所有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的鉸鏈。了解行業(yè)需求可確保為應(yīng)用選擇最佳鉸鏈，在認(rèn)證過(guò)程中節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)以將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
安裝方法
考慮設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中的制造公差，尤其是在對(duì)準(zhǔn)門(mén)和框架上的鉸鏈的地方。開(kāi)槽孔可能有助于補(bǔ)償制造差異。
此外，請(qǐng)了解鉸鏈在制造過(guò)程中的安裝位置。確定葉子是否將同時(shí)或在不同位置組裝到門(mén)和框架上，然后再組裝。安裝方法包括螺釘，螺柱，鉚釘，焊縫和粘合劑。另外，確定安裝所需的任何工具以及硬件本身的間隙。
材料
在評(píng)估材料時(shí)，請(qǐng)考慮潛在的環(huán)境條件和應(yīng)用程序的最終用途。溫度范圍，化學(xué)暴露，紫外線輻射和潮濕條件會(huì)影響鉸鏈材料的選擇。鉸鏈有多種材料，例如鋼，不銹鋼，壓鑄鋅和工程塑料。鋼和不銹鋼鉸鏈可承受較大的溫度變化。工程塑料和不銹鋼具有耐腐蝕性。塑料可減少噪音和振動(dòng)。
諸如強(qiáng)度，耐腐蝕和抗紫外線性，重量以及美觀等因素會(huì)影響鉸鏈的選擇。
美學(xué)
，以優(yōu)化整體質(zhì)量和成本效益，與審美的平衡性能需求。大型外部鉸鏈給人以強(qiáng)大的印象。隱藏式鉸鏈消除了外觀問(wèn)題。為了增強(qiáng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，可以輕松定制大多數(shù)塑料和粉末涂層鉸鏈，以滿足顏色規(guī)格。
一些鉸鏈包括可隱藏安裝硬件的卡扣式封蓋，使它們看起來(lái)更光滑。也可以通過(guò)從門(mén)或框架的背面安裝鉸鏈來(lái)隱藏安裝硬件。
概覽：
在鉸鏈中設(shè)計(jì)時(shí)要問(wèn)的10個(gè)問(wèn)題
計(jì)算每個(gè)鉸鏈
受力的量以下示例顯示了用于確定作用在每個(gè)鉸鏈上的受力量的基本計(jì)算方法。這些計(jì)算假設(shè)所有鉸鏈之間的載荷分布均勻。然而，實(shí)際上，制造變化和制造公差通常意味著一個(gè)鉸鏈將承受大部分負(fù)載。應(yīng)用足夠的安全系數(shù)并在最終應(yīng)用中測(cè)試鉸鏈。
1.對(duì)于具有垂直軸的門(mén)，請(qǐng)使用兩個(gè)鉸鏈：
A.計(jì)算軸向載荷（R 軸向）：將由門(mén)和與其相連的組件（F 門(mén)）產(chǎn)生的力加到施加在門(mén)上的外力（F ext）并除以2：2：
R 軸向 =（F door + F ext）/ 2
B.計(jì)算徑向載荷（R 徑向）：將門(mén)和附件（F 門(mén)）產(chǎn)生的力乘以從鉸鏈到門(mén)重心的距離（d 1）。
然后，將施加在門(mén)上的外力（F ext）乘以從鉸鏈到門(mén)上的外部負(fù)載（d 2）的距離。將這兩個(gè)值相加并除以鉸鏈之間的距離（d 鉸鏈）：
R 徑向 = [（F 門(mén) • d 1）+（F ext • d2 ]] / d 鉸鏈
2.對(duì)于水平軸線的門(mén)，利用兩個(gè)鉸鏈：
A.所述的軸向載荷（? 軸向）= 0
B.計(jì)算每個(gè)鉸鏈的徑向載荷（R 徑向）：
1.將門(mén)和附件（F 門(mén)）產(chǎn)生的力乘以鉸鏈之間的距離（d 鉸鏈）與鉸鏈到鉸鏈之間的距離之差。門(mén)的重心（d 1）。然后除以鉸鏈之間的距離（d 鉸鏈）：
R 徑向 1 = F 門(mén) •（d 鉸鏈 – d 1）/（d 鉸鏈）
2.將門(mén)和附件（F 門(mén)）產(chǎn)生的力乘以從鉸鏈到門(mén)重心的距離（d 1），然后除以鉸鏈之間的距離（d 鉸鏈）：
R 徑向 2 = F 門(mén) • d 1 /（d 鉸鏈）
3.如何計(jì)算水平軸門(mén)上的制動(dòng)或摩擦鉸鏈所需的扭矩：
A.要找到由作用在門(mén)和附件上的所有力產(chǎn)生的扭矩（T 門(mén)）：將鉸鏈與門(mén)之間的距離乘以所述門(mén)（的重心d 1）乘以cos（θ），并通過(guò)由門(mén)和附件（產(chǎn)生的力?F 門(mén)）：
? 門(mén) = d 1 •COS（θ）• ?F 門(mén)
這是需要的最小扭矩在沒(méi)有外部負(fù)載的情況下將門(mén)固定到位。
B.計(jì)算克服門(mén)上所有鉸鏈所需的總扭矩（T 抵抗力）：將每個(gè)門(mén)的鉸鏈數(shù)量（n）乘以克服鉸鏈的棘爪或摩擦力所需的扭矩（T 鉸鏈）。
? 抗蝕 = N• ? 鉸鏈
選擇的數(shù)量和類(lèi)型的鉸鏈，使得總轉(zhuǎn)矩要求克服在門(mén)的鉸鏈的所有（? 抗蝕劑）比由所述門(mén)的力（產(chǎn)生的扭矩更大? 門(mén)）。
C.要計(jì)算施加在門(mén)上的外力，請(qǐng)從克服門(mén)上所有鉸鏈所需的總扭矩（T 抵抗力）中減去（F 門(mén)）產(chǎn)生的扭矩。 然后通過(guò)從鉸鏈的距離除以到門(mén)上的外部負(fù)載（d 2）： ?F EXT =（? 抗蝕劑 - ? 門(mén)）/ d 2 F EXT表示所需的外部的力以克服鉸鏈的扭矩，并從移動(dòng)門(mén)位置θ。
需要多強(qiáng)的鉸鏈？考慮以下因素：
1.門(mén)重多少？
要確定門(mén)的重量，請(qǐng)將體積乘以門(mén)材料的密度。對(duì)于簡(jiǎn)單的矩形門(mén)，這等于長(zhǎng)度，寬度，高度密度。更好的是，如果有門(mén)的樣本，請(qǐng)將其放在秤上。
2.門(mén)的重心在哪里？
對(duì)于厚度均勻的門(mén)，重心（Cg）將位于門(mén)的精確中心。不幸的是，大多數(shù)門(mén)不是統(tǒng)一的。如果有門(mén)樣品，可以使用以下方法來(lái)確定Cg，而與門(mén)的形狀無(wú)關(guān)：
3.還將施加哪些其他載荷？
考慮可能要固定在門(mén)上的組件的重量。電子或冷卻設(shè)備會(huì)安裝在門(mén)上嗎？是否有掛鉤或提手用來(lái)掛東西？此外，請(qǐng)記住門(mén)的意外用途：人們站立時(shí)會(huì)用門(mén)支撐體重嗎？有人可以坐在門(mén)上還是爬上門(mén)？風(fēng)或運(yùn)動(dòng)物體會(huì)施加載荷嗎？壓力是由壓縮墊圈還是由外殼內(nèi)的壓力產(chǎn)生的？
4.盡可能在應(yīng)用程序中測(cè)試鉸鏈。
從理論上講，門(mén)的垂直載荷將在鉸鏈之間平均分配。然而，實(shí)際上，安裝和制造公差的變化通常意味著一個(gè)鉸鏈?zhǔn)桩?dāng)其沖。始終建議測(cè)試最終產(chǎn)品。
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