Rodzaje pasowań

Pasowanie określa relację między otworem a wałkiem przy ich wymiarze nominalnym. Błąd w doborze oznacza, że części albo nie da się złożyć, albo będzie miała zbyt duży luz. Ta strona omawia, które pasowanie zastosować, co oznaczają oznaczenia ISO, jak metoda montażu wpływa na koszt oraz błędy, które widzimy codziennie na rysunkach.

Który rodzaj pasowania jest potrzebny?

Zacznij tutaj. Dopasuj swoje zastosowanie do właściwej kategorii i oznaczenia pasowania.

Pasowania luzowe, przejściowe i wciskowe — w skrócie

System bazowy otworu ISO

System ISO (ISO 286) definiuje pasowania za pomocą oznaczeń literowo-cyfrowych. System opiera się nabazie otworu: dolne odchylenie otworu jest zawsze zerowe (oznaczone literą "H"), a tolerancja wałka jest zmieniana, aby uzyskać różne rodzaje pasowań.

Odchylenie podstawoweto część literowa. Określa, jak daleko strefa tolerancji znajduje się od wymiaru nominalnego. Dla otworów: strefy A–H leżą powyżej nominalnego (luz), JS–N obejmują nominalny (przejściowe), P–ZC leżą poniżej nominalnego (wcisk z wałkiem). Dla wałków obraz jest lustrzany.

Klasa ITto część liczbowa. Klasy IT6 do IT11 są najczęściej stosowane w typowej obróbce:

Najczęstsze oznaczenia pasowań

Te 15 pasowań pokrywa zdecydowaną większość zastosowań inżynierskich. Podane wartości tolerancji dotyczą średnicy nominalnej 25 mm.

Wartości podane dla średnicy nominalnej 25 mm. Zakres dodatni = luz. Zakres ujemny = wcisk. Skonsultuj tabele ISO 286 dla innych średnic — wartości tolerancji skalują się z rozmiarem.

Pasowania luzowe — szczegółowo

Pasowania luzowe są najczęstsze i najtańsze. Wałek jest zawsze mniejszy niż otwór. Części składa się ręcznie i mogą poruszać się względem siebie.

H7/g6 — pasowanie ślizgowe

Najciaśniejsze popularne pasowanie luzowe. Luz wynosi 7–41 µm przy 25 mm. Wałek przesuwa się płynnie, ale ma minimalny luz. Stosowane w wałkach prowadzących, łożyskach ślizgowych i zaworach rozdzielających, gdzie ważne jest dokładne pozycjonowanie, ale potrzebny jest pewien ruch.

Ograniczenie:Wymaga dobrej chropowatości powierzchni (Ra 0.8–1.6 µm). Jakiekolwiek zadziory lub zanieczyszczenia spowodują zacięcie. Nieodpowiednie w zanieczyszczonych środowiskach.

H7/h6 — pasowanie luzowe pozycjonujące

Luz bliski zeru: 0–34 µm przy 25 mm. Wałek pasuje ciasno, ale można go wepchnąć ręcznie. To standardowe pasowanie pozycjonujące — stosowane, gdy części muszą być precyzyjnie usytuowane względem siebie, ale jednocześnie zdejmowalne. Typowe: pierścienie pozycjonujące, kołki wyrównawcze, wymienne wkładki.

Uwaga praktyczna:Na ciasnym końcu pola tolerancji to pasowanie może sprawiać wrażenie bardzo lekkiego wciskania. Przed montażem nałóż cienką warstwę oleju.

H8/f7 — pasowanie ruchowe

Umiarkowany luz: 20–74 µm przy 25 mm. Zaprojektowane do ciągłej pracy obrotowej ze smarowaniem. To standardowy wybór dla wałków obracających się w łożyskach ślizgowych (tulejach). Luz jest wystarczająco duży, aby utrzymać warstwę oleju, ale wystarczająco mały, by zapobiec wibracjom.

Uwaga o prędkości:Dla wyższych prędkości przejdź na H8/e7 lub H7/e8. Większy luz uwzględnia rozszerzalność cieplną i zmniejsza opór lepki w warstwie oleju.

H7/e8 — luźne pasowanie ruchowe

Większy luz: 40–97 µm przy 25 mm. Stosowane w szybkoobrotowych wałkach, tłokach w cylindrach oraz zastosowaniach ze znaczną rozszerzalnością cieplną. Łatwy montaż — brak problemów z wyrównaniem.

H11/c11 — bardzo luźne pasowanie

Duży luz: 110–370 µm przy 25 mm. Zastosowania niekrytyczne: pokrywy, osłony przeciwpyłowe, części w zanieczyszczonych środowiskach, gdzie tolerancja na zanieczyszczenia ważniejsza niż precyzja. Najtańsze w produkcji — szerokie pola tolerancji zarówno na otworze, jak i na wałku.

Pasowania przejściowe — szczegółowo

Pasowania przejściowe mogą dać niewielki luz lub niewielki wcisk, w zależności od tego, gdzie rzeczywisty otwór i wałek wypadną w swoich polach tolerancji. Zapewniają precyzyjne pozycjonowanie z pewną zdolnością do przenoszenia momentu obrotowego.

H7/js6 — symetryczne pasowanie przejściowe

Tolerancja wałka jest symetryczna względem wymiaru nominalnego (±6.5 µm przy 25 mm). Statystycznie około 50% montaży da lekki luz, a 50% lekki wcisk. Stosowane w częściach wymagających precyzyjnego pozycjonowania, ale mogących wymagać demontażu: koła pasowe, koła ręczne, koła zębate do lekkich zastosowań.

Montaż:Zwykle wchodzi pod naciskiem ręcznym lub lekkim uderzeniem młotka. W większości przypadków prasa nie jest potrzebna.

H7/k6 — standardowe pasowanie przejściowe

Najczęstsze pasowanie przejściowe. Zakres: −15 do +19 µm przy 25 mm. Większość montaży kończy się lekkim wciskiem, ale niektóre dają lekki luz. Stosowane w kołach zębatych, kołach łańcuchowych i sprzęgłach montowanych na wałkach, gdzie połączenie musi być pewne, ale część powinna dać się zdjąć prasą wrzecionową.

Uwaga o wpustach:Samo pasowanie przejściowe nie przenosi niezawodnie momentu obrotowego. Dodaj wpust z klinem do przenoszenia momentu. Pasowanie odpowiada za pozycjonowanie promieniowe; klin za moment obrotowy.

H7/n6 — pasowanie wciskane (bliskie wciskowemu)

Zakres: −28 do +6 µm przy 25 mm. Niemal zawsze daje wcisk. Stosowane tam, gdzie część nie powinna się luzować podczas eksploatacji, ale demontaż jest wciąż możliwy prasą: mocowania wrzecion, koła precyzyjne, trwałe kołnierze sprzęgieł.

Montaż:Wymaga prasy wrzecionowej. Nie uderzaj młotkiem — nierównomierna siła może uszkodzić wałek lub przesunąć część.

Pasowania wciskowe — szczegółowo

Pasowania wciskowe trwale łączą części. Wałek jest zawsze większy niż otwór. Montaż wymaga siły lub metod termicznych. Wcisk tworzy ciśnienie promieniowe na styku, które przenosi moment obrotowy i obciążenia osiowe przez tarcie.

H7/p6 — lekkie pasowanie wciskowe

Wcisk: 1–35 µm przy 25 mm. Najlżejszy wcisk, który wciąż uznaje się za trwały. Stosowany w zewnętrznych pierścieniach łożysk wciskane w obudowy, cienkościennych tulejach oraz trwałych mocowaniach kół zębatych. Może być montowany standardową prasą wrzecionową.

Sprawdzenie naprężeń:Nawet lekki wcisk generuje naprężenia obwodowe w elemencie zewnętrznym. Dla obudów cienkościennych (grubość ścianki < 0.5× średnicy) sprawdź, czy naprężenie obwodowe nie przekracza granicy plastyczności materiału.

H7/r6 — średnie pasowanie wciskowe

Wcisk: 7–41 µm przy 25 mm. Standard dla wewnętrznych pierścieni łożysk wciskane na wałki, zespoły piast i trwałe połączenia mechaniczne. Wymaga prasy hydraulicznej lub ciężkiej prasy wrzecionowej (5–20 ton w zależności od rozmiaru).

Rada praktyczna:Przed wciskaniem nałóż cienką warstwę środka antyzatarciowego lub oleju. Nigdy nie używaj smaru na pasowaniach wciskowych łożysk — może przedostać się do łożyska i zanieczyścić smar.

H7/s6 — ciężkie pasowanie wciskowe

Wcisk: 14–48 µm przy 25 mm. Na tym poziomie wciskanie siłą staje się ryzykowne — siły prasy są wystarczająco duże, by uszkodzić części lub zatarć powierzchnie. Preferowaną metodą montażu jest pasowanie termiczne (nagrzanie elementu z otworem, zamrożenie wałka).

Typowe zastosowania:Prasy do kół kolejowych, piasty dużych kół zębatych, trwałe połączenia konstrukcyjne. Nie stosowane w małych precyzyjnych zespołach.

H7/u6 — bardzo ciężkie pasowanie wciskowe

Wcisk: 27–61 µm przy 25 mm. Najcięższe standardowe pasowanie wciskowe. Montaż siłą nie jest zalecany — metody termiczne są obowiązkowe. Stosowane w połączeniach ekstremalnie wysokich momentów obrotowych i połączeniach konstrukcyjnych, które nie mogą się nigdy rozłączyć.

Demontaż:Niepraktyczny bez nagrzewania. Nagrzanie elementu zewnętrznego rozszerza go na tyle, by zwolnić wałek. Spodziewaj się potencjalnego uszkodzenia jednej lub obu części przy demontażu.

Montaż pasowania skurczowego / rozszerzeniowego

Montaż termiczny unika dużych sił i uszkodzeń powierzchni typowych dla wciskania. Zasada jest prosta: nagrzać element zewnętrzny (otwór), aby się rozszerzył, i/lub schłodzić element wewnętrzny (wałek), aby się skurczył, aż wałek wsunie się swobodnie. Gdy części wrócą do temperatury pokojowej, uzyskuje się wcisk.

Wymagana różnica temperatur

Wymagana zmiana temperatury zależy od wartości wciskania i współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE):

ΔT = δ / (α × d)

Gdzie δ = wcisk średnicowy (mm), α = CTE (°C&supmin;¹), d = średnica nominalna (mm). Dodaj współczynnik bezpieczeństwa 2–3x, aby zapewnić łatwy montaż.

Przykład praktyczny

Pasowanie H7/s6 na stalowym wałku 100 mm w stalowej piaście. Maksymalny wcisk = 48 µm (przy 25 mm), skaluje się do około 86 µm przy 100 mm.

ΔT = 0.086 / (12 × 10&supmin;&sup6; × 100) = 72°C
Z zapasem 3x: ΔT = 216°C
Nagrzać piastę do 216°C powyżej temperatury pokojowej (≈ 240°C)

Chłodzenie wałka (alternatywa)

Zamiast (lub oprócz) nagrzewania piasty można schłodzić wałek:

Wpływ chropowatości powierzchni na pasowania

Chropowatość powierzchni bezpośrednio wpływa narzeczywistepasowanie. Wymiar mierzony na rysunku jest średnią wierzchołków i wgłębień. Gdy dwie powierzchnie są dociskane do siebie, wierzchołki zostają zgniecione — efektywny wcisk jest mniejszy niż sugeruje wymiar.

Dla pasowań luzowych efekt jest odwrotny: wierzchołki zmniejszają efektywny luz, przez co pasowanie jest ciaśniejsze niż obliczone. Jest to zwykle tolerowane, ale warto o tym pamiętać przy pasowaniach ślizgowych H7/g6, gdzie każda ciasnota powoduje zacięcie.

Częste błędy