I perni elastici vengono utilizzati in molti assemblaggi diversi per svariati motivi: per fungere da perni di cerniera e assi, per allineare i componenti o semplicemente per fissare insieme più componenti. I perni elastici sono realizzati mediante laminazione e configurazione di una striscia di metallo in una forma cilindrica che consente la compressione radiale e il recupero della forma originale. Se utilizzati correttamente, i perni elastici forniscono giunzioni robuste e affidabili con un'eccellente tenuta.
Durante l'installazione, i perni a molla si comprimono e si adattano al foro più piccolo. Il perno compresso esercita quindi una forza radiale verso l'esterno contro la parete del foro. Il fissaggio è garantito dalla compressione e dal conseguente attrito tra il perno e la parete del foro. Per questo motivo, la superficie di contatto tra il perno e il foro è fondamentale.
L'aumento della sollecitazione radiale e/o dell'area di contatto può ottimizzare la ritenzione. Un perno più grande e pesante presenterà una flessibilità ridotta e, di conseguenza, il carico della molla installata o la sollecitazione radiale saranno maggiori. I perni a molla elicoidale rappresentano un'eccezione a questa regola, in quanto sono disponibili in diverse versioni (leggera, standard e pesante) per offrire una maggiore gamma di resistenza e flessibilità all'interno di un dato diametro.
Esiste una relazione lineare tra attrito/ritenzione e lunghezza di innesto di un perno elastico all'interno di un foro. Pertanto, aumentando la lunghezza del perno e la conseguente superficie di contatto tra il perno e il foro, si otterrà una maggiore ritenzione. Poiché non vi è ritenzione all'estremità del perno a causa della smussatura, è importante tenere conto della lunghezza della smussatura nel calcolo della lunghezza di innesto. In nessun caso la smussatura del perno deve trovarsi sul piano di taglio tra i fori di accoppiamento, poiché ciò può portare alla trasformazione della forza tangenziale in forza assiale, che può contribuire allo "spostamento" del perno o al suo allontanamento dal piano di taglio fino a quando la forza non viene neutralizzata. Per evitare questo scenario, si raccomanda che l'estremità del perno sia distante dal piano di taglio di almeno un diametro del perno. Questa condizione può essere causata anche da fori conici che possono analogamente trasformare la forza tangenziale in movimento verso l'esterno. Pertanto, si raccomanda di utilizzare fori senza conicità e, se la conicità è necessaria, di mantenerla inferiore a 1° incluso.
I perni elastici recuperano una parte del loro diametro preinstallato laddove non siano supportati dal materiale ospite. Nelle applicazioni di allineamento, il perno elastico deve essere inserito per il 60% della sua lunghezza totale nel foro iniziale per fissarne permanentemente la posizione e controllare il diametro dell'estremità sporgente. Nelle applicazioni di cerniere a accoppiamento libero, il perno deve rimanere negli elementi esterni a condizione che la larghezza di ciascuna di queste posizioni sia maggiore o uguale a 1,5 volte il diametro del perno. Se questa linea guida non è soddisfatta, può essere prudente mantenere il perno nel componente centrale. Le cerniere a frizione richiedono che tutti i componenti della cerniera siano predisposti con fori corrispondenti e che ciascun componente, indipendentemente dal numero di segmenti della cerniera, massimizzi l'impegno con il perno.
Data di pubblicazione: 11 gennaio 2022