隱藏式鉸鏈(詞條“鉸鏈”由行業(yè)大百科提供)是近年來(lái)需求旺盛,產(chǎn)品發(fā)展迅速,原因是隱藏式鉸鏈有著在門(mén)完全關(guān)閉的情況下,鉸鏈的各部分均不外露的特點(diǎn),滿(mǎn)足例如酒店、寫(xiě)字樓、會(huì)所和其他商業(yè)建筑中的中高端裝飾要求。
隱藏式鉸鏈開(kāi)始主要應(yīng)用于一些重量較輕、門(mén)扇較小的家具柜門(mén)和櫥柜門(mén),一般門(mén)扇重量在10~20Kg。由于其應(yīng)用方面的特點(diǎn),一些高端裝飾設(shè)計(jì)中的房間門(mén)也需要類(lèi)似的產(chǎn)品,但是對(duì)其承重性能要求需要大幅提高到40~100Kg甚至更高。
應(yīng)對(duì)旺盛的需求,很多廠家開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于室內(nèi)門(mén)的隱藏式鉸鏈,分別采用了不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材質(zhì),并根據(jù)市場(chǎng)需要各自定義了相應(yīng)的承重級(jí)別。
市場(chǎng)中常見(jiàn)的隱藏式鉸鏈的結(jié)構(gòu)和材質(zhì):

然而,由于此類(lèi)產(chǎn)品沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范約束,沒(méi)有統(tǒng)一明確的關(guān)于此類(lèi)產(chǎn)品的要求和測(cè)試方法,因此各生產(chǎn)廠家都是根據(jù)自己的廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試,并標(biāo)定承重性能等級(jí)。
鑒于以上種種,我們?cè)谛蘧幮碌?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>合頁(yè)(鉸鏈)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),明確了針對(duì)隱藏式鉸鏈的要求和測(cè)試方法,并根據(jù)此要求和測(cè)試方法,進(jìn)行了多個(gè)廠家的多款樣品的試驗(yàn)。試驗(yàn)樣品根據(jù)各廠家自行定義的不同承重性能級(jí)別進(jìn)行,包含了市場(chǎng)上最為常見(jiàn)的叉片式連接件和整體式連接件,以及鋅合金和鋼/不銹鋼材質(zhì)的鉸鏈底座和連接件。
試驗(yàn)樣本及試驗(yàn)結(jié)果如下表所示:
試驗(yàn)樣本編號(hào) |
樣品標(biāo)本 標(biāo)稱(chēng)承重等級(jí) |
主要部件材質(zhì) |
連接件型式 |
連接件 支撐墊 |
試驗(yàn)結(jié)果 |
底座 |
連接件 |
1 |
40Kg |
鋅合金 |
不銹鋼 |
叉片式 |
無(wú) |
不合格 |
2 |
40Kg |
鋅合金 |
不銹鋼 |
叉片式 |
無(wú) |
不合格 |
3 |
40Kg |
鋅合金 |
碳鋼 |
叉片式 |
無(wú) |
不合格 |
4 |
120Kg |
不銹鋼 |
不銹鋼 |
整體式 |
有 |
合格 |
測(cè)試樣本4件,合格1件,不合格3件。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析,不合格項(xiàng)目主要包括:
1. 樣本1:反復(fù)啟閉20萬(wàn)次試驗(yàn)后,底座出現(xiàn)變形、破裂;
2. 樣本2:反復(fù)啟閉20萬(wàn)次試驗(yàn)后,垂直方向變形超出允許范圍,底座出現(xiàn)變形、破裂。
3. 樣本3:反復(fù)啟閉過(guò)程中,連接件出現(xiàn)彎曲變形,開(kāi)裂。
以上測(cè)試樣本,在承受靜態(tài)荷載的檢測(cè)項(xiàng)目中全部合格,不合格項(xiàng)均發(fā)生在反復(fù)啟閉試驗(yàn)過(guò)程中。
隱藏式鉸鏈的結(jié)構(gòu)與明裝式鉸鏈的結(jié)構(gòu)主要區(qū)別在于,明裝式鉸鏈絕大部分為單軸且回轉(zhuǎn)軸為定軸,鉸鏈葉片圍繞回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),其受力狀況在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中是一致的;而隱藏式鉸鏈的結(jié)構(gòu)則為連桿結(jié)構(gòu),其回轉(zhuǎn)軸為不定軸,門(mén)框座和門(mén)扇座與連接件在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,其受力狀況是一直變化的。
隱藏式鉸鏈在反復(fù)啟閉的循環(huán)運(yùn)動(dòng)中,有2個(gè)地方處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài):鉸鏈底座與連接件之間和連接件的連桿和連桿之間。設(shè)計(jì)的理論狀態(tài)下,所有鉸鏈僅承受豎直方向的荷載,并圍繞同一軸線進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。而實(shí)際上鉸鏈承受門(mén)扇重量時(shí),因?yàn)楦髁悴考g間隙、零部件自身的強(qiáng)度和剛性等因素的影響,會(huì)受到豎直方向的分力和水平方向的分力,產(chǎn)生在這兩個(gè)方向的變形。水平方向變形量的大小,決定了一組兩個(gè)鉸鏈圍繞同一軸線運(yùn)轉(zhuǎn)的程度(同軸度)。兩片鉸鏈不同軸的程度越大,在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生額外的附加力就越大,造成的局部磨損越嚴(yán)重;這一磨損的情況又進(jìn)一步擴(kuò)大了不同軸的程度,形成惡性循環(huán)使得鉸鏈?zhǔn)Ъ铀佟?/P>
試驗(yàn)結(jié)果證明了上面的分析:測(cè)試樣本通過(guò)了靜載測(cè)試,但在反復(fù)啟閉的循環(huán)測(cè)試中出現(xiàn)了不合格的情況,是由于鉸鏈在水平方向上的變形量逐步擴(kuò)大造成的。
我們認(rèn)為,材料選擇、加工精度和連接件的結(jié)構(gòu)型式上的差異,是造成上述失效的主要原因。
1. 連接件型式:
試驗(yàn)結(jié)果可以看出,不合格的3個(gè)樣本都是叉片型式,而合格的1個(gè)樣本是整體式的。叉片式和整體式最大的差別,叉片式的連接件是由多片叉片組合、鉚接(詞條“鉚接”由行業(yè)大百科提供)而成,整體式的連接件是整體鑄造的。
叉片多為沖壓制成,該生產(chǎn)工藝會(huì)產(chǎn)生或多或少的叉片彎曲(詞條“彎曲”由行業(yè)大百科提供)不平整和毛刺,組合在一起時(shí)叉片和叉片之間必然存在間隙。這些間隙會(huì)造成一個(gè)后果,即在鉸鏈承受門(mén)扇重量時(shí),并不是所有叉片整體同時(shí)承受荷載,而是僅有部分叉片依次去承受,容易造成叉片彎曲變形,甚至破裂失效。此不利因素在試驗(yàn)時(shí)間較短的靜載試驗(yàn)時(shí)并不馬上反應(yīng)出來(lái),而在長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)啟閉的循環(huán)試驗(yàn)中就會(huì)明顯的體現(xiàn)出來(lái)。
整體式的連接件,多由鑄造或擠型工藝制成,連接件作為一個(gè)整體共同承受荷載,上述不利因素得到很大程度的消除。同時(shí),整體式的連接件,通常會(huì)帶有不同形式的支撐墊。這個(gè)支撐墊通常由高分子材料制成,起到2個(gè)作用:降低鉸鏈運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力和減小鉸鏈承受門(mén)扇重量后的變形。
2. 材料選擇:
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,不合格的情況發(fā)生在鋅合金底座和鋼制連接件上,壓鑄鋅合金的抗拉強(qiáng)度為270MPa,普通碳素鋼(詞條“碳素鋼”由行業(yè)大百科提供)的抗拉強(qiáng)度為375MPa;合格的樣本材質(zhì)為不銹鋼304, 其抗拉強(qiáng)度為520MPa,遠(yuǎn)高于鋅合金和普通碳素鋼。相同的試驗(yàn)條件下,選擇合適的材質(zhì),可以相應(yīng)地提高鉸鏈的承重性能,滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。同時(shí),對(duì)于整體式連接件的鉸鏈,其支撐墊材料的選擇,有PA,POM,POM+PTFE等,其摩擦系數(shù)依次減小,有效降低磨損,有利于鉸鏈的使用壽命;而且可以通過(guò)添加玻璃纖維的方式,增加材料的壓縮強(qiáng)度,同樣也降低變形量,有利于提高承重性能和使用壽命。
3. 加工精度:
隱藏式鉸鏈為連桿結(jié)構(gòu),在鉸鏈運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中,以下幾個(gè)部分處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)中:
a. 連接件的連桿和連桿
b. 連桿與鉸鏈座
以上各運(yùn)動(dòng)部件,均通過(guò)軸進(jìn)行相互連接,其軸和孔的間隙配合,是各部件運(yùn)行是否順暢和鉸鏈承受重量后鉸鏈產(chǎn)生垂直和水平方向變形多少的關(guān)鍵。這一間隙較小時(shí),鉸鏈承受載荷所產(chǎn)生的變形量小,鉸鏈運(yùn)行過(guò)程中自身的晃動(dòng)量小,不易產(chǎn)生局部磨損,能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持性能的一致。如果加工精度低,各零部件之間的間隙大而且不均勻,承受荷載后將產(chǎn)生較大的變形,表現(xiàn)為門(mén)扇傾斜、下垂。一組兩片鉸鏈并不圍繞同一軸線運(yùn)轉(zhuǎn),或者運(yùn)轉(zhuǎn)軸不在豎直方向上,給鉸鏈產(chǎn)生了額外的作用力;同時(shí)局部磨損的產(chǎn)生大大增加,降低了產(chǎn)品的承重性能和運(yùn)行壽命。
根據(jù)以上分析,選取不銹鋼材質(zhì)、整體式連桿的隱藏式鉸鏈產(chǎn)品,依據(jù)同一試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和方法,再次進(jìn)行試驗(yàn)。所試驗(yàn)的3個(gè)樣品,試驗(yàn)結(jié)果全部合格。
綜上所述,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)、材質(zhì)選擇和提高加工精度方面著手,是能夠讓隱藏式鉸鏈滿(mǎn)足規(guī)定的技術(shù)要求的。
以上關(guān)于隱藏式鉸鏈的結(jié)構(gòu)形式、材料選用的一點(diǎn)淺見(jiàn),希望可以給到生產(chǎn)廠家參考,以利于不斷開(kāi)發(fā)更高性能、更優(yōu)質(zhì)量的產(chǎn)品,滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,從而引導(dǎo)行業(yè)內(nèi)良性競(jìng)爭(zhēng),帶動(dòng)行業(yè)良性發(fā)展。
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本文來(lái)源:2016建筑門(mén)窗(詞條“建筑門(mén)窗”由行業(yè)大百科提供)幕墻行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展高峰論壇 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載