Typer av låsbrickor: Praktisk guide till val och användning

Vad "typer av låsbrickor" betyder i verkliga sammansättningar

Frasen typer av låsbrickor täcker flera mönster som motstår att lossna på olika sätt. Vissa lägger till fjäderkraft (fjäderbrickor), vissa ökar friktionen (tandade/tandbrickor), och vissa skapar en mekanisk kileffekt (killåspar). Att välja fel typ kan förvandla en "låst" fog till en fog som fortfarande lossnar under vibrationer, termisk cykling eller inbäddning.

Ett praktiskt tillvägagångssätt är att matcha brickans låsmekanism till det felläge du förväntar dig:

• Vibrationslossning (tvärglidning) → överväg killåsbrickor eller beprövade rådande vridmomentlösningar.
• Lågt vridmoment, tunn plåt, elektrisk limning → överväg tandbrickor (stjärnbrickor).
• Behöver kontrollerat fjäderbeteende (behåll kraften under termiska förändringar) → överväg Belleville (skivfjäder) eller vågbrickor.
• Positiv mekanisk retention (säkerhetskritisk) → överväg flikbrickor eller låsplåtar.

Delade låsbrickor (spiralformade fjäderbrickor)

Delade låsbrickor är den välbekanta "skurna och vridna ringen." De är tänkta att lägga till en liten fjädereffekt och skapa kantbett. I praktiken beror deras låsningsprestanda starkt på ledens styvhet, ythårdhet och om leden upplever tvärgående rörelse.

Där delade låsbrickor passar bäst

• Allmänna ändamål, låg till måttlig vibration där historisk praxis/specifikation kräver dem.
• Sammansättningar där den passande ytan är tillräckligt hård för att motstå att brickan plattar ut tidigt.

Praktiska varningar

Under högre klämbelastningar, många delade brickor platta till snabbt , beter sig som en vanlig bricka samtidigt som den ger variabilitet till vridmoment till spänning på grund av ändrad friktion. Om ditt designproblem är äkta vibrationslossning, behandla delade brickor som "inte ditt första val" om inte testdata eller en kundspecifikation stöder dem.

Vanliga specifikationer inkluderar DIN 127 / liknande äldre standarder, men många industrier föredrar alternativ för vibrationskritiska fogar.

Tand (stjärn) låsbrickor: invändig, extern och kombination

Tandlåsbrickor använder tandade "tänder" för att öka friktionen och bita i ytor. De används ofta i elektriska och lätta mekaniska sammansättningar eftersom tänderna kan bryta igenom oxider/färg och förbättra den elektriska kontinuiteten samtidigt som de motstår rotation.

Inre tand vs extern tand

• Extern tand : större effektiv radie för bättre motstånd mot rotation; kan skada synliga ytor.
• Inre tand : tänder inuti innerdiametern; bättre för snäva OD-begränsningar och renare yttre utseende.
• Kombination (intern/extern): mer aggressivt bett, men också mer risk för ytskador.

Exempel på bästa användning

En vanlig applikation är att fästa en jordklack till ett chassi. Tandbrickan är placerad så att tänderna kommer i kontakt med den ledande basmetallen. Om chassit är målat kan tänderna skära igenom beläggningen, vilket förbättrar kontakten. I det här scenariot kommer den "låsande" fördelen till stor del från högre friktion och ytbett , inte våraktion.

Killåsbrickor (parade kambrickor)

Killåsbrickor används som ett matchat par med kammar på insidan och radiella tandningar på utsidan. Kammarna har en kilvinkel utformad så att eventuell lossande rotation måste klättra uppför kamramperna, vilket ökar klämlängden och motstår back-off.

När ska man välja killås

• Hög vibration eller dynamisk skjuvning där tvärgående glidning kan uppstå.
• Säkerhets- eller drifttidskritiska fogar där fältlossning är kostsamt.
• Applikationer där du kan acceptera yttandningsmärken (eller använda kompatibla härdade lagerytor).

Viktig praktisk anmärkning

Dessa brickor är beroende av korrekt ihopkoppling och orientering. Installera dem som ett sammankopplat set (kammarna vända mot varandra). Ett vanligt fältfel är att dela paret över flera leder, vilket besegrar kilmekanismen.

Om ditt krav är "motstå vibrationslossning" väljs ofta killåsdesigner eftersom låseffekten inte bara är friktionsbaserad; det är en geometriskt motstånd mot back-off .

Belleville (skivfjäder) brickor

Belleville brickor är koniska skivfjädrar. De väljs mindre för "anti-rotationsbett" och mer för att bibehålla klämkraften vid sättning, termisk cykling, packningskrypning eller differentiell expansion. De kan staplas i serie/parallell för att justera avböjning och belastning.

Vad de löser bra

• Bibehålla förspänning under inbäddning/krypning (t.ex. polymerer, packningar, mjuka aluminiumgränssnitt).
• Termisk cykling där ledlängden ändras över temperaturen.
• Konstruktioner där en definierad fjäderhastighet krävs (kontrollerat klämbeteende).

Enkelt numeriskt exempel (förladdningskontext)

Antag att en M10-bultsegenskapsklass 8.8 har en provspänning nära 580 MPa . Med ett typiskt ingenjörsmål på ca 70 % bevis för förspänning och ett dragspänningsområde nära 58 mm² , en ungefärlig förladdning är:

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

En Belleville-bricka kan väljas så att förväntad fogsättning (till exempel en liten förlust av stapelhöjd) endast resulterar i en blygsam förspänningsändring, vilket förbättrar retentionen jämfört med en stel stapel.

Vågbrickor och böjda fjäderbrickor

Vågbrickor (flervågsbrickor) och böjda fjäderbrickor (enkelvågiga/böjda) ger lättare fjäderkrafter och mer avböjning än många spiralformade delade brickor. De används vanligtvis för att minska skrammel, kontrollera axiellt spel och kompensera för toleransuppbyggnad i lätta aggregat.

Bäst passande applikationer

• Lagerförspänning i lågbelastningsmekanismer (där det anges av lager/mekanismens design).
• Ljud/skallerkontroll för paneler och ljusfästen.
• Sammansättningar som kräver efterlevnad utan aggressivt ytbett.

Begränsningar

Dessa är vanligtvis inte förstahandsvalet för kraftiga vibrationslossning. Deras värde är i första hand kontrollerat fjäderbeteende , inte antirotationsgeometri.

Flikbrickor och låsplattor (positiv mekanisk låsning)

Flikbrickor och låsplattor använder en uppböjd flik som fysiskt blockerar mutter/bultrotation genom att koppla in en plan, slits eller funktion på fästet och en stationär funktion på enheten. Detta är ett "positivt lås"-koncept snarare än ett friktions-/fjäderkoncept.

Där de är vettiga

• Säkerhetskritiska fogar med inspektionskrav (visuell bekräftelse av flikingrepp).
• Roterande utrustning där historiska standarder kräver positiv låsning.
• Applikationer där ytbett eller tandningar är oönskade.

Praktiska varningar

Böjning av flikar är en form av plastisk deformation; många mönster behandlas som engångsanvändning eller begränsad återanvändning beroende på specifikation. Se till att flikbrickans material och tjocklek matchar vridmomentet och den platta geometrin så att fliken inte spricker eller slappnar av.

Jämförelsetabell: välj bland vanliga typer av låsbrickor

Använd tabellen nedan som ett snabbt filter. Validera sedan mot dina fogförhållanden (vibrationsnivå, ythårdhet/beläggningar, temperatur och om du tål ytmärkning).

Hur man väljer rätt låsbricka (checklista för beslut)

Använd den här checklistan för att snabbt avgränsa det korrekta alternativet, validera sedan med testning eller tidigare kvalificering när leden är uppdragskritisk.

Urvalssteg

1. Definiera föraren som lossnar: vibrationer, termisk cykling, inbäddning eller problem med operatörens vridmoment.
2. Bekräfta yttillståndet: målat, pläterat, anodiserat, mjukt aluminium, härdat stål eller kompositer.
3. Bestäm om ytmärkning är acceptabel: tandningar/tänder lämnar ofta synliga skador.
4. Bedöm användbarheten: kommer den att tas bort ofta? Om ja, föredra lösningar med konsekvent återanvändningsbeteende.
5. För vibrationskritiska fogar, prioritera lösningar med beprövad prestanda under tvärgående belastning (ofta killåsning eller rådande vridmomentstrategier) snarare än att lita på delade brickor.

En robust tumregel: låsningen börjar med klämkraft . Om fogen är underåtdragen kommer ingen bricka att på ett tillförlitligt sätt förhindra att den lossnar.

Installationstips och vanliga misstag

Många "låsbrickor" är faktiskt fel i monteringsprocessen. Punkterna nedan förhindrar de vanligaste fältproblemen.

Bästa metoder

• Placera låsbrickan direkt under det roterande elementet (vanligtvis muttern), om inte din specifikation kräver något annat.
• Undvik att stapla flera "låsande" element som bekämpar varandra (t.ex. tandbricka plus killåspar) såvida de inte valideras genom test.
• Om du använder tandbrickor på belagda ytor, se till att tänderna verkligen kommer i kontakt med oädel metall där elektriskt eller friktionsbett krävs.
• För killås-par, håll ihop paret och bekräfta att kammarna är vända inåt (kammar-till-kammar).

Misstag som minskar låsningseffektiviteten

• Använd en låsbricka för att "fixa" felaktigt vridmoment eller en oljig/förorenad fogyta.
• Använd en fjäderbricka där fogstyvheten är så hög att brickan bidrar med försumbar nedböjning.
• Att välja en bricka OD/ID som inte sitter ordentligt, vilket orsakar excentrisk belastning och inkonsekvent klämkraft.

När man inte ska använda en låsbricka

Ibland är det rätta svaret "ingen låsbricka." Om du behöver kontrollerad förspänning och repeterbar prestanda kan andra strategier överträffa brickor:

• Använd muttrar med rådande vridmoment, låsmuttrar helt i metall eller gänglåsande lim när det är lämpligt för miljön.
• Använd härdade plana brickor för att skydda ytor och bibehålla konsekvent friktion när vridmoment-till-spänning repeterbarhet är viktig.
• Om vibrationerna är kraftiga, överväg omdesign av fogen (öka klämlängden, lägg till pluggar/skjuvnycklar, förbättra lagerytan) utöver låsbeslag.

Det mest tillförlitliga resultatet kommer från att välja bland typer av låsbrickor baserat på ledfysik: klämkraft, glidrisk, yttillstånd och servicemiljö.