鉸鏈?zhǔn)菬o(wú)處不在的機(jī)械部件,通常,工程師最熟悉帶有實(shí)心銷(xiāo)的鉸鏈。但是,許多人可能不知道,螺旋彈簧銷(xiāo)的主要用途是在鉸鏈中使用,因?yàn)樗鼈冊(cè)诮档统杀镜耐瑫r(shí),可以達(dá)到或超過(guò)實(shí)心銷(xiāo)的性能。這是在鉸鏈設(shè)計(jì)中使用螺旋銷(xiāo)的一些簡(jiǎn)單準(zhǔn)則。
基本類(lèi)型
通常,鉸鏈有兩種基本類(lèi)型:
自由適合。當(dāng)閂鎖或手柄旋轉(zhuǎn)時(shí),自由裝配的鉸鏈幾乎沒(méi)有摩擦或沒(méi)有阻力。鉸鏈組件可自由旋轉(zhuǎn),彼此獨(dú)立。
摩擦配合。摩擦配合鉸鏈需要干涉,以防止組件相對(duì)于彼此自由旋轉(zhuǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)意圖,阻力可以從輕微的阻力變化到足以將組件沿其整個(gè)旋轉(zhuǎn)范圍的任何位置保持在固定位置的程度。
螺旋彈簧銷(xiāo)非常適合兩種鉸鏈類(lèi)型。但是,不管銷(xiāo)的類(lèi)型如何,工程師都應(yīng)盡量減少鉸鏈組件之間的間隙,以減少間隙并避免彎曲銷(xiāo)。
自由適合
對(duì)于自由安裝的鉸鏈,螺旋銷(xiāo)的預(yù)安裝直徑不太重要,因?yàn)榧蚴直械墓潭谆蜃钚】讻Q定了銷(xiāo)的最終直徑。螺旋銷(xiāo)是功能性彈簧,因此設(shè)計(jì)人員必須考慮在自由配合應(yīng)用中的恢復(fù)和固位。恢復(fù)/保持的量取決于保持(緊)孔的直徑和銷(xiāo)的“自由跨度”。自由跨度是指銷(xiāo)釘穿過(guò)自由配合組件的距離。隨著自由跨度的增加,銷(xiāo)的直徑也會(huì)隨著“恢復(fù)”其預(yù)裝直徑的一部分而增加。有關(guān)更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參見(jiàn)隨附的“自由安裝鉸鏈”圖形。
為了獲得更好的負(fù)載分配和更緊密的鉸鏈公差,應(yīng)將螺旋銷(xiāo)的緊配合放在鉸鏈的外部(棘爪部分)。外部構(gòu)件的最小厚度應(yīng)為銷(xiāo)釘直徑的1到1.5倍。如果外部構(gòu)件的厚度小于銷(xiāo)釘直徑,則應(yīng)在內(nèi)部孔中緊密配合。
要設(shè)計(jì)自由配合的鉸鏈,請(qǐng)首先在固定組件中確定最大孔尺寸以實(shí)現(xiàn)緊密配合。將盤(pán)繞的銷(xiāo)釘插入固定組件,并在跨距的中心測(cè)量銷(xiāo)釘?shù)淖杂芍睆健?/font>增加一個(gè)間隙系數(shù)以為旋轉(zhuǎn)部件留出空間,通常為0.001英寸(0.02毫米),以確定自由孔的最小直徑。然后添加所需的生產(chǎn)公差,以指定自由孔的最大直徑。
如果緊密配合位于組件的內(nèi)部構(gòu)件上,則銷(xiāo)釘?shù)膬啥嗽诎惭b時(shí)會(huì)確定大小和未定尺寸(手柄部分)。銷(xiāo)釘未穿過(guò)孔的端部大于已被孔確定尺寸的端部。因此,測(cè)量未尺寸端的直徑,以確定外部構(gòu)件中自由孔的最小直徑。
摩擦配合
在摩擦配合鉸鏈中,所有孔的尺寸均應(yīng)在指定的公差范圍內(nèi)。如果制造商無(wú)法在每個(gè)組件中保持相同的孔尺寸,請(qǐng)?jiān)诮M件之間分配公差。通常的做法是將公差的較小一半分配給外孔,而將較大一半分配給內(nèi)孔。
螺旋銷(xiāo)簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),因?yàn)闊o(wú)需像剛性實(shí)心銷(xiāo)那樣適應(yīng)孔之間的未對(duì)準(zhǔn)情況以確保摩擦。但是,將螺旋形銷(xiāo)釘安裝在正確對(duì)齊的直孔中時(shí)效果最佳。螺旋銷(xiāo)的彈簧特性可確保一致的性能,并在產(chǎn)品的整個(gè)使用壽命內(nèi)保持理想的配合和功能。
另一方面,為了確保與實(shí)心銷(xiāo)的摩擦配合,設(shè)計(jì)人員必須故意使孔偏移或錯(cuò)位以獲得“緊密”的感覺(jué)。然后,由于銷(xiāo)釘是剛性的,因此隨著時(shí)間的推移,最初的緊配合會(huì)逐漸松開(kāi)(在鉸鏈工程師中稱為“活套”)。在塑料鉸鏈中尤其如此。
因?yàn)楸P(pán)繞的銷(xiāo)釘可以吸收較大的孔公差,所以鉸鏈制造商可以放寬其公差要求,從而降低成本。另外,盤(pán)繞的銷(xiāo)釘有利于自動(dòng)進(jìn)給和組裝,并且比實(shí)心銷(xiāo)釘更易于插入。
最后,如果鉸鏈承受周期性或動(dòng)態(tài)載荷,則螺旋銷(xiāo)是唯一可以吸收沖擊和振動(dòng)并將鉸鏈組件與這些載荷隔離的壓配合銷(xiāo)。這樣可以減少維護(hù)麻煩,并延長(zhǎng)裝配壽命。總而言之,盤(pán)繞銷(xiāo)可以顯著改善鉸鏈性能,并節(jié)省總體制造和運(yùn)營(yíng)成本。
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