Стопорное кольцо — это крепеж , который удерживает компоненты или узлы на валу или в корпусе /отверстии при установке — обычно в канавку — только для одноразового использования. После установки открытая часть действует как плечо, которое удерживает определенный компонент или узел. Стопорные кольца — это тип стопорного кольца.
Круглые нажимные стопорные кольца могут устанавливаться в тех случаях, когда канавка отсутствует.
Стопорные кольца обычно изготавливаются из углеродистой стали , нержавеющей стали или бериллиевой меди и могут иметь различные виды отделки для эстетики и защиты от коррозии в зависимости от типа среды, в которой они используются.
Существует четыре основных типа стопорных колец, каждый из которых может быть разбит на подтипы в зависимости от индивидуальных потребностей применения:
Конические стопорные кольца уменьшаются симметрично от центра к свободным концам, оставаясь круглыми при сжатии или расширении в пределах нормального использования. Это обеспечивает контакт с канавкой по всей периферии кольца. Эти кольца могут быть установлены аксиально (горизонтально по центральной точке оси) или радиально (внешне по радиусу окружности). В зависимости от размера рассматриваемого кольца оно может быть изготовлено одним из двух способов:
Аксиально собранные стопорные кольца устанавливаются в обработанные канавки в корпусах/отверстиях (внутренние) или на валах (внешние). Эти кольца изготавливаются с отверстиями для выступов — небольшими отверстиями в выступах как осевых внутренних, так и внешних стопорных колец — которые используются для их установки/снятия с помощью предназначенных для этой цели плоскогубцев .
Другим вариантом крепления является конусное крепление, которое упрощает промышленную сборку, поэтому его часто используют в автомобильной промышленности.
Современная конструкция кольца основана на изобретении и патенте [3] немецкой компании Seeger-Orbis от 1928 года, который был перенесен в действующий стандарт ASME B18.27 - 1998 [4] (немецкие DIN 471 и DIN 472).
Перевернутые стопорные кольца представляют собой разновидность колец, собранных в осевом направлении, в которых отверстия для выступов перевернуты, чтобы соответствовать дну канавки. Переворачивание выступов обеспечивает больший зазор на валу или в корпусе и образует более высокий однородный заплечик, подходящий для удержания подшипников и других компонентов с большими радиусами угла или фасками .
Скошенные стопорные кольца имеют скошенную или наклонную кромку 15°. Этот угол позволяет кольцу вклиниваться между канавкой и удерживаемой частью до тех пор, пока оно не сможет двигаться дальше, эффективно «запирая» все на месте. Представьте себе, что вы помещаете пробку в бутылку. Пробка вдавливается в отверстие до тех пор, пока она не вклинится в отверстие как можно глубже. То же самое происходит, когда скошенное стопорное кольцо устанавливается в приложение. Кольцо вклинивается на место между стенкой канавки и удерживаемой частью, в результате чего возникает то, что называется жестким осевым люфтом.
Изогнутые стопорные кольца представляют собой изогнутые версии стандартных плоских внутренних и внешних стопорных колец и оказывают предварительную нагрузку на узел при установке в канавку. Это компенсирует осевой люфт и действует как пружина, которая удерживает узел в сжатом состоянии.
В производстве детали не могут быть изготовлены с точным размером; в результате, если они сделаны с нижней стороны допуска, они будут свободными или будут иметь люфт на валу при установке стандартного кольца. Если они сделаны с верхней стороны допуска, они будут выдаваться дальше в канавку и препятствовать полной установке стандартного кольца. Компенсация накопленных допусков — это то, для чего предназначены изогнутые стопорные кольца, действуя как пружина после установки в канавку.
Радиально собранные стопорные кольца устанавливаются снаружи в обработанные канавки на валу. Эти кольца не имеют отверстий для крепления и должны устанавливаться с помощью аппликаторов.
Самоблокирующиеся стопорные кольца могут быть установлены в корпусе/отверстии или на валу, в котором не проточена канавка. Самоблокирующиеся кольца без отверстий для крепления невозможно снять, не разрушив кольцо или не деформировав его за пределы указанных допусков.
Удерживающие кольца постоянного сечения (стопорные кольца [5] ) имеют однородное постоянное сечение. Другими словами, материал, используемый для изготовления кольца, имеет одинаковую ширину в любой точке по окружности кольца. Когда они сжимаются или расширяются, они принимают эллиптическую деформацию. В результате они контактируют с канавкой в трех или более изолированных точках, но никогда непрерывно по периферии. Эти кольца изготавливаются из плоской или круглой проволоки.
Спиральные стопорные кольца устанавливаются аксиально в корпуса/отверстия (внутренние) или на валы (внешние), обеспечивая 360° контакт с канавкой. Спиральные стопорные кольца не имеют ушей или выступов, которые могли бы помешать сборке. Эти кольца изготавливаются путем намотки плоской проволоки в форму готового стопорного кольца. Спиральные кольца снабжены выемкой для снятия, чтобы упростить процесс снятия. Спиральные стопорные кольца можно экономично производить из специальных сплавов, таких как нержавеющая сталь, поскольку процесс производства исключает отходы.
Для установки или снятия не требуются специальные инструменты. Плоскогубцы типа «утконос» можно использовать для установки и снятия внешних спиральных колец.
Круглое нажимное кольцо напоминает зубчатую шайбу, обычно изготавливаемую из металла. Они устанавливаются путем нажатия на конец вала с канавкой, пока внутренние зубья гайки не защелкнутся в канавке. Использование нажимных гаек позволяет избежать затрат на навинчивание гайки на конец вала в процессе производства.
Ниже приведены различные виды обработки поверхности, используемые для стопорных колец: