Articulações esféricas industriais: tipos e seleção para ligações mecânicas

1. O que é uma junta esférica mecânica?

Uma junta esférica mecânica possui uma esfera esférica em um pino, um encaixe que suporta a esfera e uma construção que retém as duas partes. O movimento relativo na interface esférica permite que o pino e o soquete alterem sua relação angular dentro do percurso permitido da junta.

Componentes da junta esférica e como funcionam

O pino esférico se conecta a um lado do mecanismo. O corpo do soquete se conecta ao outro. A força passa através de sua interface de contato, enquanto a construção de retenção evita a separação dentro das condições operacionais pretendidas. Uma bota ou polaina protege a interface contra contaminação; não é o retentor estrutural.

Articulações de pino e soquete versus extremidades de haste esféricas

Uma extremidade de rótula esférica normalmente possui um olhal de rolamento com um furo passante para um pino ou parafuso. As conexões aqui abordadas possuem um pino esférico capturado por um soquete. Ambos acomodam movimento angular, mas usam diferentes interfaces de montagem e caminhos de carga. A mudança de um para outro requer a verificação do mecanismo, e não apenas a comparação dos diâmetros das roscas.

Para uma montagem de pino e soquete, nossoGuia de correspondência de soquete esférico DIN e pino esféricose aprofunda na seleção dos componentes correspondentes.

2. Escolha o tipo por retenção e acesso ao serviço

As juntas esféricas industriais não possuem uma classificação universal de dois tipos. Para um comprador de articulação, a construção de retenção é um ponto de partida mais útil do que etiquetas emprestadas de suspensões automotivas.

As descrições de construção vêm das páginas de produtos vinculadas da Dongzhou. Estas famílias não são uma classificação das mais fracas às mais fortes.

Todas as quatro fotografias dos produtos são das páginas oficiais correspondentes dos produtos da Dongzhou.

Nossa recomendação: decida se a conexão deve ser desfeita

Do nosso lado de fabricação em Dongzhou, recomendamos acertar o acordo de serviço antes de combinar a linha. Se a manutenção exigir a separação do soquete do pino esférico, um conjunto ES permanente não satisfaz esse requisito simplesmente porque se ajusta à haste.

Para uma opção de desconexão rápida, inclua no desenho o espaço instalado ao redor da caixa. Uma junta que é fácil de soltar em uma bancada pode ficar inacessível atrás de um suporte. Preferimos comparar a instalação completa do que tratar uma rosca correspondente como prova de adequação.

Para montagens estilo DIN, especifique o tipo completo. Nosso catálogo distingue A/B/C de AS/BS/CS pelo clipe de segurança adicional e identifica uma superfície de chave nos pinos C/CS. Não omita esses recursos da descrição da compra. Listas de mídia DINDIN 71805 como padrão para caixas de juntas angulares e anéis de retenção; um identificador padrão ainda precisa do tamanho e configuração correspondentes.

3. Leia o caminho de carregamento antes de comparar os valores do catálogo

Identifique a força na junta esférica, não apenas a força nominal do atuador ou a carga em outra parte do mecanismo. Registre sua direção em relação ao pino e ao soquete, se ele inverte e se a partida, a parada ou o impacto criam um pico mais alto.

Inclua o suporte de suporte e a rosca de montagem nessa revisão. Um deslocamento entre a força conjunta e o suporte cria um momento. Aumentar o tamanho da junta esférica não resolve automaticamente um suporte sobrecarregado ou um arranjo de montagem inadequado.

A geometria da ligação pode alterar a força necessária

Para uma ligação plana ideal, desprezando o atrito e a inércia, uma força agindo à distânciarde um pivô produz torqueTde acordo comT = rF sen θ. Aqui, θ é o ângulo entre o raio do pivô e a direção da força. Isto segue orelação de torque explicada por OpenStax.

Como exemplo de cálculo, suponha que um mecanismo precise de 20 N·m em um raio de 50 mm. Em θ = 90°, a força necessária é 400 N. Em θ = 30°, é 800 N. O torque necessário não mudou; a geometria menos favorável duplica a força.

Este cálculo não seleciona um produto nem leva em conta choque, fadiga, atrito ou aceleração. Seu objetivo é mostrar por que a revisão da carga deve abranger a faixa de deslocamento. Um mecanismo que se aproxima de uma disposição em linha reta ou de ponto morto necessita de atenção especial porque o braço de momento útil diminui.

Mesma rosca, diferentes valores de tração e cisalhamento publicados

Nossos QI250 e QD250 compartilham as designações de rosca abaixo, mas seus valores de catálogo são diferentes. ES250 e FS250 também usam essas designações de rosca. Isso torna os quatro modelos úteis para verificar os limites de uma comparação somente de thread.

Fonte: tabelas vinculadas do modelo Dongzhou. Os significados das unidades e das colunas são mantidos conforme publicados. Os valores se aplicam às linhas nomeadas, não a todos os tamanhos dentro de cada família.

Nossa recomendação é comparar o modelo completo, sua base de testes e sua instalação. O valor de pull publicado mais alto do QD250 do que o QI250 não estabelece uma vida útil mais longa. Da mesma forma, o valor de tração do FS250 não torna seu design de retenção um substituto para uma função de liberação rápida necessária.

4. Verifique o movimento e a folga durante todo o percurso

O movimento angular da junta e o ângulo de transmissão da ligação descrevem coisas diferentes. O movimento angular diz respeito ao pino em relação ao encaixe. O ângulo de transmissão diz respeito à direção da força relativa a uma alavanca ou manivela. Passar em uma verificação não estabelece a outra.

Revise as posições inicial e final e, em seguida, o caminho entre elas. As posições intermediárias podem colocar o alojamento, o ressalto do pino ou a bota mais próximos das ferragens adjacentes do que qualquer uma das posições finais. Para movimento em mais de um plano, utilize a montagem tridimensional real.

• Verifique o pescoço e o ombro do pino contra a abertura do soquete durante o movimento.
• Inclua a contraporca, o suporte de montagem, os fixadores e qualquer polaina de proteção no envelope.
• Deixe espaço para operar o compartimento de liberação ou acessar o hardware de retenção.
• Verifique as tolerâncias e a variação da montagem, em vez de aceitar apenas a folga nominal do CAD.

Recomendamos separar duas revisões de desenhos: folga durante a operação e acesso durante a manutenção. Uma junta de liberação rápida pode se mover livremente, mas é impossível desconectar sem remover outra peça da máquina.

Para tampas ou tampas suportadas, oencaixe final da mola a gás e guia do suporte de montagemestende esta verificação aos dois pontos de montagem e à estrutura circundante.

5. Combine ambas as interfaces, não apenas um thread

Anote a conexão do soquete e a conexão do pino separadamente. Um diâmetro correspondente em um lado não diz nada sobre o passo, o ponteiro da rosca, o engate ou a geometria de montagem do outro lado.

Leia uma designação de rosca completa

No exemplo do catálogo, 1/4-28 identifica um diâmetro nominal de um quarto de polegada com 28 roscas por polegada. As designações 2B e 2A identificam classes de threads internas e externas, respectivamente. ASMEConteúdo B1.1-2024distinguir as tabelas de threads externas Classe 2A e internas Classe 2B. Leve a legenda completa para o desenho, em vez de encurtá-la para "linha de um quarto de polegada".

Verifique a mão da linha como um requisito separado. Dongzhou lista uma alternativa de rosca esquerda para várias famílias; isso não significa que toda configuração em estoque tenha uma rosca esquerda. Uma articulação ajustável também precisa de um arranjo de travamento e engate adequado em seu comprimento final instalado.

Dimensões que decidem se a montagem se ajusta

Compare o tamanho da esfera e a localização do centro da esfera em relação a cada face de montagem. Em seguida, verifique o comprimento de rosca disponível do pino, a posição do ressalto, a espessura do suporte e a disposição das porcas. Um pino aparafusado em um suporte ainda pode colocar o centro da esfera no local errado.

As etiquetas usadas para dimensões do catálogo diferem entre as séries. Compare os recursos de desenho correspondentes, não apenas colunas com letras semelhantes. Para um adquirido separadamenteSoquete DIN 71805eParafuso prisioneiro DIN 71803, estabeleça o tamanho da esfera/soquete correspondente, bem como ambas as interfaces externas.

Por exemplo, nossoMesa DIN 71802pares d1 = 8 com um fio M5 d2 em sua primeira linha de tamanho. Especifique as dimensões de desenho correspondentes e o tipo de montagem, em vez de solicitar apenas M5.

6. Especifique materiais e proteção por componente

Uma junta esférica é uma montagem, portanto especifique suas peças individualmente. A "junta esférica de aço inoxidável" é muito ampla se o projeto precisar de um material específico para o soquete, pino, mola e qualquer hardware de retenção separado.

Nossas páginas QI e QD listam material de soquete Q235A, pinos de aço grau 45, carcaças de aço grau 20 e molas de aço inoxidável 304 em suas descrições de materiais padrão. Eles também listam alternativas de aço inoxidável 303, 304 ou 316 para soquete e pino, com passivação. Essas alternativas não estabelecem que todas as partes da montagem sejam em aço inoxidável 316. Veja oLista de materiais QIeLista de materiais QD.

Para especificações externas ou de lavagem, descreva a exposição e as consequências da corrosão. Inclua se a preocupação é a aparência cosmética, apreensão do fio, operação de retenção ou movimento na interface esférica. Isso dá ao material e à discussão final uma meta de aceitação definida.

Uma capa protetora não é uma especificação ambiental completa

As descrições ES e FS identificam polainas de neoprene que ajudam a resistir à contaminação por sujeira. Esse recurso não estabelece uma classificação de proteção contra ingresso, compatibilidade química ou um limite de temperatura operacional para o conjunto completo. Essas propriedades precisam de especificações próprias.

Da mesma forma, uma declaração de catálogo informando que uma junta está preenchida com lubrificante não estabelece um intervalo de lubrificação vitalício para sua máquina. Defina o padrão de movimento e o ambiente e, em seguida, acorde os requisitos de manutenção para a construção selecionada.

Se uma especificação de revestimento usar testes de névoa salina, defina a duração da exposição e o critério de aprovação/reprovação, em vez de solicitar apenas "compatível com névoa salina". ASTMSignificado B117 e notas de escopoexplicar que os resultados isolados da névoa salina não predizem com segurança o desempenho em ambientes naturais e que a prática não prescreve o período de exposição de um produto. As horas de teste não devem ser convertidas num número prometido de anos de serviço ao ar livre.

7. Confirme a montagem e envie uma RFQ útil

Antes de aceitar um modelo, confirme se o conjunto fornecido corresponde à construção de retenção especificada e se suas interfaces correspondentes estão de acordo com o desenho. Após a instalação, verifique o movimento no caminho necessário e verifique se as ferragens de retenção estão instaladas corretamente usando o procedimento de montagem aplicável.

Desconecte uma junta somente depois que a máquina estiver em seu estado de manutenção seguro definido e a carga de articulação for removida. Um mecanismo de liberação rápida não permite separar uma conexão carregada.

Nós oferecemospeças de ligação personalizadas com base em desenhos ou amostras. Nossa recomendação é enviar uma amostra acompanhada de um desenho cotado sempre que possível: a amostra mostra a construção física, enquanto o desenho define as interfaces necessárias e os critérios de aceitação. NossoGuia de solicitação de cotação de desenho versus amostraexplica essa distinção com mais detalhes.