Zakres stosowania

Pierścienie osadcze DIN 471 oraz DIN 472 stosowane są do osiowego zabezpieczania elementów maszyn na wałach oraz w otworach.

Normy określają wymiary geometryczne, szerokości rowków, średnice montażowe oraz parametry sprężyste pierścieni.

DIN 471 dotyczy pierścieni na wał (zewnętrznych).
DIN 472 dotyczy pierścieni do otworów (wewnętrznych).

Oznaczenia wymiarów zgodnie z DIN

W normach DIN 471 oraz DIN 472 stosowane są następujące oznaczenia geometryczne:

d1 – średnica nominalna wału (DIN 471) lub otworu (DIN 472)
s – grubość pierścienia
m – szerokość rowka montażowego
t – głębokość rowka
d3 – średnica pierścienia w stanie swobodnym
n – wysokość występu pierścienia nad powierzchnią
d4 – średnica okręgu zewnętrznego pierścienia

Parametry rowka muszą być wykonane zgodnie z normą, ponieważ wpływają bezpośrednio na nośność osiową oraz trwałość połączenia.

DIN 471 – pierścienie osadcze na wał

Pierścień montowany jest w rowku wykonanym na wale i zabezpiecza element przed przesunięciem osiowym.

Wymagania montażowe

Rowek powinien być wykonany zgodnie z wymiarami normowymi.
Krawędzie rowka muszą być sfazowane.
Powierzchnia wału powinna być pozbawiona zadziorów.
Montaż wykonywać przy użyciu szczypiec do pierścieni osadczych.

Tabela podstawowych wymiarów – DIN 471

DIN 471 – pierścienie osadcze na wał

DIN 471 – pierścienie osadcze na wał (zakres 10–200 mm)

Średnica wału d [mm]	Grubość pierścienia s [mm]	Szerokość rowka m [mm]	Głębokość rowka t [mm]
10	1,0	1,1	0,6
15	1,0	1,1	0,8
20	1,2	1,3	0,9
25	1,2	1,3	1,1
30	1,5	1,6	1,1
35	1,5	1,6	1,3
40	1,75	1,85	1,3
50	2,0	2,1	1,6
60	2,0	2,1	1,8
80	2,5	2,6	2,0
100	3,0	3,1	2,4
120	3,0	3,1	2,8
150	3,5	3,6	3,5
180	4,0	4,1	4,0
200	4,0	4,1	4,5

DIN 472 – pierścienie osadcze do otworów

Pierścień montowany jest w rowku wykonanym w otworze i zabezpiecza element przed przemieszczeniem osiowym.

Wymagania montażowe

Rowek w otworze powinien być wykonany współosiowo.
Należy zapewnić odpowiednią głębokość i szerokość rowka.
Montaż wykonywać odpowiednimi szczypcami montażowymi.

Tabela podstawowych wymiarów – DIN 472

DIN 472 – pierścienie osadcze do otworów

DIN 472 – pierścienie osadcze do otworów (zakres 10–200 mm)

Średnica otworu D [mm]	Grubość pierścienia s [mm]	Szerokość rowka m [mm]	Głębokość rowka t [mm]
10	1,0	1,1	0,6
15	1,0	1,1	0,8
20	1,2	1,3	1,0
30	1,5	1,6	1,2
40	1,75	1,85	1,4
50	2,0	2,1	1,7
60	2,0	2,1	1,9
80	2,5	2,6	2,1
100	3,0	3,1	2,5
120	3,0	3,1	2,9
150	3,5	3,6	3,6
180	4,0	4,1	4,2
200	4,0	4,1	4,6

Wpływ wykonania rowka na wytrzymałość elementu

Wykonanie rowka pod pierścień osadczy powoduje lokalne zmniejszenie przekroju czynnego wału lub korpusu, co prowadzi do wzrostu koncentracji naprężeń w tym obszarze.

Przy obciążeniach osiowych oraz dynamicznych należy uwzględnić:

– osłabienie przekroju w miejscu rowka,
– możliwość powstawania mikropęknięć w przypadku zmęczenia materiału,
– wpływ sił odśrodkowych przy wysokich prędkościach obrotowych.

W przypadku wałów pracujących z dużą prędkością obrotową pierścienie zewnętrzne (DIN 471) mogą tracić część siły docisku pod wpływem siły odśrodkowej. W takich warunkach zaleca się dodatkową analizę nośności osiowej oraz zabezpieczenie konstrukcyjne.

Dobór pierścienia powinien uwzględniać nie tylko średnicę nominalną, lecz również rzeczywiste obciążenia osiowe oraz charakter pracy zespołu.

Rodzaje wykonania pierścieni osadczych

W zależności od sposobu wykonania oraz przeznaczenia konstrukcyjnego pierścienie osadcze dzielą się na:

Pierścienie tłoczone
Wykonywane z blachy sprężynowej poprzez wykrawanie i obróbkę cieplną. Charakteryzują się dobrą elastycznością oraz równomiernym dociskiem w rowku. Najczęściej stosowane w standardowych zastosowaniach przemysłowych.

Pierścienie drutowe
Wykonywane z drutu okrągłego, kwadratowego lub prostokątnego. Cechują się większą sprężystością oraz mniejszą koncentracją naprężeń w rowku. Stosowane w aplikacjach o mniejszych średnicach.

Pierścienie toczone
Wykonywane metodą obróbki skrawaniem. Przeznaczone do zastosowań o zwiększonych wymaganiach wytrzymałościowych. Umożliwiają montaż w obu kierunkach ze względu na symetryczną geometrię krawędzi.

Dobór rodzaju pierścienia powinien uwzględniać charakter obciążenia osiowego, prędkość obrotową oraz wymagania konstrukcyjne zespołu.

Praca przy wysokich prędkościach obrotowych

W przypadku pierścieni montowanych na wałach (DIN 471) należy uwzględnić wpływ siły odśrodkowej działającej podczas pracy z dużą prędkością obrotową.

Siła odśrodkowa powoduje zmniejszenie docisku pierścienia do dna rowka, co może prowadzić do:

– zmniejszenia nośności osiowej,
– utraty stabilności pozycjonowania,
– wysunięcia pierścienia z rowka w warunkach przeciążeniowych.

Przy projektowaniu zespołów pracujących z wysoką prędkością obrotową należy:

– zweryfikować dopuszczalną prędkość pracy,
– sprawdzić obciążenia osiowe,
– uwzględnić współczynnik bezpieczeństwa konstrukcyjnego,
– w razie potrzeby zastosować dodatkowe zabezpieczenie osiowe.

W zastosowaniach o bardzo dużych prędkościach obrotowych zaleca się analizę konstrukcyjną zgodnie z dokumentacją producenta oraz obowiązującymi normami technicznymi.

Uwagi techniczne

Rowki należy wykonywać zgodnie z wymiarami normy DIN.
Niedopuszczalne są ostre krawędzie i zadziory.
Należy kontrolować głębokość rowka, aby zapewnić prawidłowe osadzenie pierścienia.
W przypadku dużych obciążeń osiowych należy sprawdzić nośność pierścienia.