一种通风机用沉头铆钉长度的三维计算方法

段东锋，石立明，辛小庆

（西安陕鼓通风设备有限公司 技术研发部，陕西 西安 710611）

西安陕鼓通风设备有限公司主要以PCCAD软件辅助设计通风机为主，该制图软件具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令方式便可以进行各种操作，且可以在各种操作系统支持的计算机中工作。

铆钉设计计算选型过程中，往往参考过往图纸或者根据经验公式计算铆钉长度选择规格，如此常常造成所选铆钉规格比实际需求长度长。为此，对PCCAD软件特点进行研究，找出三维制图及计算方法；同时对铆钉实际应用长度计算研究，确定实际应用中铆钉合适长度。

1 铆钉长度计算有三种方式

（1）根据经验公式 蕴=S×1.125垣0.7×d（蕴：铆钉长度，S：铆件总厚度，d：铆钉直径）计算铆钉长度，选型时就近选择稍大规格铆钉。

（2）根据机械设计手册中的公式：蕴=A×δ垣B垣C

δ：铆件总厚度孔直径、d：铆钉直径；B=沉孔深度、D：沉孔直径；C：手工计算体积

折合铆钉长度。

（此数据表来源于机械设计手册）。

经过实例验证，用以上三种计算方式选取的铆钉规格通常较实际需要有偏差。设计人员使用PCCAD软件时，仅仅使用了部分功能，发挥不出软件本有特色。

2 提出新公式

考虑到每批板材厚度、轴盘、沉孔角度加工时均存在一定的偏差，以及后盘和轴盘安装时存在一定间隙。若按恰好填平沉孔所需铆钉长度铆接，实际操作过程中不但可能出现无法填平沉孔，而且还会伤及轴盘。为了满足铆接强度又不伤及轴盘，需要在填平沉孔所需铆钉长度的基础上增加一定量。

（1）通过PCCAD二维制图功能中绘图工具建模，可将沉孔绘制成三维模型，再通过查询功能即可得到沉孔的体积。最后将沉孔体积折算成铆钉长度，如此铆接时恰好填平沉孔。

理论公式为

（2）根据《通风机铆焊件技术条件》JB/T10214-2014之表A.1铆接质量要求（续）沉头偏高时质量要求及极限偏差b≤0.05d。由此可以确定铆钉长度计算中需要增加的量蕴2=

由此提出新的计算公式

其中：V孔为铆件孔体积；S铆钉为铆钉截面积；Vb为铆钉沉头偏高的体积；r铆钉为预选铆钉半径。

示例分析：某产品后盘δ=20、轴盘δ=35、铆钉孔为φ20.5、轴盘沉孔φ35×60°。

选用半圆头铆钉规格为：铆钉20×蕴。

以往计算方法结果如下：

根据经验公式计算铆钉长度蕴=75.875≈76；铆钉选用规格为 20×80。根据机械手册公式计算 蕴=68.783垣C≈（74～79）；铆钉选用规格为20×80。

利用三维计算方法计算：

用PCCAD绘制沉孔和铆钉沉头偏出b（b≤0.05d=0.05×20=1）后的三维模型（如图1所示），用查询功能查询体积V孔垣Vb值，如图 2 所示。

图1

图2

计算38≈73；选用半圆头铆钉规格为20×75。

经过实践验证，三维计算法选用的铆钉规格符合实际铆件需求。

3 结语

通过使用三维方式计算铆钉长度选用铆钉规格，准确地满足了铆件所需铆钉规格，避免了铆钉长度过长或不足带来的各种不利影响，亦有效提高了实际生产中同一合同不同规格风机铆接外观质量的一致性。

参考文献

［1］李庆宜.通风机［M］.北京：机械工业出版社，1981.

［2］《通风机铆焊件技术条件》JB/T10214-2014［M］.北京：机械工业出版社，2015.

［3］续魁昌.风机手册［M］.北京：机械工业出版社，1999.