如何最大限度提升弹性圆柱销的保持力

作者 Evan M. Dowell, 销售经理

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弹性圆柱销在多种组件中发挥多种作用：弹性圆柱销可以用作铰链销和轴，对齐零件，或者单纯将多个组件紧固在一起。弹性圆柱销为金属带卷制并配置为圆柱形而制成，可以径向压缩并复原。正确设置以后，弹性圆柱销提供可靠稳固连接，同时具有优异的保持力。

light duty coiled pin vs slotted spring pin

图1
弹性圆柱销分两类:
卷制圆柱销（左）和直槽销（右）。

安装过程中，弹性圆柱销会压缩，并适应较小的主体孔径。用于压缩销的功已被捕集为势能。然后经压缩的销向孔壁施加向外的径向力。通过压缩和销与孔壁之间产生的摩擦力，产生保持力。因此，销与孔的表面接触十分关键 .

增加径向应力和/或接触表面积，可以优化保持力。更大更重的销柔度更小，因而，安装的弹簧载荷或径向应力更大。卷制弹性圆柱销不适用于这条规则，因为卷制弹性圆柱销有多种型式（轻型、标准型和重型），给定直径的情况下，卷制弹性圆柱销的强度和柔度范围更大。

摩擦力/保持力和孔内弹性圆柱销的嵌合长度呈线性关系。延长销长度，则销和主体孔的接触表面积增大，保持力更强。另外，考虑到销末端有倒角，无保持力，因而重要的是计算嵌合长度时要考虑倒角长度。

销的倒角不得位于配合孔之间的剪切面上，因为这会导致切向力变为轴向力，在力被抵消之前，加
剧“移位”或者销远离剪切面移动(图2). 为防止出现这种情况，建议销末端离剪切面至少有一个销直径的距离。锥形孔会将切向力转化为向外移动的力，所以也会导致这种情况。因此，建议采用非锥形孔，如果确有必要采用锥形孔，锥度不得超过1°.

图 2
销的倒角不得位于剪切面. 这种情况下，销将沿着指示的方向移动，直至倒角离开剪切面。

图3
左侧示例显示，当主孔中保留的长度不到60%时，销的伸出端如何维持至少一倍孔径的长度。右侧，销伸出端直径大约等于孔径。

主体材料未支撑弹性圆柱销时，弹性圆柱销将恢复部分预安装直径。用于对位时，建议弹性圆柱销将60%的销全长插入初始孔，以便永久固定位置，并控制伸出端的直径(图3). 用于自由配合铰链时，销最好固定在外部构件中，前提是每个位置宽度不小于销直径的1.5倍。如不满足这一准则，比较谨慎的做法是将销固定在中心零件中。摩擦配合铰链需要所有铰链零件采用匹配的孔处理，无论铰链片段数目多少，每个零件都应与销最大限度嵌合。

本文提供了一般设计准则，但还是建议咨询专业从事紧固和连接的应用工程师 & 确保每个应用都采用最优设计。