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西班牙 轻型卷制弹性圆柱销的优势
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下载白皮书弹性销的普遍优势
弹性销是一种机械紧固件，用于实现铰接、定位以及将两个或多个部件连接在一起等多种功能。其固定原理是依靠销体与安装孔之间的过盈配合所产生的径向张力。与其他依赖过盈配合的紧固方法相比，弹性销的主要区别在于其设计特性：其在连接结构中具有顺应性和柔韧性的特性。弹性销对孔壁施加恒定的径向张力，从而保护主部件，避免孔体发生变形或其他永久性损伤。此外，得益于其直径具有伸缩性（弹性），弹性销允许更大的孔径公差范围，从而降低主部件的制造成本。
“弹性销” 是品类的统称。有多种类型紧固件均符合上述定义，其中最常见的有两种 – 直槽弹性圆柱销和卷制弹性圆柱销。直槽弹性圆柱销与卷制弹性圆柱销。直槽弹性圆柱销以其C形横截面而著名，而卷制弹性圆柱销则呈现2¼圈的螺旋状横截面，由于卷制弹性圆柱销由多层更薄的金属材质卷制而成，且闭合时不受槽口限制，因此具有更好的伸缩性（弹性），是更为灵活的选择。
左：卷制弹性圆柱销，右：直槽弹性圆柱销
三种荷载类型与差异
卷制弹性圆柱销（简称：卷销）提供三种荷载类型：轻型、标准型和重型，设计人员可根据具体应用需求，选择最为合适，实现强度、弹性和直径最佳平衡的卷销。所有荷载类型均采用相同的2¼圈螺旋结构，其核心物理差异在于原材料的厚度——进而决定了其弹性与强度。
卷制弹性圆柱销提供重型、标准型和轻型三种规格。
通常，最佳荷载类型的选择取决于应用中的主体材料及其强度/硬度，以及销在部件中的实际功能要求。塑料、软金属铸件（如锌合金和铝合金压铸件）以及陶瓷等脆性材料，建议使用轻型荷载；低碳钢（如未经热处理的钢材和铸铁）及有色金属（如青铜和铝），建议使用标准型荷载；淬硬钢或严苛的冲击与振动环境，则建议使用重型荷载。然而，主体材料并非是选型的唯一依据，其主要限制了重型卷销的应用。归根结底，设计的核心目标是选用一种销，既具备足够强度以承受荷载，同时又具备合适的弹性以缓冲受力，从而保护较软或易碎的主体材料与孔壁。若选用的销钉，相较于荷载与主体材料而言刚性过大，则无法产生必要的弹性/形变，进而可能损坏安装孔，甚至破坏主体部件。相较而言，轻型卷制弹性圆柱销则更适用于各类主体材料，应用更为广泛 —— 尤其是在销钉仅承受较小作用力，主要功能为定位的应用场景中。
强度对比
轻型是三种规格中最具灵活性的选择，但其强度仍足以满足大多数应用需求。事实上，就其实际强度而言，轻型这一名称并不能完全体现其实际强度。
表1列出了ASME B18.8.9M标准的高碳钢轻型卷制弹性销与低碳钢实心沟槽销之间的强度对比。
与轻型卷制弹性圆柱销（轻型卷销）相比，实心沟槽销的强度仅高出1.2kN至8.2kN不等。鉴于采用轻型卷销的部件大多由软质或易碎材料构成，事实上轻型卷销的强度往往绰绰有余——甚至超过了主体材料本身的强度。（单根6mm的轻型卷销所能承受的强度足以支撑一辆乘用车！）此外，大部分应用场景中实际荷载仅占销钉承载能力的小部分（计量单位为千牛顿，相当于数百/数千公斤荷载）。因此，实心沟槽销比轻型卷销较高的强度，往往在实际应用中并不能为部件带来益处，这种额外的强度并非必要。通常情况下，只要销钉不用于动力传动机构，也不承受巨大荷载，则无需考虑其极限剪切强度。
| 直径（毫米） | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | |
| 双剪切强度 (kN) | 轻型卷销 | 2.3 | 3.3 | 5.7 | 9 | 13 | 23 |
| 实心沟槽销 | 3.5 | 5 | 8.8 | 13.8 | 19.9 | 31.2 | |
| 强度差异 (kN) | 1.2 | 1.7 | 3.1 | 4.8 | 6.9 | 8.2 | |
表1
轻型卷制弹性圆柱销的优势
在应用中选用轻型卷制弹性圆柱销，可为部件带来多重功能与商业效益。
插入力更低
轻型卷制弹性销最显著的优势在于其柔韧性更好弹性更强，因此所需插入力更低。轻型卷销的插入力比标准型卷销低 50%，比重型卷销与直槽销低 75%。此外，轻型卷销还拥有最佳的剪切强度与插入力比值，这意味着在对销径没有限制的情况下，安装一个直径较大的轻型卷销，比安装一个具有同等剪切强度直径较小的标准型或重型卷销更为轻松。手动安装轻型卷销能减轻装配工人的劳动强度，从而改善装配线的人体工学条件，并提升安全性。
降低组装成本
如前所述，轻型卷制弹性圆柱销的厚度更薄，原材料用量更少，因此相较于其他荷载类型，单价更低。更具吸引力的是：轻型卷销的整体装配成本也更低。由于轻型卷销插入力更低，所需的安装设备无需具备高功率，从而可降低设备购置成本。事实上，当您将轻型卷销与刚性实心销进行对比，并综合考虑材料成本、安装设备成本以及在主体材料上加工所需孔径的制造成本，轻型卷制弹性圆柱销的整体装配成本是最低的！
保护主机部件
鉴于轻型卷制弹性圆柱销卓越的柔韧性与弹性，其对主体材料施加的径向压力和应变在所有卷销类型中最低，因此即使在承受剪切力的情况下，也能降低主体部件受损的风险。这一特性使轻型卷制弹性圆柱销成为软质或脆性材料的理想选择，同时也适用于要求连接部件保持完好的应用场景。图1展示了不同销钉所产生的径向应力对比。销钉周围的色带越宽、色彩越丰富，表明销钉施加于孔壁材料上的应力就越大。
图 1 从左至右：实心销，直槽销，重型卷销，标准型卷销，轻型卷销
轻型卷销典型应用场景
定位
在典型的定位应用中，销钉仅用于在装配过程中对齐两个部件。通过其他紧固方式完成固定后，销钉便不再发挥任何作用。在此过程中，销钉几乎不承受任何剪切力。用于定位的传统组件包括精加工实心定位销、冷镦定位销、弹性定位销和卷制弹性圆柱销。弹性定位销和卷制弹性圆柱销对安装孔的公差要求相对宽松，且更易于安装。相比精加工实心定位销，弹性定位销与卷制弹性圆柱销的制造成本更低。在卷制弹性圆柱销各规格中，“轻型”卷制弹性圆柱销充分体现了上述所有优势，是大部分定位应用的理想解决方案。
如需深入了解轻型卷制弹性圆柱销在汽车铝制阀体总成中的详细应用，请阅读应用案例。
汽车铝制阀体总成中的轻型卷制弹性圆柱销
铰链
手动或简单的旋转点铰链是另一个对剪切强度要求不高的例子。因此，就组装便捷性和总体成本而言，轻型螺旋销是这类应用的理想选择，同时还能提供高性能的解决方案。使用轻型螺旋销，还能非常轻松地实现具有优质“手感”的摩擦铰链。
该细分市场中的一个特殊类别是化妆品收纳盒, 其中专为该领域开发的超轻型1½圈螺旋销，已成为高品质收纳盒铰链的行业标准解决方案。
轻型卷制弹性圆柱销用作圆锯片护罩内的自由配合铰链销。
SPIROL 的 550 系列化妆盒用卷制圆柱销在部件的整个使用寿命期间都能提供高质量的摩擦铰链。
紧固
对于两个部件连接在一起，且接头处受力不大或不承重的场合，轻型螺旋销是绝佳的选择，因为它能充分发挥其所有优势。典型的应用包括塑料与金属部件之间的连接（例如机油尺）、轴/轮毂总成（不传递扭矩）等。
结论
总而言之，轻型卷制弹性圆柱销在许多应用中具有诸多优势，包括降低零部件和整体装配成本、保护基体材料以及安装简便。因此，在不涉及高承载负荷的应用中，应始终优先考虑使用轻型卷制弹性圆柱销。
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轻型卷制弹性圆柱销用于将塑料环固定在汽车机油尺的金属杆上。使用SPIROL的PM型手动插销器，可轻松安装此类销钉。