Выбор стопорных колец

Aug 23, 2023

Перед инженерами ежедневно стоит задача разработать экономичные конструкции продуктов, которые уменьшают вес, размер, сырье и рабочую силу. Этот конкурентный мандат влияет на каждый аспект конструкции, включая крепеж, необходимый для удержания компонентов на месте.

Одним из видов безрезьбового крепежа, который широко используется для достижения этих целей, является стопорное кольцо. Это кольцо круглого сечения устанавливается в канавку для удержания компонентов на валу или внутри отверстия. Он удерживает шестерни, кулачки и шкивы на валах, а подшипники, клапаны, сопла и замки удерживаются внутри корпусов. Знание того, какое стопорное кольцо использовать в конкретной ситуации крепления, может существенно повысить общую эффективность и экономичность конструкции.

Точно так же, как винту необходимо правильно нарезанное отверстие, стопорному кольцу нужны правильно вырезанные канавки, чтобы обеспечить наилучшие характеристики. Обе стенки канавок должны быть параллельны и перпендикулярны оси вала или корпуса.

Глубина канавки должна соответствовать спецификациям, поскольку глубина и радиус дна канавки определяют степень поддержки, которую обеспечит несущая стенка канавки. Краевой запас, который представляет собой расстояние канавки от конца вала или корпуса, должен быть рассчитан так, чтобы обеспечить достаточное количество материала, чтобы противостоять сдвигу даже при максимальных нагрузках.

Поскольку стопорные кольца чаще всего выходят из строя из-за прогиба, важно понимать, как различные условия влияют на тягу. Детали с острыми углами обеспечивают идеальный контакт с выступающей частью кольца и, следовательно, лучшую поддержку груза.

Детали, имеющие радиус или фаску, снижают осевую мощность. Когда нагрузка прикладывается к удерживаемой части, которая контактирует с кольцом по его внешнему краю, она создает действие рычага на нагруженную стенку канавки. При экстремальных нагрузках это может привести к прогибу кольца и в конечном итоге к выходу из строя. Если такие условия существуют (а это следует тщательно изучить до завершения проектирования), возможно, будет разумно использовать усиленное стопорное кольцо.

Не менее важным для правильной подготовки канавок является выбор типов колец, наиболее подходящих для конкретных условий нагрузки. Хотя многие стили колец имеют общие характеристики дизайна, каждый из них имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при индивидуальном дизайне.

Например, если условия нагрузки требуют максимального зацепления канавок, лучшим выбором будут базовые кольца. Однако там, где нагрузка не является критической, но выступ выступов основных колец создает проблему помех или когда важно равномерно выступающее более высокое плечо, предпочтение следует отдавать перевернутым кольцам. Такие кольца обычно используются в устройствах с низкой грузоподъемностью, где эстетика является главной заботой. Базовые и инвертированные кольца взаимозаменяемы по размерам канавок.

В случае тяжелых нагрузок усиленное кольцо превосходит базовое кольцо из-за большей высоты сечения, формы и толщины выступов. Это кольцо также может исправить случаи усталостного разрушения.

Радиально установленные кольца также различаются. Серповидное С-образное кольцо предпочтительнее, когда пространство ограничено и нагрузки не очень тяжелые. Этот тип кольца также более устойчив к взлому.

E-образное кольцо, представляющее собой C-образное кольцо с выемками на каждой стороне нижней центральной части, идеально подходит для больших плеч. Усиленное E-образное кольцо лучше всего подходит для применений, характеризующихся высокой вибрацией, скоростью и циклическими нагрузками.

Усиленное кольцо взаимозаменяемо с E-образным кольцом, но захватывает дно канавки с радиальной силой в 3–5 раз большей и обладает большей устойчивостью к усталостному разрушению. В большинстве случаев его внешний диаметр или выступ больше, чем у E-образного кольца, и это еще один фактор, который следует учитывать. Все три модели доступны в картриджах с лентой для сборки с дозаторами и аппликаторами.

Стопорные кольца можно использовать для компенсации накопленных допусков или износа в сборе, а также для оказания давления на удерживаемые детали. Большинство стопорных колец изготовлены из пружинных материалов и подвергаются термообработке для сохранения упругости.