Пружинные штифты используются во многих различных узлах по разным причинам: в качестве шарнирных штифтов и осей, для выравнивания компонентов или просто для скрепления нескольких компонентов. Пружинные штифты изготавливаются путём прокатки и формования металлической полосы в цилиндрическую форму, обеспечивающую радиальное сжатие и восстановление. При правильном использовании пружинные штифты обеспечивают надёжные и прочные соединения с превосходной фиксацией.
Во время установки пружинные штифты сжимаются и принимают форму меньшего отверстия. Сжатый штифт затем оказывает радиальное усилие наружу на стенку отверстия. Удерживание обеспечивается сжатием и возникающим трением между штифтом и стенкой отверстия. Поэтому площадь контакта между штифтом и отверстием имеет решающее значение.
Увеличение радиального напряжения и/или площади контактной поверхности может оптимизировать фиксацию. Более крупный и тяжёлый штифт будет обладать меньшей гибкостью, и, как следствие, установленная нагрузка пружины или радиальное напряжение будут выше. Пружинные штифты являются исключением из этого правила, поскольку они доступны в различных исполнениях (лёгкие, стандартные и тяжёлые), обеспечивая более широкий диапазон прочности и гибкости в пределах заданного диаметра.
Между трением/удерживанием и длиной зацепления пружинного штифта в отверстии существует линейная зависимость. Следовательно, увеличение длины штифта и площади контактной поверхности между штифтом и основным отверстием приведет к более сильному удержанию. Поскольку фаска на самом конце штифта отсутствует, важно учитывать длину фаски при расчете длины зацепления. Фаска штифта ни в коем случае не должна располагаться в плоскости сдвига между сопрягаемыми отверстиями, так как это может привести к преобразованию тангенциальной силы в осевую, что может способствовать «ходу» или смещению штифта от плоскости сдвига до тех пор, пока сила не будет нейтрализована. Чтобы избежать этого, рекомендуется, чтобы конец штифта выступал за плоскость сдвига на расстояние не менее одного диаметра штифта. Это также может быть вызвано коническими отверстиями, которые аналогичным образом преобразуют тангенциальную силу во внешнее движение. Поэтому рекомендуется использовать отверстия без конусности, а при необходимости конусности – не более 1°.
Пружинные штифты восстанавливают часть своего предварительно установленного диаметра везде, где они не поддерживаются основным материалом. В приложениях для выравнивания пружинный штифт следует вставить на 60% от общей длины штифта в исходное отверстие, чтобы окончательно зафиксировать его положение и контролировать диаметр выступающего конца. В шарнирах со свободной посадкой штифт должен оставаться во внешних элементах при условии, что ширина каждого из этих мест больше или равна 1,5 диаметра штифта. Если это правило не выполняется, может быть целесообразно сохранить штифт в центральном компоненте. Для шарниров с фрикционной посадкой требуется, чтобы все компоненты петли были подготовлены с совпадающими отверстиями, и чтобы каждый компонент, независимо от количества сегментов петли, обеспечивал максимальное зацепление со штифтом.
Время публикации: 11 января 2022 г.