A mérettűrések és illeszkedés kiválasztásának alapelvei

A mérettűrések döntő szerepet játszanak a mechanikai tervezésben, és közvetlenül befolyásolják a gépek, eszközök és más mechanikai termékek működését és minőségét. Mechanikus kialakítás esetén a tűréshatárok a komponens vagy a szerelvénycsoport ideális méretétől való megengedett eltérésre vonatkoznak. Különböző illesztési rendszerek léteznek, például a szabványos furat és a szabványos tengely. A tolerancia osztályokkal kapcsolatos további információkért lásd a Tűrés osztályok az ISO 22081 és DIN ISO 2768 szerint című blogbejegyzést.

Miért fontosak a mérettoleranciák?

A gyártási folyamat során szinte lehetetlen 100%-os pontosságú alkatrészeket gyártani eltérés nélkül. Különösen a tömeggyártásban, mindig lesz néhány minimális eltérés. Ha ezeket az eltéréseket nem vesszük figyelembe, az összetevők többé nem kompatibilisek egymással. A mérettűrések segítségével ezeket az eltéréseket előre figyelembe kell venni, hogy a komponensek a kívánt illeszkedési típusnak megfelelően illeszkedjenek egymáshoz. Ezek képezik a tárgy névleges méreteitől való megengedett eltérések pontos meghatározásának alapját. A mérettűrések a következő szempontokat befolyásolják:

• Funkcionalitás és precizitás: Csak a megfelelően meghatározott tűréshatárokkal biztosítható, hogy a komponensek összeilljenek, és ne illeszkedjenek túl szorosan vagy lazán. A helytelen illeszkedés jelentősen ronthatja a funkciót.
• Összeszerelési és gyártási folyamatok: A gyártási folyamat során nagy mennyiségek gyártásakor ingadozások keletkezhetnek, de ezek a tűrések miatt kevésbé jelentősek.
• Költségek: Minél pontosabb alkatrészeket gyártanak, annál drágábbá válik a gyártás. A tűrésekkel alacsonyan tarthatók a költségek, mivel a szükségtelenül nagy pontosságra a legtöbb esetben nincs szükség.

Különböző szabványok határozzák meg például az általános tűréshatárokat (DIN ISO 2768-1, ISO 22081) vagy a különböző tűréshatár-elveket (DIN ISO 8015).

Megfelelő illeszkedés kiválasztása

A megfelelő illeszkedés kiválasztása elengedhetetlen az alkatrészek és az összeszerelési csoportok megfelelő működésének biztosításához. Háromféle illesztési tűrés létezik:

• Hézag illesztése: laza illesztési tűrés, azaz a komponensek közötti mozgás kívánatos.
• Sajtóillesztés: az egyik komponens nagyobb, mint a másik. A sajtóillesztés biztosítja a stabil csatlakozást.
• Átmeneti illeszkedés: ez a hézagillesztés és a sajtóillesztés keveréke, ahol bizonyos mennyiségű hézag marad, de az alkatrészek csatlakoztatásához enyhe erőkifejtésre is szükség lehet.

A kiválasztásnak a következő szempontokat kell figyelembe vennie:

• Funkcionális követelmények, pl. milyen típusú mozgásra, erőátvitelre vagy nyomatékra van szükség?
• A kívánt pontosságnak és precizitásnak figyelembe kell vennie a pontos gyártással kapcsolatos költségeket is. A cél a jó egyensúly.
• Figyelembe kell venni az anyagokat, pl. az anyagok hőtágulási együtthatóját.
• Környezeti feltételek, pl. hőmérséklet és páratartalom.
• Össze- és szétszerelés, pl. gyakran szétszerelendő alkatrészek esetén. A túl szoros sajtóillesztés nem lenne alkalmas erre a célra.
• Normák és szabványok, amelyek egyes iparágakra nézve kötelező érvényűek lehetnek, és befolyásolják a gyártott alkatrészek minőségét.

A MISUMI-nál áttekintést talál az illeszkedés kiválasztásának egyéb alapjairól. A következő táblázat összehasonlítja a különböző mérettűréseket és illesztéstípusokat, és példákat mutat az alkalmazásokra:

Standard furat és standard tengely

A szabványos furat olyan szerelőrendszer, amely a gépészetben ISO tűréshatárokkal rendelkezik. Az adott illesztési tűrés részét képező furatot egységesen készítik el, miközben a megfelelő tűrést a tengelyre tolják. Másrészről a standard tengely esetén a tűrés a furatba helyeződik át, és a tengely egységesen készül el. A szabványos furatok gyakoribbak, mivel általában könnyebb és költséghatékonyabb egy furat szabványosítása.

A illeszkedési tűrések kiszámítása

Az illesztési tűrések kiszámításához a standard furatok és a standard tengely neve fontos információkat tartalmaz. A standard furatok és standard tengelyek jelölése a nemzetközi szabványok és szabványok szerint történik. A jelölések egységes és pontos kommunikációt biztosítanak a gyártóiparban a furatok és tengelyek konkrét méreteiről és tűréseiről.

• [1] H furat
• [3] Nulla vonal
• [4] Névleges méret
• [5] Hézag illesztése
• [6] Átmeneti illesztés
• [7] Préselt illesztés/sajtóillesztés

A standard furatok leírása például nagybetűk és számok, valamint átmérő (névleges méret is), pl. 50 H9 átmérő kombinációjával történik.

• [2] h tengely
• [3] Nulla vonal
• [4] Névleges méret
• [5] Hézag illesztése
• [6] Átmeneti illesztés
• [7] Préselt illesztés/sajtóillesztés

Standard tengelyek kisbetűk, szám és átmérő kombinációjával, pl. átmérő 50 h9. A H9-re tűrésosztályként hivatkozunk; a betű az alapdimenzió, a szám pedig a tűrés mértéke.

Ez használható az ISO 286-1 szabványnak megfelelő alaptűrés hozzárendelésére is furathoz vagy tengelyhez. Vannak az IT1-IT17 alapvető tűréshatárok. A megadott példában a H9 és a h9 az IT9 alaptűréshez lesz hozzárendelve. A felső és alsó határ méretei ezután a megfelelő táblázatokból vehetők át. Ezeknél a korlátozó méreteknél a furat maximális és minimális méretei a következőképpen számíthatók ki:

• Maximális méret G _oB = névleges méret + felső határ mérete
• Minimális méret G _ub = névleges méret + alsó határméret

A maximális és minimális méret azt a tartományt írja le, amelyen belül a furat vagy a tengely tényleges méretei elhelyezkedhetnek, és még mindig elfogadhatók.

Gyakran használt standard furatok és standard tengelyek

Az alábbi táblázatok áttekintést nyújtanak a gyakran használt szabványos furatokról és standard tengelyekről, valamint azok illesztési tűréseiről.