Choisir le bon ressort ondulé (ou rondelle ondulée, comme on les appelle souvent) pour une application spécifique est une étape de conception critique qui a un impact direct sur les performances, fiabilité, et longévité de l'ensemble. It's not just about picking a size; it's about matching the spring's characteristics to your mechanical system's demands.
Voici les détails cruciaux auxquels vous devez prêter attention lors de la sélection du type de ressort ondulé.:
Détails clés pour la conception de sélection du type de ressort ondulé
1. Définir les exigences de la candidature (Le "Pourquoi")
Avant de consulter un catalogue de printemps, comprendre précisément ce que le ressort ondulé doit accomplir:
- Fonction principale:
- Précharge axiale: (Le plus courant) Pour éliminer le jeu final dans les roulements, engrenages, ou des assemblées.
- Prise de tolérance: Pour compenser les variations de dimensions des composants ou la dilatation/contraction thermique.
- Vibration Dampening/Shock Absorption: To absorb minor shocks and reduce noise.
- Gap Compensation: To fill a small axial gap and maintain constant contact.
- Operating Conditions: Is it continuous operation, intermittent, or static?
- Criticality: How important is this component to the overall system's function and safety?
2. Available Axial Space (The "Where It Fits - Height")
Wave springs are chosen because of space constraints. This is often the most critical limiting factor.
- Maximum Free Height (FH): The absolute tallest the spring can be uncompressed.
- Required Work Height (WH): The specific height at which the spring will operate in your assembly, especially when providing the desired preload or force. This is usually the assembly's nominal dimension.
- Minimum Operating Height / Hauteur solide (SH): The spring must not compress to its solid height during operation. Going "solid" signifie que les vagues sont complètement aplaties, éliminant toute action du ressort et potentiellement une contrainte excessive sur le ressort ou les composants environnants. The spring's solid height should be strictly less than the minimum available space at its maximum compression.
- Déflexion totale (Voyage): La différence entre la hauteur libre et la hauteur de travail (FH - WH). Cela vous indique à quel point le ressort doit se comprimer.
3. Espace radial disponible (The "Where It Fits - Diamètre")
- Diamètre extérieur maximal (DE): Le plus grand diamètre que le ressort peut avoir sans interférer avec le boîtier ou le composant extérieur.
- Diamètre intérieur minimum (IDENTIFIANT): Le plus petit diamètre que le ressort peut avoir sans interférer avec l'arbre ou le composant interne.
- Tenez compte des chanfreins ou des congés sur l'arbre/l'alésage qui pourraient affecter l'assise..
4. Charge requise & Spring Rate (Le « Combien de force »)
- Charge cible (Forcer): C'est le paramètre de performance le plus critique. Quelle force spécifique (en N ou lbf) does the spring need to provide when it's at its Hauteur de travail (WH)? Les valeurs de précharge des roulements sont généralement spécifiées par le fabricant du roulement..
- Spring Rate (k): La force nécessaire pour dévier le ressort d'une unité de distance (N/mm ou lbf/po). Alors que les ressorts ondulés ont généralement une vitesse assez linéaire sur leur plage de travail, savoir cela permet de prédire la force à diverses déviations.
- Tolérance en charge: Quelle variation de charge (Par exemple, +/- 10%) est acceptable à la hauteur de travail? Cela impacte les tolérances de fabrication du ressort.
5. Sélection des matériaux (The "What It's Made Of")
- Force: Force requise, durée de vie en fatigue.
- Plage de température:
- Ambiante à modérée: Acier à ressort au carbone (souvent enduit pour la corrosion) ou en acier inoxydable (302/316).
- Des températures plus élevées (jusqu'à 340°C / 650°F): 17-7 PH Acier inoxydable.
- Températures extrêmement élevées (jusqu'à 700°C / 1290°F) ou Corrosif: Inconel X-750.
- Résistance à la corrosion:
- Bénin: Acier au carbone avec placage (zinc, phosphate, etc.).
- Modéré: 302/304 Acier inoxydable.
- Haut: 316 Acier inoxydable, 17-7 PH SS.
- Grave: Décevoir, alliages spécialisés.
- Autres propriétés:
- Non magnétique: Cuivre-béryllium, certains aciers inoxydables.
- Conductivité électrique: Cuivre-béryllium, Bronze phosphoreux.
6. Vie en fatigue & Charge dynamique (Le "Combien de temps ça dure")
- Application statique: Si le ressort est comprimé une seule fois et reste là, la fatigue est moins préoccupante que la déformation permanente.
- Application dynamique: Si le ressort subit des cycles répétés de compression et de relaxation, la durée de vie en fatigue est critique.
- Précisez le nombre de cycles requis (Par exemple, 1 million, 10 million).
- Considérez le fréquence de cycles.
- Consult manufacturers' fatigue data or stress analysis. Des plages de contraintes plus élevées conduisent à une durée de vie plus courte.
- Régime élevé: Pour les applications rotatives, dessins sans oreilles (comme des anneaux de retenue en spirale ou des conceptions spécifiques de ressorts ondulés) sont préférés pour éviter le déséquilibre et la résonance provoqués par les "oreilles" ou des lacunes dans les anneaux d'arrêt traditionnels. Les ressorts ondulés sont généralement bien adaptés à ces rôles.
7. Configuration du ressort (Type de ressort ondulé)
- Nombre de vagues: Typiquement 3, 4, 5, ou 6. Plus de vagues signifie généralement une raideur de ressort plus faible (ressort plus doux), plus de capacité de déflexion pour une épaisseur de fil donnée, et une meilleure répartition de la force. Moins de vagues signifie un taux de ressort plus élevé (ressort plus rigide).
- Un seul tour vs. Multi-tours:
- Un seul tour (Crête à crête): Le plus courant. Fournit une courbe de charge et de déflexion définie.
- Multi-tours: Se compose de plusieurs bobines de matériau à ressort ondulé, augmentant considérablement la flèche disponible et réduisant la raideur du ressort tout en conservant la même capacité de charge. Idéal lorsqu'un plus grand déplacement est nécessaire dans une ID/OD donnée.
- Ressorts ondulés imbriqués: Plusieurs ressorts à onde unique empilés ou imbriqués pour atteindre des charges très élevées dans un espace radial limité.
8. Coût & Disponibilité
- Standard contre. Coutume: Essayez toujours d'utiliser une norme, le ressort ondulé disponible dans le commerce est d'abord. Ils sont moins chers, facilement disponible, et ont des performances prouvées.
- Conception personnalisée: If standard options don't meet all critical requirements, vous aurez peut-être besoin d'un design personnalisé. Cela implique plus d'ingénierie, coûts d'installation plus élevés (outillage), et des délais plus longs.
- Quantité minimum de commande (Quantité minimale de commande): Tenez-en compte lors de l’évaluation des fabricants, surtout pour les conceptions personnalisées.
9. Installation & Assemblée
- Facilité de montage: Le ressort sélectionné peut-il être facilement installé sans outils spéciaux? Est-il sujet aux emmêlements?
- Ensemble permanent: Ensure the spring won't be compressed beyond its elastic limit during installation or operation, conduisant à une réduction permanente de la hauteur libre et de la capacité de charge. This is often related to not exceeding the maximum recommended workload or ensuring it doesn't go solid.
10. Manufacturer's Data and Engineering Support
- Consulter les catalogues: Référez-vous toujours aux catalogues détaillés des fabricants (Par exemple, Petit, Lee Printemps, Associé Printemps Raymond). Ils fournissent des courbes charge-déformation, propriétés des matériaux, et dimensions spécifiques pour chaque numéro de pièce.
- Outils de sélection en ligne: De nombreux fabricants proposent des outils en ligne où vous pouvez saisir vos besoins. (IDENTIFIANT, DE, Charger, Hauteur de travail) et obtenez les numéros de pièces appropriés.
- Assistance technique: Don't hesitate to engage with the manufacturer's engineering team for complex or critical applications. Ils peuvent vous aider à optimiser votre sélection ou à concevoir une solution personnalisée.
En considérant méticuleusement ces détails, designers can confidently select a wave spring that precisely meets the application's needs, contribuant à une robustesse, efficace, et système mécanique durable.