Пружинные штифты используются во многих различных узлах по разным причинам: в качестве шарнирных штифтов и осей, для выравнивания компонентов или просто для соединения нескольких компонентов. Пружинные штифты изготавливаются путем прокатки и придания металлической полосе цилиндрической формы, что обеспечивает радиальное сжатие и восстановление формы. При правильном применении пружинные штифты обеспечивают надежные и прочные соединения с превосходной фиксацией.
В процессе установки пружинные штифты сжимаются и принимают форму меньшего отверстия. Сжатый штифт затем оказывает радиальное усилие наружу на стенку отверстия. Фиксация обеспечивается сжатием и возникающим трением между штифтом и стенкой отверстия. По этой причине площадь контакта между штифтом и отверстием имеет решающее значение.
Увеличение радиального напряжения и/или площади контактной поверхности может оптимизировать фиксацию. Более крупный и тяжелый штифт будет обладать меньшей гибкостью, и, как следствие, установленная пружинная нагрузка или радиальное напряжение будут выше. Исключением из этого правила являются пружинные штифты, поскольку они выпускаются в различных вариантах (легкие, стандартные и тяжелые), обеспечивая больший диапазон прочности и гибкости в пределах заданного диаметра.
Между силой трения/удержанием и длиной зацепления пружинного штифта в отверстии существует линейная зависимость. Следовательно, увеличение длины штифта и, как следствие, площади контакта между штифтом и отверстием приведет к увеличению удержания. Поскольку на самом конце штифта отсутствует удержание из-за фаски, 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 силу, что может способствовать «смещению» или перемещению штифта от плоскости сдвига до тех пор, пока сила не будет нейтрализована. Чтобы избежать этого сценария, рекомендуется, чтобы конец штифта находился на расстоянии не менее одного диаметра штифта от плоскости сдвига. Это также может быть вызвано коническими отверстиями, которые могут аналогичным образом преобразовывать тангенциальную силу в движение наружу. Поэтому рекомендуется использовать отверстия без конической формы, а если коническая форма необходима, то ее угол должен быть менее 1°.
Пружинные штифты восстанавливают часть своего первоначального диаметра в тех местах, где они не поддерживаются основным материалом. В приложениях для выравнивания пружинный штифт следует вставлять в исходное отверстие на 60% от его общей длины, чтобы permanently 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, целесообразно оставить штифт в центральном компоненте. Для шарниров с фрикционной посадкой требуется, чтобы все компоненты шарнира были подготовлены с совпадающими отверстиями, и чтобы каждый компонент, независимо от количества сегментов шарнира, обеспечивал максимальное зацепление со штифтом.
Дата публикации: 11 января 2022 г.