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[摘要]隨着我国工业技术的发展，各种工业设备的不断更新，设备安装的各项技术不断完善，传统的设备安装方式已经不能满足新设备的需求，这就要求我们在原有的设备安装技术上不断创新，不断发展，以满足现代新型设备的安装需求。
[关键词]销连接；构件；销轴
中图分类号：H319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0193-01
1.前言
在设备安装中，销连接是现代设备安装中最为常用的一种传统连接方式，其中通过对设备使用要求、材质要求、环境要求的分析，从而确定销连接尺寸与形式。
2.销连接的特点
在钢结构中，销连接是连接的基本形式。常见销可以分为圆柱形销，锥形销和成型销。圆柱形销钉通过少量过盈固定在孔中。对销孔的尺寸，形状和表面粗糙度的要求很高。销孔在装配前必须铰孔。通常连接件的两个孔应同时钻孔。孔的粗糙度不得超过Ra0.6μm。在组装过程中，润滑销钉并使用铜杆将销钉推入孔中。在装配锥销时应涂上润滑油，连接件的两个孔也应同时钻铰，但必须控制直径。钻孔时，根据锥形销的小头直径选择钻头，并用1：50锥度铰刀铰孔。当使用铰孔用测试方法控制孔径时，建议圆锥销自由插入80%到85%全长。然后使用软锤轻轻敲入。敲入后，销的大头可以与连接器的表面平齐，或者只暴露倒角。拆卸带内螺纹的柱销和锥销时，可用拔销器拔出，有螺尾的圆锥销可用螺母旋出，通孔中的圆锥销可以从小头敲出。销连接可以用来定位，传递动力和转矩，在安全装置中作被切断的保护件使用。是机械结构设计的技术之一。连接结构不仅在一定程度上影响机械结构的技术性能和使用性能，而且是机械故障甚至高技术产品故障的常见原因。
3.单销连接的可靠性设计
单销连接是渡河桥梁器材中广泛采用的一种连接方式，具有结构简单、连接迅速等优点。目前使用最多的是单双耳形式（如图1）。鉴于单销连接复杂的受力状况，需要对单销受剪、受弯，耳板承压及耳板孔端、孔侧抗拉等分别进行可靠性设计计算。
4.典型销连接的传统计算
销钉通常用于铰链铰链和铰链轴。铰接接头可以是动态的也可以是静态的。如果铰链在安装和调整后作为固定支撑结构连接，则它是静态连接。传统销轴的计算采用简支梁的计算方法。如果计算结果小于允许应力，则认为销轴是安全的。但是，对于一些强度检查较大的铰链接头，结果往往比实际情况过于保守。根据计算结果，选定的引脚通常很厚，很大，造成材料浪费。有时由于结构空间的限制，会给工程应用带来困难。因此，深入研究和分析铰链轴承之间具有广泛连接的铰链轴承，对工程实际应用具有特殊意义。
4.1销连接结构图
为研究某工厂37m混凝土泵车的下铰销，采用传统方法计算37m混凝土泵车的下铰销。 使用有限元软件Marc进行应力分析并对结果进行比较。
如图1所示，为工厂新开发的37m混凝土泵车的下铰链销轴的一部分具有125t的推力，90mm的轴直径和42CrMo的材料。
4.2受力分析
由受力及结构特点可把问题简化为简支梁的受力问题。
最大受力为12t转化为力：Fmax=mg=125×1000×10=1250000N；
根据销轴受力情况为双剪切，由平衡方程得：Qmax=Fmax/2=1250000/2=625000N；
5.有限元计算
5.1模型的建立
首先，创建一个四节点单元，并用细分命令细分它。 为了应用力精度，细分局部网格，然后选择展开命令展开为一个带网格的实体模型，针材料为42CrMo，其弹性模量为E = 2×105 MPa，泊松比μ= 0.25。
5.2边界条件的施加
销轴的左端焊接轴挡板，因此左端支撑孔限制了销轴上下半部分的x，y，z自由度，右端支撑孔是轴的上半部分销轴。边缘和边缘的下半部分限制在两个方向y，z上的自由度，并且x方向上的自由度被释放。为了使负载更加符合实际工作条件，气缸的实际工作区域被分成半圆周表面，但由于力的方向不一致，该区域相当于长度为120毫米，宽度为D.也就是说，销轴的振幅圆柱体的推力被计算并转换成等效表面载荷。其等效受力面积为：
A=D×120=90×120=10800mm2
施加在销轴中间120mm宽度区域上半轴圆周区域，施加的等效力应为：
加载时将面载荷等效的施加在其受力的半圆周面上，且为了准确地施加到长为120mm的区域上，对局部网格进行了细分具体。
5.3计算
等效应力最大应力点在中间部分为250.5MPa，同时其应力值与实际工作中的结果大致一样，但计算值却远远大于实际值。
其最大变形量为w′max=0.1235mm，与利用材料力学计算的解析值w=0.1364mm结果相近。这表明计算的解析模型基本符合实际情况，有限元计算结果也是可信的。同时，在约束区域产生了应力的奇异点，这与实际工作中一般短销轴的疲劳损伤位置大致相同，即剪切力是短销轴的主要损伤模式。它也可以通过变形和应力变化动画在视觉上观察其变形过程。由以上分析可知，对于一般短销轴，较宽轴承的特殊力类型，销轴的验证可以完全采用上述约束加载方法，采用有限元法划分合理的模型单位。获得基本符合实际工作情况的计算结果。
6.结束语
随着我国工业技术的不断发展，新型设备的不断研发，在未来的设备安装过程中各种连接形式会不断涌现，其中传统的销连接方式是不会被代替的，但是需要我们不断的将其进行完善与创新。
参考文献：
[1]戴一平.可编程控制器技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2017
[2]常大民.工程结构.南京：工程兵工程学院出版社，2016.4～28
[关键词]销连接；构件；销轴
中图分类号：H319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0193-01
1.前言
在设备安装中，销连接是现代设备安装中最为常用的一种传统连接方式，其中通过对设备使用要求、材质要求、环境要求的分析，从而确定销连接尺寸与形式。
2.销连接的特点
在钢结构中，销连接是连接的基本形式。常见销可以分为圆柱形销，锥形销和成型销。圆柱形销钉通过少量过盈固定在孔中。对销孔的尺寸，形状和表面粗糙度的要求很高。销孔在装配前必须铰孔。通常连接件的两个孔应同时钻孔。孔的粗糙度不得超过Ra0.6μm。在组装过程中，润滑销钉并使用铜杆将销钉推入孔中。在装配锥销时应涂上润滑油，连接件的两个孔也应同时钻铰，但必须控制直径。钻孔时，根据锥形销的小头直径选择钻头，并用1：50锥度铰刀铰孔。当使用铰孔用测试方法控制孔径时，建议圆锥销自由插入80%到85%全长。然后使用软锤轻轻敲入。敲入后，销的大头可以与连接器的表面平齐，或者只暴露倒角。拆卸带内螺纹的柱销和锥销时，可用拔销器拔出，有螺尾的圆锥销可用螺母旋出，通孔中的圆锥销可以从小头敲出。销连接可以用来定位，传递动力和转矩，在安全装置中作被切断的保护件使用。是机械结构设计的技术之一。连接结构不仅在一定程度上影响机械结构的技术性能和使用性能，而且是机械故障甚至高技术产品故障的常见原因。
3.单销连接的可靠性设计
单销连接是渡河桥梁器材中广泛采用的一种连接方式，具有结构简单、连接迅速等优点。目前使用最多的是单双耳形式（如图1）。鉴于单销连接复杂的受力状况，需要对单销受剪、受弯，耳板承压及耳板孔端、孔侧抗拉等分别进行可靠性设计计算。
4.典型销连接的传统计算
销钉通常用于铰链铰链和铰链轴。铰接接头可以是动态的也可以是静态的。如果铰链在安装和调整后作为固定支撑结构连接，则它是静态连接。传统销轴的计算采用简支梁的计算方法。如果计算结果小于允许应力，则认为销轴是安全的。但是，对于一些强度检查较大的铰链接头，结果往往比实际情况过于保守。根据计算结果，选定的引脚通常很厚，很大，造成材料浪费。有时由于结构空间的限制，会给工程应用带来困难。因此，深入研究和分析铰链轴承之间具有广泛连接的铰链轴承，对工程实际应用具有特殊意义。
4.1销连接结构图
为研究某工厂37m混凝土泵车的下铰销，采用传统方法计算37m混凝土泵车的下铰销。 使用有限元软件Marc进行应力分析并对结果进行比较。
如图1所示，为工厂新开发的37m混凝土泵车的下铰链销轴的一部分具有125t的推力，90mm的轴直径和42CrMo的材料。
4.2受力分析
由受力及结构特点可把问题简化为简支梁的受力问题。
最大受力为12t转化为力：Fmax=mg=125×1000×10=1250000N；
根据销轴受力情况为双剪切，由平衡方程得：Qmax=Fmax/2=1250000/2=625000N；
5.有限元计算
5.1模型的建立
首先，创建一个四节点单元，并用细分命令细分它。 为了应用力精度，细分局部网格，然后选择展开命令展开为一个带网格的实体模型，针材料为42CrMo，其弹性模量为E = 2×105 MPa，泊松比μ= 0.25。
5.2边界条件的施加
销轴的左端焊接轴挡板，因此左端支撑孔限制了销轴上下半部分的x，y，z自由度，右端支撑孔是轴的上半部分销轴。边缘和边缘的下半部分限制在两个方向y，z上的自由度，并且x方向上的自由度被释放。为了使负载更加符合实际工作条件，气缸的实际工作区域被分成半圆周表面，但由于力的方向不一致，该区域相当于长度为120毫米，宽度为D.也就是说，销轴的振幅圆柱体的推力被计算并转换成等效表面载荷。其等效受力面积为：
A=D×120=90×120=10800mm2
施加在销轴中间120mm宽度区域上半轴圆周区域，施加的等效力应为：
加载时将面载荷等效的施加在其受力的半圆周面上，且为了准确地施加到长为120mm的区域上，对局部网格进行了细分具体。
5.3计算
等效应力最大应力点在中间部分为250.5MPa，同时其应力值与实际工作中的结果大致一样，但计算值却远远大于实际值。
其最大变形量为w′max=0.1235mm，与利用材料力学计算的解析值w=0.1364mm结果相近。这表明计算的解析模型基本符合实际情况，有限元计算结果也是可信的。同时，在约束区域产生了应力的奇异点，这与实际工作中一般短销轴的疲劳损伤位置大致相同，即剪切力是短销轴的主要损伤模式。它也可以通过变形和应力变化动画在视觉上观察其变形过程。由以上分析可知，对于一般短销轴，较宽轴承的特殊力类型，销轴的验证可以完全采用上述约束加载方法，采用有限元法划分合理的模型单位。获得基本符合实际工作情况的计算结果。
6.结束语
随着我国工业技术的不断发展，新型设备的不断研发，在未来的设备安装过程中各种连接形式会不断涌现，其中传统的销连接方式是不会被代替的，但是需要我们不断的将其进行完善与创新。
参考文献：
[1]戴一平.可编程控制器技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2017
[2]常大民.工程结构.南京：工程兵工程学院出版社，2016.4～28