Промышленные шаровые шарниры: типы и выбор механических соединений

1. Что такое механический шаровой шарнир?

Механический шаровой шарнир имеет сферический шар на шпильке, гнездо, поддерживающее шар, и конструкцию, удерживающую две части. Относительное перемещение сферической поверхности сопряжения позволяет шпильке и гнезду изменять свое угловое соотношение в пределах разрешенного перемещения шарнира.

Компоненты шарового шарнира и как они работают

Шаровой палец соединяется с одной стороной механизма. Корпус розетки соединяется с другим. Усилие проходит через их контактную поверхность, а удерживающая конструкция предотвращает разделение в предполагаемых условиях эксплуатации. Чехлы или чехлы защищают интерфейс от загрязнения; это не структурный фиксатор.

Шариковые соединения в сравнении со сферическими концами стержней

Сферический конец стержня обычно имеет опорную проушину со сквозным отверстием для штифта или болта. Описанные здесь соединения имеют шаровую шпильку, захватываемую гнездом. Оба допускают угловое перемещение, но используют разные монтажные интерфейсы и пути нагрузки. Переход с одного на другой требует проверки механизма, а не просто сравнения диаметров резьбы.

Для сборки «шпилька и гнездо» нашиШаровая головка DIN и направляющая для шарового пальцауглубляется в выбор сопрягаемых компонентов.

2. Выберите тип по хранению и доступу к сервису

Промышленные шаровые опоры не имеют одной универсальной двухтиповой классификации. Для покупателя навесного оборудования удерживающая конструкция является более полезной отправной точкой, чем метки, позаимствованные у автомобильной подвески.

Описания конструкции взяты со связанных страниц продуктов в Дунчжоу. Эти семьи не ранжируются от слабейшего к сильнейшему.

Все четыре фотографии продукта взяты с соответствующих официальных страниц продуктов Dongzhou.

Наша рекомендация: решите, нужно ли разрывать соединение

Со стороны нашего производства в Дунчжоу мы рекомендуем согласовать условия обслуживания до подбора резьбы. Если для технического обслуживания требуется отделение втулки от шарового пальца, постоянный узел ES не удовлетворяет этому требованию просто потому, что он подходит к стержню.

Для варианта быстрого отсоединения укажите на чертеже установленное пространство вокруг корпуса. Соединение, которое легко разъединить на верстаке, может оказаться недоступным за кронштейном. Мы предпочли бы сравнить всю установку в целом, чем рассматривать подходящую резьбу как доказательство пригодности.

Для сборок по стандарту DIN укажите полный тип. В нашем каталоге A/B/C отличается от AS/BS/CS дополнительным предохранительным зажимом и обозначена поверхность гаечного ключа на шпильках C/CS. Не упускайте эти функции из описания покупки. Списки носителей DINDIN 71805 как стандарт для угловых корпусов и стопорных колец.; стандартный идентификатор по-прежнему требует соответствующего размера и конфигурации.

3. Прежде чем сравнивать значения каталога, прочтите путь загрузки.

Определите силу на шаровом шарнире, а не только номинальную силу привода или нагрузку на другую часть механизма. Запишите его направление относительно шпильки и гнезда, переворачивается ли оно и создает ли пуск, остановка или удар более высокий пик.

Включите в этот обзор опорный кронштейн и крепежную резьбу. Смещение между совместной силой и опорой создает момент. Увеличение размера шарового шарнира не устраняет автоматически перегрузку кронштейна или неподходящую конструкцию крепления.

Геометрия рычага может изменить требуемое усилие.

Для идеального плоского сцепления, пренебрегая трением и инерцией, сила, действующая на расстоянииrот шарнира создается крутящий моментTв соответствии сТ = РФ грех θ. Здесь θ — угол между радиусом оси вращения и направлением силы. Это следует извзаимосвязь крутящего момента, объясненная OpenStax.

В качестве примера расчета предположим, что механизму требуется 20 Н·м при радиусе 50 мм. При θ = 90° требуемое усилие составляет 400 Н. При θ = 30° — 800 Н. Требуемый крутящий момент не изменился; менее благоприятная геометрия увеличивает силу вдвое.

Этот расчет не выбирает продукт и не учитывает удары, усталость, трение или ускорение. Его цель – показать, почему анализ нагрузки должен охватывать диапазон перемещения. Механизм, приближающийся к прямолинейному расположению или расположению с мертвой точкой, требует особого внимания, поскольку плечо полезного момента уменьшается.

Одна и та же резьба, разные опубликованные значения тяги и сдвига.

Наши QI250 и QD250 имеют одинаковые обозначения резьбы, указанные ниже, но их каталожные значения различаются. ES250 и FS250 также используют эти обозначения резьбы. Это делает четыре модели полезными для проверки пределов сравнения только потоков.

Источник: связанные таблицы моделей Дунчжоу. Значения единиц измерения и столбцов сохраняются в опубликованном виде. Значения применяются к именованным строкам, а не к каждому размеру в каждом семействе.

Мы рекомендуем сравнить всю модель, ее тестовую основу и установку. Более высокое заявленное значение тяги QD250, чем у QI250, не обеспечивает более длительный срок службы. Аналогичным образом, сила тяги FS250 не делает его удерживающую конструкцию заменой необходимой функции быстрого освобождения.

4. Проверьте движение и зазор на всем протяжении хода.

Угловое движение сустава и угол передачи рычажного механизма описывают разные вещи. Угловое перемещение касается шпильки относительно гнезда. Угол передачи касается направления силы относительно рычага или кривошипа. Прохождение одной проверки не подтверждает другую.

Просмотрите начальную и конечную позиции, а затем путь между ними. В промежуточных положениях корпус, заплечик шпильки или пыльник могут оказаться ближе к соседнему оборудованию, чем в любом конечном положении. Для движения более чем в одной плоскости используйте фактическую трехмерную сборку.

• Во время движения проверяйте шейку и плечо шпильки относительно отверстия в гнезде.
• Включите в конверт контргайку, монтажный кронштейн, крепеж и любую защитную манжету.
• Оставьте место для работы с корпусом разблокировки или доступа к крепежному оборудованию.
• Проверьте допуски и вариации сборки, а не принимайте только номинальный зазор CAD.

Мы рекомендуем разделить два просмотра чертежей: зазор при эксплуатации и доступ при обслуживании. Быстроразъемное соединение может свободно перемещаться, но его невозможно отсоединить без снятия другой части машины.

Для поддерживаемых крышек или крышекконцевая арматура газовой пружины и направляющая монтажного кронштейнараспространяет эту проверку на две точки крепления и окружающую конструкцию.

5. Сопоставьте оба интерфейса, а не только один поток

Запишите гнездовое соединение и штифтовое соединение отдельно. Соответствующий диаметр на одной стороне ничего не говорит о шаге, направлении резьбы, зацеплении или геометрии крепления другой стороны.

Прочитать полное обозначение резьбы

В примере каталога 1/4-28 обозначает номинальный диаметр в четверть дюйма с 28 витками резьбы на дюйм. Обозначения 2B и 2A обозначают классы внутренней и внешней резьбы соответственно. ASMEСодержание B1.1-2024различают таблицы внешней резьбы класса 2A и внутренней резьбы класса 2B. Перенесите выноску на чертеж целиком, а не сокращайте ее до «резьбы в четверть дюйма».

Проверьте направление нити как отдельное требование. Дунчжоу предлагает альтернативу с левой раструбной резьбой для нескольких семейств; это не означает, что каждая стандартная конфигурация имеет левую резьбу. Регулируемое рычажное соединение также нуждается в фиксирующем устройстве и адекватном зацеплении на окончательной установленной длине.

Размеры, определяющие, подходит ли сборка

Сравните размер шара и расположение центра шара относительно каждой монтажной поверхности. Затем проверьте имеющуюся длину резьбы шпильки, положение буртика, толщину кронштейна и расположение гаек. Шпилька, ввинчивающаяся в кронштейн, все равно может привести к тому, что центр шара окажется в неправильном месте.

Этикетки, используемые для каталожных размеров, различаются в зависимости от серии. Сравнивайте соответствующие элементы рисунка, а не просто столбцы с похожими буквами. За отдельно приобретенныйРозетка DIN 71805иШпилька DIN 71803, определите размер ответного шара/гнезда, а также оба внешних интерфейса.

Например, нашТаблица DIN 71802пары d1=8 с резьбой М5 d2 в первом размерном ряду. Укажите соответствующие размеры чертежа и тип сборки, а не заказывайте только по M5.

6. Укажите материалы и защиту по компонентам.

Шаровой шарнир представляет собой сборный узел, поэтому его детали указывайте отдельно. Термин «шаровой шарнир из нержавеющей стали» слишком широк, если в конструкции требуется особый материал для втулки, шпильки, пружины и любого отдельного удерживающего оборудования.

На наших страницах QI и QD в стандартных описаниях материалов указан материал муфты Q235A, стальные шпильки марки 45, стальные корпуса марки 20 и пружины из нержавеющей стали 304. Они также предлагают варианты головки и шпильки из нержавеющей стали 303, 304 или 316 с пассивацией. Эти альтернативы не подтверждают, что каждая часть узла изготовлена ​​из нержавеющей стали 316. См.Список материалов ЦИиСписок материалов КД.

Для спецификации наружного применения или промывки опишите воздействие и последствия коррозии. Укажите, является ли проблема косметическим видом, заеданием резьбы, операцией удержания или перемещением сферической поверхности раздела. Это дает материалу и завершению обсуждения определенную цель принятия.

Защитный чехол не является полной экологической спецификацией.

В описаниях ES и FS указаны неопреновые гетры, которые помогают противостоять загрязнению. Эта функция не определяет класс защиты, химическую совместимость или предел рабочей температуры для всей сборки. Эти свойства нуждаются в своих собственных спецификациях.

Аналогичным образом, указание в каталоге о том, что шарнир заполнен смазкой, не устанавливает интервал смазки на весь срок службы вашей машины. Определите схему движения и окружающую среду, затем согласуйте требования к техническому обслуживанию выбранной конструкции.

Если в спецификации покрытия используются испытания в солевом тумане, определите продолжительность воздействия и критерий «пройден/не пройден», а не спрашивайте только «совместимость с солевым туманом». ASTMПримечания к значению и сфере применения B117Объясните, что отдельные результаты воздействия солевого тумана не позволяют надежно предсказать эффективность продукта в естественной среде и что практика не предписывает период воздействия продукта. Часы испытаний не следует конвертировать в обещанное количество лет работы на открытом воздухе.

7. Подтвердите сборку и отправьте полезный запрос цен.

Прежде чем принять модель, убедитесь, что поставляемый узел соответствует указанной конструкции крепления и что ее сопряженные поверхности соответствуют чертежу. После установки проверьте движение по требуемому пути и убедитесь, что крепежные детали установлены правильно, используя соответствующую процедуру сборки.

Отсоединяйте соединение только после того, как машина перейдет в определенное безопасное состояние обслуживания и нагрузка на рычажный механизм будет снята. Быстроразъемный механизм не позволяет разъединить загруженное соединение.

Мы предлагаемдетали тяги по индивидуальному заказу на основе чертежей или образцов. Мы рекомендуем по возможности отправлять образец вместе с чертежом с размерами: образец показывает физическую конструкцию, а чертеж определяет необходимые интерфейсы и критерии приемки. НашРуководство по запросу предложений по чертежам и образцамобъясняет это различие более подробно.