Rodzaje i zastosowania kołnierzy ustalających i pierścieni zaciskowych

Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe są ważnymi elementami inżynierii mechanicznej. Ich zadaniem jest mocowanie komponentów maszyny w określonym położeniu na wale lub osi. W tym artykule przedstawiono ich różne wersje, kryteria wyboru i dziedziny zastosowań.

Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe

Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe służą do utrzymywania elementów w stałym położeniu na wałach lub osiach. Elementy, które należy zamocować, mogą być, na przykład, kołem zębatym, łożyskiem lub tarczą. Zablokowanie elementów na wale (blokowanie osiowe) uniemożliwia ich jakikolwiek ruch osiowy. Pierścienie zaciskowe lub kołnierze ustalające mogą również działać jako elementy dystansowe między dwoma elementami.

Różnica między kołnierzami ustalającymi a pierścieniem zaciskowym

Różnica między kołnierzami ustalającymi a pierścieniami zaciskowymi polega na rodzaju działania blokującego. W większości przypadków kołnierze ustalające są mocowane na wale za pomocą jednej lub więcej śrub dociskowych lub śrub dociskowych wkręconych w pierścień. W przeciwieństwie do blokowania na kołnierzach ustalających, pierścień zaciskowy jest zakleszczony na wale. Pominięcie sworzni lub wkrętów dociskowych zapobiega uszkodzeniom wału. Pierścienie zaciskowe zazwyczaj osiągają znacznie wyższą siłę mocowania w porównaniu z pierścieniami ustalającymi.

Zastosowania kołnierzy ustalających i pierścieni mocujących

W inżynierii mechanicznej kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe są używane do mocowania łożysk, kół pasowych, kół zębatych i innych elementów na wałach oraz do utrzymania ich położenia. W przemyśle elektronicznym kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe są używane do mocowania płytek drukowanych, czujników, silników i innych elementów elektronicznych do wałów lub śrub. Systemy przenośnikowe wykorzystują również kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe do dokładnego pozycjonowania bębnów, rolek i przenośników.

Zalety kołnierzy ustalających i pierścieni zaciskowych

Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe oferują pewne zalety:

• Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe umożliwiają precyzyjne pozycjonowanie i wyrównanie komponentów na wałach lub osiach (ważne w zastosowaniach wymagających precyzyjnego wyrównania lub rozstawu).
• Są łatwe w montażu i demontażu, co z kolei ułatwia konserwację lub naprawy.
• Biorąc pod uwagę ich niską wysokość, pierścienie zaciskowe i kołnierze ustalające mogą być używane nawet w małych przestrzeniach.
• Są bardzo niezawodne. W przypadku prawidłowego wyboru i montażu niezamierzone poluzowanie i podniesienie jest praktycznie niemożliwa.
• Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe zachowują dokładność pozycjonowania nawet po wielu cyklach montażu i demontażu.
• Oferują dobrą odporność na wibracje i wstrząsy, co jest korzystne w zastosowaniach z ruchem i wibracjami.
• W zależności od wybranego materiału mogą być odporne na korozję, co ma znaczenie w środowiskach mokrych lub agresywnych.

Wersje kołnierzy ustalających i pierścieni mocujących

Kołnierze ustalające i pierścienie zaciskowe są dostępne w różnych wersjach. MISUMI oferuje na przykład następujące warianty:

• Pierścienie zaciskowe z otworami
• Dwuczęściowe pierścienie zaciskowe (zwane również dzielonymi pierścieniami zaciskowymi)
• Gwintowane kołnierze ustalające
• Pierścień zaciskowy z rowkiem klinowym/tłumikiem/wycięciem i dźwignią zaciskową
• Jednostronny zawiasowy pierścień zaciskowy

Użyte materiały

MISUMI umożliwia wybór pomiędzy różnymi materiałami kołnierzy ustalających: stal, stal nierdzewna, plastik i aluminium. Podczas gdy stal jest doceniana za swoją solidność, plastikowe kołnierze ustalające są idealne do zastosowań wymagających ochrony przed korozją lub izolacji elektrycznej. Kołnierze ze stali nierdzewnej, które są również odporne na korozję, są szczególnie odpowiednie do wymagających środowisk. Lekkie aluminium jest preferowane do specjalistycznych zastosowań.

Różne mechanizmy mocujące

Do mocowania kołnierzy ustalających i pierścieni mocujących używane są różne mechanizmy mocujące:

• Śruby lub nakrętki: Otwór wykonuje się po otwartej stronie pierścienia zaciskowego do prowadzenia elementu mocującego, takiego jak śruba lub gwintowana dźwignia. Gwint wykonuje się po przeciwnej stronie otworu zaciskowego, w linii z tym otworem, za pomocą którego można zamocować pierścień zaciskowy. Zamiast gwintowanego otworu w materiale stałym można użyć gwintowanej wkładki lub nakrętki.
• Gwint wewnętrzny lub zewnętrzny: Same kołnierze ustalające mogą mieć wewnętrzny lub zewnętrzny gwint zamontowany na wale. Położenie kołnierza ustalającego można regulować, obracając kołnierz ustalający na wale. Następnie kołnierz ustalający jest mocowany za pomocą działania zaciskowego sąsiednich gwintów poprzez dokręcenie gwintu.
• Mechanizm zaciskowy: Pierścienie zaciskowe mają mechanizm zaciskowy, który jest aktywowany przez obracanie lub dokręcanie śruby lub dźwigni. Mechanizm ten mocno dociska pierścień zaciskowy do wału i utrzymuje go na miejscu.
• Pierścień napinający: Pierścień napinający jest specjalnym rodzajem pierścienia zaciskowego, który wykorzystuje zacisk sprężynowy. Umieszczenie pierścienia napinającego na wale i popychanie lub wsuwanie pierścienia spowoduje zaciśnięcie i unieruchomienie pierścienia napinającego w jego położeniu.
• Rowek wpustowy: W niektórych przypadkach w wale lub osi wycina się rowek wpustowy, a kołnierz ustalający wkłada się do niego przy użyciu odpowiednio tolerowanego klucza. Kołnierz ustalający jest teraz utrzymywany w odpowiednim położeniu i nie można go przesuwać wzdłuż wału lub osi.
• Zawleczka: Zawleczka to cienkościenny kawałek metalu, który przechodzi przez otwory w wale i kołnierzu ustalającym i łączy je ze sobą. Zawleczka zapobiega przypadkowemu przemieszczeniu się pierścienia ustalającego.

Kryteria wyboru kołnierzy ustalających i pierścieni zaciskowych

Należy wziąć pod uwagę różne kryteria wyboru, aby wybrać odpowiedni kołnierz ustalający lub pierścień zaciskowy

• Wybór dopasowania: Luz dopasowania trzeba dobrać zgodnie z wymaganiami, które mają zostać spełnione. Ponieważ mechanizm ten polega na działaniu zaciskowym, wybór pola tolerancji z zauważalnym luzem jest często wystarczający, aby zapewnić bezpieczne mocowanie.
• Materiał: Wpływa na wytrzymałość, odporność na korozję i odporność na temperaturę. Typowe materiały to stal nierdzewna, stal, aluminium i tworzywa sztuczne.
• Mechanizm mocujący: Jeśli elementy muszą być często montowane lub demontowane, zalecamy na przykład użycie łatwego w montażu mechanizmu mocującego i dopasowania luzu z zauważalnym luzem. Wybrany mechanizm zależy również od pożądanej wytrzymałości stawu i możliwości regulacji pozycji.
• Dokładność pozycjonowania: Szczególnie ważne przy wysokich wymaganiach co do precyzji. W zależności od konstrukcji połączenia, może być właściwe użycie luzów, przy których ledwo można poruszać je ręcznie.
• Standardy: Niektóre branże lub zastosowania mogą wymagać określonych standardów lub certyfikatów dotyczących stosowania kołnierzy ustalających lub pierścieni zaciskowych. Jeśli masz wybór, spróbuj wybrać części, które spełniają wymagane standardy. Na przykład, DIN 703 (do ciężkich obciążeń) lub DIN 705 (do lekkich obciążeń) ma zastosowanie do kołnierzy nastawczych.

Montaż kołnierzy ustalających i pierścieni zaciskowych

Siłę zaciskową na kołnierzach ustalających i pierścieniach zaciskowych uzyskuje się poprzez dokręcenie śruby ustalającej, zwykłej śruby lub innych mechanizmów mocujących. Siła docisku wpływa na maksymalne obciążenie osiowe, dlatego też zgodność z momentem obrotowym jest ważna. Poniżej przedstawiono przykładową tabelę z wartościami momentu obrotowego dla szczelinowych kołnierzy ustalających.