Jaką rolę w budowie maszyn i urządzeń odgrywają pasowania? Podobne pytanie zadaję na obronie pracy dyplomowej inżynierskiej, a także i magisterskiej. Klasy dokładności są narzucane w celu zapewnienia właściwego działania części w maszynie lub urządzeniu. Liczbowe określenie dokładności dotyczy przede wszystkim tych powierzchni, które współpracują z powierzchniami innych części (np. panewka i czop, wpust itp.). Na ilustracji 1 przedstawiono położenie pól tolerancji w zależności od rodzaju pasowania wg przeważnie stosowanej zasady stałego otworu. Wyróżnia się pasowanie luźne, mieszane oraz ciasne. Wzajemna współpraca między częściami może być ruchowa lub statyczna (np. łożysko osadzone w obudowie, tuleja na wałku przy pasowaniu ciasnym). Pasowanie zatem jest rodzajem skojarzenia, które zostało uzależnione od wartości i położenia pola tolerancji względem linii zerowej (ilustracja 1). W przypadku gdy odchyłki otworu (wymiaru wewnętrznego) i wałka (wymiaru zewnętrznego) pokrywają się to mamy do czynienia z zaciskiem (pasowanie mieszane), a gdy nie zbliżają się do siebie to oznacza połączenie luźne.

Powierzchnie niewspółpracujące również mają określaną dokładność wykonania, lecz dokładność ta jest mniejsza niż w przypadku powierzchni części ze sobą współpracujących.

Pasowanie to nieodzowny element każdej konstrukcji mechanicznej, w której mamy do czynienia ze współpracującymi powierzchniami. Pasowanie to wzajemne skojarzenie powierzchni dwóch współpracujących części (np. otwór i wałek), które mają taki sam wymiar nominalny. Wzajemny rozkład odchyłek tworzy charakterystyczne wartości luzów lub wcisków tych dwóch części. Tym samym zostaje określony charakter ich współpracy. Pasowania stanowią też o tym jaką należy zastosować technikę wytwarzania oraz rodzaj obróbki. Pasowanie powierzchni współpracujących stanowi wyzwanie zarówno konstrukcyjne jak i technologiczne. W dalszej części przedstawiono tabelaryczne zalecenia doboru pasowań w zależności od wymagań użytkowych.

TEWY Nr 6/2018 (20) Pasowanie – dlaczego jest tak ważne? 385.26 KB 2336 downloads

TEWY Nr 6/2018 (20) Pasowanie – dlaczego jest tak ważne? ...

Download

Zasada stałego otworu

Oczywiście jest i zasada stałego wałka, która polega na tym, że różne luzy i wciski wynikają z zestawienia wałka o stałym wymiarze (tzw. wałka podstawowego, dla którego es=0) z różnego rodzaju odchyłek dla otworu.

Najczęściej jednak stosuje się uprzywilejowaną zasadę stałego otworu (ilustracja 1), która polega na tym, że różne luzy i wciski zależą od różnych pól tolerancji wałków względem tzw. otworu podstawowego o dolnej odchyłce EI=0.

Ilustracja 1. Pasowanie według zasady stałego otworu.

Uprzywilejowanie zasady stałego otworu wynikają z faktu, iż wymiary otworów przede wszystkim wykonuje się skokowo. Wynika to ze stosowanych technik obróbki i narzędzi (wiertła, rozwiertaki, frezy). Wykonanie otworu i wałka w tej samej klasie dokładności jest technologicznie bardziej wymagające w przypadku otworu. Osobiście w kontekście aktualnych zdolności technologicznych obróbki otworów nie jest to już wniosek zasadny.

Rodzaje pasowań

Wyróżnia się następujące rodzaje pasowań:

• luźne;
• mieszane;
• ciasne;

Pasowanie luźne

W przypadku takiego połączenia powierzchni dwóch współpracujących przedmiotów pomiędzy otworem i wałkiem zawsze jest luz. Sytuacja taka zachodzi gdy dolny wymiar graniczny otworu jest równy lub większy względem granicznego wymiaru górnego wałka. Najmniejsza dopuszczalna średnica otworu w zasadzie jest większa od maksymalnej przyjętej (wykonanej) wartości średnicy wałka – równanie 1.

(1)

gdzie odpowiednio L_max i L_min to maksymalny i minimalny luz.

(2)

gdzie: N – wymiar nominalny; ES – górna odchyłka graniczna dla otworu (oznaczenia z dużymi literami zawsze odnoszą się do otworu – wymiarów wewnętrznych); ei – dolna odchyłka graniczna wałka.

(3)

gdzie: N – wymiar nominalny; EI – dolna odchyłka graniczna dla otworu; es – górna odchyłka graniczna wałka.

Tolerancja pasowania luźnego to różnica między L_max i L_min.

Pasowanie mieszane

W tego typu pasowania może wystąpić zarówno luzy jak i wcisk (tzw. luz ujemny) – równanie (4).

(4)

gdzie: W_max to tzw. wcisk maksymalny spotykany właśnie w pasowaniu mieszanym i ciasnym. Definiuje się go jako różnicę między wymiarem granicznym dolnym otworu a wymiarem granicznym górnym wałka – równanie (5).

(5)

Tolerancja pasowania mieszanego to suma L_max i W_max.

Pasowanie ciasne

Między współpracującymi powierzchniami otworu i wałka zawsze mamy do czynienia z wciskiem. Graniczny górny wymiar otworu jest równy lub mniejszy niż graniczny dolny wymiar wałka – równanie (6).

(6)

Tolerancja pasowania ciasnego to różnica W_max i W_min.

Przykłady pasowań

W tabeli 1 przedstawiono pasowania luźne, mieszane i ciasne według zasady stałego otworu.

W tabeli 2 przedstawiono przykładowe pasowania ułatwiające ich dobór w zależności od potrzeb konstrukcyjnych i użytkowych. W pliku PDF dla tego artykułu zawarto rozszerzone zestawienie przykładów pasowań dla różnych zastosowań.  Ilustracja 2 (również ilustracja wyróżniająca) przedstawia tłoki w cylindrach wydrukowane 3D ze stali z pasowaniem bardzo luźnym.

Ilustracja 2. Wydruki 3D SLM z metali – poglądowe tłoki w cylindrach – pasowanie H8/d9 czyli bardzo luźne.

W przypadku ustalania z wykorzystaniem kołka pełnego stosuje się pasowanie przeważnie H7/g6 choć bywają i inne. Natomiast systemy Zero-Clamp istotnie umniejszyły znaczenie pasowania przy ustaleniu z użyciem kołka pełnego.

Jak widać pasowania odgrywają istotną rolę w opracowywaniu konstrukcji na podstawie założeń użytkowych. Stosowanie standardowych pasowań umożliwia wytwarzanie części zapasowych przez różnych producentów. Zawarte w pliku PDF kolejne przykłady stanowią wsparcie dla konstruktorów. Nawiązanie do aspektów jakościowych wykonania połączeń pasowanych (dokładność wymiarów geometrycznych i chropowatość powierzchni) stanowi podkreślenie wagi zagadnienia.  Wskazuje również na silny związek i potrzebę wiedzy oraz umiejętności z zakresu konstrukcji i technologii.

TEWY Nr 6/2018 (20) Pasowanie – dlaczego jest tak ważne? 385.26 KB 2336 downloads

TEWY Nr 6/2018 (20) Pasowanie – dlaczego jest tak ważne? ...

Download