אטם נעילה הוא אטם פונקציונלי המונע מחיבורי הברגה להתרופף עקב רטט, פגיעה או עומס דינמי על ידי הגברת החיכוך, עיוות אלסטי או חיבור מכני. בשימוש נרחב בתחומים מכניים, בנייה, רכב, תעופה וחלל ואחרים, הוא להבטיח את היציבות-לטווח הארוך של מרכיבי המפתח של מחברים. פונקציות הליבה, הסוגים, עקרונות הפעולה והיישומים האופייניים שלהם מפורטים להלן:
I. פונקציות ליבה: נגד-התרופפות, ריפוד, פיצוי.
נגד-התרופפות
התנגד להתרופפות הנגרמת על ידי רטט, פגיעה או עומס מתחלף בחיבורי הברגה כדי למנוע נפילה של אגוזים או ברגים. חיבורי ברגים במנועי מכוניות, למשל, עלולים להיות נתונים לרטט-ממושך בתדירות גבוהה, ודסקיות מנעול יכולות להפחית במידה ניכרת את הסיכון להתרופפות.
ריפוד רטט
סופג אנרגיית רטט נספגת על ידי דפורמציה אלסטית, השפעת העומס על המפרק מצטמצמת, ומשטח המפרק מוגן מפני נזק. לדוגמה, בחיבור אוגן של חיבורי אוגן של מגדל טורבינת רוח, האטם הנעילה מרפד את הרטט הנגרמת מעומסי רוח.
פיצוי על פערים
מלא רווחים במפרקים עקב עייפות חומרים, תנודות בטמפרטורה או שימוש ממושך כדי למנוע מהדקים להתרופף עקב התרחבות הרווחים. לדוגמה, בחיבור גשר פלדה, מנעול מנעול מפצה על פערים הנגרמים מהתפשטות והתכווצות תרמית. ii. סוגים עיקריים ועקרונות עבודה
1. חיכוך-סוג משופר
מנקי קפיצים
מבנה: טבעות ספירליות עם חתכים יוצרות מבנה אלסטי.
עקרון מכני: במהלך ההידוק, האטם נדחס ליצירת גמישות, הגברת החיכוך בין האום לאיבר המחבר ובכך מונע התרופפות.
מאפיינים: עלות נמוכה, התקנה פשוטה, אך מוגבלת אפקט אנטי-להתרופפות של ברגים בחוזק גבוה, שעלול להוביל לפירוק כוח.
מטרה: סביבת רעידות נמוכה כגון צינור מתח נמוך וציוד חשמלי.
מנעול שיניים פנימי וחיצוני
מבנה: פני השטח של מכונת הכביסה מאופיינים בשיניים לא מיושרות, קצות השן מכופפות לסירוגין.
עיקרון מכני: קצות השן מחוברות למשטח האגוזים ולרכיבים המחברים כדי לשפר את האפקט האנטי-מתרופף באמצעות הידוק מכני.
מאפיינים: התנגדות רופפת טובה יותר מאשר אטם קפיצי, אך עלולה לפגוע במשטחי ההזדווגות.
יישום: מתאים לסביבות רטט מתונות כגון מכונות בנייה וציוד חקלאי.
2. סוג פיצוי אלסטי
מנעולים אלסטיים
מבנה: עיצוב גל או דיסק, גמישות גבוהה. עקרון: סופג אנרגיית רטט באמצעות דפורמציה אלסטית ומפצה על הפער הנגרם מעייפות או עיוות של החומר.
מאפיינים: עמידות בפני עייפות, חיים ארוכים, אך עלות גבוהה יחסית.
היקף היישום: יישומים הדורשים אמינות גבוהה, כגון מעבר רכבות, תעופה וחלל וכו'.
מכונת כביסה כפולה-מוערמת-עצמית
מבנה: מורכב משתי דסקיות משוננות. במהלך ההתקנה, משטחי השיניים הגדולים יותר במגע זה עם זה, ומשטחי השיניים הקטנים יותר במגע עם האום ורכיבי החיבור, בהתאמה.
איך זה עובד: במהלך רטט, משטחי השיניים הגדולים יותר נעים כלפי מעלה, ונועלים את הבריח בהפרש זווית שיפוע (> זווית הברגה) כדי למנוע התרופפות.
מאפיינים: התנגדות רופפת היא יותר מפי 4 מזו של פתרונות קונבנציונליים ומתאימה לטמפרטורות קיצוניות (-50 מעלות עד +300 מעלות).
מטרה: מתאים לרטט בתדר גבוה, כגון מנוע ומערכות הילוכים.
3. מנעול מכני
אטם נעילה עצמית-
מבנה: כמו סדרת NL30, סדרת Nord-Lock NL30 מורכבת משני טריזים, אחד למעלה ואחד למטה. עקרון: בעת הידוק הבורג, שיפוע הטריז משתלב זה בזה, והמתח של הבורג הופך להתנגדות חיכוך באמצעות עיוות אלסטי כדי לשמור על עומס מוקדם יציב.
מאפיינים: ללא התקן נעילה נוסף, אפקט אנטי-מתרופף מתמשך.
יישום: משמש לתרחישי עומס דינמיים של אוגני מגדל טורבינות רוח ומכונות כרייה.
III. תרחישי יישום טיפוסיים
סביבות רטט גבוהות
תעופה וחלל: חיבורים עם הברגה בין מנועי מטוסים ונחתת יכולים להיות נתונים לרטט ממושך וחמור. אטמים נעולים כפולים-עצמיים-או אטמים נעולים עצמיים-יכולים לשפר משמעותית את עמידות החיבור.
רכב: חיבורים מוברגים עבור רכיבי כוח כגון מערכות הילוכים ומתלים נעשים באמצעות אטמי נעילת שיניים פנימיים וחיצוניים או אטמי נעילה אלסטיים למניעת התרופפות.
תרחישי עומס דינמיים
מעבר מסילה: חיבורי הברגה של בוגי, גלגלים ואזורים אחרים חייבים להיות מסוגלים לעמוד בעומסים מתחלפים ותנודות טמפרטורה. אטם הנעילה שומר על כוח ההידוק שנקבע מראש על ידי פיצוי דינמי.
ציוד לטורבינת רוח: חיבורי אוגן המגדל של לוחית המגדל חייבים להיות מסוגלים לעמוד בפני רעידות וכיפוף הנגרמים מעומסי רוח. אטם נעילה עצמית-מבטיח יציבות בחיבור. סביבות מדיה קורוזיביות
הנדסה ימית: יש להגן על חיבורים עם הברגה בין ספינות ופלטפורמות ימיות מפני קורוזיה בהתזה. מנעולים מנירוסטה יכולים להאריך את חיי השירות של הציוד.
ציוד כימי: חיבורי הברגה על צינורות, שסתומים וחלקים אחרים יהיו עמידים כימית בפני קורוזיה. מנעולים מצופים מספקים הגנה נוספת.
IV. מבוא המלצות בחירה
בחירה מבוססת על תדר רטט
עבור סביבת רטט בתדר גבוה כגון תעופה וחלל, מועדפים אטמי נעילה -עצמיים של ערימה כפולה או אטמי נעילה עצמית-. למבנה המשתלב המכני שלו יש אמינות גבוהה.
עבור סביבות רטט בתדר נמוך (כגון מכונות בנייה), ניתן להשתמש באטמי נעילת שיניים פנימיים וחיצוניים או אטמי קפיצים כדי לאזן בין עלות וביצועים.
בחר לפי סוג טעינה
עבור עומסים דינמיים, כגון מתחים מתחלפים, בחר אטמים עם יכולות פיצוי אלסטי, כגון סדרת NORD-LOCK.
עבור עומסים סטטיים, כגון סוגריים קבועים, ניתן להשתמש בשילוב של אטמי קפיצים נפוצים או אטמים שטוחים כדי להפחית עלויות.
בחירה על סמך תנאי הסביבה
ודא את מקדם ההתפשטות התרמית של חומר האטם עבור טמפרטורות גבוהות או נמוכות כדי למנוע אובדן עומס מראש עקב שינויים בטמפרטורה. יש להשתמש באטמים מנירוסטה או מגולוון בסביבות קורוזיביות כדי למנוע מחלודה להשפיע על תכונות ההוכחה -רופפת.