Šarnyro galinio laisvumo žingsnis: ašinis poslinkis, traukos kontrolė ir matavimas

Vyris gali laisvai suktis, atitikti reikalavimus dėl kaiščio skersmens, bet vis tiek judėti kryptimi, kurios brėžinyje nebuvo numatyta. Pastumkite vieną varčios pusę išilgai kaiščio ašies, patraukite ją atgal – tuomet konstrukcija gali išleisti nedidelį spragtelėjimą arba pastebimai pasislinkti. Tas judesys yra vyrių šoninis laisvumas.

Įprastinėje kaištinio-šarnyrinio tipo vyrio konstrukcijoje paprastai yra nedidelis ašinis tarpas, kad gretimi šarnyrai ir traukos sąsajos galėtų suktis be trinties. Precizinėse arba iš anksto įtemptose vyrio konstrukcijose šis judesys gali būti reguliuojamas kitaip, todėl priimtinas ašinis tarpas turi būti nustatomas atsižvelgiant į konkrečią konstrukciją, o ne remiantis bendra „nulinio tarpo“ taisykle.

Per didelis ašinis poslinkis gali sukelti durų padėties pasikeitimą, nuolatinius smūgius tarp atraminių paviršių, pakitusią fiksatoriaus sąveiką, padidinti triukšmą arba sukelti, kad kitaip tvirta plokštė atrodytų laisva. Bandymas pašalinti bet kokį poslinkio pėdsaką sukelia priešingą problemą. Gamybos nuokrypiai, dangos susikaupimas, formavimo nuokrypiai, terminis plėtimasis, atraminės poveržlės storis arba pasislinkusi fiksavimo detalė gali sumažinti numatytą tarpą ir paversti šarnyrą ašinės krypties spaustuku.

Šoninis žingsnis yra ašinis, o ne radialinis

Šoninis laisvumas dažnai priskiriamas prie kitų šarnyrų laisvumo formų, nes operatorius gali visas jas apibūdinti kaip “laisvumą”. Toks apibūdinimas yra pernelyg platus, kad jį būtų galima taikyti brėžiniams ar patikros reikalavimams.

Kaiščio tarpas ir šoninis laisvumas yra susiję, tačiau tai nėra tas pats parametras. Tvirtinimo kaiščio ir skylės tarpas yra matmeninis reikalavimas, taikomas vidinėje šarnyro dalyje. Šoninis laisvumas – tai šoninis poslinkis, pastebimas tarp surinktų šarnyro dalių. Šarnyro ilgis, guolio atstumas, vietinis nusidėvėjimas, išlyginimas ir veikiančios jėgos padėtis gali pakeisti išmatuotą šoninį laisvumą, net jei tvirtinimo kaiščio ir skylės matmenys nesikeičia.

Todėl vyris gali turėti priimtiną radialinį veikimo tarpą, nors sumontuotas vyris vis dar turi per didelį ašinį laisvumą. Taip pat gali būti ir atvirkščiai: ašiniai judesiai gali būti griežtai kontroliuojami, tačiau per didelis radialinis tarpas arba nusidėvėję guolių sąsajos leidžia šoninius sparno judesius.

Kad detalė tiksliai tilptų į šarnyrą, naudokite Vyrio kaiščio tarpo gidas. Šiame puslapyje aptariami kaiščių ir skylės dydžių ribos, apdailos sluoksnio storis, darbinis tarpas, laisvasis žingsnis ir užstrigimo rizika. Vyrio šoniniam žingsniui turi būti nustatytas atskiras ašinės krypties reikalavimas.

Iš kur kyla ašinis judesys

Matoma tarpelė tarp dviejų gretimų sąnarių gali prisidėti prie šoninio laisvumo, tačiau retai kada tai yra visos sąnarių grandinės problema.

Pramoninėje vyrioje gali būti kelios nuosekliai sujungtos ašinės sąsajos. Kai judamasis mazgas stumiamas nuo vieno kaiščio galo link kito, kiekviena sąsaja gali prisidėti prie bendro judesio.

• atstumas tarp gretimų šarnyrų galinių paviršių;
• stūmoklinės poveržlės storis ir suspaudimas;
• atstumas tarp poveržlės ir fiksavimo iškyšulio;
• kaiščio ašinis judėjimas jo tvirtinimo elemente;
• plūduriuoja tarp įvorės ir jos korpuso;
• tarpiklio arba tarpiklio variantas;
• formavimo, įtvirtinimo, štampavimo ar kalimo variantai;
• fiksavimo žiedo griovelio padėtis;
• nusidėvėjimas apkrovos veikiančiame paviršiuje;
• plonos spaustelės ar atraminio elemento elastingas judėjimas.

Tai svarbu, kai brėžinyje nurodytas tik vienas akivaizdus matmuo. Nominalus šarnyro galo tarpas neįrodo, kad surinktas šarnyras turi tokį patį galo laisvumo dydį. Pagrindinė plokštelė, laisvai judanti įvorė, kaiščio fiksatorius, tarpiklis ar suformuotas elementas gali sukelti judesį kitose ašinės konstrukcijos dalyse.

Taip pat gali būti ir atvirkščiai. Brėžinyje keli nominalūs tarpai gali atrodyti pakankamai dideli, tačiau viena deformuota poveržlė ar pasviręs galinis paviršius gali prisiliesti anksčiau laiko ir sutrukdyti visam sąrankos blokui judėti. Matmenų analizė leidžia numatyti galimą ašinį judėjimo intervalą. Parengta vyris patvirtina, kokia šio intervalo dalis iš tiesų yra funkcionali.

Ašinė apkrova reikalauja atraminės linijos

Šoninis žaidimas apibūdina judesį. Ašinė apkrova nulemia, kuris paviršius sustabdo tą judesį.

Vertikaliose šoninėse vyrinėse duryse gravitacija ir montavimo geometrija gali priversti dalį vyrų komplekto prisiglausti prie apatinio vyrų galo, poveržlės, iškyšulio, flanšo ar atraminio paviršiaus. Esant horizontaliai arba pasvirusiai vyrų ašiai, aktyvi stūmimo kryptis gali būti kitokia. Transporto pagreitis, vibracija, spyruoklės jėga, operatoriaus apkrova, troselio trauka arba skląsčio veikimas taip pat gali sukelti laikinas ašines reakcijas.

Svetainė hinge application engineering review should therefore identify the thrust path. Do not assume that the end of a sleeve bushing is automatically a thrust bearing. A bushing that performs well under radial projected pressure may not be designed to carry repeated axial load on its end face.

Tas pats įspėjimas galioja ir formuotiems jungiamiesiems elementams. Plonas valcuotas kraštas gali būti priimtinas geometrinis stabdys esant nedideliam apkrovimui, tačiau tampa netinkamu ilgalaikiu atraminiu paviršiumi, kai sunkesnis judantis mazgas nuolat atsitrenkia į jį.

Kalbant apie šarnyrus su paprastaisiais guoliais, Pramoninių vyrių įvorės vadovas apima radialųjį slėgį, įvorės medžiagas, tepimą, korpuso pritaikymą bei paaiškina, kodėl dėl ašinės apkrovos gali prireikti flanšo, atraminės poveržlės, iškyšulio ar atskiro atraminio elemento. Šiame puslapyje tęsiamas tas aptarimas ir daugiausia dėmesio skiriama dėl to atsirandančiam ašiniam judėjimui.

Per mažas ir per didelis šoninis žaidimas

“Mažiausias galimas šoninis žingsnis” skamba tiksliai. Tačiau iš tikrųjų tai gali būti neišsamus reikalavimas.

Jei besisukantis rietuvas yra beveik įspaustas tarp dviejų ašinės plokštumos paviršių, įprasti gamybos nuokrypiai gali pakeisti šarnyro veikimą iš laisvai besisukančio į iš anksto įtemptą. Galutinis storis, poveržlių nuokrypiai, formavimo padėtis, atplaišos, iškraipymai dėl fiksavimo arba temperatūra gali išeikvoti likusį atsargos dydį.

Vyris gali vis dar judėti atliekant rankinį patikrinimą, tačiau pasižymėti didesne atsipalaidavimo jėga, temperatūrai jautria trintimi arba vietinėmis įbrėžimų žymėmis, nes vienas stumiamojo paviršiaus plotas jau patiria nuolatinį suspaudimą.

Dėl per didelio šoninio žingsnio susidaro priešingas gedimo mechanizmas. Judamasis mazgas slenka per esamą ašinį tarpą, kol pasiekia priešingą atraminį paviršių. Jei ašinė apkrova nuolat keičia kryptį, kontaktas gali tapti smūginiu, o ne nuolatinės guolio reakcijos pobūdžio.

Pramoninėms vyrioms nėra vieno visiems tinkamo šoninio žingsnio dydžio. Kompaktiškam prietaiso dangčiui, sunkioms korpuso durims, bėgių prieigos skydeliui ir tiksliam fiksavimo mechanizmui gali būti reikalingos labai skirtingos ribos, net jei jų vyrių kaiščiai atrodo panašūs.

Ašinio nuokrypio suma

Kai kalbama apie standų, be išankstinio įtempimo ašinį bloką, naudingas pirminis skaičiavimas leidžia atskirti laisvą atstumą tarp ribojančių tvirtinimo elementų nuo šį atstumą užimančių komponentų.

Tai yra matmeninis skaičiavimas, o ne garantija, kad pagaminta vyris judės tiksliai apskaičiuotu atstumu. Šiame skaičiavime daroma prielaida, kad pasirinkti ribojamieji paviršiai iš tiesų taps funkciniais ašiniais stabdžiais ir kad išankstinė įtampa, spyruokliniai elementai, elastingos poveržlės, deformacija, trintis, fiksatoriaus judesys, atplaišos ir matavimo jėga nekeis rezultato.

Jei vyris yra specialiai suprojektuotas taip, kad jame būtų naudojama ašinė įtampa arba reguliuojama traukos jėga, geometrinė sandara vis dar turi reikšmės, tačiau išmatuotas galinis žingsnis turi būti nustatomas remiantis faktiniu mechanizmu ir bandymo sąlygomis, o ne vien tik pagal A − S.

Konstrukcijoje turėtų būti naudojami galutiniai funkciniai matmenys, o ne tik pačių komponentų nominaliosios vertės. Priklausomai nuo architektūros, tai gali apimti:

• pirštų sąnarių ilgiai;
• plovimo įtaiso ir tarpiklio storis;
• įmontuotos įvorės padėtis;
• padėtis ant peties;
• apykaklės storis;
• fiksavimo žiedo griovelio padėtis;
• suformuota arba išsikišusi kaiščio galo vieta;
• danga ant ašinės sąlyčio paviršių;
• montavimo matmenys po žymėjimo, presavimo, kalimo ar formavimo.

Svarbūs yra blogiausi galimi deriniai. Kiekviena sudedamoji dalis atskirai gali išlaikyti patikrinimą, tačiau surinktas komplektas gali neatitikti numatyto judėjimo diapazono.

Pagrindinės funkcijos, reguliuojančios judėjimą

Aksialųjį judėjimą galima reguliuoti naudojant keletą skirtingų šarnyrų konstrukcijų. Jos skiriasi savo nusidėvėjimo savybėmis, eksploatacinėmis savybėmis ir gamybos sudėtingumu.

• Kaiščių galiniai paviršiai: kompaktiškas ir paprastas, tačiau suformuotas galas tampa ir ašinės ribos elementu, ir potencialiu nusidėvėjimo paviršiumi.
• Atsparumo plokštelės: sukuria specialiai suprojektuotą sąsają tarp besisukančių galinių paviršių ir gali izoliuoti nusidėvėjimą nuo šarnyrų sąnarių.
• Flanšinės įvorės: gali derinti radialinį atraminį ir ašinį kontaktą, kai konkreti konstrukcija yra suprojektuota atlaikyti stumiamąją jėgą.
• Pečiai ir apykaklės: sukurti aiškesnį ašinį atskaitos tašką ir nukreipti traukos jėgą toliau nuo plonų suformuotų sąnario kraštų.
• Tarpikliai ir reguliavimo plokštelės: leidžia reguliuoti sluoksnių skaičių, tačiau reikalauja storio ir sukibimo kontrolės.
• Fiksavimo žiedai ir spaustukai: kontrolinio kaiščio padėtis, kai nustatyta griovelio vieta, ašinė žingsnis, prieiga ir montavimo kryptis.
• Smeigtiniai, suktiniai, suformuoti arba su galvutėmis kaiščių galai: užtikrina tvirtą fiksavimą, nors galutinė ašinė padėtis gali labai priklausyti nuo formavimo proceso.

Atsparumo jėgai elementą reikėtų rinktis ne vien tik pagal jo pavadinimą. Pagrindinė plokštelė gali atitikti matmenis, tačiau vis tiek greitai susidėvėti, jei ji yra per minkšta atsižvelgiant į veikiančią apkrovą, blogai pritvirtinta, užteršta arba liečiasi su nelygiai suformuotu kraštu. Kietmetalinė pora gali išlaikyti geometriją, tačiau sukelti didesnę trintį, įbrėžimus, triukšmą arba priklausomybę nuo tepalų.

Reikalavimas dėl šoninio žaidimo nebūtinai turi būti išsamus straipsnis apie medžiagas. Tačiau jame būtina nurodyti, kuri detalė perduoda traukos jėgą ir ar ta detalė gali užtikrinti numatytą ašinį judėjimą per visą numatytą eksploatacijos laikotarpį.

Vertinkite visą konstrukciją, o ne vieną tarpą

Su matavimo tarpikliu galima patikrinti pasiekiamą vietinį tarpą tarp dviejų paviršių. Šis matavimas yra naudingas, kai brėžinyje nurodytas būtent toks tarpas. Jis nebūtinai atitinka funkcinį vyrio laisvumą.

Atliekant išsamų šoninio žaidimo bandymą, viena surinkimo dalis yra fiksuojama, judanti pusė apkraunama abiem ašinėmis kryptimis, o susidarantis poslinkis išilgai šarnyro kaiščio ašies užregistruojamas.

1. Nustatykite fiksuotą atskaitos tašką. Naudokite vyrio sklendę, tvirtinimo plokštę, korpusą arba tvirtinimo paviršių, kuris atitinka numatytą montavimo atskaitos tašką.
2. Pasirink judantį taikinį. Nurodykite, ar indikatorius seka priešingą lapą, sąnario krūvą, kaištį ar kitą kontroliuojamą paviršių.
3. Suderinkite matavimo ašį su vyrio ašimi. Jei jutiklis nėra lygiagretus su kaiščio ašimi, rodomas poslinkis nėra tiesioginis ašinis rodmuo ir taip pat gali būti jautrus šoniniams arba sukamiesiems judesiams.
4. Įstatykite mazgą viena ašine kryptimi. Pritaikykite nustatytą jėgą be smūgio ir užfiksuokite padėtį.
5. Pakeiskite ašinę apkrovą priešinga kryptimi. Pajudinkite mazgą, kol įsistatys priešinga atraminė sąsaja.
6. Užrašykite bendrą tūrį. Šių dviejų kontroliuojamų padėčių skirtumas yra išmatuotas šoninis žingsnis tomis bandymo sąlygomis.

Tinka naudoti matuoklį su ciferblatu, skaitmeninį poslinkio jutiklį, komparatorių, aukščio matuoklį arba specialų gamybos įtaisą. Svarbūs veiksniai yra atskaitos taškas, jėga, kryptis, jutiklio išlyginimas, prietaiso skiriamoji geba, įtaiso standumas ir pakartojamumas.

Įrangos apkrova ir matavimo sąlygos

Skaičius, nurodantis šoninį žingsnį be apkrovos taikymo metodo, gali būti klaidinantis. Fiksavimo spaustukas, polimerinė poveržlė, plonas laikiklis ar visos durys gali išlinkti skirtingai, kai keičiasi veikianti ašinė jėga.

Zondo jėga turėtų būti pakankama, kad numatytos atraminės paviršiai būtų nuosekliai prispausiami, tačiau patikrinimas netaptų deformacijos bandymu. Jėga, tinkama kompaktiškam vyriui, gali išlenkti kitos konstrukcijos sklendę ar laikiklį. Todėl šią vertę reikėtų nustatyti remiantis faktiniu surinkimu ir pakartojamumo tyrimu, o ne remiantis bendra taisykle.

Taip pat svarbi ir orientacija. Sunkios durys, pakabintos ant vertikalios vyrio, gali jau remtis į vieną atraminį paviršių dar prieš pritaikant etaloninę apkrovą. Maža staliuko vyrio, bandoma horizontaliai, gali laisvai judėti tarp abiejų paviršių. Šių dviejų sąlygų rezultatai nėra tiesiogiai palyginami, nebent bandymo metodikoje būtų atsižvelgta į šį skirtumą.

Adatos judėjimas ir lapo judėjimas skiriasi

Aksialinio indikatoriaus rodmuo savaime nereiškia, kuri vyrio dalis pasislinko.

Kai kaištis sąmoningai ar netyčia gali laisvai judėti savo tvirtinimo elemente, jis gali pasislinkti, nors abi plokštės ir toliau lieka prispaustos prie to paties atraminio paviršiaus. Todėl matuojant tik kaištį gali būti užfiksuotas poslinkis, kuris neatitinka įrangos fiksuojamo plokščių tarpusavio galinio žingsnio.

Gali nutikti ir atvirkščiai. Tvirtai pritvirtintas kaištis gali likti nejudamas, o judantis sąvarų blokas slinks tarp dviejų petukų arba poveržlių.

Jei abi funkcijos yra svarbios, valdykite jas atskirai:

• Ašinio judėjimo fiksavimas: kai kaištis juda, palyginti su plokštele ar korpusu, skirtu jį išlaikyti.
• Šarnyro galinis laisvumas: judančiojo vyrio mazgo judėjimas fiksuotojo mazgo atžvilgiu išilgai vyrio ašies.

Abi šias priežastis sujungus į vieną neapibrėžtą “ašinio žingsnio” vertę, galima paslėpti tikrąjį gedimo mechanizmą. Laisvas fiksavimo elementas ir nusidėvėjusi atraminė poveržlė gali sukelti panašų bendrą indikatoriaus poslinkį, tačiau reikalauja skirtingų taisomųjų veiksmų.

Susidėvėjimas, temperatūra ir techninės priežiūros darbai

„Day-one“ galinis poslinkis yra tik pradinė būklė, kai šarnyras patiria pasikartojančią stumiamąją apkrovą.

Sąnarių galiniai paviršiai gali būti poliruoti arba nusidėvėti. Atsparos poveržlės gali prarasti storį. Polimeriniai elementai, priklausomai nuo jų medžiagos ir būklės, gali patirti šliaužimą esant nuolatinei apkrovai. Fiksatoriai gali likti pritvirtinti, nors jų padėtis gali pasikeisti. Tarpiklis gali trintis prieš gretimą paviršių. Kiekvienas toks pokytis keičia ašinę sandarą.

Temperatūra įneša dar vieną kintamąjį. Skirtingos medžiagų ir detalių temperatūros gali pakeisti faktinį atstumą tarp petukų, poveržlių, įvorės ir fiksavimo elementų. Dėl to ašinis poslinkis gali padidėti arba sumažėti.

Matmenų neatitikimas nėra vienintelė su temperatūra susijusi problema. Esant žemai temperatūrai gali susidaryti teigiamas ašinės žingsnio tarpas, o tepalų ar polimerų savybės gali padidinti eksploatacinę trintį. Esant aukštesnei temperatūrai, medžiagos plėtimasis, šliaužimas ar tepalų migracija gali pakeisti tiek sandarumo, tiek nusidėvėjimo savybes.

Todėl reikalavime dėl šoninio žaidimo reikia nurodyti sąlygas, kuriomis taikoma ši riba. Kai kuriai įrangai pakanka tik įvežimo patikros kambario temperatūroje. Kitų modelių atveju gali prireikti atlikti tą patį matavimą po ciklinių bandymų, temperatūrinio kondicionavimo, vibracijos, valymo, korozijos poveikio ar kitos tipinės eksploatacijos sąlygų.

Jei po techninės priežiūros padidėja šoninis žingsnis, užfiksuokite ne tik galutinį poslinkį. Patikrinkite traukos paviršius, poveržlės storį, kaiščių galus, fiksatoriaus padėtį, įvorės įtvirtinimą, tarpiklius, sąlyčio modelį ir nešvarumus. Matavimai rodo, kad mazgas pasikeitė. Fiziniai įrodymai padeda nustatyti, kur būtent įvyko pokytis.

Nustatykite šoninį žaidimą brėžinyje

Tokie terminai kaip “minimalus laisvumas”, “tvirta vyris” ir “jokio pastebimo ašinio poslinkio” nėra tinkami priimtinumo kriterijai.

Komponento matmenys turėtų nulemti vyrio gamybai naudojamą geometriją. Jei šoninis laisvumas daro įtaką pagaminto įrenginio veikimui, reikia įtraukti atskirą surinkimo reikalavimą, kuris ribotų susidariusį judesį.

Tekstas skliaustuose nėra galutinė pramonės specifikacija. Atsakingas inžinierius privalo nustatyti vertes, remdamasis faktiniais įrangos reikalavimais, vyrų konstrukcija, leistinųjų nuokrypių tyrimu ir patvirtinimo duomenimis.

Jei tiekėjo brėžinyje nėra aiškiai nurodyta, kokie matmenys, leistini nuokrypiai ir pastabos taikomi šiai vyriui, naudokite Vyrų techninių charakteristikų lapas ir inžinerinių brėžinių vadovas atskirti nominalią geometriją nuo funkcinių ir nuo bandymų priklausančių reikalavimų.

Gamybos patikros koreliacija

Kūrimo laboratorijoje šarnyro galinio laisvumo charakteristikos gali būti nustatomos naudojant tvirtą tvirtinimo įtaisą, kontroliuojamą ašinę apkrovą ir didelės skiriamosios gebos poslinkio jutiklį. Gamybos patikrai nebūtinai reikalinga ta pati įranga.

Paprastesnis matuoklis arba specialiai tam skirtas įtaisas gali būti tinkamas, jei atlikus faktinius koreliacijos tyrimus paaiškėja, kad jis patikimai atskiria reikalavimus atitinkančias nuo reikalavimų neatitinkančių vyrių. Vis dėlto būtina užtikrinti kontroliuojamą įspaudimo jėgą, atskaitos taškus, orientaciją ir žinomą ryšį su inžineriniu matavimu.

Negalima surinkto galinio žingsnio tikrinimo pakeisti vienos poveržlės ar tarpiklio patikrinimu, nebent tyrimų duomenys rodo, kad šio komponento matmenys patikimai leidžia numatyti galutinį poslinkį. Formavimas, kaiščio fiksavimas, montavimas, sluoksnių nuokrypiai ir vietiniai trukdžiai – visa tai gali pakeisti surinkimo rezultatą.

Patikrinimas rankomis yra naudingas norint nustatyti akivaizdų laisvumą. Jis negali pakeisti tiksliai nustatyto šoninio laisvumo matavimo, kai leistinas judesys yra pakankamai mažas, kad galėtų turėti įtakos išlyginimui, fiksatoriaus padėčiai, triukšmui, sandarumui ar įrangos veikimui.

Pateikite „Axial Stack“ peržiūrai

Dažnai užduodami klausimai apie vyrių galinį laisvumą