Arruelas onduladas, também conhecido como arruelas de pressão onduladas ou arruelas de pressão, são um tipo de componente de mola engenhoso e altamente eficaz, projetado para exercer uma força de compensação quando comprimido. Eles são caracterizados por suas características onduladas ou "onduladas"" perfil, o que lhes permite funcionar como uma mola compacta, mais comumente para manter uma pré-carga, absorver choque, ou aproveite a folga axial em uma montagem.
Ao contrário das arruelas planas (que distribuem a carga e evitam o afrouxamento) ou molas helicoidais tradicionais (que são projetados para grandes deflexões), arruelas onduladas são projetadas para fornecer um específico, força relativamente baixa em uma pequena distância axial, tornando-os ideais para aplicações com espaço limitado.
LAVADORES DE ONDAS EXPLICADOS: USOS, TABELA DE TAMANHOS, FABRICANTES E GUIA DE COMPRA
O que é uma lavadora de ondas?
UM lavadora de ondas é um tipo de arruela de pressão que apresenta uma série de ondulações ou "ondas" em torno de sua circunferência. Quando comprimido, essas ondas achatam, fornecendo uma força de mola que empurra os componentes correspondentes. Eles são usados principalmente em aplicações estáticas ou dinâmicas pouco frequentes, onde o espaço axial é valioso e consistente., é necessária uma força resistiva relativamente pequena.
Características principais:
- Perfil Ondulado: A característica definidora, criando a ação da mola.
- Aplicação de carga axial: Projetado para aplicar força ao longo do eixo de um eixo ou parafuso.
- Economia de espaço: Sua principal vantagem sobre as molas helicoidais é a capacidade de fornecer força em um espaço axial significativamente reduzido..
- Taxa Constante (tipicamente): À medida que eles se achatam, eles fornecem uma taxa de primavera previsível.
Como funcionam as lavadoras onduladas
Quando uma arruela ondulada é instalada entre dois componentes e comprimida, suas ondas agem como pequenas fontes. À medida que a arruela é achatada em direção à sua "altura sólida" (a altura quando totalmente comprimido), gera uma força reativa. Esta força é usada para:
- Manter pré-carga: Mantenha os componentes firmemente pressionados uns contra os outros, evitando afrouxamento ou chocalho.
- Compensar o acúmulo de tolerância: Absorva variações nas dimensões dos componentes para garantir uma montagem consistente.
- Absorver choque e vibração: Amortece pequenos movimentos e reduz o ruído.
- Preencher lacunas: Colmatar pequenas lacunas axiais em uma montagem.
Vantagens das arruelas onduladas
- Economia de espaço axial: A vantagem mais significativa. Muitas vezes requer 50% menos espaço axial do que uma mola helicoidal tradicional para a mesma carga e deflexão.
- Força Resiliente Consistente: Fornece uma força de mola previsível e uniforme.
- Choque & Absorção de vibração: Ajuda a amortecer cargas dinâmicas e reduzir o ruído.
- Compensa a expansão/contração térmica: Mantém contato seguro apesar das mudanças de temperatura.
- Elimina jogo axial: Crítico em conjuntos de rolamentos para evitar oscilações.
- Acomoda variações de tolerância: Garante ajustes confortáveis mesmo com variações de fabricação.
- Econômico: Muitas vezes, uma solução mais econômica para a força axial da mola do que molas helicoidais personalizadas ou mecanismos complexos.
Tipos de arruelas onduladas
Embora o princípio básico seja o mesmo, arruelas onduladas vêm em várias configurações:
- Volta única (Crista a Crista): O tipo mais comum. Uma única onda contínua.
- Multivoltas: Consiste em múltiplas voltas empilhadas de uma única mola ondulada. Eles fornecem características de deflexão maiores e normalmente uma taxa de mola mais baixa para uma determinada carga.
- Arruela de onda aninhada: Várias arruelas de onda única aninhadas umas dentro das outras. Usado para forças muito altas em espaços compactos.
- Tipo de lacuna/sobreposição: Refere-se a como as extremidades do fio se encontram. "Brecha" tem um espaço pequeno, "Sobreposição" tem as pontas sobrepostas, influenciando a circunferência e o ajuste.
Terminologia Chave
Para selecionar a arruela ondulada correta, entenda esses termos:
- Diâmetro Externo (DE): A medição na parte externa da lavadora.
- Diâmetro interno (EU IA): A medição através do orifício interno da arruela.
- Altura Livre (FC): A altura da arruela em seu estado não comprimido.
- Altura de Trabalho (QU): A altura em que a lavadora foi projetada para operar, fornecendo sua carga especificada.
- Altura Sólida (SH): A altura mínima da arruela quando totalmente comprimida (todas as ondas achatadas).
- Espessura do material: A espessura do fio ou material usado.
- Número de ondas: A contagem de ondulações ao redor da circunferência.
- Carga/Força: A força da mola exercida pela arruela em uma determinada deflexão ou altura de trabalho.
- Taxa de primavera (k): A mudança na força por unidade de deflexão.
Usos comuns de lavadoras onduladas
As arruelas onduladas são incrivelmente versáteis e encontradas em uma ampla gama de aplicações em muitos setores:
- Pré-carga do rolamento: O uso mais comum. Eles aplicam uma força axial constante aos rolamentos de esferas para eliminar a folga axial, reduzir a vibração, e aumentar a vida útil do rolamento, especialmente em motores elétricos, caixas de velocidades, e aplicações automotivas.
- Conjuntos de válvulas: Fornecendo força de retorno para sedes de válvulas, êmbolos, ou mecanismos de controle de fluxo.
- Conjuntos de embreagem: Mantendo a tensão nas placas da embreagem.
- Conectores (Elétrica/Fluido): Garantir pressão de contato consistente para manter a condutividade elétrica ou a integridade da vedação.
- Trens de engrenagem: Assumindo folga ou folga axial entre as engrenagens.
- Freios: Pré-carregamento dos componentes do freio.
- Bombas: Manter a pressão de vedação ou fornecer compensação axial.
- Atuadores & Robótica: Em mecanismos compactos que exigem força linear precisa.
- Equipamento Pesado: Em vários pontos de articulação e conexões.
- Máquinas Gerais: Em qualquer lugar, são necessárias pequenas forças axiais em espaços apertados.
Tabela de tamanhos de lavadoras onduladas (Orientação Geral & Isenção de responsabilidade)
AVISO IMPORTANTE: Há nenhuma tabela de tamanhos de lavadoras onduladas universalmente padronizada que todo fabricante segue. Cada fabricante terá seu próprio catálogo com dimensões específicas e classificações de carga correspondentes para suas linhas de produtos.
No entanto, um gráfico típico de lavagem de ondas apresentará informações em formato tabular, geralmente organizado por Diâmetro interno (EU IA) e Diâmetro Externo (DE). Você procuraria então colunas relacionadas a:
- Número da peça: Identificador exclusivo para a lavadora específica.
- Tamanho nominal do eixo / Tamanho do furo: Para qual ID/OD eles foram projetados para se adequar.
- DO real (milímetros / polegada)
- ID real (milímetros / polegada)
- Altura Livre (FC) (milímetros / polegada)
- Espessura do material (t) (milímetros / polegada)
- Número de ondas
- Altura de Trabalho (QU) (milímetros / polegada) ou intervalo (Por exemplo, de 70% para 50% de Altura Livre)
- Carga na Altura de Trabalho (N / lbf): A força fornecida na altura de trabalho especificada. Isto é crucial.
- Altura Sólida (SH) (milímetros / polegada):
- Deflexão Mínima para Sólido (milímetros / polegada)
Exemplo de entrada de gráfico fictício (apenas para ilustração):
| Número da peça. | Diâmetro do eixo. (milímetros) | DE (milímetros) | EU IA (milímetros) | Altura Livre (milímetros) | Material Thk. (milímetros) | # Ondas | Altura de Trabalho (milímetros) | Carregar @ WH (N) | Altura Sólida (milímetros) | Material |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Guerra Mundial-15-22-3 | 15 | 22 | 15.5 | 1.8 | 0.3 | 3 | 1.0 | 35 | 0.9 | SS 302 |
| Guerra Mundial-20-28-4 | 20 | 28 | 20.5 | 2.5 | 0.4 | 4 | 1.5 | 60 | 1.0 | SS 302 |
| Guerra Mundial-30-40-5 | 30 | 40 | 30.8 | 3.2 | 0.5 | 5 | 2.0 | 90 | 1.2 | SS 17-7 |
How to Use a Manufacturer's Chart:
- Determine seu ID e OD necessários: Isso dependerá do eixo/furo em que você está encaixando.
- Determine a carga/força necessária: Este é o parâmetro crítico para manter a pré-carga ou absorver a força.
- Determine seu espaço axial disponível: Quanta compressão a lavadora pode sofrer? Isso estará relacionado à altura livre, Altura de Trabalho, e altura sólida.
- Encontre um número de peça: Procure na tabela uma arruela que atenda aos seus requisitos dimensionais e de carga.
- Calcular Deflexão: Certifique-se de que a arruela escolhida possa desviar de sua altura livre até sua altura de trabalho dentro de seus limites operacionais, sem atingir a altura sólida muito cedo ou ter deslocamento insuficiente.
- Verifique o material: Verifique se o material é adequado ao seu ambiente.
Muitas vezes, you'll find ranges like:
- ODs: De alguns milímetros (Por exemplo, 5milímetros) até centenas de milímetros (Por exemplo, 600milímetros ou mais).
- Número de ondas: Tipicamente 3, 4, 5, ou 6 ondas para arruelas de uma volta. As arruelas multivoltas terão mais.
Always refer to the specific manufacturer's catalog or online selector tool for definitive data.
Materiais para arruelas onduladas
A escolha do material é crucial para o desempenho e longevidade:
- Aço carbono para molas (1070-1090): Econômico, boa força. Frequentemente tratado termicamente e pode ser revestido com fosfato ou zincado para resistência à corrosão.
- Aço inoxidável (302, 316): Boa resistência à corrosão, força aceitável, e desempenho de temperatura. 316 oferece resistência superior à corrosão para 302.
- 17-7 PH Aço Inoxidável: Excelente resistência, boa resistência à corrosão, e desempenho em altas temperaturas (até cerca de 340°C ou 650°F).
- Inconel X-750: Para aplicações em temperaturas extremamente altas (até 700°C ou 1290°F) e ambientes altamente corrosivos.
- Berílio Cobre: Não magnético, altamente condutivo, e bom para aplicações elétricas.
- Bronze Fósforo: Boa resistência à corrosão, excelente condutividade elétrica, e bom para aplicações dinâmicas.
Chapas/Revestimentos: Zinco, Fosfato, Cádmio, Níquel eletrolítico, e outros revestimentos personalizados podem ser aplicados para maior resistência à corrosão ou propriedades de superfície específicas.
Principais fabricantes de lavadoras onduladas
Vários fabricantes respeitáveis são especializados em arruelas onduladas e outros componentes de mola. Alguns dos mais conhecidos incluem:
- Empresa de anéis de aço Smalley: Um líder global, especialmente conhecido por seus anéis de retenção em espiral Spirolox® e molas onduladas WaveRing® (uma marca de destaque no espaço wave spring). Eles oferecem um extenso catálogo e recursos de design personalizado.
- Primavera Associada Raymond (uma empresa da MW Industries): Um grande, fabricante diversificado de molas que oferece uma ampla gama de produtos de molas, incluindo arruelas onduladas.
- Lee Primavera Empresa: Oferece uma linha abrangente de molas originais e molas personalizadas, incluindo arruelas onduladas.
- Gillen Company (Uma empresa das Indústrias MW): Outra divisão da MW Industries, especializada em anéis de retenção e molas onduladas.
- Arconico (anteriormente Alcoa Fastening Systems): Embora uma empresa de fixadores mais ampla, eles podem oferecer arruelas de pressão especializadas.
- Fabricantes personalizados/especialistas regionais: Muitos menores, fabricantes especializados de molas também produzem arruelas onduladas, muitas vezes para indústrias específicas ou aplicações personalizadas.
Ao adquirir, it's often best to start with these larger, empresas bem estabelecidas devido aos seus extensos recursos de engenharia, controle de qualidade, e ampla gama de produtos.
Guia de compra: Como selecionar e comprar arruelas onduladas
Siga estas etapas para garantir a seleção da lavadora ondulada correta para sua aplicação:
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Defina seus requisitos:
- Aplicativo: O que exatamente a lavadora de ondas estará fazendo? (Por exemplo, pré-carregando um rolamento, absorvendo choque, assumindo jogo axial).
- Espaço disponível: Quais são os OD máximos absolutos, ID mínimo, e restrições de altura axial máxima? Este é frequentemente o principal motivador.
- Carga necessária (Vigor): Qual é a força exata (em N ou lbf) você precisa que a lavadora forneça em seu altura de trabalho? Este é o parâmetro de desempenho mais crucial.
- Faixa de deflexão: Quanta compressão a lavadora experimentará em operação (da altura livre até a altura de trabalho)? Ensure it doesn't reach solid height prematurely or have insufficient travel.
- Faixa de temperatura operacional: (Mínimo e Máximo) Isso afeta a seleção de materiais.
- Condições Ambientais: A corrosão é uma preocupação (umidade, produtos químicos, spray de sal)? Existem requisitos magnéticos?
- Dinâmico versus. Carga Estática: A carga é constante ou flutua? Isso afeta as considerações de vida em fadiga.
- Vida de fadiga: Quantos ciclos de compressão a lavadora deve suportar? (Por exemplo, 100,000 ciclos, 1 milhões de ciclos, etc.).
- Método de montagem: Manual ou automatizado?
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Consulte Catálogos/Ferramentas de Seleção de Fabricantes:
- Visite os sites dos principais fabricantes (Smalley, Primavera Associada Raymond, Lee Primavera, etc.).
- Use seus seletores de produtos online. Você normalmente insere seu ID, DE, e carga desejada, e a ferramenta filtrará as opções adequadas.
- Baixe seus catálogos completos em formato PDF para especificações detalhadas.
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Avalie Padrão vs.. Personalizado:
- Comece procurando tamanhos de estoque padrão. Estes estão mais facilmente disponíveis, geralmente mais econômico, e ter prazos de entrega mais rápidos.
- If a standard size doesn't meet all critical requirements (especialmente carga e deflexão no espaço disponível), você provavelmente precisará de um arruela de onda personalizada. Os fabricantes mais conceituados oferecem serviços personalizados de design e fabricação. Isto envolverá mais consultas de engenharia e custos mais elevados de ferramentas para quantidades menores.
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Considere o material:
- Com base na sua temperatura, corrosão, e requisitos de força, escolha o material apropriado (Por exemplo, 17-7 PH SS para alta resistência, 316 SS para alta resistência à corrosão).
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Solicitar Amostras & Protótipos:
- Para aplicações críticas, solicite amostras de possíveis arruelas para testar em sua montagem. Isso permite que você verifique o formulário, ajustar, e funcionar antes de se comprometer com um pedido grande.
- Para designs personalizados, solicitar protótipos.
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Comparar cotações:
- Depois de ter algumas opções adequadas (padrão ou personalizado), obter cotações de vários fabricantes ou distribuidores. Compare não apenas o preço, mas também prazos de entrega, quantidades mínimas de pedido (Quantidade mínima), e suporte ao cliente.
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Revise os dados técnicos & Certificações:
- Certifique-se de que o fabricante possa fornecer dados técnicos relevantes, certificações de materiais (MTRs), e documentos de conformidade (Por exemplo, RoHS, ALCANÇAR) se necessário.
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Fazer pedido:
- Quando estiver satisfeito com a seleção, testando, e preços, faça seu pedido.
As arruelas onduladas são um componente pequeno, mas poderoso na engenharia mecânica. Sua capacidade de fornecer força axial precisa em um formato compacto os torna indispensáveis em inúmeras aplicações, melhorando a confiabilidade e o desempenho de montagens em todo o mundo.