Pasowanie Ø50 H7/f6 co to znaczy?

Przy konstrukcji maszyn, urządzeń bardzo często występuje konieczność współpracy dwóch i więcej elementów, podzespołów dla przykładu:

• łożysko kulkowe ma zostać umieszczone w gnieździe
• kamień ustalający imadła ma dokładnie pasować do rowka teowego we frezarce
• Oś ma obracać się w łożysku ślizgowym bez drgań, ale też bez dużego tarcia

Jak więc wykonać oba elementy (z jaką dokładnością i z jakimi odchyłkami), aby uzyskać pożądany efekt: znacznego wcisku albo dokładnych obrotów, czy też dokładnego pasowania bez nadmiernego luzu?

Tego wszystkiego dowiadujemy się analizując ten dział technologii budowy maszyn o nazwie: PASOWANIA.

Współpracujące części, mające generalnie dany wymiar nominalny, można podzielić na te:
z wymiarem wewnętrznym (otwory, rowki itp),
zewnętrznym (wałki, trzpienie .suwaki itp.),
Występują też wymiary mieszane (uskok itp.) ale te z reguły nie muszą być objęte Pasowaniami.

Wymiar nominalny jest w zasadzie tylko wymiarem teoretycznym i w rzeczywistości bardzo rzadko może być osiągnięty. Jak duży jest nasz dopuszczalny zakres różnicy (pomiędzy otrzymanym rzeczywistym wymiarem a wymiarem nominalnym) określa właśnie klasa dokładności.

Każdą operację obróbki skrawaniem można wykonać zachowując określoną klasę dokładności.

Klasa dokładności to rozpiętość pomiędzy dopuszczalnym wymiarem maksymalnym a minimalnym. Można ten zakres nazwać polem tolerancji. Im niższa klasa tym ten obszar jest węższy i zależy też od poziomu wymiaru nominalnego. Stworzono specjalne tabele w których nazwy wierszy to zakresy średnic, a nazwy kolumn to numer klasy dokładności. Pola tabeli określają odchyłki dla danej kombinacji. Różnicę pomiędzy wymiarem maksymalnym a nominalnym nazywamy odchyłką górną wymiaru a różnicę pomiędzy wymiarem minimalnym a wymiarem nominalnym odchyłką dolną.

Norma PN-EN 20286-2 przewiduje 18 klas dokładności: IT1 ÷ IT18, stosowane są również klasy dokładności IT0, IT01 (wg ISO-286-1).

• klasy IT0, IT01, IT1 ÷ IT5 najdokładniejsze (narzędzia pomiarowe, urządzenia precyzyjne),
• klasy IT5 ÷ IT11 średnio dokładne (części maszyn),
• klasy IT12 ÷ IT16 mało dokładne oraz wymiary nietolerowane.

W budowie maszyn nietolerowane „otwory” wykonuje się wg tolerancji H12 ÷ 14, a nietolerowane „wałki” wg tolerancji h12 ÷ 14. Taka dokładność jest nazywana tolerancją warsztatową

Wyznaczenie klasy dokładności dla konkretnego wymiaru (ważnego dla współpracy dwóch elementów) to jednak nie koniec.
Równie ważne jest, jak te wymiary (lub odchyłki) : maksymalny i minimalny (górna , dolna) są położone w stosunku do wymiaru nominalnego?

Przyjęto oznaczać takie położenie kolejnymi literami alfabetu łacińskiego od A do U. Dla precyzyjnego określenia, czy chodzi o wymiar zewnętrzny-wałek, czy też wewnętrzny-otwór przyjęto, że duże litery oznaczają otwór a małe wałek. Położenie A oznacza najdalej oddalone w głąb materiału, od wymiaru nominalnego, pole klasy dokładności.
W przypadku otworu są to średnice największe, a przypadku wałka odwrotnie – średnice najmniejsze

położenie Z to odwrotne położenia pól tolerancji.

Połączenia położenia pola tolerancji z numerem klasy dokładności np: H7, p6 tworzy kompleksową dokładność wykonania danego wymiaru.

Określamy tym samym na jaki maksymalny i minimalny wymiar (z jakimi odchyłkami) możemy wykonać tą operację, aby ten rzeczywisty otrzymany wymiar został uznany za właściwy i zatwierdzony z reguły przez kontrolę jakości.

Ciekawostka ; jest wiele typów dokładności wymiarowej np. 100 P7, gdy wymiar rzeczywisty nie może wynosić 100 mm i taki zostanie uznany za błąd !!!

W ten sposób dotarliśmy do określenia pasowania

Pasowanie jest to połączenie dwóch elementów o jednakowym wymiarze nominalnym i różnych odchyłkach (różnych klasach i położeniach pola tolerancji).

Można wyróżnić:

• Pasowanie luźne (ruchowe) jest to połączenie, w którym występuje luz, elementy pasowane mogą się przemieszczać względem siebie.
• Pasowanie mieszane jest to połączenie, w którym może wystąpić niewielki luz lub niewielki wcisk (luz ujemny)
• Pasowanie ciasne jest to połączenie, w którym występuje wcisk, elementy pozostają w spoczynku względem siebie po zmontowaniu

Symbole tolerancji:

(A ÷ H), (a ÷ h) dotyczą pasowań luźnych

(J ÷ N), (j ÷ n) dotyczą pasowań mieszanych

(P ÷ U), (p ÷ u) dotyczą pasowań ciasnych

Zachodzi pytanie: w jakiej dokładności mamy wykonać wymiar zewnętrzny (wałek) i wymiar wewnętrzny (otwór) w dwóch współpracujących ze sobą elementach, aby to połączenie spełniało nasze założenia jak wspomnieliśmy na początku?

Czy elementy mają być ściśle i mocno połączone na wcisk? albo też dokładnie dopasowane, ale ruchome wobec siebie (jak wałek i łożysko ślizgowe)?

Jak widzimy ilość możliwych kombinacji klas dokładności obydwu elementów jest ogromna.

Aby to uporządkować i zmniejszyć taką ilość przyjęto pewne zasady tworzenia takiego pasowania – dobierania dokładności wykonania.

według zasady stałego otworu (z literą H)

Przykłady: 10H7/f6 – pasowanie luźne, 10H7/s7 – pasowanie ciasne.

według zasady stałego wałka (z literą h)

Przykłady: 10F8/h6 – pasowanie luźne, 10S7/h6 – pasowanie ciasne

Zasada stałego otworu mówi o tym, że to dokładność otworu przyjmujemy jako bazę wyjściową i do tego dopasujemy dokładność wałka. Średnicę otworu toleruje się zawsze w głąb materiału, odchyłka dolna = 0 (tolerowanie asymetryczne). Żądane pasowanie uzyskuje się poprzez dobranie odchyłek wałka.
Zasada stałego wałka analogicznie przyjmuje, że to dokładność wałka jest bazą do sformułowania pasowania. Średnicę wałka toleruje się zawsze w głąb materiału, odchyłka górna = 0 (tolerowanie asymetryczne). Żądane pasowanie uzyskuje się poprzez dobranie odchyłek otworu.

Znacznie częściej Pasowanie tworzone jest na zasadzie stałego otworu – Dlaczego?

Powód jest bardzo prosty – wykonanie dokładnego otworu w określonej precyzyjnie klasie dokładności i położeniu pola tolerancji i dokładny jego pomiar jest trudniejsze niż to samo w przypadku wałka. Zasada stałego otworu umożliwia zmniejszenie liczby rozmiarów narzędzi i sprawdzianów do pomiaru otworów.

Dla przykładu weźmy wymiar Ø8. Mamy do dyspozycji w zasadzie do wykończenia powierzchni tylko operację rozwiercania rozwiertakiem, który ma określoną dokładność (z reguły H7). Oczywiście możemy na zamówienie wykonać rozwiertak o innej dokładności, droższy z długim czasem realizacji albo zastosować kosztowne składane mikro-wytaczaki. Natomiast wałek możemy robić z dokładnością jaka nam przyjdzie do głowy i jest możliwa w określonych warunkach sprzętowych.

Zasadę stałego wałka stosuje się dla przykładu: w przypadku potrzeby osadzenia wielu elementów na wałku, którego średnica na pewnej długości jest stała. Dla przykładu fragment wału o tej samej średnicy w skrzyni biegów. Pewne koła zębate są osadzone na stałe z dużym wciskiem a inne muszą być przesuwne. Gdybyśmy stosowali zasadę stałego otworu wówczas każdy fragment wałka współpracujący z innym kołem, musielibyśmy wykonać z inną dokładnością. A to byłoby kłopotliwe i bardzo nietechnologiczne, nieekonomiczne. Szlifujemy całą średnicę z jednakową dokładnością i traktujemy to jako bazę a otwory w kołach wykonujemy z różną dokładnością.

Innym przykładem są rowki na wpusty na wałku i same wpusty . Wpusty są elementami handlowymi wykonanymi w stałej jednej dokładności a rowek wykonujemy dostosowując jego dokładność do pożądanego efektu: wcisku , luzu.

Aby jeszcze bardziej zmniejszyć ilość możliwych pasowań niektóre z nich uznano za uprzywilejowane i te są stosowane najczęściej.

Przykłady pasowań:

H7/p6 ; P7/h6

Części są mocno połączone, ich montaż wymaga dużych nacisków, demontaż jest przewidziany tylko podczas głównych remontów. Stosowane jest dodatkowe zabezpieczenie przed przemieszczeniem części pod wpływem dużych sił.

Zastosowanie: Koła zębate napędowe na wałach ciężkich maszyn (wstrząsarki, łamacze kamieni), tuleje łożyskowe, kołki, pierścienie ustalające, wpusty itp.

H7/m6 ; M7/h6

Części są mocno osadzone. Łącznie i rozłączanie wykonywane jest poprzez mocne uderzenia ręcznym młotkiem. Części należy zabezpieczyć przed przemieszczeniem.

Zastosowanie: Wewnętrzne pierścienie łożysk tocznych, koła pasowe, koła zębate, tuleje, dźwignie, osadzane na wałach, korby, sworznie tłokowe, sworznie łączące, kołki ustalające itp

H7/h6

Części po nasmarowaniu można ręcznie przesuwać względem siebie. Pasowanie nadaje się do tych połączeń, które powinny umożliwiać wolne przesuwanie części względem siebie

Zastosowanie: Zewnętrzne pierścienie łożysk tocznych, pierścienie uszczelniające, prowadzenia różnego rodzaju, łożyska ślizgowe z bardzo małym luzem, narzędzia na trzpieniach itp.

H7/f7

Połączenie ruchowe ze znacznym luzem, części mogą się poruszać ze średnimi prędkościami

Zastosowanie: Łożyska i prowadnice ślizgowe (np. popychacze zaworowe) itp.

H11/d9 ; H11/d11 ; D11/h11

Połączenia wykazują duże luzy, części mają duże tolerancje wykonawcze

Zastosowanie: Połączenia nitów z otworami, części z niedostatecznym smarowaniem, koła pasowe luźno osadzone na wałach itp.