Hva er en bølgeskive? Funksjon, typer og bruksområder

Hos Lesjöfors utvikler og produserer vi standard- og kundetilpassede bølgeskiver for alt fra medisinsk utstyr til luftfart. Slik løser vi utfordringer knyttet til belastning, plass og toleranser som standardkomponenter ikke alltid kan håndtere.

I denne artikkelen forklarer vi hva bølgeskiver er, hvordan de fungerer, hva de brukes til og hvordan du velger riktig bølgeskive til bruksområdet ditt.

Hva er en bølgeskive? 

En bølgeskive er en type fjærskive med en bølget profil. Når den presses sammen mellom to flater, flates bølgene ut og skaper en aksial kraft som holder komponentene under jevn belastning på liten plass.

Bølgeskiver gir kontrollert fjærvirkning med en brøkdel av byggehøyden som en skruefjær krever.

Hvordan fungerer bølgeskiver? 

Bølgeskiver utnytter geometrien til å skape fjærvirkning. I ubelastet tilstand ligger bølgetoppene mot den ene flaten og bølgebunnene mot den andre. Når sammenstillingen belastes, bøyer materialet mellom kontaktpunktene seg. Det lagrer energi og gir en kontrollert motkraft langs sammenstillingens akse. Fordi kraften fordeles over flere jevnt fordelte kontaktpunkter, blir belastningen jevnt fordelt rundt komponenten i stedet for konsentrert på ett sted.

Aksial belastning og nedbøyning 

Når skiven presses sammen, øker den aksiale kraften på en forutsigbar måte. Dermed kan konstruktøren spesifisere hvilken kraft skiven skal gi ved en bestemt monteringshøyde. Noen få sentrale konstruksjonsparametere bestemmer belastningen. Materialtykkelsen har størst innvirkning på stivheten, mens flere bølger gir høyere belastning over kortere fjærvei. Bølgehøyden bestemmer tilgjengelig fjærvei, og diameteren påvirker passform og lastfordeling.

Arbeidshøyden er like viktig. Bølgeskiven bør brukes innenfor det beregnede arbeidsområdet og ikke presses helt flat. Da forsvinner fjærvirkningen, og skiven kan få permanent deformasjon eller utmattingsskader over tid.

Bølgeskiver sammenlignet med andre fjærkomponenter 

Bølgeskiver vurderes ofte sammen med andre fjærkomponenter. De ulike løsningene passer til forskjellige krav til belastning, fjærvei og plass. Når konstruktøren kjenner forskjellene, blir det enklere å velge riktig løsning.

Bølgeskive vs. planskive 

En planskive fordeler bare belastningen over en flate, mens en bølgeskive aktivt gir motkraft. Derfor passer bølgeskiven godt i sammenstillinger som trenger lett, kontrollert forspenning, men som ikke har plass til en skruefjær.

Bølgeskive vs. bølgefjær 

En bølgeskive må ikke forveksles med en bølgefjær. En bølgeskive består av én vinding av bølgeformet materiale, mens en bølgefjær er en flattrådfjær med flere vindinger. Bølgefjærer gir større fjærvei innenfor samme radielle plassbehov, men bygger mer i aksial retning.

Bølgeskive vs. Belleville-skive (tallerkenfjær) 

Belleville-skiver, også kjent som tallerkenfjærer, har en konisk form som gir høy kraft over kort fjærvei. De egner seg godt til bruksområder med større belastninger, for eksempel ventilaktuatorer og clutcher i kjøretøy. Bølgeskiver passer bedre til lettere belastninger som krever lengre fjærvei. Les mer om hva tallerkenfjærer er og hvordan de fungerer.

Typer bølgeskiver 

Hos Lesjöfors utvikler vi bølgeskiver i flere utførelser for å møte ulike krav til belastning, plass og presisjon.

Standard bølgeskiver 

Disse bølgeskivene med én omdreining vikles av flat tråd og har en åpen spalte. De gir en kompakt fjærvirkning, håndterer aksial belastning og reduserer klapring på trange steder. De er det vanligste valget for generelle sammenstillinger.

Stansede bølgeskiver 

Stansede varianter er lukkede ringer som stanses fra platemateriale. Den sammenhengende formen gir jevn passform og svært konsistent ytelse fra del til del, noe som passer godt i sammenstillinger med høye presisjonskrav.

Gallock-kilelåseskiver 

Selv om Gallock-kilelåseskiver strengt tatt ikke er bølgeskiver, spesifiseres de ofte sammen med dem i sammenstillinger som utsettes for vibrasjoner. Hvert sett består av to identiske skiver som er forhåndslimt sammen, med kamprofiler på den ene siden og radiell rifling på den andre. Fordi kamvinkelen er brattere enn gjengestigningen, vil enhver rotasjon i løsningsretningen øke klemkraften. Dermed sikres bolteforbindelsen ved hjelp av kilegeometri, ikke bare friksjon.

Hva brukes bølgeskiver til? 

Bølgeskiver brukes til å gi lett, kontrollert forspenning i kompakte sammenstillinger. De reduserer vibrasjon og støy, tar opp aksialklaring og kompenserer for toleranser og varmeutvidelse.

Vibrasjonsdemping og støyreduksjon

Selv litt aksialslakk kan føre til klapring og for tidlig slitasje i bevegelige sammenstillinger. Ved å holde komponentene under en konstant lav belastning fjerner disse skivene slakken og reduserer vibrasjoner. En vanlig bruk av bølgeskiver er å forspenne lagre. Denne typen skive holder kulelageret på plass og reduserer støy i elektriske motorer og andre roterende sammenstillinger.

Kompensasjon for toleranser og varmeutvidelse 

Produserte deler er ikke alltid helt identiske, og små dimensjonsvariasjoner kan hope seg opp i en sammenstilling. Bølgeskiver tar opp disse variasjonene og holder komponentene på plass under jevn belastning. Den samme fjærvirkningen er nyttig når materialer utvider seg og trekker seg sammen ved temperatursvingninger. Et stivt avstandsstykke kan derimot miste kontakten eller overbelaste forbindelsen.

Bruksområder i ulike industrier

Bølgeskiver brukes der det trengs pålitelig forspenning på liten plass. I bilindustrien brukes de blant annet i motorer, girkasser og bremsesystemer. I elektronikk gir de stabilt kontakttrykk i brytere og satellittsystemer. De brukes også i medisinsk utstyr og industrimaskiner.

Slik velger du riktig bølgeskive 

Nødvendig belastning 

Valg av riktig bølgeskive starter med plassen du har tilgjengelig og belastningen du trenger. Fastsett dimensjonene på akselen og boringen som skiven skal passe til, og bestem deretter hvilken kraft som kreves ved montert høyde. Bølgeskiver fra Lesjöfors er tilgjengelige med ytterdiametre fra 9 mm til 250 mm.

Åpne, viklede bølgeskiver vs. lukkede, stansede ringer 

Deretter velger du utførelse. Åpne, viklede bølgeskiver passer til generelle bruksområder der du vil redusere støy og ta opp toleransevariasjoner. Lukkede, stansede ringer gir jevnere passform og mer ensartede egenskaper fra del til del. Derfor passer de bedre i sammenstillinger med høye presisjonskrav.

Materialvalg for bølgeskiver 

Materialet er den tredje faktoren. Rustfritt stål er ideelt i korrosive miljøer eller miljøer med høy luftfuktighet, mens karbonstål og legert stål gir høyere belastningskapasitet. Overflatebehandling kan brukes for å forbedre korrosjonsbestandighet eller slitestyrke.

Når du samarbeider med Lesjöfors, hjelper ingeniørene våre deg med å vurdere kravene i bruksområdet ditt, anbefale riktig del fra vårt brede utvalg av lagerførte deler eller utvikle en kundetilpasset skive etter dine nøyaktige spesifikasjoner.

Bølgeskiver fra Lesjöfors 

Bølgeskiver er små komponenter, men riktig løsning krever forståelse for belastning, geometri og materialegenskaper gjennom hele produktets levetid. Med et av markedets bredeste sortimenter på lager, moderne utstyr for stansing og vikling og ingeniører som utvikler løsninger for ditt bruksområde, er Lesjöfors en pålitelig leverandør av bølgeskiver over hele verden.

Se vårt utvalg av bølgeskiver eller kontakt ingeniørene våre for å utvikle en kundetilpasset løsning.