双铰支安装式三角连接支撑座结构

　　这类带双圆柱铰支的三角支撑结构，在轻工自动化输送线、小型专用工装夹具的摆臂连接环节应用十分普遍，日常做非标设备改型时经常会碰到类似的安装需求——既要给摆动杆件提供稳定的回转支撑，又要保证支座本身和设备基板的连接刚性，不能在往复摆动的载荷下出现连接松动或者支座变形的问题。从结构功能上看，两个凸起的圆柱筒是核心的功能部位，筒内的通孔是用来穿装铰接销轴的，两个孔的中心距是整个零件最核心的装配尺寸，直接决定了配套摆臂的转动轨迹是否和设计值匹配，一旦中心距偏差超过0.05mm，摆臂运动时就会出现卡滞、异响，长期运行还会造成销轴的偏磨，缩短整套铰接副的使用寿命。

　　三角形态的底板是整个支座的承载基础，这种布局的好处是可以在有限的安装空间里，最大化拉开安装孔的跨距，相比直板型的支座，三角形底板的抗倾覆力矩能力要高出40%左右，尤其是当摆臂承受侧向载荷的时候，三角形的筋位布局可以把载荷均匀分散到各个安装点上，不会出现应力集中在单个连接孔位的情况。底板上分布的四个沉头安装孔，是用来穿装内六角螺钉把支座固定在设备安装面上的，沉孔的深度设计要保证螺钉拧紧之后，螺钉头部完全低于底板上表面0.2mm以上，避免和上方摆动的零件发生运动干涉；底板上额外预留的两个小直径光孔，是用来安装定位销的，实际装配的时候，先通过两个定位销把支座在基板上的位置完全固定，再拧紧连接螺钉，就能避免设备长期运行振动导致的支座移位，这也是精密工装铰接部位常用的装配工艺设计。连接圆柱筒和底板之间的加强筋，采用的是变厚度的三角筋结构，筋位和圆柱筒衔接的位置做了R3的圆角过渡，这个圆角不是随意添加的工艺结构，一方面是为了减少铣加工的时候的应力集中，避免零件热处理或者受载的时候在筋根位置出现开裂，另一方面也能减少流体阻力——如果这个支座用在有切削液或者粉尘的工况下，平滑的圆角过渡不容易积攒切屑和污物，日常设备维护的时候清理起来更方便。

　　做这类零件的三维建模的时候，首先要确定两个铰接孔的中心坐标，先把两个圆柱筒的基本特征做出来，再根据安装空间的边界绘制底板的三角形轮廓，要注意底板的边缘不能超出设备预留的安装区域，尤其是靠近摆臂运动轨迹的一侧，要预留至少3mm的安全间隙，避免摆臂摆动到极限位置的时候和支座边缘发生碰撞。建模过程中要特别注意铰接孔的同轴度要求，单个圆柱筒的内孔全段同轴度要控制在0.02mm以内，两个铰接孔的轴线平行度公差不能超过0.03mm/100mm，不然销轴穿装之后会出现别劲的问题。另外圆柱筒的壁厚设计要结合配套销轴的直径来核算，一般这类小型支座的筒壁厚度不小于销轴直径的1/4，才能保证承受径向载荷的时候不会出现筒壁变形。

　　底板的厚度一般取8-12mm，根据实际承受的摆臂载荷大小调整，如果摆臂端的负载超过5kg，就要适当加大底板厚度，同时把安装螺钉的规格从M4升级到M5，保证连接强度。实际选型替换的时候，要先核对安装面的螺钉孔位是否和现有支座匹配，再确认两个铰接孔的直径、中心距和摆臂的连接尺寸一致，还要注意圆柱筒的高度不能超过周边零件的安装空间，避免出现装配干涉。这类支座一般采用铝合金6061材质加工，表面做阳极氧化处理，重量轻且防锈能力好，适合用在食品包装、电子组装这类对清洁度有要求的设备上；如果是用在重载的工装场合，也可以换成45号钢材质做表面发黑处理，承载能力会提升一倍以上，但是重量也会相应增加，设计的时候要根据设备的整体重量要求做权衡。