Typy výstroja: Ako určiť vhodnosť pre inžinierske projekty

Obsah

Čo je to Fit in Engineering?

čo je Engineering Fit?
čo je Engineering Fit?

Z hľadiska strojárstva je uloženie spojenie medzi dvoma zapadajúcimi komponentmi zariadenia alebo rámca. Tento spoj vychádza z tejto korelácie. Zvyčajne sa dáva do protikladu s funkčnosťou a trvanlivosťou zostavy. Fit je kľúčový, pretože všetky časti, ako sú hriadele a dutinky, pružiny a valce alebo matice a skrutky, musia mať dokonalú koordináciu, aj keď sa majú elegantne kĺzať okolo seba alebo pevne držať spolu.

Zhody možno rozdeliť do dvoch tried. Sú založené na tom, či je vzájomné rušenie alebo vôľa medzi komponentmi prekážkou alebo zdrojom príťažlivosti. Vezmime si napríklad „tesné uloženie“. Je dôležité, či súčasti zostávajú dobre spojené a na jednom mieste, napríklad pri montáži lisovaných ložísk. Prípadne „voľné uloženie“ môže umožniť voľný pohyb dielov, ako napríklad pri ložisku, v ktorom sa otáča hriadeľ.

Uloženie súčiastok určuje ich fungovanie, napríklad posúvanie, kotúľanie alebo blokovanie. V dôsledku toho sa úlohy návrhu uloženia neobmedzujú len na dobrý dizajn, ale aj na konštrukciu závesov, ktoré by im vyhovovali, a teda zaručovali dlhodobé použitie. Konštruktéri používajú rôzne spôsoby montáže dielov. Tým sa zlepšuje mechanika a funkčnosť konštrukcie použitím správneho uloženia.

Základy pasovania: Systémy otvorov a hriadeľov

Rozdiel medzi systémom otvorov a šachtami
Rozdiel medzi systémom otvorov a šachtami

Strojárstvo si vyžaduje presné kovania. Umožňujú, aby zostava fungovala a vydržala. Dva systémy, ktoré sa zvyčajne používajú na štandardizáciu týchto tvaroviek, sú systémy otvorových a hriadeľových základov. Každý systém teda vytvára štruktúru na dosiahnutie rôznych stupňov voľného alebo tesného uloženia s použitím príslušných tolerancií.

Systém otvorov a základne

Ide o najčastejšie používanú techniku v oblasti technických úprav. Priemer otvoru je v použitom systéme rovnaký a jednotný, čo je základom všetkých veľkostí. Potom sa upravia rozmery hriadeľa, aby sa zabezpečilo jeho požadované uloženie. Môže ísť o jednoduché uloženie kvôli vôľovej rovine alebo o tesnejšiu montáž s interferenčným uložením. Rozmer štandardného otvoru sa používa pre jeho najmenšiu veľkosť s minimálnou odchýlkou rovnou nule. Tento spôsob sa uprednostňuje, pretože otvory možno vždy vyvŕtať na správnu veľkosť pomocou štandardných vrtákov a výstružníkov.

Systém základne hriadeľa

Na rozdiel od systému so základom pre diery, ktorý stanovuje priemer hriadeľa, systém so základom pre hriadele zachováva priemer diery ako základný rozmer. Zmena rozmeru otvoru spôsobí, že hriadeľ správne zapadne do otvoru. Tento systém je ideálny tam, kde nie je možné vyrobiť hriadeľ po jeho prvotnej výrobe, napríklad pri predpripravených hriadeľoch alebo pri hriadeľoch, ktoré si vyžadujú presné vyváženie pre vysokú prevádzkovú rýchlosť. Tu je základným rozmerom meranie hriadeľa s hornou odchýlkou +/- 0. Táto metóda je síce zriedkavá, ale je veľmi dôležitá v aplikáciách, kde by sa mala vykonať polotovar alebo predimenzovanie materiálu.

Ako pomenovať rôzne typy uloženia v strojárstve?

V strojárstve je presné pomenovanie rôznych typov uloženia kľúčové pre výber vhodného uloženia počas montáže výrobku. Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) štandardizovala konvencie pomenovania prostredníctvom systému alfanumerických kódov. Tento systém nielen identifikuje typ uloženia, ale aj informuje o jeho tolerančných úrovniach.

Kód je rozdelený na abecednú a číselnú časť. Abecedná časť rozlišuje, či sa špecifikácia vzťahuje na otvor alebo na hriadeľ. Veľké písmená označujú otvory, zatiaľ čo malé písmená sa používajú pre hriadele. Napríklad kód „H7/h6“ vyjadruje:

„H7“ je rozsah tolerancie pre otvor.

„h6“ je rozsah tolerancie pre hriadeľ.

Toto štandardné kódovanie umožňuje konštruktérom ľahko nájsť najväčšiu a najmenšiu veľkosť otvoru aj hriadeľa. Pomáha pri presnej montáži a zabezpečuje, aby diely do seba zapadali.

Typy uloženia

Rozdiel medzi typmi uloženia
Rozdiel medzi typmi uloženia

V strojárstve sa termín „lícovanie“ vzťahuje na to, ako blízko je tolerancia medzi dvoma páriacimi sa časťami. Tento vzťah môže určiť, ako dobre a ľahko budú diely spolu fungovať. Výber správneho uloženia je dôležitý, pretože ovplyvňuje to, ako dobre veci fungujú a ako dlho vydržia. V strojárstve existujú tri typy uloženia: vôľové uloženie, interferenčné uloženie a prechodové uloženie. Tieto kategórie majú rôzne účely, ktoré sa volia v závislosti od toho, aké mechanické požiadavky je potrebné splniť v danom aplikačnom prostredí.

Vhodný klírens

Čo je Clearance Fits?
Čo je Clearance Fits?

V prípade vôľového uloženia bude medzi dvoma zapadajúcimi časťami vždy medzera; to znamená, že priemer otvoru je väčší ako priemer príslušného hriadeľa. Hlavným cieľom tohto typu uloženia je zabezpečiť jednoduchú montáž a demontáž a zároveň umožniť pohyb medzi komponentmi.

Typy:

  • Voľný bežecký strih: Používa sa tam, kde presnosť nie je kritická a je možné určité znečistenie. Minimálna vôľa pre priemer 25 mm je 0,11 mm. Maximálna je 0,37 mm. Typické použitie zahŕňa prašné alebo skorodované miesta a ohýbanie závesov.
  • Bezplatný beh Fit: Je určený na použitie pri teplotných zmenách a vysokých rýchlostiach. Pre priemer 25 mm poskytuje vôľu od 0,065 mm do 0,169 mm. Je bežná pri hriadeľoch s klznými ložiskami a malou rotáciou.
  • Úzke prispôsobenie na behanie: Poskytuje malé vzdialenosti pre strednú presnosť. Sú určené pre stredné rýchlosti/tlaky. Uloženie H8/f7 poskytuje minimálnu vôľu 0,020 mm. Maximálna je 0,074 mm. Toto je určené pre posuvné tyče v obrábacích strojoch a vretenách.
  • Posuvné uloženie: Pri potrebe presného vzájomného pohybu posuvných dielov udržiava malé vôle. Uloženie H7/g6 pre 25 mm hriadeľ má vôle od 0,007 mm do 0,041 mm. Je ideálna pre vodiace hriadele, posuvné prevody, posuvné ventily, automobilové diely a spojkové kotúče v obrábacích strojoch.
  • Umiestnenie na voľnom priestranstve: Poskytuje veľmi malé vôle. Po presnom umiestnení dielov nedochádza k žiadnemu významnému pohybu medzi nimi. Uloženie H7/h6 pre priemer 25 mm poskytuje minimálnu vôľu 0,000 mm a maximálnu 0,034 mm. Tieto uloženia sa zvyčajne používajú vo valčekových vedeniach a na presné vedenie hriadeľov.

Prechod Fit

Čo je Transition Fit?
Čo je Transition Fit?

Prechodové uloženie môže poskytovať vôľu alebo rušenie na základe individuálnych tolerancií konkrétnych dielov. Vďaka tejto vlastnosti sa dá prispôsobiť scenárom, ktoré vyžadujú určitú presnosť pohybu. Zohľadňujú tiež tolerancie.

Typy:

  • Podobná výbava: Navyše sa hádže a montuje pomocou gumového kladiva bez veľkej sily. Táto konštrukcia by mohla dobre fungovať pre také komponenty, ktoré si vyžadujú presnosť z hľadiska zarovnania, ale nie sú v rozsahu vysokého zaťaženia. Pre veľkosť 25 mm H7/k6 je hodnota medzery maximálne 0,019 mm a interferencia maximálne 0,015 mm. Mohol by sa použiť pre náboje, ozubené kolesá, remenice a ložiskové stavby.
  • Pevná montáž: Toto uloženie ponúka presné zarovnanie s minimálnou vôľou, pričom montáž si vyžaduje malú silu. Hodí sa pre trvalé nastavenia, ale umožňuje jednoduchšiu demontáž. Pre uvedený priemer 25 mm umožňuje trieda H7/n6 vôľu 0,006 mm a rozdiel 0,028 mm. Toto tvarové uloženie sa často používa s kužeľovými puzdrami, zátkami, spojkami a puzdrovými ložiskami.

Interferencia Fit

Čo je Inteference Fit?
Čo je Inteference Fit?

Prekážkové uloženie (známe aj ako lisovacie alebo trecie uloženie) vyžaduje, aby bol hriadeľ väčší ako otvor. To umožňuje použitie sily alebo špeciálnych úprav, ako je ohrievanie alebo chladenie pri montáži. Toto spojenie sa využíva vtedy, keď je potrebné vysokopevnostné tesné spojenie na prenos energie alebo môže znášať šmykové zaťaženie.

Typy:

  • Stlačte tlačidlo Fit: Pre zariadenia, ako je náboj a guľôčky, je ideálne bezpovrchové interferenčné uloženie. Možné prerušenia sú minimálne 0,001 mm pre priemer 25 mm. Patrí medzi najtenšie vložky, ktoré sa bežne používajú na sedlové mriežky na hriadeľoch a nábojoch.
  • Driving Fit: Vyžaduje zvýšenie počtu nastavených montážnych síl, ktoré sa majú použiť na pozitívne zapojenie prevodov a hriadeľov. Toto by sa malo uplatňovať na všetky maximálne a nulové minimálne priesečníky od 0,014 mm do 0,048 mm. Tento typ nástroja možno použiť na trvalú montáž hriadeľa a ozubeného kolesa.
  • Vynútená montáž: Vysoké rušivé vplyvy sú predmetom prístupu pokročilej montážnej techniky, čím sa najpravdepodobnejšou cestou stáva trvalý montážny proces. Spojovacia línia neposkytuje významnú strihovú plochu. Takže priemery otvorov 25 H7/u6 uloženia majú minimálnu interferenciu 0,027 mm a maximálnu 0,061 mm. Sú vhodné na mechanické použitie, napríklad na nasadenie kolies na železničné nápravy alebo ťažkých prevodov. Tieto diely musia odolávať dynamickým a axiálnym silám.

Ako dosiahnuť rozmerové tolerancie pre uloženie?

Tolerancia je veľmi dôležitá. Umožňujú zohľadniť faktor pružných odchýlok veľkosti a tvaru. Napriek tomu môže zostava držať, aj keď diely nemajú presne rovnakú veľkosť. Vytvorenie tolerančných limitov umožňuje konštruktérom zohľadniť malé nepresnosti. Tie sú vo výrobe bežné. Limity zabezpečujú vysokú kvalitu výrobku tým, že usmerňujú montáž.

Presné CNC obrábanie

Presné obrábanie CNC (Computer Numerical Control) je základnou metódou na dosiahnutie neuveriteľnej odchýlky, ktorá je veľmi dôležitá na zvýšenie produktivity alebo rozšírenie podnikania v priemyselnom sektore. Pomocou týchto riadiacich systémov môže byť na strojoch CNC prídavná zóna +/- 0,001 mm. Zabezpečujú, aby boli diely správne a aby výroba zodpovedala špecifikáciám. Obrábači si môžu vybrať najlepšie nástroje a prípravky. To im umožňuje vyrábať diely, ktoré sa hodia do zložitých zostáv. Zostavy sú hlavnými časťami systému. Umožňujú systému fungovať.

Brúsenie

Brúsenie je predvolená metóda výroby dielov. Platí to najmä pre najvyššiu presnosť, až do +/- 0,25 mikrónov. Táto presnosť je dôležitá najmä v takých prípadoch, keď si konečný výrobok vyžaduje tolerančné uloženie rozhrania. Aj malá odchýlka tolerancie vedie k podstatným chybám. Brúsenie umožňuje výrobcom nastaviť vyšší štandard ako zvyčajne. Umožňuje im tiež dosiahnuť potrebnú kvalitu zarovnania, zhodu a spoľahlivosť.

Vystružovanie

Vystruženie môže spôsobiť veľmi tesné póry. Sú kľúčovou súčasťou mnohých inžinierskych projektov. Pozoruhodný je proces EDM. Dokáže presne odstrániť práve toľko materiálu, koľko je potrebné. To je dôležité na dosiahnutie tesných tolerancií v mechanických armatúrach. Presné vystružovanie je veľmi dôležité. Umožňuje, aby otvory pasovali. Tým sa minimalizuje napätie a nesúosovosť v konečnej zostave.

Dodržiavanie noriem GD&T

Výrobcovia musia dodržiavať normy GD&T (Geometrické dimenzovanie a tolerovanie), pretože tieto normy opisujú maximálnu odchýlku, ktorú môže mať diel od skutočnej geometrie. Títo ľudia sú zodpovední za výrobu. Riadia sa tým, ako každá záležitosť zostáva v rámci špecifikácií návrhu.

Aplikácia fitov v inžinierstve

Požiadavky na aplikáciu

Každé technické uloženie je určené na konkrétnu úlohu a použitie. Preto je potrebné objasniť cieľ. Vezmite si otázku, ako má vzor fungovať, či je to kvôli jemným alebo silným účelom. Rozlišujte úlohy rôznych častí z hľadiska výrobku, ktorý má byť kompletný, pričom samotné zariadenie má byť funkčné.

Úvahy o rozpočte

U strojársky vyrábaných tvaroviek môžu byť veľké rozdiely v nákladoch, najmä v prípadoch, ktoré sú zložité a vyžadujú si presnosť. Voľné tolerancie majú tendenciu vytvárať vyššie náklady. Mimochodom, dobrým spôsobom, ako začať, je vykonať hodnotenie rozpočtu. Efektívne vyváženie nákladov a funkcie vo výrobe je rozhodujúce pre udržanie rozmerových tolerancií v rámci rozpočtu.

Pochopenie tolerancie

Pojem netolerantnosti (rýchlosti) je kľúčovou myšlienkou pri výbere vhodného inžinierskeho riešenia. Rozhodnite sa, v akej miere by mala byť flexibilita alebo tuhosť, aby zodpovedala požiadavkám vašej stavby. Určite, či sa vyžaduje úplné pootočenie segmentu, alebo sa nemusí držať pevne. Výroba výrobkov s malými rozdielmi môže znížiť presnosť merania. Pri montáži komponentov je to veľmi dôležité, aby ste sa uistili, že spĺňajú normy a neprekračujú úrovne tolerancie.

Záver

Vo svete strojárstva je presnosť prvoradá. Každý typ, od vôľového uloženia až po interferenčné uloženie, slúži na zabezpečenie optimálneho výkonu a dlhej životnosti mechanických zostáv. Pochopením tolerancie, nákladov a potrieb môžu inžinieri vytvárať riešenia. Riešenia spĺňajú vysoké štandardy kvality a funkčnosti.

Spolupracujte s nami a zlepšite svoje technické vybavenie. Vaše zostavy sa tak dostanú na novú úroveň presnosti a spoľahlivosti. Spolupracujme na konštrukčných riešeniach, ktoré prekonajú očakávania a stanovia nové štandardy v tomto odvetví.

ČASTO KLADENÉ OTÁZKY:

Čo sú LMC a MMC?

MMC je termín používaný v rozhovore o tolerancii montáže. LMC sa týka otvorov v puzdrách. Ide o otvory v blízkosti okrajov a hrúbku rúrok.

Čo je príspevok?

Tolerancia v strojárstve je plánovaný rozdiel medzi rozmermi otvoru a menovitým priemerom hriadeľa. Vypočíta sa ako LLH – HLS, kde LLH je dolná hranica otvoru a HLS je horná hranica hriadeľa. Na určenie uloženia vzhľadom na vôľu a trenie sa používa vzorec. Kladné znamienko pre vôľu a záporné znamienko pre lepenie sa považujú za dobrú zhodu.

Prečo sa najčastejšie používa systém základne diery ako systém základne šachty?

Nastavenie základne diery je najvhodnejšie v porovnaní s nastavením základne hriadeľa, pretože eliminuje komplikácie, ktoré sú spojené s výrobou. Obrábacie dielne, ktoré využívajú jeden nástroj, ktorý možno nastaviť na vytváranie štandardizovaných otvorov pre rôzne veľkosti hriadeľov, budú celkovo vyrábať výrobky rýchlejšie a s nižšími nákladmi.

Ako vypočítame toleranciu technického prispôsobenia?

Technické uloženia sa určujú a znázorňujú pomocou rozmerových výkresov z noriem ISO a ASME, ktoré definujú podrobné rozmery a tolerancie pre rôzne uloženia a im zodpovedajúce veľkosti otvorov a hriadeľov.

Čo sú to stupne tolerancie?

Tolerančné stupne v strojárstve označujú úrovne presnosti komponentov v 18 stupňoch:

  • IT01 až IT4: Používajú sa vo vysoko presných prístrojoch, ako sú meradlá.
  • IT5 až IT7: Aplikované v presnom strojárstve.
  • IT8 až IT11: Zamestnaní vo všeobecnom strojárstve.
  • IT12 až IT14: Používa sa pri spracovaní kovov.
  • IT15 a IT16: Používajú sa na všeobecné rezanie a odlievanie.

ChansMachining

On-demand CNC Machining prototyping and parts with Custom Finishes and low volume manufacturing.

Zdieľajte tento článok so svojimi priateľmi.

Získajte pomoc alebo cenovú ponuku hneď teraz

Sem pridajte text nadpisu