Planista konserwacji napędu przenośnika wibracyjnego zadał ostatnio pytanie, które pojawia się w prawie każdym ciężkim zakładzie: każda śruba M10 na wsporniku ma już podkładkę dzieloną, więc dlaczego złącze nadal jest luźne co sześć tygodni? Szczera odpowiedź oddziela dwa zadania, których ludzie oczekują od podkładek sprężyn śrubowych. Jako elastyczne, niedrogie komponenty zapewniają rzeczywiste, wymierne korzyści - pokonywanie tolerancji, kontakt pod napięciem w przypadku zużycia i ruchu termicznego oraz rozkładanie obciążenia na miękkich powierzchniach. Testy wibracyjne wielokrotnie wykazały, że jako urządzenia blokujące nie zapobiegają luźnemu obracaniu się nakrętki.
To rozróżnienie ma znaczenie zarówno komercyjne, jak i techniczne. Podkładki dzielone kosztują grosze, są dostarczane w każdym rozmiarze od M2 wzwyż i pasują zarówno do asortymentu calowego DIN 127, jak i ASME, więc pozostaną w każdym katalogu. Umiejętność polega na tym, aby wiedzieć, jakiej korzyści faktycznie potrzebuje Twój staw i kiedy zamiast tego inne urządzenie powinno wykonać zadanie blokowania.
Podkładka sprężyny śrubowej to dzielony pierścień ze stali sprężynowej o przekroju kwadratowym uformowany w delikatną spiralę, dzięki czemu dokręcanie śruby ściska ją w taki sam sposób, w jaki ściskałaby się bardzo krótka, bardzo sztywna sprężyna śrubowa.
Definicja: podkładka sprężysta śrubowa (podkładka dzielona) to spiralnie uformowany pierścień o kwadratowym przekroju poprzecznym i przesuniętych końcach, znormalizowany w rozmiarach metrycznych zgodnie z DIN 127 i rozmiarach imperialnych zgodnie z ASME B18.21.1. Pod napięciem wstępnym spłaszcza się względem powierzchni nośnych i przechowuje odkształcenie sprężyste – jest to jedyna właściwość, z której wynika każda prawdziwa zaleta.
Istnieją dwa tradycyjne twierdzenia na ten temat. Pierwsza, polegająca na tym, że rozdwojone końce blokują zespół przed obrotem, nie przechodzi oprzyrządowanych testów wibracyjnych. Drugie stwierdzenie, że sztywność podkładki sprawia, że złącze jest bardziej odporne na relaksację, jest tylko w połowie prawdziwe: podkładka dzielona M8 zwykle spłaszcza się przy działaniu kilku kiloniutonów, podczas gdy śruba M8 klasy wytrzymałości 8.8 pracuje z napięciem wstępnym wynoszącym około 20 kN. Poza spłaszczeniem część zachowuje się jak zwykła podkładka, więc efekt sprężystości zanika dokładnie tam, gdzie najbardziej obciążone połączenie jest najbardziej potrzebne.
Zalety, które warto kupić, to elastyczność przy niskim obciążeniu, kompensacja luzów końcowych, przyjazne dla powierzchni rozłożenie obciążenia, powszechna dostępność i niemal zerowy koszt. Kilka liczb wyjaśnia, dlaczego dana część przetrwała ponad sto lat służby:
Notatka terenowa: podczas kontroli uszkodzeń luźnych połączeń podkładka dzielona rzadko jest podstawową przyczyną. Zwykle jest to specyfikacja symptomu, dodana przez osobę mającą nadzieję na działanie blokujące, którego część nigdy nie była w stanie zapewnić.
Pod wpływem wibracji poprzecznych podkładki sprężyste śrubowe wielokrotnie nie zapobiegały samoluzowaniu, a kilka serii testów wykazało, że stopień poluzowania wzrasta, a nie spada.
Praca Gerharda Junkera z 1969 r. ustanowiła rozwiązania, które inżynierowie mechanizmów cytują do dziś. Kiedy obciążenia poprzeczne powodują względny poślizg pomiędzy współpracującymi gwintami a powierzchniami nośnymi, nachylone płaszczyzny gwintu przesuwają nakrętkę do tyłu, nawet przy całkowicie naprężonym złączu. Spłaszczona dzielona podkładka nie powstrzymuje tego obrotu, a jej ekscentryczny, wahliwy kontakt z krawędzią może powodować mikroruchy, które przyspieszają utratę napięcia wstępnego. Testy porównawcze łączników M8 z nakrętką gładką pokazują poniższy charakterystyczny wzór.
Jedna wersja argumentu o stopie wiosennej przetrwała testy. Niewielka dodatkowa elastyczność złącza faktycznie zmniejsza utratę napięcia wstępnego spowodowaną osadzaniem i relaksacją, czyli powolnym, trwałym spłaszczaniem powierzchni pod obciążeniem. Dlatego w niektórych instalacjach pod podkładkę dzieloną umieszcza się płaską podkładkę: płaska podkładka stabilizuje powierzchnię nośną, podczas gdy złącze zyskuje niewielką podatność. Korzyści pojawiają się w przypadku wolno rozluźniających się stawów, nigdy w przypadku wibrujących.
Jeśli zbudujesz taką parę, płaska podkładka powinna być twardszym i gładszym partnerem w kontakcie z powierzchnią złącza:
Standardowa podkładka płaska do rozkładu obciążenia Płaska tarcza o precyzyjnych rozmiarach, która rozkłada siłę zacisku i chroni powierzchnie stawów. Pasuje do wskazówek dotyczących parowania, ponieważ twardsza, gładsza podkładka jest umieszczona na powierzchni złącza. Zobacz produkt → Wybierz podkładki sprężyste śrubowe tam, gdzie potrzebujesz taniego elastycznego mocowania w niekrytycznym złączu o niskim poziomie wibracji i wybierz inne urządzenie w momencie, gdy utrata rotacji stanie się kwestią bezpieczeństwa lub przestoju.
W przypadku standardowego programu uzupełniania zapasów w jednostkach metrycznych, jeden zakres DIN 127 obejmuje większość rozmiarów instalacji:
Podkładka sprężysta metryczna DIN 127 Dzielona podkładka spiralna do śrub metrycznych, zapewniająca sprężyste naprężenie w warunkach wibracji i cykli termicznych, pasująca do standardowego programu uzupełniania zapasów metrycznych w zakładach o typowych rozmiarach. Zobacz produkt → Kupuj według standardowego oznaczenia, dopasowania materiału i dyscypliny łączenia, a nie roszczeń blokujących. Poniższe porównanie porównuje podkładki sprężyn śrubowych z alternatywami, z którymi porównuje je większość zespołów zakupowych:
| Opcja | Odporność na wibracje | Elastyczny odbiór | Koszt na stanowisko | Najlepiej nadaje się do |
| Podkładka sprężysta śrubowa (DIN 127) | Nie wykazano w testach | Dobry przy małych obciążeniach | Bardzo niski | Połączenia statyczne wymagające dostosowania tolerancji |
| Podkładka zębata | Ograniczone, zależne od powierzchni | Żadne | Niski | Lekkie obciążenia i uziemienie elektryczne |
| Nakrętka zabezpieczająca z wkładką nylonową | Dobra w swoim zakresie temperatur | Żadne | Umiarkowane | Elementy złączne wielokrotnego użytku, narażone na wibracje |
| Zwykła podkładka ze zweryfikowanym napięciem wstępnym | Wstępne ładowanie działa | Żadne | Niski | Wszystko, co jest krytyczne pod względem obciążenia |
Podkładki zębate atakują problem poprzez gryzienie, a nie zginanie - nasze porównanie podkładki zębate zewnętrzne i wewnętrzne wyjaśnia, kiedy taki kompromis ma sens.
Dopasowanie materiału to druga dźwignia. W środowisku przybrzeżnym, chemicznym lub wilgotnym należy określić dopasowanie śruby i podkładki ze stali nierdzewnej programu, aby najtańsza część stosu nie korodowała jako pierwsza.
Cztery reguły parowania obejmują większość zespołów:
W sprzęcie starszego typu z Ameryki Północnej w dalszym ciągu podawane są rozmiary imperialne, a mieszanie części calowych i metrycznych w jednym zespole powoduje błędy w tolerancji. Pozyskując oba systemy od jednego eksportera, dzięki modelowi stosowanemu przez specjalistów takich jak Zhejiang Chance & Union Import and Export Co., Ltd. listy części są krótkie, a specyfikacje spójne:
Imperialna podkładka sprężysta do elementów złącznych calowych Dzielona podkładka zabezpieczająca przeznaczona do śrub UNC/UNF i innych śrub serii calowej, umożliwiająca starszemu sprzętowi pozyskiwanie podkładek calowych i metrycznych od jednego dostawcy w celu zachowania spójności specyfikacji. Zobacz produkt → Nie. Badania wibracyjne typu Junker prowadzone od 1969 roku pokazują, że nie zatrzymują one luzowania obrotowego, a w niektórych seriach odnotowuje się szybsze luzowanie niż sama zwykła nakrętka. Traktuj je jako elastyczne części odbierające i polegaj na napięciu wstępnym, sprzęcie zapewniającym dominujący moment obrotowy lub dodatnim zabezpieczeniu przed wibracjami.
Trzy rzeczy: ograniczenie luzu wynikającego ze zużycia lub tolerancji, dodanie odrobiny elastycznego skoku w złączach o niskim obciążeniu i rozłożenie obciążenia w połączeniu z płaską podkładką – a wszystko to przy bardzo niskich kosztach w rozmiarach metrycznych i imperialnych.
Tak, w większości zespołów. Płaska podkładka chroni powierzchnię złącza przed rozszczepionymi krawędziami i tworzy stabilną powierzchnię nośną; podkładka sprężysta znajduje się pomiędzy płaską podkładką a łbem śruby lub nakrętką.
DIN 127 to powszechna norma metryczna o rozmiarach od mniej więcej M2 w górę, a ASME B18.21.1 obejmuje imperialne podkładki zabezpieczające ze sprężynami śrubowymi. Obydwa są dostępne w wersji ze stali sprężynowej ocynkowanej i stali nierdzewnej.
