Пружинні штифти використовуються в багатьох різних вузлах з різних причин: для використання в якості шарнірних штифтів та осей, для вирівнювання компонентів або просто для скріплення кількох компонентів разом. Пружинні штифти формуються шляхом прокатки та надання металевій смугі циліндричної форми, що дозволяє радіальне стиснення та відновлення. За умови правильного використання пружинні штифти забезпечують надійні міцні з'єднання з відмінним утриманням.
Під час встановлення пружинні штифти стискаються та підлаштовуються під менший отвір. Стиснутий штифт потім чинить зовнішню радіальну силу до стінки отвору. Утримання забезпечується стисканням та результуючим тертям між штифтом та стінкою отвору. З цієї причини площа контакту між штифтом та отвором є критично важливою.
Збільшення радіального напруження та/або площі контактної поверхні може оптимізувати утримання. Більший, важчий штифт демонструватиме знижену гнучкість, і, як наслідок, встановлене пружинне навантаження або радіальне напруження будуть вищими. Пружинні штифти з спіральною пружиною є винятком із цього правила, оскільки вони доступні в різних режимах роботи (легкий, стандартний та важкий), щоб забезпечити ширший діапазон міцності та гнучкості в межах заданого діаметра.
Існує лінійна залежність між тертям/утриманням та довжиною зачеплення пружинного штифта в отворі. Тому збільшення довжини штифта та результуючої площі контактної поверхні між штифтом та отвором призведе до більшого утримання. Оскільки на самому кінці штифта немає утримання через фаску, важливо враховувати довжину фаски під час розрахунку довжини зачеплення. Ні в якій точці фаска штифта не повинна розташовуватися в площині зсуву між сполучними отворами, оскільки це може призвести до перетворення тангенціальної сили в осьову силу, що може сприяти «ходінню» або руху штифта від площини зсуву, доки сила не буде нейтралізована. Щоб уникнути цього сценарію, рекомендується, щоб кінець штифта залишався поза площиною зсуву на один діаметр штифта або більше. Цей стан також може бути спричинений конічними отворами, які аналогічним чином можуть перетворювати тангенціальну силу на зовнішній рух. Таким чином, рекомендується використовувати отвори без конусності, а якщо конусність необхідна, вона повинна залишатися менше 1°.
Пружинні штифти відновлять частину свого попередньо встановленого діаметра там, де вони не підтримуються основним матеріалом. У випадках вирівнювання пружинний штифт слід вставляти на 60% від загальної довжини штифта в початковий отвір, щоб остаточно зафіксувати його положення та контролювати діаметр виступаючого кінця. У випадках використання шарнірів з вільною посадкою штифт повинен залишатися в зовнішніх елементах за умови, що ширина кожного з цих місць більша або дорівнює 1,5-кратному діаметру штифта. Якщо ця інструкція не виконується, може бути доцільним залишити штифт у центральному компоненті. Шарніри з фрикційною посадкою вимагають, щоб усі компоненти шарніра мали підготовлені відповідні отвори, і щоб кожен компонент, незалежно від кількості сегментів шарніра, максимізував зчеплення зі штифтом.
Час публікації: 11 січня 2022 р.