KURZUS: Gépszerkesztés és modellezés
MODUL: V. modul: Tűrések, illesztések
13. lecke: Mérettűrések
Cél: mérettűrések megadásának és számításának megismerése. | |||||||||
Követelmény: A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön: | |||||||||
| |||||||||
Kulcsszó: mérettűrés. | |||||||||
A kész munkadarabok többé-kevésbé eltérnek a rajzon ábrázolt munkadaraboktól. | |||||||||
Ezek az eltérések nehézséget okozhatnak a szerelés, a működés és a karbantartás folyamán. Ezért az eltérések megengedhető mértékét elő kell írni. A megengedhető eltéréseket nevezzük tűréseknek. | |||||||||
13.1. A tűrésmező | |||||||||
Az azonos gépbeállítással készült alkatrészek tényleges (méréssel megállapított) méretei szóródást mutatnak, vagyis a névleges méret (a tervezéskor megadott geometriai méret) és a tényleges méret nem egyezik meg. A továbbiakban a méret észlelt és valóságos nagyságát, amelyek alig térnek el egymástól, tényleges méretnek fogjuk nevezni. A teljes intervallum, amelyben adott számú alkatrész tényleges méretei elhelyezkednek, a méretszóródás (szórásmező). A megmunkálásnál ennek a szórásmezőnek a csökkentésére kell törekedni. | |||||||||
Sok azonos méretű alkatrész méretének ellenőrzésekor az tapasztalható, hogy a tényleges méretek nagy része megközelíti a szórásmező középértékét (13.1. ábra). Minél nagyobb a méretnek a középvonaltól való eltérése, annál kisebb a gyakorisága. | |||||||||
| |||||||||
A teljes szórásmezőbe tartozó értékek nem minden esetben építhetők be a szerkezetbe. A körülmények megfelelő mérlegelésével ki lehet jelölni azt a két határt, amelyen belül a tényleges méretértékek még megfelelnek, vagyis az alsó határméret (AH) és a felső határméret (FH). Ez a két határméret határozza meg a megengedett méretszóródást, a tűrésmezőt, amit egyszerűen tűrésnek is nevezünk (13.2. ábra). | |||||||||
| |||||||||
A magyar szóhasználat a tűrés fogalmában nem csak a méretszóródás nagyságát, hanem a tűréshatárok elhelyezkedését is érti. A 13.2. ábrán a névleges méretet és a szórásmező középértékét azonosnak vettük, ez az alapméret, amelyre az eltérést vonatkoztatjuk. Az alsó határméret és az alapméret közötti különbség az alsó határeltérés (AE). A felső határméret és az alapméret közötti különbség a felső határeltérés (FE). A szabványos tűrésmegadásnál az alapméret mindig azonos a névleges mérettel. | |||||||||
A tűrésmező elhelyezkedése a névleges mérethez viszonyítva sokféle lehet. A három alaptípus a 13.3. ábrán látható. A névleges méretnek (alapméretnek) megfelelő vonalat alapvonalnak is nevezik. A 13.3. ábrán és a későbbi ábrákon a tűréshatárokat erős torzítással ábrázoljuk, és a tűrésmezőt vonalkázzuk (szokás feketíteni is). Ezek az ábrák nem géprajzi, hanem magyarázó ábrák. Az ábrázolás azt jelenti, hogy az alkatrész elkészülése után minden olyan méret, amely az alsó és a felső határméret között van, megfelelő. Nagyon lényeges annak a megértése, hogy a tűrés előírása méretlehetőségeket jelent a megvalósulás előtt. Az elkészült alkatrésznek nincs tűrése, hanem mérete van, és ennek kell a megadott méretlehetőségeken (tehát tűréshatárokon) belül lennie. | |||||||||
| |||||||||
A méret lehet kívülről vagy belülről mérhető. Alaktól függetlenül a tűrések és illesztések tárgyalásakor a külső méretet, mint csapot, a belső méretet, mint lyukat fogjuk említeni. (Itt jegyezzük meg, hogy a felső határeltérés jelölésére lyuk esetén ES, csap esetén pedig es, míg az alsó határeltérés jelölésére lyuk esetén EI, csap esetén pedig ei jel szolgál.) (13.4. ábra). | |||||||||
| |||||||||
Az eddigiekből látható, hogy egy méret tűrésére két adat jellemző: | |||||||||
| |||||||||
13.2. A tűrés nagysága | |||||||||
Esetenként szabadon választott tűrések szerinti gyártás és mérés is lehetséges, de nem lenne gazdaságos. Ezért kívánatosnak látszott a megfelelőnek bizonyult tűrések rendszerbe foglalása. Ez lehetővé tette a tűrések egységes és rövid előírását, gyors és szabatos mérését, továbbá a cserélhetőséget az alkatrészgyártás, a szerelés, és a karbantartás folyamán. | |||||||||
Az így kidolgozott rendszer, a tűrések és illesztések ISO-rendszere. | |||||||||
A tűrésnagyságot két tényező határozza meg: | |||||||||
| |||||||||
A névleges méretek ún. átmérőcsoportokba vannak sorolva - a szabványos tűrések számának csökkentése céljából - vagyis bizonyos mérethatárok között azonos a tűrés. Nagyobb mérethez - ugyanolyan tűrésfokozat esetén - nagyobb tűrés tartozik. | |||||||||
A névleges méret a tűrés nagyságát a tűréstényezőn keresztül határozza meg. Az 1-500mm-ig terjedő névleges méretekre a tűréstényező: | |||||||||
Ha a D értékét mm-ben helyettesítjük be, az i értéke -ben adódik. | |||||||||
A tűréstényezőt egy-egy átmérőcsoportban a tartományhatárok mértani középarányosára kell kiszámítani, és ez az érték - mint azt már előbb említettük - az egész tartományra érvényes. | |||||||||
A tűrésfokozat olyan tűréscsoportot jelent, amely minden névleges mérethez azonos pontossági szintet rendel. | |||||||||
Az ISO rendszer valamennyi mérettartomány számára 20 fokozatot rendszeresít. A fokozatokat a következő számok jelölik: | |||||||||
01, 0, 1, 2, ... 18. | |||||||||
A tűrésnagyság - a tűrésfokozatnak megfelelően - 01-18-ig növekszik. Az azonos minőségekhez tartozó tűrésnagyságok sorozata tűrés-alapsorozatot alkot, amelynek jele az IT betűjelből és a tűrésfokozatot jelentő számjegyből áll. | |||||||||
A tűrésnagyság (T) a tűrésegység (i) értékének és a minőségi tényezőnek (q) a sorozata. | |||||||||
. | |||||||||
A q tényező, ha a tűrésfokozatot jelentő szám n, | |||||||||
Ez az összefüggés IT5 - IT18 fokozat és 1-500 mm névleges méretek között igaz. Az IT5-nél alacsonyabb fokozatokat az általános gépépítésben nem használják, ezért az ezekhez tartozó összefüggéseket nem ismertetjük. Az 500-3150 mm közé eső tűrésnagyságokat hasonló módon, de más képletekkel számítják, ezekkel itt szintén nem foglalkozunk. | |||||||||
Az IT szabványos tűrésnagyságok számértékeit a 3150 mm-ig terjedő névleges méretekre a 13.1. táblázat , az IT01 és IT0 tűrésfokozatok értékeit az 1-500 mm-ig terjedő méretekre a 13.2. táblázat tartalmazza. | |||||||||
| |||||||||
| |||||||||
12.3. A tűrésmező elhelyezkedése | |||||||||
A tűrésnagyság egymagában még nem határozza meg a tűrést. Lényeges még a tűrésmező elhelyezkedése az alapvonalhoz (névleges mérethez) viszonyítva. A tűrésmező elhelyezkedésére jellemző az alapeltérés, amely a tűrésmező alapvonalhoz közelebb eső határvonala és az alapvonal között mérhető távolság. Nagysága tapasztalati képletek segítségével számítható. Az alapeltérés előjeles szám, attól függően, hogy a névleges méret felett (+) vagy alatt (-) helyezkedik el a számításba veendő határméret. | |||||||||
A névleges méretek függvényében megállapított alapeltéréseket betűk jelölik, mégpedig a csapokhoz tartozókat kisbetűk, a lyukakhoz tartozókat pedig nagybetűk. | |||||||||
A 28 fajta alapeltérést a következő betűkkel jelölik: | |||||||||
| |||||||||
A 13.5. ábra a csapok, a 13.6. ábra a lyukak alapeltéréseit szemlélteti. | |||||||||
| |||||||||
| |||||||||
Az a...g jelű alapeltérésnek megfelelő csapok mérete a névleges méretnél csak kisebb lehet, az A...G jelű lyukaké pedig csak nagyobb. Jellegzetes a nulla alapeltérésű h, illetve H tűrés. A h alulról, a H pedig felülről érinti az alapvonalat. | |||||||||
A j és J jelű csapok, ill. lyukak az alapvonalhoz képest közel szimmetrikusak, a js és JS jelűek pedig szimmetrikusak (az "s" index utal a szimmetriára). Ajánlott az utóbbi használata. | |||||||||
A k jelű csapok és a K, M, N jelű lyukak alapeltérése egyes minőségek esetén nulla. | |||||||||
A p...zc jelű alapeltéréseknek megfelelő csapok mérete a névleges méretnél csak nagyobb, a P...ZC jelű lyukaké pedig csak kisebb lehet. | |||||||||
Az alapeltérésekkel kapcsolatban jegyezzük meg: | |||||||||
| |||||||||
Összefoglalva az eddigieket megállapíthatjuk, hogy egy tűrésezett méretet három adat határoz meg: | |||||||||
| |||||||||
Pl. egy 40 mm névleges átmérőjű, g-vel jelzett alapeltérésű IT6 tűrésfokozatnak megfelelő csapot a következőképpen lehet jelölni: | |||||||||
40 g6 | |||||||||
A tűréshatárokat kétféleképpen lehet meghatározni: | |||||||||
| |||||||||
13.4. A tűrésezetlen méretek pontossága | |||||||||
Gazdasági szempontból csak azokat a méreteket tűrésezik, amelyek szóródása bizonyos határokon túl a munkadarab működőképességét, a szerelhetőségét vagy cserélhetőségét károsan befolyásolják, továbbá ha a gyárthatóság feltétlen megköveteli. Egyéb esetekben a méretet nem látják el tűréssel, tehát tűrésezetlen méret keletkezik. (A tűrésezetlen méretek megadásával részletesen az MSZ ISO 2768 szabvány foglalkozik.) | |||||||||
A tűrésezetlen méretek határeltéréseit pontossági osztályokkal adhatjuk meg. A szabvány négy pontossági osztályt határoz meg: finom (f), közepes (m), durva (c) és nagyon durva (v). | |||||||||
A tűrésezetlen méretek alkalmazásakor a fokozat betűjelét a szabványszámhoz kötőjellel kapcsolva kell feltüntetni a szövegmezőben vagy a szövegmező mellett. Pl.: MSZ ISO 2768-f. | |||||||||
A tűrésezetlen méretek tűrései a zárójelben feltüntetett kiegészítő méretekre, a négyzetben feltüntetett, elméletileg pontos méretekre, valamint a tűrésszabványokban előírt hossz- és szögméretekre nem vonatkoznak. | |||||||||
Az öntvényekre alkalmazható előírásokat az ISO 8062 tartalmazza. | |||||||||
A pontossági osztály megválasztásakor figyelembe kell venni a gyártó megmunkálási pontosságát. Ha egyes méretekre szigorúbb tűrésre van szükség, vagy megengedhető nagyobb tűrés előírása, mint amit e szabvány előír, akkor ezeket a tűréseket az adott névleges méretre egyedileg kell feltünteni. | |||||||||
A fémből forgácsolással vagy lemezből hidegalakítással készült alkatrészek tűrésezetlen hosszméreteinek, illetve a géppel összeszerelt alkatrészek tűrésezetlen hosszméreteinek tűréseit a 13.3. táblázat tartalmazza. Ezek a tűrések alkalmazhatók nemfémes anyagokra is. | |||||||||
Az éltompításokra (lekerekítési sugár, élletörésszélesség) megadott határeltéréseket a 13.4. táblázat, a szögméretekre vonatkozó határeltéréseket a 13.5. táblázat tartalmazza. A szögegységekben megadott tűrések csak az egyenesek vagy a felületelemek irányára vonatkoznak, de nem vonatkoznak ezek alakeltéréseire. | |||||||||
| |||||||||
| |||||||||
| |||||||||
13.5. A felületi érdesség és a tűrés összefüggése | |||||||||
A működés szempontjából szükséges tűrésnagyság és a megmunkált felület átlagos érdessége nem választható meg egymástól függetlenül. Bár egzakt összefüggés nem adható meg a két tényező között, a gyakorlat számára jó tájékoztatást ad a következő összefüggés: | |||||||||
ahol: | |||||||||
A gyakorlati működési követelményekhez való alkalmazkodást az átlagos érdesség és tűrésnagyság összefüggésének három fokozata: finom, közepes és durva teszi lehetővé. Ezekhez gyakorlati tapasztalatok alapján a következő állandók tartoznak: | |||||||||
| |||||||||
Az összefüggést a 13.7. ábra szemlélteti (közepes fokozatra). | |||||||||
| |||||||||
A 13.6. táblázat a tűrésfokozatok és a névleges méret függvényében adja meg az átlagos érdesség nagyságát. | |||||||||
| |||||||||
13.6. A mérettűrések megadása | |||||||||
A mérettűrést a következőképpen lehet megadni: | |||||||||
a) A megengedett határeltérések számszerű értékével történő megadásnál a névleges méret után kell feltüntetni a tűrés határértékeit a méretszámnál egy betűnagysággal kisebb nagyságú számokkal a 13.8. ábra szerint. A megadott értékek mindig mm-t jelentenek. A határeltéréseket előjelükkel kell feltüntetni. A felső határeltérést a méretszám közepe fölé, az alsó határeltérést pedig a méretszám közepe alá kell írni. | |||||||||
| |||||||||
Ha az eltérés az alapvonalhoz képest mindkét irányban azonos, akkor csak egyszer kell előjellel leírni (13.9. ábra). A 0 méreteltérést is ki kell írni előjel nélkül (139. ábra). | |||||||||
| |||||||||
A szögek határeltéréseit fokban, percben és másodpercben kell megadni. A fok és a perc csak egész szám lehet (13.10. ábra). | |||||||||
| |||||||||
A 13.11. ábrán kúp tűrésmegadása látható (MSZ ISO 3040). A kúpot meghatározó elméletileg pontos méreteket be kell keretezni. | |||||||||
| |||||||||
Az egy irányban határolt méretet vagy csak a felső, vagy csak az alsó határméretével kell előírni. Felső határméret esetén a névleges méret után írt max jellel, alsó határméret esetén min jellel (13.12. ábra). | |||||||||
| |||||||||
b) A szabványos ISO-tűrést az alapeltérésre és tűrésnagyságra utaló betűből és számból álló jellel kell megadni. A jelet a névleges méret után kell írni (egy számjegy nagyságú hely kihagyható) és a méretszámmal megegyező nagyságban (13.13. ábra). | |||||||||
| |||||||||
Az azonos névleges méretű, de különböző tűrésű felületeket folytonos vékony vonallal kell elválasztani egymástól, és a névleges méretet a megfelelő tűréssel együtt, külön-külön meg kell adni mindegyik szakaszra. A szabványos tűrésekkel megadott méretek számszerű eltéréseit a szövegmező mellett vagy felett táblázatban kell megadni (13.14. ábra), vagy a 145. ábra szerint, a szabványos tűrésjel után zárójelben megadott értékkel (pl.: 30 H7 (ritkábban alkalmazott megoldás, számítógéppel történő rajzolás esetén nehézkes, technikailag nem korrekt megadási mód). | |||||||||
| |||||||||
13.7. A mérettűrések mérése | |||||||||
A gyártott darab tűrésének ellenőrzésére sokféle mérési lehetőség létezik (mikrométer, mérőóra stb.). Ezeknek a kezelése gyakorlatot igényel, és amellett lassú. Ezért - különösen a tömeggyártásban - elterjedt az a módszer, amelynél a méretet egy idomszerrel hasonlítják össze. Ez a mérési mód a tényleges méretet nem jelzi, csak azt, hogy a méret a tűrésen belül van-e, vagy nincs. Az idomszeren fel kell tüntetni a névleges méretet, a szabványos tűrés jelét és a két határméretet. A selejt oldalt piros színnel jelzik. | |||||||||
| |||||||||
Csapok mérésére a villás idomszert használják (13.15. ábra). Az idomszer jó oldala a csap felső határméretére készül, a selejt oldala pedig a az alsó határméretre. (Az idomszer méreteinek a tűrése kb. a mérendő méret tűrésének 1/10-e.) A jó oldalnak ( "megy oldal") rá kell mennie a csapra, hogy a csap felső határméretén belül legyen, a selejt oldalnak ("nem-megy oldal") nem szabad rámennie a csapra, mert így van a csap az alsó határméret felett. Ha a selejt oldal rámegy a csapra, a csap mérete kisebb az alsó határméretnél, a csap selejt. (Ha a "megy oldal" nem megy rá csapra, a méret nagyobb, mint a felső határméret, a csap javítható selejt.) | |||||||||
Furatok ellenőrzésére a 13.16. ábrán látható dugós idomszer való. A jó oldal az alsó határméretre, a selejt oldal a felső határméretre készül. Az alsó határméretű oldalnak bele kell férni a furatba, ez a jó oldal ("megy oldal") a felső határméretnek pedig nem szabad belemenni, ez a selejt oldal ("nem-megy oldal"). | |||||||||
|
Önellenőrző kérdések | |||||||||
1. Mit jelent a tűrés?
![]() | |||||||||
2. Az elkészült alkatrésznek vagy a tervezett alkatrésznek van tűrése?
![]() | |||||||||
3. Milyen tényezők határozzák meg a tűrésnagyságot?
![]() | |||||||||
4. Milyen összefüggés van az IT fokozat és a tűrésnagyság között?
![]() | |||||||||
5. Hol helyezkedik el a H tűrésmező?
![]() | |||||||||
6. Hol kell feltűntetni a szabványos tűrésekkel megadott méretek számszerű eltéréseit?
![]() | |||||||||
7. Csapok méretének ellenőrzésére milyen eszközt használnak?
![]() |