Calcoli di montaggio per gli anelli Seeger


In caso di normale applicazione degli anelli Seeger non è necessario effettuare calcoli particolari in quanto le tabelle presentano tutti i dati principali.

In casi particolari di applicazione devono essere effettuate le seguenti verifiche:

1.1 Capacità di carico dell'insieme
- Capacità di carico della cava F_N
- Capacità di carico dell'anello Seeger F_R
1.2 Velocità di rotazione massima ammissibile n_abi
1.3 Spostamento assiale dell'elemento montato


1.1 CAPACITA' DI CARICO DELL'INSIEME
Il più basso tra i valori indicati nelle tabelle della capacità di carico dell'anello Seeger F_N e della cava F_R deve essere ovviamente considerato quale capacità di carico dell'insieme.
I valori indicati non contengonmo margini di sicurezza che tengano conto di deformazioni sotto carico costante o di rotture per fatica sotto carico alternato. Rispetto alla rottura sotto carico costante presentano invece un margine di sicurezza di almeno tre volte.

Capacità di carico delle cava F_N



Fig.1




I valori contenuti nella tabella dimensionale valgono per:


σ_s = 200 N/mm₂ (riferita al materiale della gola)
q = 1,2 con n/t =3
S = 1

Conversioni
se il materiale impiegato ha un limite di elasticità differente vale:




In caso di cave con differenti profondità t' o superfici A_N', di diametri differenti e di rottura dello spigolo del bordo cava vale:





Se il rapporto n/t è inferiore a 3 i valori di F_N devono essere moltiplicati per il fattore di correzione del diagramma di figura 2.


Fig. 2



Esempio:
Si richiede capacità di carico della cava dell'anello Seeger A 20 ricavata in materiale St 50 (σ_s' = 270 N/mm²) con rapporto di spallamento n/t=2




F_N(si ricava dalla tabella dimensionale) = 5.0 kN
p (si ricava dalla fig.2) = 0.65
F_N'=4.4 kN (senza margine di sicurezza)


Capacità di carico dell'anello Seeger F_r e F_Rg
Si distinguono due possibilità di carico:







Fig.5: Anello non ribaltato




Fig. 6: angolo di ribaltamento ammesso dell'anello Seeger




I valori presentati nelle tabelle valgono per: Modulo di elasticità del materiale dell'anello
E = 210 kN/mm²
F_R = capacità di carico per appoggio a spigoli vivi
F_Rg = capacità di carico per appoggio con smusso g


Conversioni:
Utilizzando un materiale con modulo E' diverso da E vale:



Esempio:
Si richiede di calcolare la capacità di carico per l'anello Seeger J 22 in materiale CuSn 8, che ha modulo elastico E' = 115 N/mm², con appoggio a spigoli vivi.




Nel caso in cui lo smusso, l'arrotondamento o la distanza g' si differenzino dai valori indicati nelle tabelle dimensionali, vale:



Attenzione:
Qualora in presenza di piccoli valori di g', risulti F'_Rg' maggiore di F_R, deve essere considerato il valore di F_R
Esempio: Si richiede di calcolare la capacità di carico dell'anello Seeger A 40 con uno smusso sulla parte di macchina contrastante g' = 1.0 mm





Una riduzione della capacità di carico degli anelli può risultare anche da differenze tra d₁ e d'₁ (vedi Fig. 7)



Esempio:
Calcolo della capacità di carico di un anello Seeger A 40 con applicazione come da Fig. 7. Il diametro d₁ ridotto d'₁ facilità il montaggio dell'anello e lo smontaggio della parte di macchina.




Poiché risulta F_Rg' maggiore di F_R, vale quale massima capacità di carico dell'anello F_R e ciò significa che la riduzione del diametro di spallamento d₁' non provoca alcuna riduzione della capacità di carico.
Se i carichi provocati dal braccio di leva g aumentano eccessivamente, bisogna creare un appoggio a spigolo vivo interponendo una opportuna rondella d'appoggio (vedi Fig. 9).

Fig.9: Rondella d'appoggio interposta tra la parte di macchina e l'anello Seeger.



Capacità di carico degli anelli in filo a DIN 7993
Nelle tabelle dimensionali non viene indicato alcun dato relativo alla capacità di carico.
Quando gli anelli vengono montati in modo tale che il componete di macchina li ricopra, la capacità di carico dipende solo dalla resistenza del materiale dell'albero e del componente ricoprente e non dall'anello stesso.
In questo caso si deve però tenere conto di eventuali componenti radiali del carico.

Fig.10: Anello in filo DIN /993 a montaggio ricoperto





La capacità di carico della cava viene calcolata da:




Il fattore di sicurezza S dovrebbe aumentare ad almeno 1.25. Quale superficie della cava si deve di regola inserire quella eventualmente più piccola.
A_N = π/4(d₁²-d₂²)


1.2 VELOCITA' DI ROTAZIONE MASSIMA n_abl



La formula vale per i seguenti tipi di anello:
Anelli Seeger DIN 471
Anelli Seeger in pollici
Anelli tipo W
Anelli Seeger DIN 5417
Anelli Seeger tipo SW

Per i seguenti tipi di anello il risultato va moltiplicato x 0.95
Anelli Seeger tipo K
Anelli Seeger tipo V
Anelli Seeger tipo L
La velocità di rotazione massima ammissibile è quel regime di rotazione in cui la forza centrifuga agente sull'anello inizia ad aprirlo e di conseguenza a staccarlo dal fondo della gola. La completa fuoriuscita dell'anello potrà avvenire soltanto dopo un ulteriore incremento del 50% circa del numero di giri.
I valori indicati nelle tabelle sono validi per anelli in acciaio mentre per gli anelli in bronzo detti valori devono essere moltiplicati x 0.7.
Nel caso di montaggio con numeri di giri oltre a quelli ammissibili è consigliabile rivolgersi all'Ufficio Tecnico della Seeger.
Utilizzando un montaggio ricoperto gli anelli Seeger tipo K,V e DIN 5471 possono essere utilizzati anche con numero di giri superiore alla velocità massima ammissibile.
(Vedi anche il paragrafo «Particolari costruttivi»)



1.3 SPOSTAMENTO ASSIALE f



con:
F = carico assiale
h = vedi dopo
K = vedi paragrafo "Capacità di carico dell'insieme"
V = 0.02 ÷ 0.05 (mm)

Se l'anello Seeger si flette sotto la spinta del particolare da trattenere ne consegue uno spostamento assiale f che può essere calcolato.
Lo spostamento iniziale V varia da 0.02 fino a 0.05 mm ed è lo spostamento necessario per portare in completo contratto tutte le superfici.
Per la determinazione del braccio di leva si considerano due casi:
appoggio a spigolo vivo: h = 0.03 + 0.002 d1 (mm)
appoggio con smusso: h = 0.05 + g (mm)

Esempio:
Anello Seeger AK 80





Carico assiale F = 12kN
Smusso g = 3 mm
h = 0.05 + 3 = 3.05
K = 236,3 kN mm
= 12 · 3,052 / (236,3) + (0,02/0,05)
f = 0,49 / 0,52 mm
Se appare che lo spostamento provocato dal carico F è troppo elevato, si deve cercare di ridurre il braccio di leva h (che interviene al quadrato) a mezzo di modifiche costruttive oppure si utilizza un anello Seeger rinforzato che presenta un valore di K maggiorato.