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双列铰接式金属连接吊耳结构设计

项目分类:通用五金配件 发布时间:2022-03-03 ID:562720
  • 双列铰接式金属连接吊耳结构设计
  • 双列铰接式金属连接吊耳结构设计

  这类双列铰接式连接构件,在各类需要实现往复摆动、相对转动的机械传动链路里应用十分广泛,小到轻工设备的连杆传动机构,大到重型工程机械的悬挂铰接点位、物料输送设备的张紧连接部位,都能见到同结构原理的构件身影。不同于单耳式的铰接设计,这种双侧并列的耳板结构,在承受径向载荷时能将受力均匀分散到两侧的柱体上,避免单耳结构单侧受力带来的弯矩集中问题,在同等材料用量下,抗剪切、抗弯折的性能表现要比单耳结构高出近四成,很适合用在有交变载荷、频繁往复动作的传动节点上。

  从实际使用场景来看,这类构件常作为中间传动连接件使用,一端通过销轴铰接在设备的固定机架点位,另一端连接执行端的摆臂、拉杆或者张紧轮支架,在设备运行过程中,构件自身会随着执行端的动作绕两端的铰接轴做小角度的往复摆动,既可以传递直线方向的拉压载荷,也能补偿安装过程中带来的少量同轴度误差,避免刚性连接在设备运行时因为装配偏差产生额外的内应力,长期使用下来能有效降低铰接点位的销轴磨损速度,延长整套传动机构的维护周期。

  在结构设计层面,两端的铰接孔采用了等直径的通孔设计,孔位与柱体部分做了同轴度公差约束,装配时可以直接配合标准圆柱销或者带润滑槽的铰接销轴使用,不需要额外做适配加工。两侧的承重柱体采用了等截面的圆柱结构,相比方形柱体,圆柱结构在承受任意方向的径向载荷时应力分布更均匀,不会出现棱角位置的应力集中问题,柱体之间的横向连接筋板,除了起到固定两侧柱体相对位置的作用,还能提升整个构件的抗扭刚度,避免在承受偏载时两侧柱体出现向外张开的形变,保证两端铰接孔的平行度始终处于合理公差范围内,防止销轴在孔内出现偏磨。

  从安装边界来看,设计时已经提前预留了足够的装配操作空间,两端铰接孔的外侧端面都做了倒角处理,既可以在压装衬套时起到导向作用,也能去除机加工产生的毛刺,避免装配时划伤销轴表面。构件的整体宽度控制在常规铰接座的安装间隙范围内,不需要对配套的安装支座做额外的加宽改造,两端孔的中心距是这类构件的核心安装尺寸,建模时已经按照常用的传动行程参数做了标准化设定,选型时只需要核对两端铰接孔的直径、孔中心距以及整体厚度参数,就能直接匹配对应的安装点位,不需要再做二次结构调整。

  细节处理上,所有的棱边位置都做了小圆角过渡,避免热处理或者受力时出现应力开裂的问题,铰接孔的内壁粗糙度按照铰接配合的要求做了约束,既可以保证销轴转动时的顺滑度,也能留存少量润滑脂,降低长期转动带来的磨损。整个构件的材质适配范围很广,既可以采用45号钢做调质处理用于普通载荷的传动场景,也可以更换为合金钢材料做表面淬火处理,用在重型设备的重载铰接点位,建模时的参数化特征结构,可以直接通过修改孔径、柱长、中心距等参数快速衍生出不同规格的同系列构件,能大幅缩短同类型零件的设计建模周期。

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