一種通風機用沉頭鉚釘長度的三維計算方法

段東鋒，石立明，辛小慶

（西安陜鼓通風設備有限公司 技術研發部，陜西 西安 710611）

西安陜鼓通風設備有限公司主要以PCCAD軟件輔助設計通風機為主，該制圖軟件具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令方式便可以進行各種操作，且可以在各種操作系統支持的計算機中工作。

鉚釘設計計算選型過程中，往往參考過往圖紙或者根據經驗公式計算鉚釘長度選擇規格，如此常常造成所選鉚釘規格比實際需求長度長。為此，對PCCAD軟件特點進行研究，找出三維制圖及計算方法；同時對鉚釘實際應用長度計算研究，確定實際應用中鉚釘合適長度。

1 鉚釘長度計算有三種方式

（1）根據經驗公式 蘊=S×1.125垣0.7×d（蘊：鉚釘長度，S：鉚件總厚度，d：鉚釘直徑）計算鉚釘長度，選型時就近選擇稍大規格鉚釘。

（2）根據機械設計手冊中的公式：蘊=A×δ垣B垣C

δ：鉚件總厚度孔直徑、d：鉚釘直徑；B=沉孔深度、D：沉孔直徑；C：手工計算體積

折合鉚釘長度。

（此數據表來源于機械設計手冊）。

經過實例驗證，用以上三種計算方式選取的鉚釘規格通常較實際需要有偏差。設計人員使用PCCAD軟件時，僅僅使用了部分功能，發揮不出軟件本有特色。

2 提出新公式

考慮到每批板材厚度、軸盤、沉孔角度加工時均存在一定的偏差，以及后盤和軸盤安裝時存在一定間隙。若按恰好填平沉孔所需鉚釘長度鉚接，實際操作過程中不但可能出現無法填平沉孔，而且還會傷及軸盤。為了滿足鉚接強度又不傷及軸盤，需要在填平沉孔所需鉚釘長度的基礎上增加一定量。

（1）通過PCCAD二維制圖功能中繪圖工具建模，可將沉孔繪制成三維模型，再通過查詢功能即可得到沉孔的體積。最后將沉孔體積折算成鉚釘長度，如此鉚接時恰好填平沉孔。

理論公式為

（2）根據《通風機鉚焊件技術條件》JB/T10214-2014之表A.1鉚接質量要求（續）沉頭偏高時質量要求及極限偏差b≤0.05d。由此可以確定鉚釘長度計算中需要增加的量蘊2=

由此提出新的計算公式

其中：V孔為鉚件孔體積；S鉚釘為鉚釘截面積；Vb為鉚釘沉頭偏高的體積；r鉚釘為預選鉚釘半徑。

示例分析：某產品后盤δ=20、軸盤δ=35、鉚釘孔為φ20.5、軸盤沉孔φ35×60°。

選用半圓頭鉚釘規格為：鉚釘20×蘊。

以往計算方法結果如下：

根據經驗公式計算鉚釘長度蘊=75.875≈76；鉚釘選用規格為 20×80。根據機械手冊公式計算 蘊=68.783垣C≈（74～79）；鉚釘選用規格為20×80。

利用三維計算方法計算：

用PCCAD繪制沉孔和鉚釘沉頭偏出b（b≤0.05d=0.05×20=1）后的三維模型（如圖1所示），用查詢功能查詢體積V孔垣Vb值，如圖 2 所示。

圖1

圖2

計算38≈73；選用半圓頭鉚釘規格為20×75。

經過實踐驗證，三維計算法選用的鉚釘規格符合實際鉚件需求。

3 結語

通過使用三維方式計算鉚釘長度選用鉚釘規格，準確地滿足了鉚件所需鉚釘規格，避免了鉚釘長度過長或不足帶來的各種不利影響，亦有效提高了實際生產中同一合同不同規格風機鉚接外觀質量的一致性。

參考文獻

［1］李慶宜.通風機［M］.北京：機械工業出版社，1981.

［2］《通風機鉚焊件技術條件》JB/T10214-2014［M］.北京：機械工業出版社，2015.

［3］續魁昌.風機手冊［M］.北京：機械工業出版社，1999.