Hvad er en bølgeskive? Funktion, typer og anvendelser

Hos Lesjöfors designer og producerer vi standard- og kundetilpassede bølgeskiver til brancher fra medicinsk udstyr til luftfart. Vi løser udfordringer med belastning, plads og tolerancer, som standardkomponenter ikke altid kan håndtere.

I dette blogindlæg forklarer vi, hvad bølgeskiver er, hvordan de fungerer, hvad de bruges til, og hvordan du vælger den rigtige til din anvendelse.

Hvad er en bølgeskive? 

En bølgeskive er en type fjederskive med en bølgeformet, korrugeret profil. Når den komprimeres mellem to flader, flades bølgerne ud og skaber aksial kraft, som holder komponenterne under en ensartet belastning på meget lidt plads.

De kaldes også bølgefjederskiver og giver en kontrolleret fjedereffekt på en brøkdel af den højde, som en spiralfjeder kræver.

Hvordan fungerer bølgeskiver? 

Bølgeskiver omsætter geometri til fjedereffekt. I fri tilstand hviler bølgetoppene mod den ene flade og bølgedalene mod den anden. Når samlingen belastes, bøjer materialet mellem kontaktpunkterne, lagrer energi og yder en kontrolleret modkraft langs samlingens akse. Fordi kraften fordeles over flere jævnt placerede kontaktpunkter, påføres belastningen ensartet rundt om komponenten i stedet for at blive koncentreret ét sted.

Aksial belastning og nedbøjning 

Når skiven komprimeres, øges den aksiale belastning på en overordnet set forudsigelig måde. Det gør det muligt for ingeniører at specificere den kraft, skiven skal levere ved en bestemt monteringshøjde. Belastningen afhænger af nogle få centrale designparametre. Materialetykkelsen har størst indflydelse på stivheden, mens flere bølger giver en højere belastning over en kortere slaglængde. Bølgehøjden bestemmer, hvor stor nedbøjning der er til rådighed, og diameteren påvirker pasform og belastningsfordeling.

Arbejdshøjden er lige så vigtig. Denne type skive bør arbejde inden for det beregnede nedbøjningsområde og ikke komprimeres helt flad. Det fjerner fjedereffekten og kan med tiden føre til permanent deformation eller udmattelse.

Bølgeskiver sammenlignet med andre fjederkomponenter 

Bølgeskiver vurderes ofte sammen med andre komponenter. De forskellige løsninger passer til forskellige krav til belastning, nedbøjning og plads, så kendskab til forskellene hjælper ingeniører med at vælge den rigtige løsning.

Bølgeskive vs. flad skive 

En flad skive fordeler blot belastningen over en flade, mens en bølgeskive aktivt yder modkraft. Derfor er den velegnet i samlinger, der kræver lav, kontrolleret forspænding, men hvor der ikke er plads til en spiralfjeder.

Bølgeskive vs. bølgefjeder 

Denne type skive må ikke forveksles med en bølgefjeder. En bølgeskive består af én vinding af bølgeformet materiale, mens en bølgefjeder er en fladtrådsfjeder med flere vindinger. Bølgefjedre giver større nedbøjning og slaglængde inden for det samme radiale pladsbehov, men de kræver mere plads i aksial retning.

Bølgeskive vs. Belleville-skive (tallerkenfjeder) 

Belleville-skiver, også kendt som tallerkenfjedre, har en konisk form, der giver høj kraft over en kort slaglængde. De er velegnede til applikationer med større belastninger, for eksempel ventilaktuatorer og koblinger i biler. Bølgeskiver er bedre til lavere belastninger, der kræver større nedbøjning. Læs mere om hvad tallerkenfjedre er, og hvordan de fungerer.

Typer af bølgeskiver 

Hos Lesjöfors udvikler vi bølgeskiver i flere udformninger, så de kan opfylde forskellige krav til belastning, plads og præcision.

Standardbølgeskiver 

Disse bølgeskiver med én vinding vikles af fladtråd og har en åben spalte. De giver en kompakt fjedereffekt, håndterer aksial belastning og reducerer raslen på trange steder. De er det mest almindelige valg til generelle samlinger.

Stansede bølgeskiver 

Stansede varianter er lukkede ringe, der stanses ud af plademetal. Den sammenhængende form giver en ensartet pasform og meget ensartet ydeevne fra del til del, hvilket gør dem velegnede til samlinger med høje præcisionskrav.

Gallock-kilelåseskiver 

Selvom Gallock-kilelåseskiver ikke strengt taget er bølgeskiver, specificeres de ofte sammen med dem i samlinger, der udsættes for vibrationer. Hvert sæt består af to identiske skiver, der er limet sammen på forhånd, med kamprofiler på den ene side og radial rifling på den anden. Fordi kamvinklen er større end gevindstigningsvinklen, øger enhver rotation i løsningsretningen klemmekraften. Dermed sikres boltesamlingen gennem kilegeometri i stedet for friktion alene.

Hvad bruges bølgeskiver til? 

Bølgeskiver bruges til at skabe lav, kontrolleret forspænding i kompakte samlinger. De reducerer vibrationer og støj, optager aksialt slør og kompenserer for tolerancer og termisk udvidelse.

Vibrationsdæmpning og støjreduktion 

Selv et lille aksialt slør kan give raslen og for tidligt slid i bevægelige samlinger. Ved at holde komponenterne under en konstant lav belastning fjerner disse skiver sløret og reducerer vibrationer. En almindelig anvendelse er forspænding af lejer. Bølgeskiven holder kuglelejet på plads og reducerer dermed støj i elmotorer og andre roterende samlinger.

Kompensation for tolerancer og termisk udvidelse 

Fremstillede dele er ikke altid helt ens, og små dimensionsvariationer kan akkumulere i en samling. Bølgeskiver optager disse tolerancer og holder komponenterne på plads under en ensartet belastning. Den samme fjedereffekt hjælper i applikationer, hvor materialer udvider sig og trækker sig sammen ved temperaturændringer. Et stift afstandsstykke ville miste kontakten eller overbelaste samlingen.

Anvendelser i forskellige brancher 

Disse skiver bruges overalt, hvor der er behov for pålidelig forspænding på begrænset plads. I bilindustrien omfatter typiske anvendelser motorer, transmissioner og bremsesystemer. I elektronik giver de et stabilt kontakttryk i kontakter og satellitesystemer. De bruges også i medicinsk udstyr og industrimaskiner.

Sådan vælger du den rigtige bølgeskive 

Nødvendig belastning 

Valget af den rigtige bølgeskive starter med den plads, du har, og den belastning, du har brug for. Fastlæg dimensionerne på akslen og boringen, som skiven skal passe til, og bestem derefter den nødvendige kraft ved monteringshøjden. Lesjöfors-skiver fås med udvendige diametre fra 9 mm til 250 mm.

Åbne, viklede skiver vs. lukkede, stansede ringe 

Dernæst skal du vælge type. Åbne, viklede skiver passer til generelle anvendelser, hvor du vil reducere støj og optage tolerancevariationer. Lukkede, stansede ringe giver en mere ensartet pasform og mere ensartet ydeevne fra del til del, så de er bedre egnede til samlinger med høje præcisionskrav.

Valg af materiale til bølgeskiver 

Materialevalget er den tredje faktor. Rustfrit stål er velegnet til korrosive miljøer eller miljøer med høj luftfugtighed, mens kulstofstål og legeret stål giver en højere belastningskapacitet. Overfladebehandlinger kan anvendes for at forbedre korrosionsbestandighed eller slidstyrke.

Når du arbejder sammen med Lesjöfors, hjælper vores ingeniører dig med at vurdere kravene i din anvendelse, anbefale den rigtige del fra vores brede udvalg af lagerførte standarddele eller designe en kundetilpasset skive efter dine præcise specifikationer.

Bølgeskiver fra Lesjöfors 

Bølgeskiver er små komponenter, men den rigtige løsning kræver forståelse for belastning, geometri og materialeadfærd gennem hele produktets levetid. Med et af de mest omfattende lagersortimenter, avancerede anlæg til stansning og vikling samt ingeniører, der designer til din specifikke anvendelse, er Lesjöfors en pålidelig leverandør af bølgeskiver over hele verden.

Se vores udvalg af bølgeskiver, eller kontakt vores ingeniører for at få udviklet en kundetilpasset konstruktion.