Para entender a capacidade de carga da montagem de um anel de retenção da Smalley é necessário calcular o cisalhamento do anel e a deformação do canal, sendo a limitação do projeto o menor desses dois. As fórmulas da capacidade da carga não levam em consideração nenhuma carga dinâmica ou excêntrica. Se esse tipo de carga existe, o fator de segurança adequado deve ser aplicado e deve-se conduzir o teste do produto. Além disto, a geometria do canal e a margem da borda devem ser consideradas. Quando existem condições abusivas de operação, o desempenho verdadeiro do anel é melhor determinado com um teste real completo.
Cisalhamento do anel
Embora não seja comumente relacionado às falhas típicas dos anéis de retenção da Smalley, o cisalhamento do anel pode ser uma limitação do projeto quando é usado aço endurecido como um material do canal. As capacidades de carga axial baseadas no cisalhamento do anel são fornecidas em nossas tabelas de anéis padronizados. Esses valores se baseiam em uma resistência ao cisalhamento do aço-carbono utilizando o fator de segurança de 3, conforme recomendado.
A carga axial baseada no cisalhamento do anel deve ser comparada à carga axial baseada na deformação do canal para determinar qual é o fator de limitação no projeto.
Nomenclatura
PR = Carga axial permitida baseando-se no cisalhamento do anel (lb)
D = Diâmetro do eixo ou do alojamento (pol)
T = Espessura do anel (pol)
SS = Resistência ao cisalhamento do material do anel (psi)
K = Fator de segurança (3 é o recomendado)
Deformação do canal
A deformação do canal é, sem dúvida, a limitação mais comum no projeto de anéis de retenção. Na medida em que a deformação permanente do canal ocorre, o anel começa a se torcer. De acordo com o aumento do ângulo da torção, o anel começa a se alargar no diâmetro. Por fim, o anel se torna côncavo e se expele (rola) para fora do canal. Como uma interpretação conservadora, a equação a seguir calcula o ponto inicial de deformação do canal. Isso não constitui falha, a falha só ocorre com valores muito mais altos. Um fator de segurança 2 é sugerido. As capacidades de carga axial baseadas na deformação do canal são fornecidas em nossas tabelas de anéis padronizados.
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Tensões de ruptura do material do canal típicas |
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| Aço endurecido 8620 | 110.000 psi |
| Aço laminado a frio 1018 | 70.000 psi |
| Aço laminado a quente 1018 | 45.000 psi |
| Alumínio 2017 | 40.000 psi |
| Ferro fundido | 10-40.000 psi |
Nomenclatura
PG =Carga axial permitida baseada na deformação do canal (lb)
D = Diâmetro do eixo ou alojamento (pol)
d = Profundidade do canal (pol)
SY = Tensão de ruptura do material do canal (psi)
K = Fator de segurança (2 é o recomendado)
Raio do canal
| Diâmetro do eixo ou alojamento | Raio máximo no fundo do canal |
| no máximo 1 pol | 0,005 máx |
| acima de 1 pol | 0,010 máx |
Para garantir capacidade de carga máxima, é essencial haver cantos quadrados no canal e componentes retidos. Adicionalmente, os componentes retidos devem sempre ser perpendiculares ao canal do anel para manter uma carga uniformemente concêntrica contra a peça retida. O raio no fundo do canal não deve ultrapassar o mostrado na tabela.
Componente retido
Chanfro máximo = 0,375 (b-d)
Raio máximo = 0,5 (b-d)
A peça retida possui, idealmente, um canto quadrado e faz contato com o anel o mais próximo possível do alojamento ou do eixo. O raio ou chanfro máximo recomendado permitido para a peça retida pode ser calculado com as fórmulas à esquerda.
Nomenclatura
b = Parede radial (pol)
d = Profundidade do canal (pol)
Margem da borda
Os canais dos anéis, localizados próximos à extremidade de um eixo ou alojamento, devem possuir uma margem de borda adequada para maximizar a resistência. Tanto o cisalhamento quanto o dobramento devem ser checados e deve-se selecionar o maior valor para a margem da borda. Como uma regra geral, a margem mínima da borda pode ser aproximadamente um valor 3 vezes a profundidade do canal.
Nomenclatura
z = Margem da borda (pol)
P = Carga (lb)
DG = Diâmetro do canal (pol)
SY = Tensão de ruptura do material do canal (psi)
d = Profundidade do canal (pol)
K = Fator de segurança (3 é o recomendado)