Что такое шарнир с поворотным моментом? Основные функции, области применения и советы по выбору

Что такое шарнир с поворотным моментом?

шарниры с поворотным моментом оснащены крутящим механизмом, который позволяет им останавливаться в любом положении (произвольная остановка).

Эти петли обычно используются в подвижных частях таких устройств, как подставки для планшетов и панели управления станками. Еще одна особенность поворотных динамометрических шарниров заключается в том, что через центральное отверстие можно пропустить провода. Если вам необходимо пропустить провода, выберите шарнир с поворотным моментом с подходящим диаметром отверстия.

Основные различия между шарнирными петлями с крутящим моментом и стандартными петлями

• Обычные петли: Дверные панели могут свободно поворачиваться без сопротивления. Двери могут быть либо полностью открыты, либо полностью закрыты, и их нельзя остановить в промежуточных положениях.
• Поворотные шарниры с крутящим моментом: Обеспечивают постоянную силу демпфирования вращения. Дверные панели могут оставаться стабильными в любом положении в диапазоне от 0° до 180° (или большего угла).

Принцип демпфирования вращения

Принцип трения (наиболее распространенный)

• Использует контролируемую силу трения, возникающую между точно спроектированными фрикционными пластинами и металлическими валами или корпусами.
• Во время вращения сила трения сопротивляется движению, создавая крутящий момент. Регулируя давление или материал фрикционных пластин, можно изменять величину крутящего момента.

Весенний принцип

• Использует силу предварительного натяжения тарельчатых пружин или пружин кручения.
• Во время вращения пружина сжимается или скручивается, создавая противодействующую силу отскока в качестве демпфирования.
• Обычно используется в сценариях, требующих большого крутящего момента или позиционирования под определенным углом.

Демонстрация функции моментного шарнира

Основная структура и механизм работы

Ключевые компоненты

• Вал: Вращающийся элемент, закрепленный с одной стороны (например, дверная панель).
• Жилье: Крепится к другой стороне (например, к корпусу оборудования); содержит механизм крутящего момента.
• Механизм, создающий крутящий момент:
  • Фрикционный тип: Фрикционные пластины, устройства регулировки давления.
  • Пружинный тип: Спиральные/крутильные пружины, кулачки, позиционирующие шарики/пазы.
• Монтажная пластина/кронштейн: Для крепления петли к корпусу и подвижным частям.

Различают петли с крутящим моментом

Однонаправленный и двунаправленный крутящий момент

Фиксированный крутящий момент в сравнении с регулируемым крутящим моментом

Распространенные области применения поворотных динамометрических петель

Фиксированная поворотная петля с крутящим моментом

• Особенности: Постоянное значение крутящего момента, нерегулируемый, простая конструкция.
• Приложения: Крышки с малым объемом обслуживания, легкие крышки, чувствительные к стоимости среды.

Поворотная петля со свободным ходом

• Особенности: Постоянный демпфирующий момент. Возможность остановки под любым углом.
• Приложения: Дисплеи/панели управления, дверцы оборудования, которые остаются открытыми.

Двухосевой моментный шарнир

• Особенности: Два разных уровня крутящего момента на разных стадиях вращения.
• Приложения: Серверные двери, приложения, требующие тактильной обратной связи.

Позиционирование поворотной петли с крутящим моментом

• Особенности: Может останавливаться под заданными углами (например, 0°, 45°, 90°, 105°) и имеет функцию демпфирования.
• Подходит для автомобильных бардачков, приборных панелей, складных столиков и ламп.

Выбор материала для моментных петель

Нержавеющая сталь

• Чрезвычайно высокая прочность, отличная коррозионная стойкость и хорошая термостойкость.
• Наиболее часто используемые и надежные, особенно подходят для вращающихся моментных петель.
• Используется в медицинской стерилизации, пищевом, наружном и морском оборудовании.
• А также в условиях высокой влажности и коррозионной среды, например, на химических заводах и в лабораториях.

Алюминиевый сплав

• Легкий вес и более низкая стоимость по сравнению с нержавеющей сталью.
• Обладает определенной степенью коррозионной стойкости после анодирования.
• Прочность и износостойкость, как правило, не так высоки, как у нержавеющей стали.
• Используется в приложениях, требующих снижения веса, в общей промышленности и бытовой электронике.
• Необходимо оценить грузоподъемность и устойчивость к коррозии в окружающей среде.

Инженерные пластики

• Очень легкие, недорогие, изолирующие и немагнитные.
• Некоторые из них обладают хорошей химической стойкостью.
• Прочность, жесткость и термостойкость значительно уступают металлам.
• Может стареть и деформироваться, что влияет на стабильность крутящего момента.
• Используется в системах с малой нагрузкой, в небольших электронных корпусах, а также в системах, требующих изоляции.

Основные показатели долговечности

• Устойчивость к коррозии: Петли из нержавеющей стали (например, 316 предпочтительны для наружных, медицинских, морских и химических применений.
• Устойчивость к химической коррозии: Подтвердите совместимость материалов при воздействии химических веществ.
• Износостойкость и срок службы: Износостойкость фрикционных компонентов определяет срок службы шарнира.

Как выбрать подходящую шарнирную петлю с крутящим моментом

Требования к крутящему моменту

• Рассчитайте вес × плечо рычага (расстояние от оси шарнира).
• Включите в конструкцию коэффициент безопасности 1,2-1,5 и внешние аксессуары.

Характеристики движения и установки

• Определите диапазон углов, скорость демпфирования и способ монтажа.
• Обеспечьте правильные размеры и выравнивание осей.

Долговечность и условия окружающей среды

• Оцените частоту открывания (например, 10 000 или 100 000 циклов).
• Выбирайте материалы с учетом условий воздействия и требований к классу защиты IP.

Специальные возможности

• Регулировка крутящего момента, блокировка, свободная остановка, эстетические потребности и т.д.

Демонстрация установки позиционирующей петли

Рекомендации по установке и обслуживанию

Примечания по установке

• Используйте правильные винты с моментом затяжки в соответствии с инструкцией.
• Во избежание повреждений обеспечьте соосность валов в шарнирах:
  • Концентрация напряжений
  • Ненормальный шум
  • Потеря крутящего момента или преждевременный выход из строя
• Устанавливайте на ровные, жесткие поверхности. Избегайте перегрузок при использовании больших дверей.

Рекомендации по техническому обслуживанию

• Необслуживаемая конструкция: Не открывайте и не смазывайте петли.
• Избегайте смазочных материалов: Использование обычных масел может привести к разрушению крутящего момента на основе трения.
• Уборка: Используйте мягкие чистящие средства. Избегайте мойки под давлением или воздействия химических веществ.
• Регулируемая настройка петель: Используйте соответствующие инструменты, регулируйте постепенно, избегайте чрезмерного затягивания.

Преимущества и ограничения

Преимущества

• Точная фиксация угла
• Компактный дизайн
• Механическое упрощение
• Повышенная воспринимаемая ценность
• Повышение безопасности

Ограничения

• Более высокая стоимость
• Ограниченный диапазон крутящего момента/угла в некоторых конструкциях
• Не подходит для очень тяжелых или подверженных ударным нагрузкам применений
• Не для высокочастотного использования
• Строгие требования к установке

Резюме

Поворотные динамометрические петли - незаменимые компоненты в современном промышленном дизайне, обеспечивающие точное и стабильное позиционирование без дополнительных опорных конструкций. Для их успешного применения конструкторы должны понимать механизмы крутящего момента, типы, материалы, пригодность для окружающей среды и критерии установки - в частности, выравнивание осей и расчет нагрузки.

FQA

Вопрос: Являются ли динамометрические петли тем же самым, что и фрикционные петли?

О: Да, это одно и то же. Фрикционные петли - это разновидность моментных петель.

В: Можно ли использовать поворотные динамометрические петли на открытом воздухе?

О: Для наружного применения следует использовать нержавеющую сталь.

Вопрос: Как выбрать значение крутящего момента для шарнирного динамометрического петли?

О: Вам нужно рассчитать вес × расстояние до центра тяжести.

В: Могут ли шарниры с поворотным моментом останавливаться в любом положении?

О: Произвольные типы стопов возможны, а типы лимитов - нет.