Допусковое кольцо
Упорное кольцо представляет собой радиально подпружиненное кольцо, которое запрессовывается между двумя сопрягаемыми компонентами и действует как фрикционное крепление. [1] Они представляют собой гибкие прокладки, предназначенные для соединения двух цилиндрических деталей. [2] Волнообразные выступы, проходящие по окружности кольца , создают удерживающую силу, обеспечивающую оптимальную посадку между двумя сопрягаемыми компонентами без необходимости использования клея или чрезмерного усилия при сборке, что упрощает процесс для производителей. [3] Они допускают любое смещение, вызванное тепловым расширением или чрезмерной вибрацией. [1] Упорные кольца могут использоваться в качестве опор подшипников, а также в качестве средства передачи крутящего момента, защиты от перегрузки крутящего момента и осевого скольжения между сопрягаемыми компонентами. [1] [4] Их часто используют для изоляции нежелательной вибрации в двигателях и электродвигателях, для бесшумной работы механизмов легкового транспорта и бытовой техники, где снижение шума стало основной тенденцией последних лет. [3] [4] В допусковые кольца можно вносить изменения для настройки динамической жесткости и, следовательно, частот, которые можно изолировать . [4]
Кольца допуска можно использовать для полного устранения шума, просто заполняя зазор между сопрягаемыми компонентами, что в противном случае могло бы привести к дребезгу в системе, поскольку детали не закреплены полностью. [3]
Использование в автомобилестроении
[ редактировать ]Кольца допуска используются в ряде механизмов автомобильной трансмиссии и рулевого управления, а также в салоне и экстерьере автомобиля. [5] Их возможности ограничения крутящего момента и перегрузки позволяют использовать их в качестве простых устройств сцепления в нескольких приложениях, таких как автоматический электродвигатель задней двери. [6] и складная рулевая колонка. Они также используются производителями автомобилей для установки подшипников в шарнирах и шестернях силовой передачи. [5]
Их легкий вес также сделал кольца допуска привлекательными для производителей автомобилей, поскольку они стремятся улучшить характеристики автомобиля. [5] при этом соблюдая государственные требования по сокращению выбросов углекислого газа. ввела правила по выбросам автомобилей В Европейском Союзе Европейская комиссия , ограничивающие количество выбросов углекислого газа (CO 2 ), которые может выбрасывать автомобиль. [7] С 2015 года закон ЕС требует, чтобы новые автомобили не выделяли более 130 граммов на километр углекислого газа (CO 2 ). Если этот лимит будет нарушен, производителям грозят штрафы. С 2021 года новый обязательный целевой показатель выбросов будет составлять в среднем 95 граммов на километр. [8] Китай начинает принимать закон о создании национального стандарта, основанного на правилах сокращения выбросов углекислого газа, уже действующих в Европе . [9] [10] Агентство по охране окружающей среды США средний уровень выбросов углекислого газа (CO 2 ) из выхлопных труб на уровне 101 грамм на километр (163 грамма на милю). (EPA) требует от автомобильных компаний к 2025 модельному году [11] [12] Эти правила требуют от производителей автомобилей уменьшить вес своих двигателей и транспортных средств для повышения топливной эффективности. [5] По оценкам Агентства по охране окружающей среды, каждые 10 процентов снижения массы автомобиля снижают расход топлива на 5–10 процентов. [13]
В большинстве современных систем рулевого управления с электроусилителем (EPS) корпус двигателя является частью отливки рейки, которая обычно изготавливается из легких материалов, таких как алюминиевые сплавы. [14] Статоры традиционно запрессовываются в корпус. Вместо пресс-фитинга можно использовать допусковые кольца . Упорные кольца своими волнообразными выступами создают удерживающую силу при сжатии между корпусом и статором . Эти выступы действуют как пружины и позволяют сопрягаемым компонентам расширяться и сжиматься с разной скоростью, сохраняя при этом необходимую удерживающую силу. [15] Кольца допуска также обеспечивают постоянный тепловой мост между статором и корпусом, позволяющий отводить тепло от статора. Более низкие рабочие температуры приводят к повышению эффективности и увеличению срока службы двигателя. [16]
Упорные кольца используются в качестве крепления статора электродвигателя в рулевом управлении с электроусилителем (EPS) для защиты системы от перегрузки по крутящему моменту в случае толчков обратного хода через систему рулевого управления. Они делают это, позволяя приводному валу скользить внутри шестерни, чтобы не повредить зубья шестерни, что увеличивает срок службы системы EPS. [6]
Складная рулевая колонка предназначена для защиты водителя от травм, вызванных ударом о рулевую систему при аварии. Складная рулевая колонка, состоящая из двух взаимосвязанных валов, поглощает энергию, сжимаясь внутрь или ломаясь при ударе. [17] Для фиксации вала и корпуса рулевой колонки в нормальных условиях движения между двумя деталями устанавливается стопорное кольцо. Упорное кольцо предназначено для осевого скольжения при заданном уровне крутящего момента, что позволяет валу скользить внутри корпуса при столкновении, поглощая энергию удара и защищая водителя. [18]
В соответствии с Директивой Комиссии Европейского Союза 95/56/EC (1995 г.) все транспортные средства должны быть оснащены противоугонными устройствами безопасности. Правила требуют, чтобы замок рулевого колеса без сбоев выдерживал силу в 100 Нм, приложенную к рулевому колесу. Он также требует, чтобы автомобили, экспортируемые на европейские рынки, были оснащены устройствами безопасности. [19] Китайский национальный стандарт GB15740-2006. [20] обязывает китайских автопроизводителей устанавливать в свои автомобили противоугонные механизмы. [20] В замке рулевого управления волнообразные выступы стопорного кольца поддерживают удерживающее усилие между валом рулевого управления и колонкой замка. Это позволяет внутреннему валу свободно перемещаться внутри корпуса при блокировке рулевого управления, одновременно фиксируя обе части на месте во время нормальной эксплуатации автомобиля. [21]
В электродвигателе задней двери стопорное кольцо защищает электродвигатель и шестерню от чрезмерных усилий, действуя как муфта. Если на багажник действует сила, противоположная движению (т. е. когда кто-то вручную открывает багажник, когда он автоматически закрывается), то допускающее кольцо позволит компонентам скользить друг относительно друга при определенных уровнях крутящего момента. Это защищает другие компоненты механизма багажника. [6]
Чтобы подлокотник оставался на месте, когда его убирает пассажир, и не падал при движении автомобиля по пересеченной местности, на шарнире установлено стопорное кольцо. Его волнообразные выступы создают достаточный крутящий момент, чтобы удерживать его на месте и обеспечить правильное ощущение регулировки. [6]
Кольца допуска используются в ряде механизмов бытовых и промышленных систем кондиционирования воздуха (AC). Производители переменного тока используют их в качестве опор статора и подшипников.
Кондиционер
[ редактировать ]Упорные кольца используются для фиксации статора внутри рамы. Он действует как амортизатор во время работы двигателя переменного тока, поглощая вибрацию и обеспечивая бесшумную работу переменного тока.
Кольца допуска также используются в конструкции верхней рамы систем переменного тока для фиксации верхней части ротора вместо точечной сварки. Они поглощают вибрацию ротора и коленчатого вала двигателя переменного тока, когда компрессор работает на высокой скорости, обеспечивая максимально эффективную работу насоса переменного тока в течение всего срока службы и снижая уровень шума.
Вычисление
[ редактировать ]Кольца допуска используются в жестких дисках (HDD) для установки дисков или картриджей подшипников в накопители. Волны на их внешней поверхности позволяют им поглощать избыточную вибрацию, уменьшая эффект пульсаций крутящего момента и резонанс, улучшая производительность жесткого диска. Упорные кольца также обеспечивают быструю и легкую сборку, устраняя необходимость в использовании клея.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Введение в кольца допуска и их применение» . www.machinebuilding.net . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Кольца допуска выполняют двойную функцию: прокладки или проскальзывающие муфты» . www.machinedesign.com . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с «Кольца допуска снижают вибрацию в двигателях малой мощности» . www.machinedesign.com . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с «Тсссш! Снижение шума и вибрации в электродвигателях с помощью допусковых колец» . Industrialproductspurchase.com . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д Робертсон, Эдвард. «Миссия по выбросам» . Международная компания по технологиям двигателей . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Как оптимизация мелких деталей дает большую прибыль» . Автопрофессионал . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Автомобильный транспорт: Сокращение выбросов CO2 от транспортных средств – Действия по борьбе с изменением климата – Европейская комиссия» . Климатические действия – Европейская комиссия . 2016-11-23 . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Сокращение выбросов CO2 от легковых автомобилей – Действия по борьбе с изменением климата» . Климатические действия – Европейская комиссия . 2016-11-23 . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Китай: Легкие грузовые автомобили: Выбросы» . Transportpolicy.net . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Китай ускоряет ужесточение стандартов выбросов транспортных средств, начиная раньше» . Отчеты о зеленых автомобилях . Проверено 21 февраля 2017 г.
- ^ «Транспортные средства и двигатели» (PDF) . www.epa.gov . Агентство по охране окружающей среды. 19 августа 2015 года . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «EPA и NHTSA предлагают расширить национальную программу по сокращению выбросов парниковых газов и повышению экономии топлива для легковых и грузовых автомобилей» . Национальный сервисный центр экологических публикаций . Агентство по охране окружающей среды. 2011.
- ^ «СмартВэй» (PDF) . www.epa.gov . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Приложения – Шасси и подвеска – Система рулевого управления» (PDF) . Руководство по алюминию для автомобилей . 2011.
- ^ «Кольца толерантности выдерживают нагрузку» . Инженер . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «motorsanddrives.com — Номинальные температуры двигателей» . Двигатели и приводы . Документы Коурн . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Почему мы используем разборные рулевые колонки? — Системы безопасности автомобилей» . сайты.google.com . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ «Складная рулевая колонка опирается на кольца допуска» . Дизайн машины . 7 апреля 2009 года . Проверено 21 февраля 2017 г.
- ^ «ЕВР-Лекс - 31995L0056 - RU - ЕВРО-Лекс» . eur-lex.europa.eu . 8 ноября 1995 года . Проверено 16 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «GB 15740-2006 английская версия, GB 15740-2006 Защитные устройства от несанкционированного использования автотранспортных средств (английская версия) – Кодекс Китая» . www.codeofchina.com . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ Морлинг, Рэйчел. «На пути к безопасности транспортных средств с помощью допусковых колец – дизайнерские решения» . Соединяющая промышленность . Проверено 11 февраля 2017 г.