Стопорное кольцо представляет собой незамкнутое кольцо, предназначенное для быстрой фиксации детали в отверстии или на валу. Такой вид соединения активно используется в производстве многих изделий, заметно упрощая и удешевляя процесс сборки. Существует множество разновидностей стопорных колец, но все они имеют схожий механизм фиксации, реализуемый благодаря упругим свойствам материала и уникальной геометрии.
Стопорные кольца подразделяют на наружные кольца, которые устанавливаются на цилиндрическую деталь (вал), и внутренние кольца, которые предназначены только для установки в отверстие. Среди всех стопорных колец можно выделить самые популярные:
- Стопорные кольца DIN 471 (аналог ГОСТ 13942-86) и DIN 472 (аналог ГОСТ 13943-86)Именно эти стопорные кольца используются чаще всего, т.к. у них самый широкий размерный ряд, а также существуют вариации по толщине. Кольца имеют плоское сечение, а на торцах изготовлены специальные проушины, которые необходимы для установки/снятия колец специальным ручным съемником. Помимо основного размерного ряда, у данных колец есть усиленное исполнение, отличающееся большей толщиной и увеличенным внешним диаметром, которое предназначено для использования в высоконагруженных соединениях. Стопорные кольца DIN 471 и DIN 472 получили широкое распространение в автомобилестроении, машиностроении, приборостроении, а также для ремонта техники. При выборе подходящего по размеру кольца необходимо руководствоваться простым правилом: для наружных колец по DIN 471 размер кольца соответствует диаметру вала, а фактический внутренний диаметр будет меньше и его можно определить по таблице; для внутренних колец по DIN 472 размер кольца определяется по диаметру отверстия, а фактический наружный диаметр будет больше. При этом нужно учесть, что измерение наружного или внутреннего диаметра кольца, снятого с оборудования, может иметь погрешность из-за остаточной деформации.
- Стопорные кольца DIN 7993 A (аналог ГОСТ 13940-86) и DIN 7993 B (аналог ГОСТ 13941-86)Стопорные кольца этих стандартов, в отличии от предыдущих, имеют круглое сечение.В конструкции колец не предусмотрены специальные проушины для установки. Установка данных колец возможна шарнирно-губцевым инструментом. Кольца часто используются в машиностроении и приборостроении для фиксации втулок и подшипников от осевого смещения.
- Стопорные быстросъемные шайбы DIN 6799 (аналог ГОСТ 11648-75)Данные стопорные шайбы (кольца) или фиксаторы имеют только наружное исполнение, т.е. они устанавливаются только в пазы цилиндрических деталей (валов). Также шайбы легко устанавливаются, т.к. не требуют специального инструмента, можно обойтись обычными плоскогубцами. Однако, специальный монтажный инструмент для этих колец существует и успешно применяется в условиях конвейерной сборки. Кольца DIN 6799 часто используются при сборке инструмента различного рода, а также в изделиях приборостроения и машиностроения. При подборе размера стопорной шайбы необходимо учесть, что номинальный размер шайбы равняется диаметру проточенной канавки, а не вала.
- Стопорное кольцо наружное с лапками DIN 983 Кольца этого стандарта схожи со стопорными кольцами стандарта DIN 471. Отличие составляет лишь наличие специальных лапок в конструкции колец, которые позволяют применять их для деталей с большой фаской.
- Шайба стопорная Star-Lock на вал Изделие представляет собой пружинную шайбу с внутренними упругими лепестками, которые после монтажа на вал деформируются и фиксируются за счет сил трения. Демонтаж шайб без их повреждения практически невозможен, поэтому они считаются одноразовыми. Установка очень проста и не требует специальных инструментов. Шайбы Star-Lock широко применяются на гладких валах и осях, так как не требуют проточки специальной канавки.
МАТЕРИАЛЫ СТОПОРНЫХ КОЛЕЦ
Пружинная сталь
Данный вид стали является основным для изготовления всех стопорных колец. Пружинная сталь обладает высоким значением предела текучести, т.е. она очень упругая. Стопорные кольца после установки деформируются, но, благодаря пружинным свойствам стали, кольца стремятся вернуть исходную форму и оказывают постоянное механическое давление на стенки установочного паза. Такой механизм работы стопорных колец обеспечивает надежную фиксацию детали.
Стопорные кольца из пружинной стали обладают и высокой твердостью, от 40 до 54 HRC в зависимости от диаметра. Для увеличения срока эксплуатации в слабоагрессивных или влажных средах кольца из пружинной стали покрывают специальным антикоррозийным покрытием, таким как Цинковые хлопья.
Примеры марок пружинной стали для изготовления стопорных колец: C67S, C75S, 65Г, 60С2А.
Нержавеющая сталь
Такой вид стали применяется для изготовления стопорных колец, работающих в агрессивных средах, а также в условиях высокой влажности. Упругие свойства нержавеющих стопорных колец ниже, чем колец из пружинной стали, поэтому и сила фиксации нержавеющих стопорных колец уступает кольцам из пружинной стали.
Примеры марок пружинной стали для изготовления стопорных колец: A1, A2.
ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА СТОПОРНЫХ КОЛЕЦ
Для установки стопорных колец с проушинами используются специальные щипцы, которые также называют съемниками стопорных колец. Причем такие щипцы могут быть с прямыми или изогнутыми губками. Второй тип губок применяется для установки стопорных колец в труднодоступных местах. Для стопорных колец без проушин используют любой подходящий инструмент. Для монтажа стопорного кольца на валу или внутри отверстия необходимо изготовить посадочный паз определенных размеров, который называют “канавкой”. Геометрия пазов четко определена в соответствующих стандартах на кольца.