KURZUS: Gépszerkesztés és modellezés

MODUL: V. modul: Tűrések, illesztések

15. lecke: Illesztések

| Cél: illesztések típusainak, alaplyuk és csaprendszer megismerése.
Követelmény: A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:
ismeri az illesztések típusait; tudja, hogy mikor beszélünk játékról és mikor fedésről; tudja, hogy hogyan lehet megvalósítani az illeszkedés megkívánt jellegét; tudja mi az alaplyuk és alapcsap rendszer; tudja, hogy hogyan lehet létrehozni szilárd illesztésű tengelykötést; ki tudja választani a laza, szilárd, átmeneti illesztéseket; ki tudja számítani az illesztések jellemzőit; meg tudja adni műszaki rajzokon az illesztéseket.
Kulcsszavak: illesztés, alaplyuk, alapcsaprendszer.
15.1. Az illesztések alapfogalmai
Két azonos alapméretű (névleges méretű), kapcsolódó alkatrész, elkészülése után, összeszerelve egymással, lazán vagy szilárdan illeszkedik.
Játékról (laza illeszkedés) beszélünk, ha a csap tényleges mérete kisebb, mint a lyuk tényleges mérete. Fedésről (szilárd illeszkedés) van szó, ha a csap tényleges mérete nagyobb, mint a lyuk tényleges mérete.
A 15.1. ábra ezeket az eseteket szemlélteti.
Játék és fedés
15.1. ábra
Az illeszkedés megkívánt jellegét a két alkatrész tűrésének megfelelő előírásával lehet megvalósítani, ez az illesztés. Laza az illesztés, ha az előírt tűrésekkel elkészített alkatrészek között a tényleges méretek megengedett legkedvezőtlenebb szóródása estén is biztosan játék keletkezik (15.2. ábra). A játék lehet:
| a) | legnagyobb játék (NJ),
| b) | legkisebb játék (KJ),
| c) | közepes játék (MJ), a legnagyobb és a legkisebb játék számtani középértéke.
Laza illesztés
15.2. ábra
Szilárd az illesztés, ha az előírt tűrésekkel elkészített alkatrészek között a tényleges méretek megengedett legkedvezőtlenebb szóródása estén is biztosan fedés keletkezik (15.3. ábra). A fedés lehet:
| a) | legnagyobb fedés (NF),
| b) | legkisebb fedés (KF),
| c) | közepes fedés (MF), a legnagyobb és a legkisebb fedés számtani középértéke.
Szilárd illesztés
15.3. ábra
Átmeneti az illesztés, ha az előírt tűrésekkel elkészített alkatrészek vagy lazán, vagy szilárdan illeszkednek (15.4. ábra). Az átmeneti illesztésnél tervezéskor még nem állapítható meg, hogy az illeszkedés játék vagy fedés lesz-e, de szereléskor már egyértelműen laza vagy szilárd illeszkedés jön létre. (Ezért "átmeneti" illeszkedésről nem lehet beszélni.) Az illesztés jellemzői:
| a) | legnagyobb játék (NJ),
| b) | legnagyobb fedés (NF),
| c) | az illesztés jellegét meghatározó közepes méretek illeszkedése (Mi).
Átmeneti illesztés
15.4. ábra
A játékoknak, illetve fedéseknek az illesztésből származó határméretei közötti különbség - vagyis az illeszkedés szórása - az illesztés eredő tűrésével (Ti ) egyenlő. Ez a lyuk és a csap tűrésének az összege:
Ti = TL +TC
laza illesztés esetén Ti =NJ-KJ szilárd illesztés esetén Ti =NF-KF átmeneti illesztés estén Ti =NJ+NF
A háromféle illesztésen belül jól megkülönböztethető többféle illesztési jelleg: egyes tengelyeket lazábban, másokat szorosabban kell ágyazni, egyes csapokat elegendő kézzel a lyukba helyezni, másokat viszont olyan szorosan kell beépíteni, hogy enyhe kalapácsütések is szükségesek szereléskor, illetve csak sajtolással szerelhetők.
Valamennyi illesztési jellegre a párosítandó alkatrészek tűréseiből kiszámítható egy mérőszám, a közepes méretek különbsége (Mi ), ami az illesztés jellegét határozza meg. (A lyuk közepes méretéből kivonva a csap közepes mérete.)
Ez a jellemző laza illesztés esetén a közepes játék, szilárd illesztés esetén a közepes fedés. Átmeneti illesztéskor ez lehet fedés, lehet játék. Ennek megfelelően, ha az átmeneti illesztés jellege szoros, a kapcsolódó elemek között létrejöhet játékkal történő illeszkedés is. Ezeknek a gyakorisága azonban kisebb, mint a szorosan kapcsolódóké. Fordított a helyzet, ha az illesztés jellege laza.
Az illesztések jellemzőinek számszerű értékét úgy számoljuk, hogy a lyuk határméreteiből kivonjuk a csap határméreteit. (Például laza illesztés esetén a legnagyobb játékot úgy számítjuk ki, hogy a lyuk felső határméretéből kivonjuk a csap alsó határméretét.) Egyszerűbb és szemléletesebb, ha a tűrésmezők felrajzolása után az eltérésekkel számítjuk ki az illesztés jellemzőit.
15.2. Laza illesztés
Laza illesztés jellemzői
15.5. ábra
A laza illesztés jellemzői (15.5. ábra):
| Legnagyobb játék N J= T c +T + l e i+E I
| Legkisebb játék K J=e i+E I
| Közepes játék M J=e i+E I+ T c 2 + T l 2 = N J+K J 2
15.3. Szilárd illesztés
Szilárd illesztés jellemzői
15.6. ábra
A szilárd illesztés jellemzői (15.6. ábra):
| Legnagyobb fedés N F= T c +e i−E I
| Legkisebb fedés K F=e i− T l −E I
| Közepes fedés M F=e i−E I+ T c − T l 2 = N F+K F 2
15.4. Átmeneti illesztés
Átmeneti illesztés jellemzői
15.7. ábra
Az átmeneti illesztés jellemzői (15.7. ábra):
| Legnagyobb fedés N F= T c +e i−E I
| Legnagyobb játék N J= T l c +E I−e i
| Közepes illesztés mérőszáma M I=E I−e i+ T l − T c 2
A 215. ábrán látható, hogy a lyuk közepes mérete nagyobb, mint a csap közepes mérete, ezért a közepes illesztés mérőszáma pozitív, tehát ennek az átmeneti illesztésnek a jellege laza.
15.5. Illesztési rendszerek
A tűréseknek önmagukban gyakorlatilag nem sok szerepük van, a tűréseket az illeszkedési jelleg megvalósítására írják elő.
Elvileg bármely szabványos tűrésű csap bármely szabványos tűrésű lyukkal párosítható. Az összes lehetőségnek a kihasználása azonban nem lenne sem műszakilag, sem gazdaságilag indokolt. Ezért a ténylegesen alkalmazott párosítások számát korlátozni kell. A korlátozás alapelve, hogy az egyik alkatrész tényleges mérete a névleges méret közelében legyen, és a kívánt illesztési jelleget a másik alkatrész tényleges mérete határozza meg. Ennek megfelelően két rendszer jött létre: az alaplyukrendszer és az alapcsaprendszer.
Az alaplyukrendszerben az alaplyuk H alapeltérésű (15.8. ábrara), az alapcsaprendszerben pedig az alapcsap h alapeltérésű (15.9. ábra). Így az alaplyuk és az alapcsap névleges mérete egyenlő az alapmérettel, tényleges mérete pedig az alaplyuk esetében legfeljebb a tűrésnagysággal nagyobb, illetve az alapcsap esetében a tűrésnagysággal kisebb a névleges méretnél. Az első esetben az alapvonal a lyukak alsó határméretével, a második esetben a csapok felső határméretével esik egybe.
Alaplyukrendszer
15.8. ábra
Alapcsaprendszer
15.9. ábra
A műszaki gyakorlatban mindkét rendszer szükséges, de az alaplyukrendszer használata a gyakoribb.
A csapok szűk tűrésű megmunkálása általában könnyebb feladat, mint a furatoknak ugyanolyan minőségű megmunkálása. Ezért a csap fokozata egy, esetleg két fokozattal finomabb szokott lenni. Például egy IT8 fokozatú furattal IT7 fokozatú csapot illesztenek, különösen átmeneti és szilárd illesztéseknél. Egészen laza illesztéseknél ennek a fordítottja is előfordulhat. Példaképpen felsorolunk különböző, gyakrabban előforduló illesztéseket.
Alaplyukrendszer:
laza: H6/g5, H8/d9 átmeneti: H=/j5, H7/k6 szilárd: H7/p6, H8/s7
Alapcsaprendszer:
laza: F7/h6, D10/h9 átmeneti: J6/h6, K7/h6 szilárd: P6/h5, S7/h6
15.6. Illesztésválaszték
A szabványos tűréseket, mint már említettük, nem szokás minden elképzelhető párosításban használni illesztésekhez. Erre egyrészt nincs is szükség, másrészt a méréshez nagyon sok idomszer kellene. Ezért az általános gépgyártási gyakorlatban az alábbi tűrések használata szokásos. (Természetesen ez nem zárja ki a műszakilag indokolt egyéb tűrések használatát.)
Csapok: | a11, b11, b12, c11, d10, e8, f6, f7, f8, f9, g5, g6, h5, h6, h7, h8, h9, h11, h12, j5, j6, k5, k6, m5, m6, n6, n7, p6, r6, s6, s7, u7, u8.
Lyukak: | B12, D9, D10, D11, E8, F7, F8, F9, G7, H6, H7, H8, H9, H10, H11, J6, K6, K7, M6, M7, N6, N7, P7, S7.
A fenti tűrések ajánlott párosításait műszaki szakkönyvekben, tervezési segédletekben találhatjuk meg.
15.7. Az illesztések megadása a rajzon
A tűrésekhez hasonlóan az illesztések is megadhatók a tűrés szabványos jelével (15.10. ábra) vagy az egyes elemek tűréseinek számszerű felírásával (15.11. ábra).
Illesztések megadása
15.10. ábra
Illesztések megadása
15.11. ábra
Ha figyelembe vesszük a számítógéppel történő rajzolás szempontjait is, mindenképpen célszerűbb az a megadási mód, amelynél a névleges méret után a furat tűrése következik, utána / jellel elválasztva a csap tűrése.
15.8. A szilárd illesztésű tengelykötés
A szilárd illesztésű kötések csavaró nyomaték átvitelére, és tengelyirányú erőhatások felvételére alkalmasak. A kötés létrehozásakor a megfelelő mértékű fedéssel illesztett alkatrészeket sajtolással vagy zsugorítással szereljük. Az alkatrészek egymásba helyezésekor azok alakváltozást szenvednek, amelyek következtében az illeszkedő felületeken ébredő összeszorító erő, nagy erők és nyomatékok átvitelére alkalmas erőzáró kapcsolatot létesít. Ennek a kötésnek a kialakítása az egyéb megoldásoknál kevesebb anyagot és munkaidőt igényel. A reteszkötéssel összehasonlítva munkaidőben kb. 20%-os megtakarítást jelent. Az előnyöket némileg csökkenti a pontos megmunkálás igénye, így a tűrések szűk határok közötti tartása, valamint az alakpontosság.

| Önellenőrző kérdések
1. Az alábbi állításokról döntse el, hogy igazak vagy hamisak!
Játékról akkor beszélünk, ha a csap tényleges mérete kisebb, mint a lyuk tényleges mérete. |
Laza az illesztés, ha az előírt tűrésekkel elkészített alkatrészek között a tényleges méretek megengedett legkedvezőtlenebb szóródása estén is biztosan fedés keletkezik. |
Fedésről van szó, ha a csap tényleges mérete nagyobb, mint a lyuk tényleges mérete. |
2. Az alábbi állításokról döntse el, hogy igazak vagy hamisak!
A háromféle illesztésen belül jól megkülönböztethető többféle illesztési jelleg. |
Laza illesztés esetén kalapácsütéssel lehet az alkatrészt szerelni. |
Valamennyi illesztési jellegre a párosítandó alkatrészek tűréseiből kiszámítható egy mérőszám, a közepes méretek különbsége. |
Átmeneti illesztéskor lehet fedés, és lehet játék is. |
2. Milyen az illesztés jellege, ha az előírt tűrésekkel elkészített alkatrészek között a tényleges méretek megengedett legkedvezőtlenebb szóródása esetén is biztosan fedés keletkezik?
| Laza.
| Szilárd.
| Átmeneti.
3. Mit jelent az alaplyuk rendszer?
| Azt jelenti, hogy a csaphoz választok lyukat.
| Azt jelenti, hogy a lyukhoz választok csapot.
4. Melyiket lehet könnyebben megmunkálni?
| A furatot könnyebb megmunkálni
| Nincs különbség, mindkettőt ugyanolyan könnyű
| A csapot könnyebb megmunkálni.
5. Hogy lehet létrehozni szilárd illesztésű tengelykötést?
| Zömítéssel lehet.
| Hegesztéssel lehet.
| Fedéssel lehet.
| Ragasztással lehet.