RENCOL®公差环是如何设计的?

 

公差环的工作原理很简单，但在实际应用中，公差环的设计和规范涉及的问题却非常多。在一个简单的应用，如RENCOL®轴承固定，可以相对容易地指定一个公差环。然而，在更具挑战性的应用情况或条件下，它们通常与用户协作设计。为了使公差环工作，正确指定其他两个配合件是很重要的。

在这些情况下，RENCOL®公差环的设计过程是工程师与工程师之间的协作。为了获得最好的结果，设计应该在整个系统设计阶段尽早开始，因为客户经常需要调整他们的组件以适应公差环(见下面的部分)。使用公差环的系统所能产生的性能取决于以下三个要素;
•    内部(轴)配合组件
•    外部(孔)配合部件
•    公差环

当你离开设计过程的早期阶段时，系统的各个部分都被锁定了，在系统中引入公差环的灵活性和易用性变得更加复杂，因为更改关键参数的灵活性降低了。

设计流程概述

典型的设计流程阶段是;
•    捕捉和审查系统需求-这 – 阶段所需的详细信息将在下一节中概述，包括性能要求和将与公差环配合的部件的信息。我们的RENCOL工程师可以通过电话会议、项目信息收集或我们当地的技术销售专家来完成这项工作。
•    公差环设计-这 – 阶段通常需要使用复杂的设计工具，如FEA来预测公差环的性能，并确保其达到所需的性能。设计方案将被发送，内含详细的设计输入和我们的建议公差环。
•    样件-在小型机器上制造，以提供性能指标
•    测试项目 – —通常在组件和系统级别进行检查和验证性能测试。这可能包括压缩测试、振动测试、扭矩测试和耐久性测试等等。在一个系统中，公差环的验证是非常重要的。
•    量产化- – 旦设计在你的系统中被验证，我们然后进行产品的量产。量产化的程度取决于你的需求;填写一个简单表格提交到汽车认可的APQP过程。

 

在设计公差环时需要考虑什么?

在设计公差环时，有几件事需要考虑——如果你以前从未有过使用公差环的经验，其中一些可能不会立即显现。以下是我们需要考虑的一些事项:

修改配合组件的尺寸：

 零件之间需要有一定的空间(通常在直径上有0.4-1.2毫米左右)以适应公差环。有时不可能改变尺寸(例如，如果它被用来安装一个球轴承)，这是RENCOL®公差环设计师必须知道的。

 

配合件公差

这有助于确定所看到的径向公差的总体范围，并因此施加的力。它需要确保在更坏的情况下实现最小(有时是最大)的力量。

 

最高和最低工作温度:

这与组件公差(改变施加的力)有相同的效果，如果组件是不同的材料，所以也需要考虑，以确保实现正确的力。

 

可安装公差环的宽度:

公差环的宽度将影响波纹的设计。如果是较窄的公差环，比起更宽的公差环，每个波纹将提供较小的径向力。了解空间的约束对于公差环是否能提供期望的性能是很重要的。

 

系统所受径向载荷:

在设计公差环时，负载对系统的影响是非常重要的，如果设计不当就会导致故障。所需要的资料类型有:
•    负载的性质-在所有运行条件下，负载是否在同一位置不断地作用于系统? 这样的场景可以是集中载荷对静态公差环，或者是循环载荷对旋转的公差环。
•    轴向/内联或径向-加载到系统的载荷是什么方向，它总是存在吗?例如，过多的轴向载荷会导致部件的相对运动。
•    配合件由于加载而倾斜——外部加载是否会导致组件在组装时不中或倾斜?这种加载类型会改变公差环波纹的相对压缩量，影响系统的性能。

 

对于扭矩传递或扭矩离合器有什么特别的考虑吗?

这些应用往往更具有挑战性，并且需要额外的信息。

扭力传递

•    传递需要多少扭矩 – —这里还需要明确您想要达到的安全系数
•    径向载荷-是否有明显的径向载荷被施加?如果有，可能需要在组件上的增加特征，如台阶，以保护RENCOL®公差环。

 

 

离合器

在这种系统中，要求当超过一定的转矩值时，各部件相对运动。这是为了在扭矩超过定义值时，为其他组件或外部用户提供保护。
•    扭矩打滑-你想让系统打滑的扭矩是多少?
•    扭矩打滑区间-您允许扭矩变化的公差有多大?这通常表示为名义扭矩的一个百分比(例如±15%)或者可以表示为实际值(例如±5Nm)。
•    所需的打滑次数:公差环和所需组件的设计将根据循环的数量有很大的不同。同样重要的是要定义你的打滑次数——旋转多少度?运动有多快?它是往复的还是只在一个方向上?
•    使用的润滑脂的类型和规格:润滑脂的组成对扭矩打滑时公差环的ID和轴之间的摩擦力有很大的影响。

 

我是否需要在我的组件上安装一个公差环?

需要的特性取决于要求，通常取决于公差环必须承受多少径向载荷和部件强度之间的平衡。以下是三种最常见的公差环安排及其优缺点。

自由布置

这是最经济的组件布置，因为配合件不需要额外的定位功能。这种布置的挑战是，公差环将受到系统的全部径向载荷，有时可能需要工装，在组装时以保持公差环在适当的地方。