Belleville-aluslevyn oikea valinta edellyttää kolmen parametrin sovittamista sovellukseesi: DIN-sarja (joka sanelee voima-poikkeutuskäyrän), materiaalin paksuus ja pinoamiskokoonpano . Yleinen virhe on käsitellä näitä aluslevyjä yksinkertaisina raskaina jousiina. Todellisuudessa yhden pesukoneen käyttäytyminen muuttuu dramaattisesti sen korkeuden ja paksuuden suhteen perusteella. Aluslevyn litistäminen kokonaan vaatii voiman, joka voi olla jopa kolme kertaa suurempi kuin sen alkuperäinen taipumakuorma, mikä usein johtaa liitosvaurioon, jos sitä ei huomioida suunnitteluvaiheessa.
DIN EN 16983 -sarjan järjestelmän ymmärtäminen
Belleville aluslevyt eivät ole yksikokoinen tuote. Vanha DIN 2093 -standardi, joka on nyt sisällytetty standardiin DIN EN 16983, luokittelee aluslevyt kolmeen eri sarjaan niiden mittasuhteiden perusteella. Sarjan kirjain kertoo suoraan aluslevyn jäykkyysprofiilin. A-sarjan aluslevyn käyttäminen herkässä alumiinilaipassa aiheuttaa uppoamista ja muodonmuutoksia, kun taas C-sarjan aluslevy ei välttämättä anna tarpeeksi jäännöspuristinkuormitusta estämään itsensä irtoaminen tärisevässä ympäristössä.
| Kuormanpoikkeaman ominaisuudet DIN EN 16983 -sarjan mukaan | |||
| sarja | h0/t-suhde (noin) | Voimakäyrän muoto | Tyypillinen sovellus |
| sarja A | ~0.4 | Melkein lineaarinen, suuri voima | Suuri kantavuus, rajallinen tila |
| sarja B | ~0,75 | Progressiivinen, vakio | Yleinen suunnittelu, lämpöpyöräily |
| sarja C | ~1.3 | Regressiivinen (melkein tasainen keskiosa) | Jatkuva kuormitus laajalla taipuma-alueella |
B-sarja toimii työhevosena useimmille ruuviliitoksille, jotka vaativat tärinänkestävyyttä. Kun litistät B-sarjan aluslevyn 75 prosenttiin sen käytettävissä olevasta kokonaistaipumasta, kuormituksen kasvu on vakaata ja ennustettavaa. C-sarjan aluslevyt sopivat ainutlaatuisesti dynaamisiin lämpöympäristöihin, koska ne voivat absorboida pultin merkittävän aksiaalisen laajenemisen moninkertaistamatta puristusvoimaa tarpeeksi kiinnittimen napsauttamiseksi.
Pultin oikean koon laskeminen
Aluslevyn fyysisen geometrian on vastattava pultin vartta ja liitäntäpintaa. Tämä sisältää kolme kriittistä mittatarkastusta. Ensinnäkin aluslevyn sisähalkaisijan on tyhjennettävä pultin kierteen suurin halkaisija mahdollisimman pienellä raolla; huolimaton sovitus aiheuttaa epäkeskisen kuormituksen. Toiseksi aluslevyn ulkohalkaisija sanelee puristettuun materiaaliin kohdistuvan laakerijännityksen. Jos aluslevyn alla oleva pinta on pehmeä, puristusmyötölajuuden ylittäminen johtaa upotuksen rentoutumiseen. Kolmanneksi aluslevyn paksuus ja kartion korkeus kuormittamattomassa tilassa määräävät, kuinka pitkälle voit puristaa sen, ennen kuin se jähmettyy. Et voi sallia Belleville-aluslevyn saavuttaa tasaisen asentoonsa normaaleissa käyttökuormissa. sinun on jätettävä vähintään turvamarginaali 10-15 % kokonaispoikkeutusmatkasta kiinteän kosketuksen estämiseksi.
Vastaava aluslevyn ID pultin kokoon
Vakiomittakoot on ryhmitelty. M8-pultille suunnitellun aluslevyn sisähalkaisija on tyypillisesti noin 8,4 mm. Rakenteellisissa sovelluksissa, joissa käytetään valssattuja kierteitä, todellinen pultin rungon halkaisija voi kuitenkin olla hieman alle nimellishalkaisijan. Tarkista seuraavat pariliitokset lähtökohtana:
- M6-pultti vaatii aluslevyn ID ~ 6,4 mm, ulkohalkaisija tyypillisesti 12,5 mm tai 14 mm.
- M12-pultti vaatii aluslevyn ID ~13mm, ulkohalkaisija tyypillisesti 23mm tai 28mm.
- M20-pultti vaatii aluslevyn ID ~21mm, ulkohalkaisija tyypillisesti 36mm tai 40mm.
Ylisuuren ulkopinnan valitseminen levittää reaktiovoiman suuremmalle alueelle, mikä vähentää pintapainetta. Tämä on kriittistä kiinnitettäessä lasikuitulaippoja tai pehmeää alumiinia, jossa pintajännityksen tulee pysyä alapuolella 100 MPa .
Pinoamiskokoonpanot ja niiden jousihinnat
Pinoaminen muuttaa yhden pesukoneen suorituskyvyn rajan. Kolme perustavanlaatuista pinoamisjärjestelyä tuottavat täysin erilaisia kuormanpoikkeutusidentiteettiä. Yhdensuuntainen pino moninkertaistaa tietyn taipuman vaatiman voiman, kun taas sarjapino moninkertaistaa tietyllä voimalla käytettävissä olevan kokonaispoikkeutuksen. Näitä sekoittamalla saadaan aikaan progressiivinen jousijärjestelmä, jossa käyrässä on polvipiste.
Rinnakkainen pinoaminen lisää voimaa
Aseta identtiset aluslevyt sisäkkäin, kaikki samalla tavalla. Kaksi rinnakkaista aluslevyä kaksinkertaistaa voiman samalla taipumalla. Viisi aluslevyä rinnakkain viisinkertaistaa voiman. Sisäkkäisten kartioiden välinen kitka kuitenkin lisää hystereesiä. Käytännössä neljän aluslevyn pino rinnakkain kokee a kitkahäviö noin 6-8 % verrattuna teoreettiseen lineaariseen kertolaskuun. Vastapintojen voiteleminen molybdeenidisulfiditahnalla on välttämätöntä ennustettavan vääntömomentin esikuormituksen muuntamiseksi rinnakkaisissa pinoissa, joissa on yli kolme aluslevyä.
Sarjan pinoaminen pitkille matkoille
Vaihtele kunkin aluslevyn suuntaa niin, että ne ovat vastakkain. Kaksi sarjassa olevaa aluslevyä kaksinkertaistaa kokonaispoikkeutuskapasiteetin samalla voimatasolla. Neljän sarjan pino tarjoaa nelinkertaisen matkan. Tämä järjestely sopii ihanteellisesti syklistä lämpölaajenemista kokevan pulttilaipan kuormitukseen. Pino toimii kuin yhteensopiva jousi, joka säilyttää puristuskuorman raossa, joka laajenee ja supistuu useita millimetrejä.
Mixed pinoaminen progressiivisia käyriä varten
Yhdistä sarja rinnakkaisia aluslevyjä sarjaan aluslevyjä. Tyypillinen konfiguraatio on "kolminkertainen rinnakkainen, kaksoissarja" pino. Tämä tarkoittaa, että kolme aluslevyä on sisäkkäin (rinnakkaisesti), sitten kaksi näistä kolmoispesistä vastakkain (sarja). Jousen käyrä seuraa aluksi yhdensuuntaisten kolmioiden jäykkää, voimakasta reittiä. Jos liitos irtoaa hieman ylikuormituksen alaisena, sarjavastus kytkeytyy ja jousinopeus pehmenee rajusti estäen jyrkän pultin jännityspiikin, joka muuten aiheuttaisi väsymisvaurion.
Materiaalin valinta ja korroosiorajapinnat
Aluslevyn perusmetalli määrää sen väsymisiän ja korroosionkestävyyden. Vakiohiiliteräs (C67S, 1.5014), joka on karkaistu ja karkaistu 42-48 HRC:hen, kattaa suurimman osan sisäsovelluksista. Ulkokäyttöön ruuveilla tai meriympäristöissä tarvitaan AISI 316 ruostumaton teräs tai Inconel 718, mutta näiden vetojäykkyys heikkenee merkittävästi seostettuun jousiteräkseen verrattuna.
| Materiaali | Kovuusalue | Max käyttölämpötila | Korroosionkestävyys |
|---|---|---|---|
| C67S (1,5014) | 42-48 HRC | 120°C (pinnoittamaton) | Matala (vaatii pinnoituksen) |
| 51CrV4 (1,8159) | 45-51 HRC | 180 °C | Matala-Keskitaso |
| AISI 316 (1.4401) | ~35 HRC max | 280 °C | Korkea (kloridin kestävä) |
| Inconel 718 | 36-44 HRC | 600 °C | Erinomainen |
Älä koskaan yhdistä kovaa hiiliteräksistä Belleville-aluslevyä pehmeään ruostumattomasta teräksestä valmistettuun pulttiin ilman välikarkaistua litteää aluslevyä. Jousialuslevyn kartiomainen reuna osuu pultin laakerin pintaan, jolloin syntyy jännitysnosto, joka aiheuttaa väsymishalkeamia. Ohut, pintakarkaistu litteä aluslevy, jossa on viistetty reikä, suojaa pultin pään sädettä.
Esikuormituksen asettaminen Bellevillen aluslevyillä
Vääntömomentin käyttö Belleville-pinon esikuormituksen asettamiseen on epäluotettavaa, koska jousen taipuma, ei vääntömomentti, määrää puristusvoiman. Oikea menetelmä on laskea jousen taipuma halutulla esijännityksellä ja kiristä sitten, kunnes fyysinen taipuma on mitattu. Voit valita yhden B-sarjan aluslevyn, jonka kokonaisliike on 2,15 mm 1,5 mm taipuma (70 % liikematkasta) saavuttaaksesi nimellisen tasaisen kuorman. Tämä varmistetaan kellomittarilla tai syvyysmikrometrillä, joka mittaa kiinnitettyjen levyjen välistä rakoa. Jos aluslevypino on piilossa, käytä hydraulista kiristystä tai mittaa pultin venymä ultraäänellä. Pelkästään momenttiavaimeen luottaminen voi aiheuttaa esijännityksen hajoamisen ±25 % , joka usein ylittää aluslevyn elastisen työskentelyalueen.
Yleisten vikatilojen välttäminen
Väsymisvika alkaa yleensä aluslevyn sisäreunasta, jossa vetovannejännitys keskittyy puristuksen aikana. Aluslevyn koveran pinnan hajotus viivyttää halkeaman muodostumista. Varmista, että laakerin pinta sisähalkaisijaa vasten on vapaa terävistä purseista tai hitsausroiskeista. Pultin varressa oleva purse toimii leikkaustyökaluna, uuristaen aluslevyn reiän ja synnyttävät murtuman. Toinen huomiotta jäänyt vika on käänteinen pinoaminen. Jos yksi aluslevy vahingossa kääntyy, nivel menettää jousitoimintonsa kokonaan ja siitä tulee litteä liitos, joka löystyy välittömästi. Merkitse rinnakkaisten pinojen ulkoreuna aina maalikynällä asennuksen jälkeen, jotta käänteinen aluslevy näkyy visuaalisesti tarkastuksen aikana.
Korkean tärinän liitosten sovellusten tarkistuslista
Tarkista nämä viisi kohtaa ennen suunnittelun viimeistelyä. Ensinnäkin pultin puristetun pituuden on oltava riittävä, jotta aluslevyn taipuma on merkityksellinen osa liitoksen kokonaisjoustavuudesta. Toiseksi aluslevyä ei saa litistää kiinteästi suurimmalla käyttökuormalla. Kolmanneksi laakeripinta on kovetettava tai suojattava tasaisella aluslevyllä. Neljänneksi rinnakkaisten aluslevyjen lukumäärä ei saa ylittää neljää ilman kitkan pienentämistä. Viidenneksi materiaalin on kestettävä ympäristön lämpötilan yläraja menettämättä malttiaan. Jommankumman näistä tarkistuksista puuttuminen vaarantaa perussyyn valita Belleville-aluslevy jaetun lukkoaluslevyn sijaan, sillä se menettää jännityksen pienen upottamisen jälkeen.
