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西班牙 销为何会移位与如何预防销移位
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如果未遵循正确的設計準則，動態應用中的任何销釘都可能發生側向位移，這通常被稱為「走位」。這包括剛性实心销， Solid Pins 以及 直槽弹性圆柱销 和 卷制弹性圆柱销。 雖然实心销和弹簧销都可能發生走位，但不同類型的销釘其成因可能有所不同。本白皮書將探討側向位移的常見原因，並提供設計準則以避免此現象。
当槽口闭合时，直槽弹性圆柱销不能弯曲
实心销和弹簧销的位移都有一些常见原因，例如孔径不合适、啮合不足以及载荷分布不均。此外，每种产品还存在其特有的位移机制。例如，刚性销可能会导致孔变形，从而产生间隙并影响保持力。如果根据基材和载荷正确选型，弹簧销不应像刚性实心销那样导致孔洞变形。然而，一旦安装到位，直槽弹性圆柱销的间隙便基本闭合。若发生进一步位移，直槽弹性圆柱销会在间隙处顶紧，此时其功能便等同于实心管（表现出与实心销相同的特性）。
SPIROL 的工程化卷制弹性圆柱销旨在解决实心销和直槽弹性圆柱销所存在的缺陷。卷制弹性圆柱销提供多种承载等级，可根据具体装配需求，灵活调整销的强度和柔韧性。轻型和标准型卷制弹性圆柱销可防止在软质和脆性材料中造成孔洞损坏，而这种情况在使用实心销或直槽弹性圆柱销时经常发生。此外，与直槽弹性圆柱销不同，卷制弹性圆柱销因具有接缝而非间隙，因此不会在孔中“顶住”。
卷制弹性圆柱销和直槽弹性圆柱销属于功能性弹簧。安装后，销体处于压缩状态，正是这种弹簧张力在组件中提供了固定作用。如前所述，卷制弹性圆柱销无法紧密贴合，因此在组件中仍保持柔韧性。虽然卷制弹性圆柱销在刚性组件中提供了至关重要的柔韧性，但必须确保其受力对称，以防止产生角向力矢量。
若产生力矢量，可能会将弹簧销的径向压缩或卷曲转化为侧向位移，即“走动”现象。 (如 图 1所示,当销钉处于受压且受力不对称时，作用于销钉上的压缩载荷会转化为侧向位移。)
F = 销钉所受的压应力
Fn = 销钉受压并试图回弹时产生的径向力
Fnx 和 Fny = 的分量 Fn
Ff = 使销钉保持在孔内的摩擦力
图 1
时发生行走 Fnx > Ff
锥形部分已被夸大以示意受力情况
图 2a-c 展示了在组装设计不当的情况下，使用这两种弹簧销时最常见的位移原因:
图 2a
如果某个部件的孔径较小，销钉可能无法充分回弹以正确啮合对侧的孔。在此示例中，中间部件的尺寸较小。因此，一端无法被锁紧——如果孔呈锥形，这可能会产生一个力矢量，导致施加在旋转上的载荷转化为横向位移。
图 2b
如果一侧的孔径比另一侧大，则销钉在适应孔洞形状时会呈现锥形。安装后，销钉仍保持柔韧性。同样地，如果销钉因孔洞而呈锥形，这会产生一个力矢量，从而将旋转时施加的载荷转化为侧向位移。
图 2c
如果销钉的倒角位于剪切平面上，当旋转部件撞击该倾斜表面时，就会产生导致“走动”的力矢量。
设计师如何确保弹簧销被正确装载以防止走动？以下概述了几种方法：
摩擦式与自由安装铰链
对于过盈配合铰链，理想情况下，内外部件的所有孔都应实现精密匹配。但通常情况下，无法使每个孔的直径都完美匹配。如果无法实现这一点，则必须考虑弹簧销的弹簧回弹（即向其安装前的原始直径方向回弹），以便确定各个孔的适当公差。图 3 展示了一种无法实现孔位精密匹配的情况。通过控制孔径尺寸，使销钉在稍小的外孔中被固定，同时允许其在中心孔中“回弹”。由于弹簧回弹力随距离增加而增大，若允许销钉在中心孔中回弹，则能更好地补偿孔径偏差。这有助于保持所有组件之间的接触。
如果需要采用松动配合的铰链，则应采取相反的做法——即外孔的直径应设计得更大。这样可以确保最佳的啮合长度，且销钉在外孔内的短距离内只能回缩极小一段。因此，可以在不产生过大“间隙”或空隙的情况下实现松动配合。
为了实现 图 4, 中所示的过盈配合铰链，若要获得最佳性能，同样应遵循以下原则：尽可能使所有孔进行精密匹配。 图 3 和 图 4 中两种情况的区别在于销钉的弹簧回弹作用发生的位置。在 图 4中，外侧部件的自由跨度最大，因此销钉的回弹作用在两端而非中心处最为显著。在此示意图中，销钉在中心孔中被卡得最紧，同时两端发生回弹以保持与外侧孔壁的接触。
只要针对每种情况仔细考虑弹簧销的弹簧特性，图 3 和 图 4 所示的设计均可成功。如有必要，可以根据直径和长度，通过经验推导出预期弹簧回弹的数值。
如果希望在 图 4中采用自由配合铰链呢？很简单——确保销钉两端被固定住。中间部件留给销钉回缩的空间很小，因此，它只需比外孔稍大一点，以确保销钉上方有足够的间隙。
图 3
图 4
为清晰起见，图 3 & 4 所示的情况已被夸大。组件之间的间隙也被夸大了。实际上，如果组件之间存在显著间隙，将会产生弯矩，而如果实际间隙真有如此之大，也可能导致销钉位移。
轴与齿轮 / 轮毂总成
与过盈配合铰链类似，轴与齿轮/轮毂总成需要在两个部件中均实现啮合。理想情况下，轴和齿轮/轮毂上的孔径应精确匹配，以消除销在孔内产生的任何位移。图 5 和 6 示了无法实现孔径精确匹配的情况，但已将弹簧回弹效应纳入考量。这些情况基本上与图 3 和 4. 在 图 5, 中，中心处的自由跨度最大，这与 图 3. 的情况相同。销在中心处回弹以保持与中心孔壁的接触时，将在外孔中被最牢固地固定。同样， 图 6 的情况与 图 4. 相同。自由跨度在两端最大，而不是在中心。销在中心孔中被固定得最紧，同时两端会发生回弹以保持与外孔壁的接触。对于所有轴和齿轮/轮毂的应用，建议孔径差不超过0.05毫米（0.002英寸）。否则，销将承受动态载荷，此时速度的微小变化可能导致装配体上作用力的巨大变化。
如果在装配的设计阶段对需安装销钉的接头给予充分考虑，就可以防止销钉移位。SPIROL拥有一支经验丰富的工程师团队，能够从最初的概念构思到最终设计全程提供支持。SPIROL的工程师还擅长分析成熟设计中销钉发生横向移动的原因，从而协助实现产品的持续改进。如果您正在进行新设计，或者需要针对现有装配获得支持，请立即联系您的SPIROL代表。