Selezione degli anelli di sicurezza

Aug 23, 2023

Gli ingegneri devono affrontare quotidianamente la sfida di ideare prodotti economici che riducano peso, dimensioni, materie prime e manodopera. Questo mandato competitivo influisce su ogni aspetto della progettazione, compresi gli elementi di fissaggio necessari per mantenere i componenti in posizione.

Uno stile di elemento di fissaggio non filettato che è stato ampiamente utilizzato per raggiungere questi obiettivi è l'anello di ritenzione. Un dispositivo di fissaggio circolare, questo anello è installato in una scanalatura per trattenere i componenti su un albero o all'interno di un foro. Tiene ingranaggi, camme e pulegge sugli alberi e mantiene cuscinetti, valvole, ugelli e serrature all'interno degli alloggiamenti. Sapere quale anello di ritenzione utilizzare in una determinata situazione di fissaggio può contribuire notevolmente all'efficacia e all'economia complessiva di un progetto.

Proprio come una vite necessita di un foro filettato correttamente, un anello di ritenzione necessita di scanalature tagliate correttamente per garantire le migliori prestazioni. Entrambe le pareti della scanalatura devono essere parallele e perpendicolari all'asse dell'albero o dell'alloggiamento.

La profondità della scanalatura deve essere mantenuta secondo le specifiche poiché la profondità e i raggi inferiori della scanalatura determinano la quantità di supporto che fornirà la parete portante della scanalatura. Il margine del bordo, ovvero la distanza della scanalatura dall'estremità dell'albero o dell'alloggiamento, deve essere calcolato per fornire materiale sufficiente per resistere al taglio anche sotto carichi massimi.

Poiché gli anelli di sicurezza molto spesso si guastano a causa della deflessione, è importante capire in che modo le diverse condizioni influiscono sulla spinta della capacità. Le parti con spigoli vivi forniscono un contatto ideale con la parte sporgente dell'anello e, quindi, il miglior supporto del carico.

Le parti aventi un raggio o uno smusso compromettono la capacità di spinta. Quando viene applicato un carico alla parte trattenuta che entra in contatto con l'anello sul bordo esterno, si crea un'azione di leva contro la parete della scanalatura caricata. Sotto carichi estremi, ciò può portare alla deflessione dell'anello e, infine, al cedimento. Se sussistono queste condizioni, e ciò deve essere attentamente studiato prima del completamento della progettazione, potrebbe essere saggio utilizzare un anello di ritenzione rinforzato.

Altrettanto importante per una corretta preparazione della scanalatura è la selezione dei tipi di anelli più adatti alle condizioni di carico specifiche. Sebbene molti stili di anelli condividano caratteristiche di design comuni, ognuno ha le proprie caratteristiche speciali che devono essere considerate in relazione al design individuale.

Ad esempio, laddove le condizioni di carico richiedono il massimo impegno nella scanalatura, gli anelli base saranno la scelta migliore. Tuttavia, laddove il carico non è critico, ma la sporgenza delle alette degli anelli di base crea un problema di interferenza, o laddove una spalla superiore sporgente uniformemente è importante, si dovrebbe dare la preferenza agli anelli invertiti. È comune che tali anelli vengano utilizzati in applicazioni a bassa capacità di carico dove l'estetica è la preoccupazione principale. Gli anelli base e invertiti sono intercambiabili per quanto riguarda le dimensioni della scanalatura.

In caso di carichi pesanti, l'anello rinforzato avrà prestazioni migliori dell'anello base grazie alla maggiore altezza della sezione, alla forma delle alette e allo spessore. Questo anello può anche porre rimedio a casi di cedimento per fatica.

Anche gli anelli installati radialmente variano. L'anello a C a mezzaluna è preferito quando lo spazio è limitato e i carichi non sono molto pesanti. Questo tipo di anello è anche più resistente alle manomissioni.

L'anello a E, che è un anello a C con tacche su ciascun lato della parte centrale inferiore, è ideale per le spalle larghe. Un E-ring rinforzato è la soluzione migliore per applicazioni caratterizzate da elevate vibrazioni, velocità e carichi ciclici.

L'anello rinforzato è intercambiabile con l'E-ring ma fa presa sul fondo della scanalatura con una forza radiale da 3 a 5 volte maggiore e ha una maggiore resistenza alla rottura per fatica. Nella maggior parte dei casi, il suo diametro esterno o spalla è maggiore di quello dell'E-ring, il che è un altro fattore da considerare. Tutti e tre i modelli sono disponibili in cartucce nastrate per l'assemblaggio con dispenser e applicatori.

Gli anelli di ritenzione possono essere utilizzati per compensare le tolleranze accumulate o l'usura nell'assemblaggio, nonché per esercitare pressione contro le parti trattenute. La maggior parte degli anelli di ritenzione sono realizzati con materiali a molla e sono trattati termicamente per mantenerne la resilienza.