Come selezionare un giunto sferico industriale
Scegli il design di ritenzione adatto al montaggio e alla manutenzione. Stabilire la direzione del carico e la forza di picco attraverso la corsa del collegamento. Quindi verificare il movimento angolare, il gioco circostante, entrambe le interfacce filettate e i materiali dei componenti. Trattare i valori di trazione e taglio del catalogo come valori di prova o di resistenza dichiarati, non automaticamente come carichi operativi ammissibili.
Un giunto sferico industriale collega un perno sferico a una presa in modo che un collegamento meccanico possa trasmettere la forza mentre si cambia l'angolo. La domanda utile è se quel particolare gruppo può farlo durante tutto il movimento della macchina, rimanere collegato in modo sicuro ed essere comunque sottoposto a manutenzione come previsto.
Questa guida copre i collegamenti con perno sferico e presa per collegamenti meccanici. I giunti delle sospensioni automobilistiche e i giunti sferici dei tubi contenenti pressione hanno requisiti di progettazione e qualificazione diversi; il nome condiviso non li rende intercambiabili.
1. Cos'è un giunto sferico meccanico?
Un giunto sferico meccanico ha una sfera sferica su un perno, una presa che supporta la sfera e una struttura che trattiene le due parti. Il movimento relativo all'interfaccia sferica consente al perno e alla presa di modificare la loro relazione angolare entro la corsa consentita del giunto.
Componenti del giunto sferico e come funzionano
Il perno sferico si collega a un lato del meccanismo. Il corpo della presa si collega all'altro. La forza passa attraverso la loro interfaccia di contatto, mentre la struttura di ritenzione impedisce la separazione nelle condizioni operative previste. Uno stivale o una ghetta protegge l'interfaccia dalla contaminazione; non è il fermo strutturale.
Giunti con perno sferico e teste a snodo sferiche
Un'estremità sferica ha normalmente un occhio di cuscinetto con un foro passante per un perno o un bullone. Le connessioni qui trattate hanno un perno sferico catturato da una presa. Entrambi consentono il movimento angolare, ma utilizzano interfacce di montaggio e percorsi di carico diversi. Per passare dall'uno all'altro è necessario verificare il meccanismo, non solo confrontare i diametri del filo.
Per un assemblaggio prigioniero-presa, il nsGuida di abbinamento con presa sferica DIN e perno sfericoapprofondisce la selezione dei componenti di accoppiamento.
2. Scegli la tipologia in base alla conservazione e all'accesso al servizio
I giunti sferici industriali non hanno una classificazione universale di due tipi. Per un acquirente di collegamenti, la costruzione della ritenzione è un punto di partenza più utile rispetto alle etichette prese in prestito dalle sospensioni automobilistiche.
| Famiglia di prodotti | Costruzione pubblicata | Cosa stabilire prima |
|---|---|---|
| Giunti angolari DIN 71802 | A/B/C senza clip di sicurezza aggiuntiva; AS/BS/CS con clip di sicurezza. | Quale tipo completo e disposizione di ritenzione richiede l'assemblaggio? |
| ES | Design pressato in tre pezzi; assemblaggio permanente di perno e corpo. | La presa e il perno possono rimanere insieme durante la manutenzione? |
| FS | Design a quattro pezzi con ritenzione a molla con anello elastico. | Quale procedura di ispezione e assemblaggio della ritenzione richiede la progettazione? |
| QI | Disconnessione rapida retraendo un alloggiamento esterno caricato a molla. | L'operatore può raggiungere e ritrarre l'alloggiamento una volta installato? |
| QD | Design a sgancio rapido caricato a molla in quattro pezzi. | Il modello completo soddisfa i requisiti di rilascio, geometria e carico? |
Le descrizioni della costruzione provengono dalle pagine dei prodotti Dongzhou collegate. Queste famiglie non sono una classifica dal più debole al più forte.
Tutte e quattro le fotografie dei prodotti provengono dalle corrispondenti pagine ufficiali dei prodotti Dongzhou.
Il nostro consiglio: decidere se il collegamento deve rompersi
Dal nostro lato produttivo a Dongzhou, consigliamo di definire l'accordo di servizio prima di abbinare il filo. Se la manutenzione richiede la separazione della presa dal perno sferico, un gruppo ES permanente non soddisfa tale requisito semplicemente perché si adatta allo stelo.
Per un'opzione di disconnessione rapida, includere nel disegno lo spazio installato attorno all'alloggiamento. Un giunto facile da rilasciare su una panca potrebbe essere inaccessibile dietro una staffa. Preferiamo confrontare l'installazione completa piuttosto che considerare un thread corrispondente come prova di idoneità.
Per gli assiemi di tipo DIN, specificare il tipo completo. Il nostro catalogo distingue A/B/C da AS/BS/CS per la clip di sicurezza aggiuntiva e identifica una superficie chiave sui prigionieri C/CS. Non omettere tali funzionalità dalla descrizione dell'acquisto. Elenchi supporti DINDIN 71805 come standard per alloggiamenti per giunti angolari e anelli di sicurezza; un identificatore standard necessita ancora della dimensione e della configurazione corrispondenti.
3. Leggere il percorso di carico prima di confrontare i valori di catalogo
Identificare la forza sul giunto sferico, non solo la forza nominale dell'attuatore o il carico su un'altra parte del meccanismo. Registra la sua direzione rispetto al perno e alla presa, se si inverte e se l'avvio, l'arresto o l'impatto creano un picco più alto.
Includere la staffa di supporto e la filettatura di montaggio in quella recensione. Uno spostamento tra la forza congiunta e il supporto crea un momento. L'aumento delle dimensioni del giunto sferico non risolve automaticamente il problema di una staffa sovraccarica o di una disposizione di montaggio inadeguata.
La geometria del collegamento può modificare la forza richiesta
Per un collegamento planare ideale, trascurando l'attrito e l'inerzia, una forza agente a distanzarda un perno produce coppiaTsecondoT = rF sin θ. Qui, θ è l'angolo tra il raggio dal perno e la direzione della forza. Ciò segue ilrelazione di coppia spiegata da OpenStax.
Come esempio di calcolo, supponiamo che un meccanismo necessiti di 20 N·m con un raggio di 50 mm. A θ = 90° la forza richiesta è 400 N. A θ = 30° è 800 N. La coppia richiesta non è cambiata; la geometria meno favorevole raddoppia la forza.
Questo calcolo non seleziona un prodotto né tiene conto di urti, fatica, attrito o accelerazione. Il suo scopo è mostrare perché la revisione del carico deve coprire l'intervallo di corsa. Un meccanismo che si avvicina ad una disposizione rettilinea o a punto morto richiede particolare attenzione perché il braccio del momento utile diminuisce.
Stessa filettatura, diversi valori di trazione e taglio pubblicati
I nostri QI250 e QD250 condividono le designazioni delle filettature riportate di seguito, ma i valori di catalogo differiscono. Anche ES250 e FS250 utilizzano queste designazioni di filettatura. Ciò rende i quattro modelli utili per verificare i limiti di un confronto basato solo sui thread.
| Modello | Filettatura della presa | Filo perno | minimo prova di trazione (libbre) | minimo taglio (libbre) |
|---|---|---|---|---|
| ES250 | 1/4-28-2B | 1/4-28-2A | 500 | 500 |
| FS250 | 1/4-28-2B | 1/4-28-2A | 1000 | 700 |
| QI250 | 1/4-28-2B | 1/4-28-2A | 560 | 500 |
| QD250 | 1/4-28-2B | 1/4-28-2A | 950 | 800 |
Fonte: le tabelle del modello Dongzhou collegate. Le unità e i significati delle colonne vengono mantenuti così come pubblicati. I valori si applicano alle righe denominate, non a tutte le dimensioni all'interno di ciascuna famiglia.
Un valore minimo del test di trazione non è un valore nominale di carico in servizio continuo.Stabilire la configurazione del test, la direzione di carico e il criterio di accettazione prima di utilizzarlo in un confronto di progettazione. Una decisione sul carico di lavoro richiede anche le condizioni operative e un margine di progettazione specifico dell'applicazione; non esiste un divisore universale che trasformi queste voci della tabella in carichi di lavoro sicuri.
La nostra raccomandazione è di confrontare il modello completo, la sua base di prova e la sua installazione. Il valore di attrazione pubblicato più elevato del QD250 rispetto al QI250 non garantisce una durata di servizio più lunga. Allo stesso modo, il valore di attrazione dell'FS250 non rende il suo design di ritenzione un sostituto della funzione di sgancio rapido richiesta.
4. Controllare il movimento e il gioco durante l'intera corsa
Il movimento angolare del giunto e l'angolo di trasmissione del collegamento descrivono cose diverse. Il movimento angolare riguarda il perno rispetto alla presa. L'angolo di trasmissione riguarda la direzione della forza rispetto ad una leva o manovella. Il superamento di un controllo non stabilisce l'altro.
Esamina le posizioni iniziale e finale, quindi il percorso tra di loro. Le posizioni intermedie possono avvicinare l'alloggiamento, la spalla del perno o la cuffia all'hardware adiacente rispetto a entrambe le posizioni finali. Per il movimento su più di un piano, utilizzare l'effettivo assieme tridimensionale.
- Controllare il collo e la spalla del perno contro l'apertura dell'invasatura durante il movimento.
- Includere nella busta il controdado, la staffa di montaggio, gli elementi di fissaggio e l'eventuale guaina protettiva.
- Lasciare spazio per azionare l'alloggiamento di rilascio o accedere all'hardware di ritenzione.
- Controlla le tolleranze e le variazioni di assemblaggio, invece di accettare solo il gioco CAD nominale.
Si consiglia di separare due revisioni del disegno: spazio libero durante il funzionamento e accesso durante la manutenzione. Un giunto a sgancio rapido può muoversi liberamente ma rimane impossibile da scollegare senza rimuovere un'altra parte della macchina.
Per coperchi o coperture supportati, ilterminale della molla a gas e guida della staffa di montaggioestende questo controllo ai due punti di fissaggio e alla struttura circostante.
5. Abbina entrambe le interfacce, non solo un thread
Annotare separatamente il collegamento della presa e il collegamento del perno. Un diametro corrispondente su un lato non dice nulla sul passo dell'altro lato, sulla mano della filettatura, sull'innesto o sulla geometria di montaggio.
Leggere la designazione completa della filettatura
Nell'esempio del catalogo, 1/4-28 identifica un diametro nominale di un quarto di pollice con 28 fili per pollice. Le designazioni 2B e 2A identificano rispettivamente le classi di filettatura interna ed esterna. ASMEContenuti B1.1-2024distinguere le tabelle delle filettature esterne di Classe 2A e interne di Classe 2B. Riporta il callout completo nel disegno anziché accorciarlo a "filo da un quarto di pollice".
Controllare la mano del filo come requisito separato. Dongzhou elenca un'alternativa con filettatura sinistrorsa per diverse famiglie; ciò non significa che ogni configurazione fornita abbia una filettatura sinistra. Un collegamento regolabile necessita anche di una disposizione di bloccaggio e di un impegno adeguato alla lunghezza finale installata.
Dimensioni che decidono se l'assieme si adatta
Confrontare le dimensioni della sfera e la posizione centrale della sfera rispetto a ciascuna superficie di montaggio. Quindi controllare la lunghezza filettata disponibile del prigioniero, la posizione della spalla, lo spessore della staffa e la disposizione dei dadi. Un perno avvitato in una staffa potrebbe comunque posizionare il centro della sfera nella posizione sbagliata.
Le etichette utilizzate per le dimensioni del catalogo differiscono tra le serie. Confronta le caratteristiche del disegno corrispondenti, non semplicemente le colonne con lettere simili. Per un acquistato separatamentePresa DIN 71805EPrigioniero DIN 71803, stabilire la dimensione della sfera/presa di accoppiamento nonché entrambe le interfacce esterne.
Ad esempio, il nostroTabella DIN 71802accoppia d1 = 8 con una filettatura M5 d2 nella sua prima riga di dimensioni. Specificare le dimensioni del disegno corrispondenti e il tipo di assieme, anziché ordinare solo tramite M5.
6. Specificare materiali e protezione per componente
Un giunto sferico è un assieme, quindi specificarne le parti singolarmente. "Giunto sferico inossidabile" è troppo ampio se il progetto richiede un materiale particolare per la presa, il perno, la molla e qualsiasi hardware di ritenzione separato.
Le nostre pagine QI e QD elencano il materiale della presa Q235A, i perni in acciaio di grado 45, i gusci in acciaio di grado 20 e le molle in acciaio inossidabile 304 nelle descrizioni dei materiali standard. Elencano anche alternative in acciaio inossidabile 303, 304 o 316 per la presa e il perno, con passivazione. Queste alternative non stabiliscono che ogni parte dell'assemblaggio sia inossidabile 316. Vedi ilElenco dei materiali QIEElenco dei materiali QD.
Per una specifica per esterni o per lavaggio, descrivere l'esposizione e le conseguenze della corrosione. Includere se il problema riguarda l'aspetto estetico, il grippaggio della filettatura, l'operazione di ritenzione o il movimento nell'interfaccia sferica. Ciò conferisce alla discussione sul materiale e sulla finitura un obiettivo di accettazione definito.
Uno stivale protettivo non è una specifica ambientale completa
Le descrizioni ES e FS identificano ghette in neoprene che aiutano a resistere alla contaminazione da sporco. Questa caratteristica non stabilisce un grado di protezione dall'ingresso, compatibilità chimica o un limite di temperatura operativa per l'assieme completo. Tali proprietà necessitano di specifiche specifiche.
Allo stesso modo, una dichiarazione sul catalogo secondo cui un giunto è pieno di lubrificante non stabilisce un intervallo di lubrificazione a vita per la vostra macchina. Definire lo schema di movimento e l'ambiente, quindi concordare i requisiti di manutenzione per la costruzione selezionata.
Se una specifica di rivestimento utilizza il test in nebbia salina, definire la durata dell'esposizione e il criterio di superamento/fallimento anziché richiedere solo la "conformità alla nebbia salina". ASTMB117 significato e note sull'ambitospiegare che i risultati indipendenti della nebbia salina non prevedono in modo affidabile le prestazioni in ambienti naturali e che la pratica non prescrive il periodo di esposizione di un prodotto. Le ore di prova non dovrebbero essere convertite nel numero promesso di anni di servizio all'aperto.
7. Confermare l'assemblaggio e inviare una richiesta di offerta utile
Prima di accettare un modello, verificare che l'assieme fornito corrisponda alla costruzione di ritenzione specificata e che le sue interfacce di accoppiamento corrispondano al disegno. Dopo l'installazione, controllare il movimento lungo il percorso richiesto e verificare che l'hardware di ritenzione sia montato correttamente utilizzando la procedura di assemblaggio applicabile.
Scollegare un giunto solo dopo che la macchina si trova nello stato di manutenzione sicuro definito e il carico sul collegamento è stato rimosso. Un meccanismo di rilascio rapido non consente di separare una connessione caricata.
Cosa ti consigliamo di includere nella tua richiesta
- Il codice articolo attuale, la quantità richiesta e una fotografia chiara in caso di sostituzione di un giunto esistente.
- Un disegno di assieme che mostra entrambe le connessioni, le posizioni del centro della sfera e l'hardware circostante.
- Didascalie complete della filettatura di presa e perno, compresi i requisiti relativi alla mano della filettatura e all'innesto.
- Forza di picco, direzione della forza, movimento inverso, frequenza operativa ed eventuali condizioni di impatto.
- Movimento angolare e gioco richiesti per tutta la corsa del collegamento.
- Esposizione, materiali dei componenti, requisiti di finitura e se è necessaria una disconnessione regolare.
Offriamoparti di collegamento personalizzate basate su disegni o campioni. La nostra raccomandazione è di inviare un campione insieme ad un disegno quotato ove possibile: il campione mostra la costruzione fisica, mentre il disegno definisce le interfacce richieste e i criteri di accettazione. NostroGuida RFQ disegno/campionespiega questa distinzione in modo più dettagliato.
Confrontiamo la connessione completa
Invia a Dongzhou il tuo disegno di assieme o il riferimento del giunto esistente, insieme al carico operativo e ai requisiti di manutenzione. Possiamo confrontare le nostre opzioni stile DIN, ES, FS, QI e QD o discutere un collegamento non standard in base al vostro disegno o campione.
Discuti del tuo legame con Dongzhou8. Domande frequenti sulla selezione dei giunti sferici industriali
I giunti sferici con la stessa filettatura possono sostituirsi a vicenda?
Non solo sulla dimensione del filo. Confermare il design della ritenzione, le dimensioni della sfera di accoppiamento, la geometria installata, il movimento e i requisiti di carico applicabili. ES250, FS250, QI250 e QD250 di Dongzhou condividono le designazioni delle filettature pubblicate in questa guida ma hanno descrizioni costruttive e valori di trazione o taglio del catalogo diversi.
Posso utilizzare il valore minimo del test di trazione come carico di lavoro?
No. Un valore minimo del test di trazione non è automaticamente un carico operativo consentito. Stabilire la base del test e considerare la direzione effettiva del carico, il servizio, il movimento e le conseguenze dei guasti prima di selezionare un margine ingegneristico.
Quando dovrei scegliere un giunto permanente invece di un giunto a disconnessione rapida?
Considerare la conservazione permanente quando la presa e il perno possono rimanere assemblati durante la procedura di manutenzione prevista. Prendere in considerazione la disconnessione rapida quando è necessaria la separazione, quindi verificare l'accesso allo sgancio e le specifiche complete del modello. Nessuna delle due costruzioni è universalmente la scelta migliore.
Una presa e un perno inossidabili significano che l'intero giunto è inossidabile?
No. Specificare il guscio, la molla e le parti di ritenzione separate, nonché la presa e il perno. Le alternative dei materiali elencate per due componenti non stabiliscono il materiale dell'assieme completo.
Un giunto con perno sferico può sostituire un'estremità sferica?
Solo dopo una revisione ingegneristica delle interfacce di montaggio e del percorso di carico. Un'estremità sferica dell'asta normalmente si collega attraverso il foro del cuscinetto; un giunto con perno sferico utilizza un perno trattenuto. Un simile movimento angolare non rende tali connessioni intercambiabili.
