Belleville yıkayıcının doğru şekilde seçilmesi, üç parametrenin uygulamanıza uygun olmasını gerektirir: DIN serisi (kuvvet-sapma eğrisini belirler), malzeme kalınlığı ve istifleme konfigürasyonu . Yaygın bir hata, bu pulları basit ağır hizmet yayları olarak ele almaktır. Gerçekte, tek bir rondelanın davranışı, yüksekliğinin kalınlığa oranına bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Bir pulun tamamen düzleştirilmesi, başlangıçtaki sapma yükünün üç katına kadar çıkabilen bir kuvvet gerektirir; bu da tasarım aşamasında hesaba katılmadığı takdirde çoğu zaman bağlantı arızalarına yol açar.
DIN EN 16983 Serisi Sistemi Anlamak
Belleville rondelaları herkese uyan tek bir ürün değil. Artık DIN EN 16983'e dahil edilen eski DIN 2093 standardı, pulları boyut oranlarına göre üç farklı seriye sınıflandırır. Seri mektubu size doğrudan rondelanın sertlik profilini anlatır. Hassas bir alüminyum flanşta A Serisi rondela kullanılması, gömülmeye ve deformasyona neden olurken, C Serisi rondela, titreşimli bir ortamda kendiliğinden gevşemeyi önlemek için yeterli artık kelepçe yükü sağlayamayabilir.
| DIN EN 16983 Serisine Göre Yük-Sapma Karakteristikleri | |||
| Serisi | h0/t Oranı (Yaklaşık) | Kuvvet Eğrisi Şekli | Tipik Uygulama |
| Serisi A | ~0,4 | Neredeyse doğrusal, yüksek kuvvet | Yüksek yük kapasitesi, sınırlı alan |
| Serisi B | ~0,75 | Aşamalı, standart | Genel mühendislik, termal bisiklet |
| Serisi C | ~1.3 | Gerileyici (neredeyse düz orta bölüm) | Geniş sapma aralığında sabit yük |
B Serisi, titreşim direnci gerektiren çoğu cıvatalı bağlantı için iş gücü görevi görür. Bir B Serisi rondelayı toplam mevcut sapmanın %75'ine kadar düzleştirdiğinizde yük artışı istikrarlı ve öngörülebilir olur. C Serisi rondelalar, dinamik termal ortamlara benzersiz bir şekilde uygundur çünkü bağlantı elemanını koparmaya yetecek kadar kelepçe kuvvetini çoğaltmadan bir cıvatadan önemli eksenel genleşmeyi emebilirler.
Cıvata için Doğru Boyutun Hesaplanması
Rondelanın fiziksel geometrisi cıvata sapı ve birleşme yüzeyiyle eşleşmelidir. Bu, üç kritik boyutlu kontrolü içerir. İlk olarak, rondelanın iç çapı, minimum boşlukla cıvata dişinin büyük çapını geçmelidir; Buradaki özensiz uyum eksantrik yüklemeye neden olur. İkincisi, rondelanın dış çapı, sıkıştırılan malzeme üzerindeki yatak gerilimini belirler. Pulun altındaki yüzey yumuşaksa, basınç akma dayanımının aşılması gömme gevşemesine neden olur. Üçüncüsü, pulun kalınlığı ve yüksüz durumdaki koni yüksekliği, katılaşmadan önce onu ne kadar sıkıştırabileceğinizi belirler. Belleville yıkayıcının normal çalışma yükleri altında düz konuma ulaşmasına izin veremezsiniz; en az bir güvenlik payı bırakmalısınız Toplam sapma yolunun %10-15'i katı teması önlemek için.
Pul ID'sinin Cıvata Boyutuyla Eşleştirilmesi
Standart metrik boyutlar gruplandırılmıştır. M8 cıvata için tasarlanan bir rondelanın tipik olarak yaklaşık 8,4 mm'lik bir iç çapı vardır. Ancak haddelenmiş dişlerin kullanıldığı yapısal uygulamalar için gerçek cıvata gövdesi çapı nominalin biraz altında olabilir. Temel olarak aşağıdaki eşleştirmeleri kontrol edin:
- M6 cıvata, pul iç çapı ~6,4 mm, dış çap genellikle 12,5 mm veya 14 mm gerektirir.
- M12 cıvata, pul iç çapı ~13 mm, dış çap genellikle 23 mm veya 28 mm gerektirir.
- M20 cıvata, pul iç çapı ~21 mm, dış çap genellikle 36 mm veya 40 mm gerektirir.
Büyük boyutlu bir OD'nin seçilmesi reaksiyon kuvvetini daha geniş bir alana yayarak yüzey basıncını azaltır. Bu, yüzey geriliminin aşağıda kalması gereken fiberglas flanşları veya yumuşak alüminyumu sıkıştırırken kritik öneme sahiptir. 100MPa .
İstifleme Konfigürasyonları ve Yaylanma Oranları
İstifleme, tek bir yıkayıcının performans sınırını dönüştürür. Üç temel istifleme düzenlemesi tamamen farklı yük-sapma kimlikleri üretir. Paralel bir yığın, belirli bir sapma için gereken kuvveti çarparken, seri bir yığın, belirli bir kuvvet için mevcut toplam sapmayı çarpar. Bunların karıştırılması, eğride diz noktası olan ilerici bir yay sistemi oluşturur.
Artan Kuvvet için Paralel İstifleme
Aynı pulları birbirinin içine, hepsi aynı yöne bakacak şekilde yerleştirin. Paralel olarak bağlanan iki pul, aynı sapma için kuvvet çıkışını iki katına çıkarır. Beş pul paralel olarak kuvveti beş katına çıkarır. Ancak iç içe geçmiş koniler arasındaki sürtünme histerizi arttırır. Uygulamada, paralel olarak dört rondeladan oluşan bir yığın, bir Yaklaşık %6-8 sürtünme kaybı teorik doğrusal çarpımla karşılaştırıldığında. Üç rondelayı aşan paralel istiflerde öngörülebilir tork-ön yük dönüşümü için birleşme yüzeylerinin molibden disülfit macunuyla yağlanması gereklidir.
Uzun Yol İçin Seri İstifleme
Her rondelanın yönünü birbirlerine zıt olacak şekilde değiştirin. Seri bağlı iki pul, aynı kuvvet seviyesinde toplam sapma kapasitesini ikiye katlar. Seri olarak dörtlü bir yığın, seyahatin dört katını sağlar. Bu düzenleme, döngüsel termal genleşme yaşayan cıvatalı bir flanşın canlı yüklenmesi için idealdir. Yığın esnek bir yay gibi davranarak kelepçe yükünü birkaç milimetre genişleyen ve daralan bir boşluk üzerinde korur.
Aşamalı Eğriler için Karışık İstifleme
Bir dizi paralel pulu bir dizi seri pulla birleştirin. Tipik bir konfigürasyon "üçlü paralel, çift serili" bir yığındır. Bu, üç rondelanın birbirine yuvalandığı (paralel), ardından bu üçlü yuvalardan ikisinin karşılıklı olduğu (seri) anlamına gelir. Yay eğrisi başlangıçta paralel üçlülerin sert, yüksek kuvvet yolunu takip eder. Bağlantı aşırı yük altında hafifçe ayrılırsa, seri karşıtlık devreye girer ve yay hızı büyük ölçüde yumuşar, aksi takdirde yorulma arızasına neden olacak cıvata gerginliğinde keskin bir artış önlenir.
Malzeme Seçimi ve Korozyon Arayüzleri
Yıkayıcının ana metali yorulma ömrünü ve korozyon direncini belirler. 42-48 HRC'ye kadar su verilmiş ve temperlenmiş standart karbon çeliği (C67S, 1.5014) iç mekan uygulamalarının çoğunu kapsar. Dış mekan yapısal cıvataları veya deniz ortamları için AISI 316 paslanmaz çelik veya İnkonel 718 gereklidir, ancak bunlar alaşımlı yay çeliğine kıyasla çekme sertliğinde önemli bir azalmaya neden olur.
| Malzeme | Sertlik Aralığı | Maksimum Çalışma Sıcaklığı | Korozyon Direnci |
|---|---|---|---|
| C67S (1.5014) | 42-48 HRC | 120°C (kaplamasız) | Düşük (kaplama gerektirir) |
| 51CrV4 (1.8159) | 45-51 HRC | 180°C | Düşük-Orta |
| AISI316 (1.4401) | ~35 HRC maks | 280°C | Yüksek (klorüre dayanıklı) |
| Inconel 718 | 36-44 HRC | 600°C | Mükemmel |
Sert karbon çeliği Belleville rondelayı asla orta sertleştirilmiş düz rondela olmadan yumuşak paslanmaz çelik cıvatayla eşleştirmeyin. Yaylı rondelanın konik kenarı cıvata yatak yüzeyine zarar verecek ve yorulma çatlaklarını başlatan bir gerilim yükseltici yaratacaktır. Pahlı deliğe sahip ince, yüzeyi sertleştirilmiş düz bir rondela, cıvata başı dolgu yarıçapını korur.
Belleville Pullarıyla Ön Yükün Ayarlanması
Belleville yığınında ön yükü ayarlamak için tork kullanmak güvenilir değildir çünkü kelepçe kuvvetini tork değil yay sapması belirler. Doğru yöntem, yayın bükülmesini istenen ön yükte hesaplamak ve ardından bu fiziksel sapma ölçülene kadar sıkılaştırmaktır. Toplam hareketi 2,15 mm olan tek bir B Serisi pul için hedefleyebilirsiniz: 1,5 mm sapma (seyahatin %70'i) Nominal düz yüke ulaşmak için. Bu, sıkıştırılmış plakalar arasındaki boşluğu ölçen bir kadranlı gösterge veya derinlik mikrometresi ile doğrulanır. Pul yığını gizliyse, hidrolik gerdirme kullanın veya cıvata gerdirmesini ultrasonik olarak ölçün. Yalnızca tork anahtarına güvenmek ön yük dağılımına neden olabilir. ±%25 Bu genellikle yıkayıcının elastik çalışma aralığını aşar.
Yaygın Arıza Modlarından Kaçınma
Yorulma hatası genellikle, sıkıştırma sırasında çekme kasnağı gerilimlerinin yoğunlaştığı rondelanın iç kenarında başlar. Pulun içbükey yüzeyinin bilyalı çekiçlenmesi çatlak oluşumunu geciktirir. İç çapa dayalı yatak yüzeyinin keskin çapaklardan veya kaynak sıçramasından arınmış olduğundan emin olun. Cıvata sapı üzerindeki çapak, bir kesici alet görevi görerek rondela deliğini çizer ve bir kırılma kaynağı oluşturur. Gözden kaçan bir diğer başarısızlık ise ters istiflemedir. Tek bir rondela kazara ters çevrilirse, bağlantı noktası yaylanma fonksiyonunu tamamen kaybeder ve anında gevşemeye maruz kalan düz bir bağlantı haline gelir. Montajdan sonra paralel istiflerin dış kenarını her zaman bir boya kalemi ile işaretleyin, böylece ters rondela inceleme sırasında görsel olarak açıkça görülebilir.
Yüksek Titreşimli Bağlantılar için Uygulama Kontrol Listesi
Bir tasarımı tamamlamadan önce bu beş noktayı doğrulayın. İlk olarak, cıvatanın kelepçeli uzunluğu, pul sapmasının toplam bağlantı esnekliğinin anlamlı bir kısmını oluşturacak kadar yeterli olmalıdır. İkincisi, maksimum servis yükünde rondelanın katı bir şekilde düzleştirilmemesi gerekir. Üçüncüsü, dayanma yüzeyi sertleştirilmeli veya düz bir pul ile korunmalıdır. Dördüncüsü, paralel pulların sayısı sürtünmeyi azaltmadan dördü geçmemelidir. Beşincisi, malzemenin temperini kaybetmeden ortamın üst sıcaklık sınırına dayanabilmesi gerekir. Bu kontrollerden herhangi birinin eksik olması, çok az miktarda gömüldükten sonra gerginliğini kaybeden bölünmüş kilitli rondela yerine Belleville rondelayı seçmenin temel nedenini tehlikeye atıyor.
