Soorten borgringen: praktische gids voor selectie en gebruik

Wat "soorten borgringen" betekent in echte montages

De zin soorten borgringen omvat meerdere ontwerpen die op verschillende manieren bestand zijn tegen loskomen. Sommige voegen veerkracht toe (veerringen), sommige verhogen de wrijving (gekartelde/tandringen) en sommige creëren een mechanisch wigeffect (wig-lock-paren). Als u het verkeerde type kiest, kan een “vastzittende” verbinding veranderen in een verbinding die nog steeds loskomt onder invloed van trillingen, thermische cycli of inbedding.

Een praktische aanpak is om het vergrendelingsmechanisme van de wasmachine af te stemmen op de storingsmodus die u verwacht:

• Trillingsloslating (dwarsslip) → overweeg wigborgringen of beproefde oplossingen met heersend koppel.
• Laag koppel, dun plaatstaal, elektrische verbinding → overweeg tand(ster)ringen.
• Gecontroleerd veergedrag nodig (kracht behouden tijdens thermische veranderingen) → overweeg Belleville (schijfveer) of golfringen.
• Positieve mechanische retentie (veiligheidskritisch) → overweeg lipsluitringen of borgplaten.

Gespleten borgringen (spiraalveerringen)

Gespleten borgringen zijn de bekende ‘gesneden en gedraaide ring’. Ze zijn bedoeld om een ​​klein veereffect toe te voegen en een randbeet te creëren. In de praktijk hangt hun vergrendelingsprestatie sterk af van de stijfheid van de gewrichten, de hardheid van het oppervlak en of het gewricht transversale beweging ondervindt.

Waar gedeelde borgringen het beste passen

• Algemene, lage tot matige trillingen waar de historische praktijk/specificatie dit vereist.
• Assemblages waarbij het pasoppervlak hard genoeg is om te voorkomen dat de sluitring vroegtijdig plat wordt.

Praktische waarschuwingen

Bij hogere klembelastingen veel gespleten ringen snel plat , die zich gedraagt als een gewone sluitring en tegelijkertijd variabiliteit toevoegt aan het koppel-tot-spanning als gevolg van veranderende wrijving. Als uw ontwerpprobleem echte trillingsloslating is, behandel dan gespleten sluitringen als “niet uw eerste keuze”, tenzij testgegevens of klantspecificaties dit ondersteunen.

Gemeenschappelijke specificaties zijn onder meer DIN 127 / vergelijkbare oudere normen, maar veel industrieën geven de voorkeur aan alternatieven voor trillingskritische verbindingen.

Tand(ster)veerringen: intern, extern en combinatie

Tandborgringen gebruiken gekartelde “tanden” om de wrijving te vergroten en in oppervlakken te bijten. Ze worden veel gebruikt in elektrische en lichtmechanische assemblages omdat de tanden oxides/verf kunnen doorbreken en de elektrische continuïteit kunnen verbeteren terwijl ze weerstand bieden aan rotatie.

Interne tand versus externe tand

• Externe tand : grotere effectieve straal voor betere weerstand tegen rotatie; kan zichtbare oppervlakken beschadigen.
• Interne tand : tanden binnen de binnendiameter; beter voor strakke OD-beperkingen en een schoner uiterlijk.
• Combinatie (intern/extern): agressievere beet, maar ook meer risico op oppervlakteschade.

Voorbeeld van optimaal gebruik

Een veel voorkomende toepassing is het verbinden van een aardingslip aan een chassis. De tandenring wordt zo geplaatst dat de tanden contact maken met het geleidende basismetaal. Als het chassis is geverfd, kunnen de tanden door de coating heen snijden, waardoor het contact wordt verbeterd. In dit scenario komt het voordeel van “vergrendeling” grotendeels voort uit hogere wrijving en oppervlaktebeet , geen lenteactie.

Wigborgringen (gepaarde nokkenringen)

Wedge-borgringen worden gebruikt als een op elkaar afgestemd paar met nokken aan de binnenkant en radiale vertandingen aan de buitenkant. De nokken hebben een wighoek die zo is ontworpen dat elke losdraaiende rotatie de nokhellingen moet beklimmen, wat de klemlengte vergroot en terugtrekken tegengaat.

Wanneer kiest u voor wedge-lock?

• Hoge trillingen of dynamische afschuiving waarbij transversale slip kan optreden.
• Veiligheids- of uptime-kritieke verbindingen waarbij losmaken kostbaar is.
• Toepassingen waarbij u kartelmarkeringen op het oppervlak kunt accepteren (of compatibele geharde lageroppervlakken kunt gebruiken).

Belangrijke praktische opmerking

Deze ringen zijn afhankelijk van de juiste koppeling en oriëntatie. Installeer ze als een gekoppelde set (nokken naar elkaar gericht). Een veel voorkomende veldfout is het splitsen van het paar over meerdere verbindingen, waardoor het wigmechanisme wordt verslagen.

Als het uw eis is om “weerstand te bieden aan het loskomen van trillingen”, wordt vaak gekozen voor wedge-lock-ontwerpen, omdat het vergrendelingseffect niet louter gebaseerd is op wrijving; het is een geometrische weerstand tegen terugtrekken .

Belleville (schijfveer) sluitringen

Belleville-ringen zijn conische schotelveren. Ze worden minder gekozen vanwege de “anti-rotatiebeet” en meer vanwege het behoud van de klemkracht bij bezinking, thermische cycli, kruip van de pakking of differentiële uitzetting. Ze kunnen in serie/parallel worden gestapeld om de doorbuiging en belasting af te stemmen.

Wat ze goed oplossen

• Handhaving van de voorspanning tijdens inbedden/kruipen (bijv. polymeren, pakkingen, zachte aluminium interfaces).
• Thermische cycli waarbij de gewrichtslengte verandert als gevolg van de temperatuur.
• Uitvoeringen waarbij een gedefinieerde veerconstante vereist is (gecontroleerd klemgedrag).

Eenvoudig numeriek voorbeeld (context vooraf laden)

Stel dat een M10-bout met eigenschapsklasse 8.8 een rekspanning heeft nabij 580 MPa . Met behulp van een typisch technisch doel van ongeveer 70% van bewijs voor voorspanning en een trekspanningsgebied dichtbij 58 mm² , een geschatte voorbelasting is:

Voorbelasting ≈ 0,7 × 580 MPa × 58 mm² ≈ 23,5 kN .

Een Belleville-ring kan zo worden gekozen dat de verwachte zetting van de verbindingen (bijvoorbeeld een klein verlies aan stapelhoogte) resulteert in slechts een bescheiden verandering in de voorspanning, waardoor de retentie wordt verbeterd in vergelijking met een stijve stapel.

Golfringen en gebogen veerringen

Golfringen (multi-wave) en gebogen veerringen (enkelgolf/gebogen) zorgen voor lichtere veerkrachten en meer doorbuiging dan veel spiraalvormige gespleten ringen. Ze worden vaak gebruikt om het rammelen te verminderen, de axiale speling te controleren en de tolerantiestapeling in lichte constructies te compenseren.

Best passende toepassingen

• Lagervoorspanning in mechanismen met lage belasting (indien gespecificeerd door het lager/mechanisme-ontwerp).
• Geluids-/rammelcontrole voor panelen en lichtbeugels.
• Assemblages die flexibiliteit vereisen zonder agressieve oppervlaktebeet.

Beperkingen

Deze zijn meestal niet de eerste keuze bij ernstige trillingsloslating. Hun waarde is in de eerste plaats gecontroleerd veergedrag , geen anti-rotatiegeometrie.

Borgringen en borgplaten (positieve mechanische vergrendeling)

Lipjesringen en borgplaten maken gebruik van een naar boven gebogen lipje dat de rotatie van moer/bout fysiek blokkeert door een platte gleuf, gleuf of voorziening op de bevestiger en een stationair onderdeel op de constructie aan te grijpen. Dit is een “positief slot”-concept in plaats van een wrijvings-/veerconcept.

Waar ze zin hebben

• Veiligheidskritieke verbindingen met inspectie-eisen (visuele bevestiging van lipsluiting).
• Roterende apparatuur waarbij historische normen positieve vergrendeling vereisen.
• Toepassingen waarbij oppervlakkige beet of kartels ongewenst zijn.

Praktische waarschuwingen

Buiglippen zijn een vorm van plastische vervorming; Veel ontwerpen worden, afhankelijk van de specificatie, behandeld als eenmalig gebruik of beperkt hergebruik. Zorg ervoor dat het materiaal en de dikte van het lipje-ringetje overeenkomen met het koppel en de platte geometrie, zodat het lipje niet barst of ontspant.

Vergelijkingstabel: keuze uit veelgebruikte typen borgringen

Gebruik onderstaande tabel als snelfilter. Valideer vervolgens aan de hand van uw gezamenlijke omstandigheden (trillingsniveau, oppervlaktehardheid/coatings, temperatuur en of u oppervlaktemarkeringen kunt verdragen).

Hoe u de juiste borgring kiest (beslissingchecklist)

Gebruik deze checklist om snel de juiste optie te bepalen en valideer vervolgens met testen of voorafgaande kwalificatie wanneer de verbinding bedrijfskritisch is.

Selectie stappen

1. Definieer de drijvende kracht achter losmaken: trillingen, thermische cycli, inbedding of problemen met het opnieuw aandraaien door de operator.
2. Controleer de staat van het oppervlak: geverfd, geplateerd, geanodiseerd, zacht aluminium, gehard staal of composieten.
3. Bepaal of oppervlaktemarkering acceptabel is: kartels/tanden laten vaak zichtbare schade achter.
4. Beoordeel de bruikbaarheid: wordt het vaak verwijderd? Zo ja, geef dan de voorkeur aan oplossingen met consistent hergebruikgedrag.
5. Geef voor trillingskritische verbindingen prioriteit aan oplossingen met bewezen prestaties onder dwarsbelasting (vaak wedge-lock of heersende koppelstrategieën) in plaats van te vertrouwen op gespleten ringen.

Een robuuste vuistregel: vergrendeling begint met klemkracht . Als de verbinding te weinig is vastgedraaid, kan geen enkele ring op betrouwbare wijze het loskomen voorkomen.

Installatietips en veelgemaakte fouten

Veel “storingen in de borgring” zijn feitelijk fouten in het assemblageproces. Onderstaande punten voorkomen de meest voorkomende veldproblemen.

Beste praktijken

• Plaats de borgring direct onder het roterende element (meestal de moer), tenzij uw specificatie anders vereist.
• Vermijd het stapelen van meerdere “vergrendelende” elementen die met elkaar in gevecht zijn (bijvoorbeeld een tandring plus een wig-lockpaar), tenzij dit door een test is gevalideerd.
• Als u tandringen op gecoate oppervlakken gebruikt, zorg er dan voor dat de tanden daadwerkelijk contact maken met het basismetaal waar elektrische of wrijvingsbijten vereist is.
• Houd bij wedge-lock-paren het paar bij elkaar en zorg ervoor dat de nokken naar binnen gericht zijn (nokken tegen nokken).

Fouten die de effectiviteit van de vergrendeling verminderen

• Gebruik een borgring om een onjuist koppel of een olieachtig/vervuild verbindingsoppervlak te “repareren”.
• Gebruik van een veerring waarbij de stijfheid van de verbindingen zo hoog is dat de ring een verwaarloosbare doorbuiging veroorzaakt.
• Het kiezen van een sluitring met buitendiameter/binnendiameter die niet goed zit, waardoor excentrische belasting en inconsistente klemkracht ontstaan.

Wanneer mag u geen borgring gebruiken?

Soms is het juiste antwoord ‘geen borgring’. Als u gecontroleerde voorbelasting en herhaalbare prestaties nodig heeft, kunnen andere strategieën beter presteren dan wasmachines:

• Gebruik moeren met het heersende koppel, volledig metalen borgmoeren of schroefdraadborgende lijmen waar dit passend is voor de omgeving.
• Gebruik geharde platte ringen om oppervlakken te beschermen en consistente wrijving te behouden wanneer de herhaalbaarheid van koppel tot spanning belangrijk is.
• Als de trillingen hevig zijn, overweeg dan een herontwerp van de verbindingen (vergroot de klemlengte, voeg pluggen/snijsleutels toe, verbeter het lageroppervlak) naast de vergrendelingshardware.

De meest betrouwbare uitkomst komt voort uit het selecteren van de soorten borgringen gebaseerd op gewrichtsfysica: klemkracht, sliprisico, oppervlakteconditie en gebruiksomgeving.