Belleville tavaszi útmutató: Terhelési görbék, halmozási módszerek és szeleptömszelencék

Egy gőzköpennyel ellátott átviteli vezeték naponta négyszer körkörös hőmérsékletről 160 C-ra vált. A tömszelence csavarjait az üzembe helyezéskor a specifikációnak megfelelően meghúzták, az első hét végére mégis sír a tömítés. Semmi sem szabadult el. A csatlakozás egyszerűen megrövidült néhány századmilliméterrel, ahogy a tömítés és a tömítés ellazul a hő hatására, és a lapos alátét nem tudja követni ezt a mozgást. Egy Belleville rugós lehet.

A rövid löket és a nagy erő kombinációja az oka annak, hogy a kúpos tárcsás alátétek sokkal gyakrabban fordulnak elő a szelepfedélen, a karimás csavarokon, az ülésszerelvényeken és a tehermentesítő burkolatokon, mint a legtöbb karbantartási dokumentáció. A helyes megoldás néhány mérettől és két halmozási döntéstől függ, és a legtöbb helyszíni hiba az egyik kihagyásra vezethető vissza.

Milyen is valójában a Belleville-i tavasz

A Belleville rugó egy alátét alakú nyomórugó, amelyet sekély, csonka kúp formájában alakítanak ki. Axiálisan terhelve a kúp ellaposodik: a tárcsánkénti kihajlás általában jóval egy milliméter alatt van, miközben az általa kifejtett erő nagy az elfoglalt magassághoz képest. A legtöbb ipari specifikáció a DIN 2093 szabványt követi, amely rögzíti a méretsorokat, a vastagságtűrési csoportokat és az anyagállapotot.

Négy érték írja le az alkatrészt: külső átmérő, belső átmérő, t anyagvastagság és h kúpmagasság. Minden más, beleértve a terhelési görbe alakját és a fáradási viselkedést is belőlük következik.

A terhelés-elhajlás görbe leolvasása a h/t arány kiválasztása előtt

A h/t arány határozza meg a terhelés-elhajlás görbe alakját, így a rugó által elvégezhető munkát.

0,4 körüli h/t-nál a görbe közel áll az egyeneshez: az elhajlás megkétszerezése nagyjából megkétszerezi az erőt. Ez egyszerűvé teszi a méretezést, és olyan csavarkötésekhez illeszkedik, ahol a munkaút kicsi és előre ismert.

0,75 körüli h/t-nál a görbe az út közepén ellaposodik. Az erő nagyon keveset változik a több tizedmilliméter széles eltérítési sávban, amit egy éles terhelésű tömszelencék is megkívánnak: a tömítés ellazul, a tárcsa enyhén tehermentesül, a tömítést érő feszültség pedig a tömítőablak belsejében marad, ahelyett, hogy összeesne.

Körülbelül 1,3 felett a görbe átfordul, és a lemez negatív merevségbe kerül. Ez a viselkedés valós és hasznos az over-center mechanizmusoknál, de kockázatos egy csavar alatt: egy átpattanó tárcsa megfordíthatja és elveszítheti az előterhelést egyetlen hőkimozdulás alatt. Ha a karbantartó csapat arról számol be, hogy egy köteg látható ok nélkül lemerült, ellenőrizze a h/t értéket, mielőtt a nyomatéki eljárást hibáztatná.

Halmozás: Hogyan változtatják meg a sorozatos és párhuzamos konfigurációk a terhelést és az utazást

A párhuzamos halmozás megsokszorozza az erőt, a sorozatba rakás pedig megsokszorozza az utazást, és egyik rakat sem teszi meg egyszerre mindkettőt anélkül, hogy magasságban kellene fizetni.

Ugyanabban az irányban egymásba ágyazott n korong egy merevebb elemként viselkedik: az erő n-szerese egyetlen korongnak, miközben az út változatlan marad. Szemtől háttal felváltva ugyanaz az n tárcsa n-szer annyit halad, de csak egy tárcsa erejét hordozzák. A kombinált csoportok, például két párhuzamos halmaz, amelyek sorba vannak kapcsolva, mindkét értéket megszorozzák, magasabb zseb és több súrlódó interfész árán.

A súrlódás a csendes változó. Minden lemez-lemez interfész nagyjából 2-5 százalékot veszít a névleges erőből a be- és kirakodási löket között, így a tízlemezes köteg észrevehető hiszterézist mutathat, a száraz köteg pedig jóval a katalógusgörbe alatt olvasható. A kenett kötegek szorítják ezt a szórást, bár a kenőanyagnak kompatibilisnek kell lennie a technológiai folyadékkal, ha a rugó a nedvesített határon belül helyezkedik el.

Ahol a belleville-i alátétek valódi munkát végeznek a szelep- és csővezeték-hardverek terén

A szelep- és csőszerelvényekben a Belleville rugók három helyen jelennek meg: csavarkötések, amelyek felmelegednek, tömítőgyűrűk, amelyeknek állandó feszültséget kell tartaniuk, és üléselemek, amelyeknek könnyű, folyamatos nyomásra van szükségük.

• Tömszelence és motorháztető élő terhelés. Az egyes tömszelence anyák alatt található rövid köteg egy keskeny sávon belül tartja a tömítési feszültséget, miközben a szelep felmelegszik és lehűl. Két-négy tárcsa sorozatban általában lefedi a gőzszelep útját.
• Karimás csavarkötések. A szénacél cső és a rozsdamentes csapok közötti hőtágulási eltérés egy klasszikus lazító mechanizmus, és a tárcsarakás kompenzálja anélkül, hogy hosszabb csapra lenne szüksége.
• Ülés energizálás. Golyós- és pillangószelepeknél kis nyomáskülönbség mellett könnyű tárcsa- vagy hullámrugó nyomja az ülést a záróelemhez, majd a folyamatnyomás átveszi a tömítési terhelést.
• A hajtómű és a csapágy előfeszítése. A negyedfordulatú sebességváltók és elektromos hajtóművek kis kötegekkel távolítják el a hajtáslánc tengelyirányú játékát.
• Tehermentesítési és kísérleti szakaszok. A beállított nyomás stabilitása attól függ, hogy a rugó sebessége állandó marad, és egyes kísérleti tervek tárcsakötegeket használnak, ahol a csavarrugó túl magasan állna.

A magas hőmérsékletű golyósszelepeknél leggyakrabban felbukkanó meghibásodási minta egy olyan ülék, amely hidegen tömít és forrón sír. Az ülésbetét növekszik, az alatta lévő rugónak fel kell vennie a mozgást, az alulméretezett vagy laza rugó pedig pont akkor veszíti el az érintkezési nyomást, amikor a folyamat eléri a hőmérsékletet. Az erre a célra épített szelepnek meg kell határoznia az ülésrugó anyagát és a rendelkezésre álló mozgást, nem pedig általános alkatrészre hagyni.

VATTEN pneumatikus, magas hőmérsékletű golyóscsap Magas hőmérsékletű pneumatikus golyóscsap meghosszabbított konzollal és hőelvezetéssel, akkor releváns, ha az ülésrugó anyagának és mozgásának meg kell felelnie a hőmozgásnak. Termék megtekintése →

Ugyanez az érvelés vonatkozik a fémüléses golyóscsapokra is, amelyeknél az ülésrugónak egyszerre kell túlélnie a hőmozgást és a részecskék bejutását. Saját megjegyzésünk fémüléses golyóscsapok extrém üzemi körülmények között részletesebben végigjárja a terhelési utat.

A tehermentesítő oldalon a rugó a kalibráló elem. A rugós biztonsági szelep csak addig tartja beállított nyomását, amíg a rugó sebessége stabil marad, így a rugóház, annak vezetői és az esetleges segédtárcsaelemek ugyanolyan vizsgálatot érdemelnek, mint az ülés és a tárcsa.

Rugós teljes emelésű zárt biztonsági szelep Rugós biztonsági szelep a túlnyomás elleni védelemhez, A42Y-C és A42Y-P/R szervizhatárokkal és PN/DN mérettáblázatokkal a választáshoz. Termék megtekintése →

Anyag-, felület- és tűrésadatok, amelyek meghatározzák az élettartamot

Az anyagminőség, az élek állapota és az előre beállított kezelés dönti el, hogy egy lemez túlél-e egymillió ciklust, vagy tízezernél reped, és ezek többet számítanak, mint a katalógus terhelhetősége.

Négy folyamatrészlet hordozza a fennmaradó kockázat nagy részét:

• Éllekerekítés, amely eltávolítja az éles sarkot, ahol a fáradásos repedések általában kiindulnak.
• Shot peening, amely a felületet összenyomja, és észrevehetően megnöveli a kerékpáros alkatrészek kifáradási élettartamát.
• Előbeállítás tömör magasságra, amely eltávolítja a maradék feszültséget és stabilizálja a kúp magasságát az alkatrész szállítása előtt.
• Felületkezelés, legyen szó foszfátozásról, cinkpehelyről vagy PTFE-ről, a súrlódás és a korrózió csökkentésére egyaránt választott.

Gyakorlati kiválasztási sorozat

Abból a terhelésből dolgozzon, amelyet a kötésnek meg kell tartania, nem pedig a legközelebbi katalógusoldalról.

1. Határozza meg a terhelési sávot. Adja meg a minimális feszültséget, amelyre az illesztésnek szüksége van a tömítéshez, és a maximális feszültséget, amelyet a vasalat elviselhet, majd méretezze meg az ablak közepére.
2. Mérje meg a mozgást. A hőtágulás, a tömítés lazítása és a kúszás összeadja azt az utazást, amelyet a rugónak el kell nyelnie. Ha a szám 0,2 mm alatt van, akkor általában elegendő egyetlen lemez.
3. Válassza ki a lemezt és az arányt. Válassza a h/t közel 0,4-et a kiszámítható sebességhez, vagy közel 0,75-öt, ha az állandó mozgási erő fontosabb, mint a merevség.
4. Döntse el a köteget. Sorozat az utazáshoz, párhuzamos az erőhöz, és kombinált csoportok csak akkor, ha a zseb magassága ezt lehetővé teszi.
5. Ellenőrizze a stresszt és a környezetet. Győződjön meg arról, hogy a számított feszültség az anyag kifáradási határa alatt van üzemi hőmérsékleten, és hogy a bevonat vagy a kenőanyag túléli a technológiai folyadékot.

Gyakran Ismételt Kérdések

A Belleville alátétek és a tárcsarugók ugyanazok?

Igen. A Belleville alátét, a kúpos tárcsás rugó és a tárcsarugó ugyanazt a csonkakúpos részt írja le, és a német DIN 2093 szabvány a Tellerfeder kifejezést használja. Az elnevezés régiónként és beszállítói katalógusonként eltérő, de a méretek és a terhelési viselkedés ugyanazokat a szabályokat követi.

A halmozás egyszerre emelheti a terhelést és a mozgást?

Nem ugyanazokkal a lemezekkel egy egyszerű veremben. A párhuzamos csoportok megsokszorozzák az erőt, a sorozatos csoportok pedig az utazást, így mindkettő emeléséhez kombinált csoportokra és magasabb zsebre van szükség. Két párhuzamos pár egymás után például megduplázza mindkét értéket egyetlen tárcsához képest, a beépített magasság négyszeresénél.

Mekkora a normális súrlódás egy kötegben?

A névleges erő nagyjából 2-5 százaléka interfészenként száraz halmon, ami a terhelési és kirakodási görbe közötti különbségként jelenik meg. A kenés csökkenti a szórást, és a hatás elég kicsi a legtöbb csavarkötésnél, ha azt a számításban figyelembe vettük, nem pedig a használat során.

A tárcsarugókat beszerelés után újra meg kell húzni?

Ritkábban, mint a lapos alátétek, de az első fűtési ciklus még mindig megmozgatja a dolgokat. Ellenőrizze a csavarok terhelését egyszer, miután a rendszer elérte az üzemi hőmérsékletet, majd ismét az első hét után; egy előre beállított, megfelelő méretű verem általában néhány százalékon belül marad attól kezdve.