Как установить стопорное кольцо: внутреннее и внешнее, пошаговое руководство

Стопорное кольцо, также называемое стопорным кольцом или стопорным кольцом, представляет собой прецизионную застежку, которая устанавливается в обработанную канавку на валу или внутри отверстия, создавая механический выступ, предотвращающий осевое перемещение соседних компонентов. Несмотря на свои небольшие размеры, эти кольца удерживают подшипники, шестерни и поршни в автомобильных трансмиссиях, гидравлических цилиндрах, электродвигателях и агрегатах аэрокосмической промышленности.

Есть два основных типа. Внешние стопорные кольца оберните вокруг вала снаружи и вдавите во внешнюю канавку; они сопротивляются направленным наружу осевым силам, сталкивающим компоненты с конца вала. Внутренние стопорные кольца расширяться, чтобы поместиться внутри отверстия или корпуса, удерживая детали внутри цилиндрической полости. Понимание Типы внутренних и внешних стопорных колец и их различия — это важное первое решение перед началом установки.

Оба типа обычно изготавливаются из высокоуглеродистой пружинной стали (например, C67S) или нержавеющей стали, а затем подвергаются термообработке для достижения натяжения пружины, необходимого для того, чтобы оставаться на месте под нагрузкой. Правильно установленное стопорное кольцо не требует ни клея, ни резьбы, ни дополнительного оборудования, но требует правильных инструментов, правильного размера и тщательной техники. Если вы допустите любую из этих ошибок, кольцо либо не сядет должным образом, либо необратимо деформируется, что может привести к смещению компонентов и дорогостоящему простою машины.

Инструменты, которые вам понадобятся перед началом работы

Самая распространенная ошибка при установке — это использование обычных плоскогубцев. Стопорные кольца закалены до определенной жесткости пружины, и стандартные плоскогубцы прикладывают неравномерную, неконтролируемую силу, которая может порезать кольцо, сбить его с места или отправить его в полет по мастерской. Посвятите несколько минут сбору необходимого снаряжения, прежде чем прикасаться к рингу.

Щипцы для стопорных колец являются основным инструментом и имеют две механически противоположные конфигурации. Для внешних колец вам понадобится сжимающий плоскогубцы — сжатие ручек сводит кончики вместе, сжимая кольцо, чтобы оно могло освободиться от диаметра вала и упасть в канавку. Для внутренних колец понадобится расширение плоскогубцы — при сжатии ручек кончики раздвигаются, увеличивая кольцо, чтобы освободить диаметр отверстия, прежде чем оно сожмется во внутреннюю канавку. Многие наборы включают в себя трансформируемые насадки и могут переключаться между обоими режимами; прежде чем продолжить, подтвердите, какой режим активен.

Помимо плоскогубцев вам понадобится:

• Защитные очки — стопорное кольцо под напряжением может внезапно освободиться и начать двигаться со скоростью. Защита глаз не подлежит обсуждению.
• Штангенциркуль или микрометр — чтобы проверить диаметр вала или отверстия и убедиться, что у вас есть кольцо правильного размера перед установкой.
• Чистая ветошь или растворитель — для удаления из канавки грязи, металлической стружки или старой смазки. Мусор в канавке препятствует полной посадке кольца.
• Легкое машинное масло или монтажная смазка — тонкая пленка на кольце облегчает монтаж и защищает от ранней коррозии, особенно в условиях повышенной влажности или химического воздействия.

Работайте в хорошо освещенном месте с достаточным пространством для маневрирования плоскогубцами без неудобных углов. Неудобные углы приводят к соскальзыванию плоскогубцев, что приводит к деформации колец или травмам.

Как установить внешнее стопорное кольцо (шаг за шагом)

Внешние стопорные кольца садятся в канавки, выполненные по внешнему диаметру вала. При установке необходимо сжать кольцо ниже его свободного диаметра до тех пор, пока оно не выйдет за пределы вала, затем ввести его в канавку и отпустить. Вот полная последовательность:

1. Проверьте размер кольца. Измерьте диаметр вала в месте канавки штангенциркулем. Перекрестная ссылка на номинальное обозначение кольца (например, DIN 471 – 20 мм). Кольцо даже немного большего размера не сядет на место; тот, что меньшего размера, не сохранится.
2. Очистите вал и канавку. Удалите масло, стружку и окисление с канала канавки. Стенки канавки должны полностью соприкасаться с внутренним краем кольца.
3. Осмотрите кольцо. Выбросьте все кольца, на которых имеются вмятины, трещины, изгибы или плоские пятна от предыдущего использования. Деформированное кольцо не может создавать равномерную радиальную силу, необходимую для того, чтобы оставаться на месте.
4. Нанесите легкую смазку. Слегка смажьте кольцо машинным маслом. Это уменьшает трение при сжатии и защищает металлическую поверхность.
5. Наденьте кольцо на сжимающие клещи. Вставьте кончики плоскогубцев в отверстия для выступов на концах кольца. Аккуратно сожмите ручки, чтобы сжать кольцо до тех пор, пока его внешний диаметр не станет немного меньше диаметра вала — ровно настолько, чтобы скользить по валу. Не сжимайте больше, чем необходимо; чрезмерное сжатие, превышающее предел упругости материала, вызывает необратимую деформацию.
6. Расположите сжатое кольцо на валу. Сдвиньте его вдоль вала до тех пор, пока кольцо не окажется прямо над канавкой.
7. Медленно отпустите плоскогубцы. Позвольте кольцу расширяться в канавку контролируемым движением. Вы должны услышать или почувствовать отчетливый щелчок при установке кольца.
8. Проверьте посадку. Попытайтесь повернуть кольцо в канавке ногтем или тупым щупом. Он должен слегка двигаться внутри канавки (это нормально), но не должен наклоняться, подниматься или раскачиваться. Приложите небольшое осевое усилие к удерживаемому компоненту, чтобы убедиться, что кольцо удерживает положение.

Обзор стопорные кольца прецизионной штамповки для промышленного использования чтобы подобрать правильную спецификацию для вашего вала, включая стандартные профили DIN 471 и нестандартные профили, изготовленные по индивидуальному заказу.

Как установить внутреннее стопорное кольцо (шаг за шагом)

Внутренние стопорные кольца работают по обратному принципу: кольцо необходимо расширить за пределы своего свободного диаметра, чтобы освободить отверстие, а затем отпустить, чтобы оно сжалось во внутренней канавке. Процедурная логика отражает внешнюю установку, но все направления меняются на противоположные — и плоскогубцы должны быть расширяющегося типа.

1. Измерьте диаметр отверстия. Используйте внутренний штангенциркуль или нутромер. Номинальный размер кольца должен соответствовать отверстию, а не валу. Например, кольцо DIN 472 обозначается диаметром отверстия, для которого оно предназначено.
2. Очистите отверстие и канавку. Тщательно промойте или протрите внутреннюю канавку. Даже небольшой заусенец или скол могут помешать кольцу сесть ровно, создавая зазор, через который осевая нагрузка может сместить удерживаемый компонент.
3. Осмотрите и смажьте кольцо. Те же правила, что и для внешних: откажитесь от любого поврежденного кольца и нанесите тонкий слой масла.
4. Наденьте кольцо на разжимные плоскогубцы. Вставьте наконечники в отверстия для проушин. Сожмите рукоятки так, чтобы кончики раздвинулись наружу, расширяя кольцо за пределы диаметра отверстия — опять же, ровно настолько, насколько необходимо, чтобы очистить стенку отверстия.
5. Вставьте расширенное кольцо в отверстие. Направьте его на глубину канавки, сохраняя при этом плоскогубцы. Держите кольцо перпендикулярно оси отверстия; из-за наклонного входа кольцо застревает с одной стороны раньше другой, что затрудняет полную посадку.
6. Медленно отпустите плоскогубцы. Кольцо сжимается в канавке. Вы должны почувствовать, как оно встает на место.
7. Подтвердите полную посадку. Посмотрите или осмотрите канавку по всей окружности. Никакая часть кольца не должна выступать над плоскостью канавки. Частично посаженное кольцо визуально выглядит правильно, но выйдет из строя под нагрузкой.

Для внешние стопорные кольца для валов или внутренние стопорные кольца DIN 472, убедитесь, что размеры канавок — ширина, глубина и угловой радиус — точно соответствуют характеристикам кольца. Кольцо и канавка представляют собой согласованную систему, а не взаимозаменяемые детали.

Распространенные ошибки при установке и как их избежать

Большинство отказов стопорных колец связано с одной из пяти повторяющихся ошибок. Распознавание их перед установкой экономит время и компоненты.

Неправильный размер кольца. Кольцо большего размера на один размер не будет создавать достаточную радиальную силу, чтобы оставаться в канавке под нагрузкой; на один размер меньше, невозможно установить без чрезмерной нагрузки на материал. Всегда проверяйте штангенциркулем, никогда не оценивайте на глаз.

Чрезмерный прогиб при установке. Каждое стопорное кольцо имеет диапазон упругости. Сжимайте или расширяйте его за пределы этого диапазона, и пружинная сталь принимает постоянную форму, а это означает, что она больше не может создавать радиальную силу зажима, от которой зависит канавка. Кольцо может казаться сидящим, но оно ослабнет под действием вибрации или осевого давления. Откройте или закройте кольцо только настолько, чтобы освободить сопрягаемый диаметр, не более того.

Мусор в канавке. Единственная металлическая стружка, застрявшая под кольцом, поднимает его из плоскости. Под действием осевой нагрузки создается концентрация напряжений, которая может привести к разрушению кольца или выходу удерживаемого компонента. Очищайте канавки перед каждой установкой.

Повторное использование снятых колец. После того, как стопорное кольцо было расширено или сжато для снятия, его геометрия изменилась. Повторное использование кольца — это ложная экономия: удерживающая сила кольца нарушена, а отказ в эксплуатации представляет собой реальный риск. После разборки всегда устанавливайте новое кольцо.

Неправильный тип плоскогубцев. Использование сжимающих плоскогубцев на внутреннем кольце или разжимных плоскогубцев на внешнем кольце приводит к приложению силы в неправильном направлении, что делает невозможным правильную посадку и потенциально может повредить отверстия для проушин кольца. Подтвердите режим плоскогубцев перед загрузкой кольца. Для более глубокого понимания того, как эти кольца функционируют в более крупных сборках, см. важность стопорных колец в механических узлах .

Как правильно выбрать стопорное кольцо для вашего применения

Техника установки – это только половина дела. Правильно установленное кольцо с неправильными характеристиками все равно выйдет из строя. Вот как сделать правильный выбор, прежде чем взять в руки плоскогубцы.

Внутренний против внешнего. Это полностью определяется тем, где находится канавка: внутри отверстия (внутреннее кольцо) или снаружи вала (внешнее кольцо). Никакого совпадения нет — эти два понятия не взаимозаменяемы.

Стандарт и размер. Большинство глобальных применений соответствуют стандарту DIN 471 (внешний, вал) или DIN 472 (внутренний, отверстие). Североамериканские конструкции могут ссылаться на ANSI B27.7. Номинальный размер равен диаметру вала или отверстия, в котором обработана канавка. Всегда сверяйте размеры кольца (свободный диаметр, толщину и глубину зацепления с канавкой) со таблицами допусков стандарта, а не только с номинальным размером. См. Характеристики стопорных колец DIN 471 и DIN 472 для полного спектра стандартизированных опций.

Материал. Углеродистая пружинная сталь (65Mn, C67S) подходит для большинства промышленных применений — она прочная, доступная и широко доступная. Для агрессивных сред (химическая обработка, морское, пищевое оборудование) укажите нержавеющая сталь (304 или 316 класс). Для применения при высоких температурах может потребоваться легированная сталь с соответствующей термической обработкой. В неискрящей среде требуется бериллиевая медь.

Обработка поверхности. Голая пружинная сталь будет корродировать во влажных условиях. Фосфатирование маслом является стандартным для общего хранения и сборки. При воздействии на открытом воздухе или при высокой влажности цинкование, цинк-никелевое покрытие или покрытия Dacromet обеспечивают существенно лучшую коррозионную стойкость. Покрытия Geomet и электрофоретические покрытия доступны для самых требовательных химических сред.

Требования к загрузке. Кольца стандартного сечения выдерживают умеренную осевую нагрузку. Для применений с высокими нагрузками варианты стопорного кольца для тяжелых условий эксплуатации или со скошенной кромкой распределяют усилие более равномерно по стенке канавки, снижая пиковое контактное напряжение и продлевая усталостный срок службы. Если стандартные профили не соответствуют требованиям к геометрии или нагрузке вашего приложения, нестандартные стопорные кольца могут быть изготовлены по точным чертежам — вариант, который стоит рассмотреть, прежде чем перепроектировать канавку или корпус вокруг готового кольца, которое почти подходит.