Pierścienie tolerancji
Pierścienie tolerancyjne to promieniowo sprężyste pierścienie, które są pasowane na wcisk między dwoma współpracującymi elementami, aby działać jako elementy złączne cierne. Są to elastyczne podkładki przeznaczone do łączenia ze sobą dwóch cylindrycznych części. Faliste wypukłości biegnące po obwodzie pierścienia generuje siłę utrzymującą, aby zapewnić optymalne dopasowanie między dwoma współpracującymi elementami bez potrzeby stosowania kleju lub nadmiernej siły montażowej, co upraszcza proces dla producentów. Pozwalają na wszelkie niewspółosiowości spowodowane rozszerzalnością cieplną lub nadmiernymi wibracjami. Pierścienie tolerancyjne mogą być stosowane jako mocowania łożysk i jako środek do radzenia sobie z przenoszeniem momentu obrotowego, ochroną przed przeciążeniem momentu obrotowego i poślizgiem osiowym między współpracującymi elementami. Często stosuje się je do izolowania niepożądanych drgań w silnikach i silnikach elektrycznych, do bezgłośnej pracy mechanizmów w samochodach osobowych i sprzęcie AGD, gdzie redukcja hałasu stała się głównym trendem ostatnich lat. Modyfikacje pierścieni tolerancji można wprowadzić w celu dostrojenia sztywność dynamiczna , a zatem częstotliwości, które można wyizolować .
Pierścienie tolerancyjne można wykorzystać do całkowitego wyeliminowania hałasu, po prostu poprzez zwiększenie luzu między współpracującymi komponentami, co w przeciwnym razie mogłoby prowadzić do grzechotania w systemie, ponieważ części nie są całkowicie ograniczone.
Zastosowania i zastosowania
Automobilowy
Pierścienie tolerancji są stosowane w wielu mechanizmach w samochodowych układach napędowych i układach kierowniczych, a także we wnętrzu i na zewnątrz samochodu. Ich zdolność do ograniczania momentu obrotowego i przeciążenia pozwala na stosowanie ich jako prostych sprzęgających w kilku zastosowaniach, takich jak automatyczny silnik tylnej klapy i składana kolumna kierownicy. Są również wykorzystywane przez producentów samochodów do montażu łożysk w zawiasach i przekładniach w układzie napędowym.
Ich lekkość sprawiła, że pierścienie tolerancyjne stały się atrakcyjne dla producentów samochodów, którzy dążą do poprawy osiągów samochodów przy jednoczesnym spełnieniu rządowych wymagań dotyczących redukcji emisji dwutlenku węgla. W Unii Europejskiej Komisja Europejska wprowadziła przepisy dotyczące emisji spalin z samochodów , ograniczające ilość emisji dwutlenku węgla (CO 2 ), jaką może emitować samochód. Od 2015 r. prawo UE wymaga, aby nowe samochody emitowały nie więcej niż 130 gramów dwutlenku węgla na kilometr (CO 2 ). Jeśli ten limit zostanie przekroczony, producenci mogą zostać ukarani grzywną. Od 2021 r. nowym obowiązkowym celem emisji będzie średnia dla floty wynosząca 95 gramów na kilometr. Chiny zaczynają wprowadzać przepisy mające na celu stworzenie normy krajowej, opartej na przepisach dotyczących redukcji emisji dwutlenku węgla, które już obowiązują w Europie . Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) wymaga od firm motoryzacyjnych średniego poziomu emisji dwutlenku węgla (CO 2 ) emisje z rury wydechowej na poziomie 101 gramów na kilometr (163 gramów na milę) do roku modelowego 2025. Przepisy te nakładają na producentów samochodów obowiązek zmniejszenia masy silników i pojazdów w celu zwiększenia oszczędności paliwa. Według szacunków EPA każdy spadek masy samochodu o 10 procent zmniejsza zużycie paliwa od 5 do 10 procent.
Mocowanie stojana silnika EPS
W większości nowoczesnych systemów elektrycznego wspomagania kierownicy (EPS) obudowa silnika jest częścią odlewu zębatki, która jest zwykle wykonana z lekkich materiałów, takich jak stopy aluminium. Stojany są tradycyjnie wciskane w obudowę . Zamiast pasowania wtłaczanego można zastosować pierścienie tolerancyjne . Ze swoimi falistymi występami pierścienie tolerancyjne wytwarzają siłę retencji po ściśnięciu między obudową a stojanem . Występy te działają jak sprężyny i umożliwiają współpracującym elementom rozszerzanie się i kurczenie z różnymi prędkościami, przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganej siły utrzymującej.
Pierścienie tolerancji zapewniają również stały mostek termiczny między stojanem a obudową, umożliwiając odprowadzanie ciepła z dala od stojana. Niższe temperatury pracy skutkują wyższą wydajnością i dłuższą żywotnością silnika.
Mocowania przekładni
Pierścienie tolerancyjne są stosowane jako mocowanie stojana silnika elektrycznego w elektrycznym wspomaganiu kierownicy (EPS) w celu ochrony układu przed przeciążeniem momentem obrotowym w przypadku wstrząsów napędzanych wstecznie przez układ kierowniczy. Robią to, pozwalając wałowi napędowemu ślizgać się wewnątrz koła zębatego, aby zęby koła zębatego nie zostały uszkodzone, co wzmacnia żywotność systemu EPS.
Składana kolumna kierownicy
Składana kolumna kierownicy została zaprojektowana w celu ochrony kierowcy przed obrażeniami spowodowanymi uderzeniem w układ kierowniczy podczas zderzenia. Składana kolumna kierownicy, składająca się z dwóch zazębiających się wałów, pochłania energię, zapadając się do wewnątrz lub pękając przy uderzeniu.
Aby zabezpieczyć wałek i obudowę kolumny kierownicy na miejscu podczas normalnych warunków jazdy, między tymi dwiema częściami montowany jest pierścień tolerancyjny. Pierścień tolerancji jest zaprojektowany tak, aby ślizgał się osiowo przy określonym poziomie momentu obrotowego, umożliwiając ślizganie się wału wewnątrz obudowy podczas zderzenia, pochłaniając energię uderzenia w celu ochrony kierowcy.
Urządzenia antywłamaniowe
Zgodnie z dyrektywą Komisji Europejskiej 95/56/WE (1995) wszystkie pojazdy muszą być wyposażone w urządzenia zabezpieczające przed kradzieżą. Przepisy wymagają, aby blokada kierownicy była w stanie wytrzymać bezawaryjnie siły działające na kierownicę o wartości 100 Nm. Wymaga również, aby samochody eksportowane na rynki europejskie były wyposażone w zabezpieczenia. Chińska dyrektywa GB15740-2006 zobowiązuje chińskich producentów samochodów do montowania w swoich pojazdach mechanizmów zabezpieczających przed kradzieżą.
W blokadzie kierownicy faliste występy pierścienia tolerancji utrzymują siłę utrzymującą między wałem kierownicy a kolumną blokady. Pozwala to na swobodny ruch wewnętrznego wału w obudowie, gdy blokada kierownicy jest włączona, jednocześnie zabezpieczając obie części na miejscu podczas normalnej eksploatacji samochodu.
Silnik tylnej klapy
Jest to silnik elektryczny do automatyzacji otwierania i zamykania drzwi bagażnika samochodu. Gdy drzwi bagażnika opuszczą się, jeśli czujnik wykryje przeszkodę, taką jak torba lub ręka, zasygnalizuje zatrzymanie silnika. Pierścień tolerancji chroni silnik i przekładnię przed nadmierną siłą, działając jak sprzęgło. Jeśli bagażnik zostanie poddany działaniu siły przeciwnej do ruchu (tj. gdy ktoś ręcznie otwiera bagażnik, gdy zamyka się on automatycznie), pierścień tolerancji pozwoli elementom ślizgać się względem siebie przy określonych poziomach momentu obrotowego. Chroni to pozostałe elementy mechanizmu bagażnika.
Podłokietnik fotelika samochodowego
Aby zapewnić, że podłokietnik pozostanie na swoim miejscu, gdy jest schowany przez pasażera i nie spadnie, gdy samochód jedzie po nierównym terenie, na osi obrotu zastosowano pierścień tolerancyjny. Jego faliste występy generują wystarczający moment obrotowy, aby utrzymać go na miejscu i umożliwić prawidłowe wyczucie regulacji.
Kontrola klimatu
Pierścienie tolerancyjne są stosowane w wielu mechanizmach domowych i przemysłowych systemów klimatyzacji (AC). Producenci prądu przemiennego używają ich jako mocowań stojana i łożyska.
Stojan klimatyzatora
To jest nieruchoma część silnika. Pierścień tolerancji służy do mocowania stojana w ramie. Działa jak poduszka, gdy silnik prądu zmiennego pracuje, pochłaniając wibracje, zapewniając bezgłośną pracę prądu przemiennego.
Rama klimatyzatora
Pierścienie tolerancyjne są również stosowane w konstrukcji górnej ramy systemów prądu przemiennego w celu zabezpieczenia górnej części wirnika, zastępując spawanie punktowe. Pochłaniają wibracje z wirnika i wału korbowego silnika prądu przemiennego, gdy sprężarka pracuje z dużą prędkością, zapewniając, że pompa prądu przemiennego działa tak wydajnie, jak to możliwe przez cały okres jej eksploatacji i redukując hałas.
Dysk twardy
Pierścienie tolerancji są używane w dyskach twardych (HDD) do montowania dysków lub wkładów łożyskowych w napędach. Fale na ich zewnętrznej powierzchni pozwalają im pochłaniać nadmierne wibracje w celu zmniejszenia efektu tętnienia momentu obrotowego i rezonansu w celu poprawy wydajności dysku twardego. Pierścienie tolerancji zapewniają również szybki i łatwy montaż, eliminując potrzebę stosowania kleju.