Grafico delle tolleranze di accoppiamento a pressione: accoppiamenti con interferenza, designazioni ISO e accoppiamenti dei cuscinetti

Un foro H7 e un albero P6 con dimensione nominale di 25 mm forniscono tra 1 e 35 micron di interferenza. Quel singolo numero, non la coppia di lettere scritta sul disegno, decide se il mozzo del cambio resiste alla coppia o inizia a girare sull'albero dopo il primo ciclo di riscaldamento. Esiste un grafico delle tolleranze di adattamento alla pressione per aiutarti a trovare quel numero in modo rapido e affidabile.

Innanzitutto la conclusione: leggere la tabella per l'intervallo di interferenza, quindi testare tale intervallo rispetto al carico, al materiale e alla temperatura di lavoro. I grafici raramente falliscono da soli. L'adattamento fallisce quando qualcuno copia una nota H7/p6 da un vecchio disegno e la applica a un alloggiamento in alluminio a pareti sottili che funziona a 90 C.

Cosa contiene effettivamente un grafico di tolleranza Press Adatta

Un grafico standard, sia che segua lo standard ISO 286 o il vecchio sistema ANSI B4.2, è costruito da quattro dati:

• Fascia di dimensioni nominali, ad esempio da 18 a 30 mm o da 30 a 50 mm. I limiti cambiano ad ogni confine di banda, quindi la banda conta tanto quanto la lettera.
• Lettera sulla classe di tolleranza. Le lettere maiuscole descrivono fori come H, K, N, P e S, mentre le lettere minuscole descrivono alberi come h, k, n, p e s.
• Numero del grado di tolleranza. Il numero rappresenta il grado IT e imposta la larghezza della zona di tolleranza. A 25 mm, IT6 si estende su 13 micron e IT7 si estende su 21 micron.
• Deviazioni in micron, misurate dalla linea nominale o zero. La deviazione superiore si trova sopra la linea, la deviazione inferiore sotto di essa.

Ciò che il grafico tralascia è altrettanto importante. Si presuppone una temperatura di riferimento di 20 C, superfici pulite e parti rotonde e rigide. L'errore di rotondità, la ruvidità superficiale, lo spessore della placcatura e l'espansione termica in servizio si trovano tutti fuori dalla tabella e ciascuno di essi può spostare un giunto di più dell'intera larghezza di tolleranza stampata sulla pagina.

Come leggere le interferenze direttamente dal grafico

Prendere un giunto da 25 mm nominali con foro H7 e albero p6. Il grafico fornisce queste deviazioni:

• Foro H7: da 0 a 21 micron, quindi il foro misura da 25.000 a 25.021 mm
• Albero p6: da 22 a 35 micron, quindi l'albero misura da 25,022 a 25,035 mm

L'interferenza minima è l'albero più piccolo meno il foro più grande: 25,022 meno 25,021 equivale a 0,001 mm o 1 micron. L'interferenza massima è data dall'albero più grande meno il foro più piccolo: 25.035 meno 25.000 equivalgono a 0,035 mm, ovvero 35 micron.

Quel pavimento da 1 micron è il punto debole di H7/p6. Un foro leggermente ovale, una bava sullo smusso del piombo o un albero che funziona a 5°C più caldo dell'alloggiamento possono cancellarlo completamente. H7/p6 è adatto a coppie moderate in parti rigide in acciaio assemblate una volta. Quando è necessaria una vera forza di tenuta, sposta la sequenza di lettere su r6 o s6 e accetta la forza di assemblaggio più elevata che ne deriva.

Valori del grafico della tolleranza di adattamento alla pressione con dimensione nominale di 25 mm

La tabella seguente elenca le combinazioni più spesso estratte da una tabella delle tolleranze di adattamento a pressione nella fascia da 18 a 30 mm. L'interferenza viene calcolata allo stesso modo dell'esempio precedente e i valori negativi indicano che il gioco rimane dopo l'assemblaggio.

Due righe meritano una seconda occhiata. Innanzitutto, H7/k6 viene spesso descritto come un accoppiamento a pressione nelle officine, ma il suo risultato minimo è di 19 micron di gioco, il che lo rende un accoppiamento di transizione che può comunque scivolare a bassa coppia. In secondo luogo, P7/h6 produce lo stesso intervallo di interferenza di H7/p6 mantenendo l'albero a una deviazione h fissa, il che è utile quando un albero rettificato porta diversi mozzi.

Base foro o base albero: su quale sistema è costruito il grafico

La maggior parte dei grafici sono stampati in base ai fori, il che significa che il foro mantiene una deviazione H fissa e la lettera dell'albero fa il lavoro. Ciò si adatta alla produzione perché gli strumenti di alesatura, alesatura e perforazione sono più facili da mantenere a una dimensione fissa piuttosto che regolare per ogni giunto sul disegno.

La base dell'albero ribalta la logica: l'albero rimane su h e la lettera del foro cambia. Entrambi i sistemi possono fornire interferenze identiche, quindi la scelta è solitamente guidata da quale parte è più economica da lavorare a dimensioni controllate nell'intero assieme.

Cosa controllare prima di impegnarsi in un adattamento

• Carico e coppia. L'interferenza deve trasmettere la coppia solo attraverso l'attrito e la pressione di contatto richiesta aumenta con la coppia mentre diminuisce con la lunghezza e il diametro del giunto.
• Coppia di materiali. Un albero in acciaio in un mozzo in alluminio o ghisa si comporta diversamente dall'acciaio su acciaio, perché il materiale più morbido cede prima e si muove di più con il calore.
• Spessore della parete. I mozzi sottili si deformano verso l'interno durante la pressatura, il che riduce l'interferenza effettiva e può ovalizzare il foro.
• Temperatura di lavoro. L'acciaio si espande di circa 11,5 microdeformazioni per grado C e l'alluminio di circa 23. Un aumento di 60 C in un mozzo di alluminio pressato su un albero di acciaio può consumare circa 17 micron di interferenza a 25 mm.
• Metodo di assemblaggio. Una pressa idraulica, un riscaldatore a induzione o un termoretraibile per congelatore tollerano ciascuno diversi livelli di interferenza e l'assemblaggio termico consente sempre maggiori interferenze rispetto alla pressatura a freddo.

Gli accoppiamenti dei cuscinetti utilizzano le stesse regole con numeri diversi

I cuscinetti sono il luogo in cui una tabella di tolleranza di adattamento a pressione incontra la produzione reale, perché un anello del cuscinetto è già realizzato secondo la propria tolleranza. Un cuscinetto a sfere a gola profonda con foro da 25 mm nella classe di precisione normale ha una deviazione del foro da 0 a meno 10 micron, non da 0 a meno 21 come un foro H7 generale. Pertanto è necessario calcolare il giunto tra la deviazione dell'albero e la deviazione del foro del cuscinetto.

Cuscinetti a sfere a gola profonda per apparecchiature rotanti di precisione Rivedi i cuscinetti a sfere a gola profonda per i calcoli di adattamento in motori, automobili, macchine agricole e macchine utensili, con richieste e collegamenti alle serie correlate. Visualizza il prodotto →

Un albero k5 a 25 mm misura da 2 a 11 micron. Contro un foro compreso tra 0 e meno 10 micron, il giunto presenta un'interferenza compresa tra 2 e 21 micron, che costituisce un accoppiamento a pressione leggero e affidabile per un anello interno rotante sotto carico normale. Il lato dell'alloggiamento si comporta diversamente: un foro H7 solitamente lascia un piccolo gioco, e tale gioco è intenzionale, poiché un anello esterno non di bloccaggio deve essere libero di spostarsi leggermente man mano che l'albero cresce con il calore.

Gli accoppiamenti dell'anello interagiscono anche con la geometria del cuscinetto in un modo che un mozzo semplice non fa mai. Su un albero in acciaio pieno, un accoppiamento con interferenza riduce il gioco interno di circa il 70-80% del valore di interferenza, quindi un accoppiamento di 20 micron rimuove circa 15 micron di gioco. Questo è il motivo per cui un cuscinetto che gira liberamente sulla panca può risultare stretto una volta seduto, e perché si parla di gioco interno e precarico appartiene accanto alla tabella di adattamento su qualsiasi scrivania di ingegneria.

Cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia corona serie 32 e 33 I cuscinetti ad alta rigidità delle serie 32 e 33 sopportano carichi radiali e assiali in macchine utensili e cambi; verificare che l'albero e l'alloggiamento siano adatti per evitare il precarico. Visualizza il prodotto →

I design dei contatti angolari a doppia fila reagiscono allo stesso modo e l'effetto si aggrava quando due file condividono lo stesso anello. Un accoppiamento stretto accettabile per una fila singola può spingere un'unità a doppia fila nel precarico e aumentare la temperatura di funzionamento, pertanto le tolleranze dell'albero e dell'alloggiamento devono essere confermate prima che il cuscinetto venga ordinato piuttosto che dopo la prima esecuzione di prova.

Problemi comuni di press-fit e relative cause

• Graffi e rigature durante la pressatura, solitamente dovuti a rugosità superficiale, lubrificante insufficiente o smusso mancante del piombo.
• Sorprese nell'impiattamento. Il cromo duro o il nichel aggiungono circa 5-20 micron per superficie, quindi un albero che rientrava nella tolleranza prima della placcatura trasforma una pressa in un inceppamento.
• Interferenze perse in servizio, causate da dilatazione termica differenziale, creep e snervamento locale, con mozzi in alluminio come solite vittime.
• Errore di misurazione. Un micrometro o un alesametro calibrato a 20 C legge una parte misurata a 30 C di circa 3 micron su un albero di acciaio da 25 mm, sufficiente per invertire un adattamento marginale.

Specificazione e ispezione dell'adattamento in officina

Scrivere sul disegno sia la classe che il risultato atteso: una nota H7/p6 più il campo di interferenza calcolato da 1 a 35 micron non lascia nulla a interpretazione. Se il giunto è correlato alla sicurezza, aggiungere una nota indicante che è necessario verificare la forza di estrazione di un assieme campione.

L'ispezione dovrebbe avvenire a una temperatura stabile, utilizzando un micrometro sull'albero e un manometro o un alesametro sull'alloggiamento, con la rotondità controllata su due piani. Lubrificare prima di pressare, mantenere la corsa della pressa lenta e squadrata e trattare un giunto che è già stato pressato due volte come un giunto indebolito anziché riutilizzabile.

Premere Domande sul grafico della tolleranza di adattamento

Quale tolleranza viene utilizzata per un adattamento a pressione?

Non esiste un valore unico. Con una dimensione nominale di 25 mm, H7/p6 fornisce da 1 a 35 micron di interferenza e H7/s6 fornisce da 14 a 48 micron. I fori dei cuscinetti seguono le rispettive tolleranze di classe, quindi tali giunti vengono calcolati separatamente.

Quanta interferenza è necessaria?

Sufficiente per trasportare la coppia per attrito, più un margine per perdite di temperatura e rotondità. I macchinari leggeri utilizzano comunemente da 5 a 20 micron a 25 mm, mentre i giunti industriali pesanti spesso superano i 30 micron.

Perché un press fit fallisce anche quando è stato seguito il grafico?

Perché la tabella descrive parti ideali rotonde e pulite a 20 C. Lo spessore della placcatura, l'ovalità, la crescita termica e l'assemblaggio ripetuto sono i motivi comuni per cui un valore corretto della tabella produce comunque una giunzione allentata o grippata.

Trattare il grafico della tolleranza del press fit come l'inizio di una decisione piuttosto che come la decisione stessa. Scegliere la fascia dimensionale, leggere l'intervallo di interferenza, sottrarre la temperatura, le condizioni della superficie e lo spessore della parete e solo allora confermare l'adattamento al disegno. Nelle apparecchiature rotanti, l'accoppiamento dell'anello e il gioco interno devono essere scelti insieme, perché è questo abbinamento a decidere se una macchina funziona silenziosamente per anni o ritorna in officina per essere rilavorata.