Упорные кольца: разновидности и сферы применения

Упорные кольца – разновидность крепежа, используемого для фиксации валов и других узлов. Конструктивно деталь выполнена в виде круглого элемента без прорезей, воспринимающего давление и нагрузки, правильно распределяющего их для предупреждения поломок. Кольца могут иметь различные диаметры, снабжаться канавками для постоянной подачи и отвода масла, улучшения характеристики фиксации.

Требования и особенности

Чаще всего такие кольца применяются для крепежа валов и рычагов, осей, тяг. В зависимости от конструктивного исполнения разделяются на следующие виды:

• концентрические, имеющие окружности с единым центром и равными диаметрами;
• эксцентрические с двумя окружностями, каждая из которых имеет свой центр.

Размеры таких изделий регламентируются стандартами. Разновидности колец могут различаться по типу соединения, внутреннему конусу, назначению. Чаще всего упорные кольца используются в авиационном строении, при сборке газовых, силовых турбинных, ракетных приводов. При эксплуатации такие детали передают усилие, способствуют лучшему крепежу и повышению надежности. Могут работать при широком температурном диапазоне – от +60 °С до +500 °С без потери прочности. Также выдерживают давление в пределах 8,5-65 МПа.

При маркировке продукции используется следующее обозначение:

• название детали – упорное кольцо;
• значение наружного диаметра;
• шифр стали, используемой для изготовления – 011 (жаропрочная конструкционная);
• стандарт исполнения детали;
• для крепежа, снабженного уплотнителями, дополнительно используется литера «А».

Особенности конструкции крепежа:

• длина изделия должна быть достаточной для обеспечения соответствия проектному усилию при затяжке;
• все цилиндрические поверхности для скольжения должны соответствовать особенности поверхности ниппеля или другой детали, с которой применяется крепеж;
• снаружи необходимо наличие фаски для центровки гайки, при помощи которой кольцо прижимается к установленному ниппелю;
• для производства необходима тщательная токарная обработка;
• для производства используется заготовка в виде трубного проката соответствующих диаметров и марки стали.

Характеристики

Благодаря своим свойствам, упорные кольца отличаются следующими техническими характеристиками:

• конфигурация крепежа относительная простая, что облегчает установку;
• для производства используется коррозионностойкая сталь, устойчивая к нагреву до высокой температуры или охлаждению до -60 °С;
• крепеж можно использовать для узлов, подвергаемых повышенному давлению, в условиях агрессивных сред, в том числе, с экстремально высокими или низкими температурами;
• используется для узкоспециализированных соединений, с припайными, приварными и другими видами штуцеров.

Упорные кольца рекомендуются для повышения надежности и прочности соединения при сборе техники специального назначения, авиационного оборудования. Именно такой крепеж востребован при монтаже ракетных и газотурбинных двигателей, которые при эксплуатации подвергаются экстремальным нагрузкам.

Материалы производства и технологии

Для производства упорных колец используется конструкционная марка 13х11н2в2мф. Это обеспечивает крепежу следующие свойства:

• жаростойкость, сохранение показателей прочности при сильном нагреве до высоких температур;
• устойчивость к химической коррозии, сохранение структуры материала при неблагоприятных внешних воздействиях;
• способность к свариваемости при помощи точечного метода, в среде аргона, при других технологиях сварки требуется предварительная термическая подготовка (кромка нуждается в нагреве);
• прочности и твердость высокие, крепеж устойчив к деформациям, при работе с накидной гайкой или ниппелем не сминается;
• может применяться с приварными, припайными, сферическими ниппелями.

Для производства упорных колец используются специальные металлорежущие токарные станки. Сначала проводится подготовка труб, используемых в качестве заготовки, от которых нарезаются элементы нужного размера. Затем заготовки приводятся в соответствии с необходимыми проектными размерами, обрабатываются на токарных станках. С противоположной стороны будущей детали снимается фаска, проводится финишная обработка.