KURZUS: Műszaki ábrázolás 2.
MODUL: I. modul: Felületi érdesség, tűrések
2. lecke: Tűrések és illesztések
Aktivitás: Olvassa el a 2. lecke anyagát! A tanulás során a következőkre figyeljen: | ||||||||
| ||||||||
Követelmények: A lecke tananyagának elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön képes lesz: | ||||||||
| ||||||||
Kulcsszavak: tűrés, mérettűrés, névleges méret, alapvonal, felső eltérés, alsó eltérés, felső határméret, alsó határméret, tűrésfokozat, tűrésezetlen méret, a mérettűrés megadása, a tűrésmező elhelyezkedése, a tűrésmező szélessége. | ||||||||
A kész munkadarabok többé-kevésbé eltérnek a rajzon ábrázolt munkadaraboktól. Az eltérés háromféle lehet: | ||||||||
| ||||||||
Ezek az eltérések nehézséget okozhatnak a szerelés, a működés és a karbantartás folyamán. Ezért az eltérések megengedhető mértékét elő kell írni. A megengedett eltéréseket nevezzük tűréseknek. | ||||||||
2.1. A mérettűrések | ||||||||
2.1.1. 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 (2.1. ábra). Minél nagyobb a méretnek a középértéktől 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 határméretet (AH) és a felső határméretet (FH). Ez a két határméret határozza meg a megengedett méretszóródást, a tűrésmezőt, amit egyszerűen tűrésnek is nevezünk (2.2. ábra). | ||||||||
| ||||||||
A magyar szóhasználat a tűrés fogalmában nem csak a méretszóródás nagyságát, hanem a tűréshatárok elhelyezkedését is érti. A 2.2. 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 2.3. ábrán látható. A névleges méretnek (alapméretnek) megfelelő vonalat alapvonalnak is nevezik. A 2.3. 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 es, míg az alsó határeltérés jelölésére lyuk esetén EI, csap esetén pedig ei jel is szolgál.) (2.4. ábra). | ||||||||
| ||||||||
Az eddigiekből látható, hogy egy méret tűrésére két adat jellemző: | ||||||||
| ||||||||
2.1.2. A tűrés (tűrésmező) 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, amelyben 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 1-500 mm-ig terjedő névleges méretekre a tűréstényező: | ||||||||
Ha a D értékét mm-ben helyettesítjük be, az i értéke (m-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 tűrésfokozatot 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 tűréstényező (i) értékének és a minőségi tényezőnek (q) a szorzata. | ||||||||
. | ||||||||
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 képlettel számítják, ezekkel itt szintén nem foglalkozunk. | ||||||||
Az IT szabványos tűrésnagyságok számértékeit a 3150 mm-ig terjedő névleges méretekre a 2.1. táblázat tartalmazza. | ||||||||
| ||||||||
2.1.3. 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 tűrésmező kiindulásául szolgáló határméret. | ||||||||
A névleges méretek függvényében megállapított alapeltéréseket betűk jelölik, mégpedig a csapokhoz tartozókat kisbetűk, a lyukakhoz tartozókat pedig nagybetűk. | ||||||||
| ||||||||
A 2.5. ábra a csapok, a 2.6. ábra a lyukak alapeltéréseit szemlélteti. A tűrésnagyságok egy meghatározott méretre és azonos tűrésminőségre vonatkoznak. | ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
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: | ||||||||
| ||||||||
2.1.4. 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. (Általában mondható, hogy amikor a munkadarab másik munkadarabhoz illeszkedik.) Egyéb esetekben a méretet nem látják el tűréssel, tehát tűrésezetlen méret keletkezik. (A tűrésezetlen méretek megadásával a vonatkozó szabvány részletesen 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. Ha ilyen hivatkozás nincs a rajzon, akkor a közepes fokozat előírásai érvényesek. | ||||||||
Az alkatrészek tűrésezetlen hosszméreteinek tűréseit a 2.2 táblázat tartalmazza. | ||||||||
| ||||||||
2.1.5. A mérettűrések megadása | ||||||||
A mérettűrést a következőképpen lehet megadni: | ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
Ha az eltérés az alapvonalhoz képest mindkét irányban azonos, akkor csak egyszer kell előjellel leírni (2.8. ábra). A 0 méreteltérést is ki kell írni előjel nélkül (2.9. ábra). | ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
A szögek határeltéréseit fokban, percben és másodpercben kell megadni. A fok és a perc csak egész szám lehet (2.10. ábra). | ||||||||
| ||||||||
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 (2.11. 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 (2.13. ábra), vagy a 2.14. ábra szerint, a szabványos tűrésjel után zárójelben megadott értékkel. | ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
A következő rész (2.1.6-2.1.7.) tájékoztató jellegű, ezért nem tartoznak hozzá követelmények és ellenőrző kérdések. | ||||||||
2.1.6. 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 2.15. ábra szemlélteti (közepes fokozatra). | ||||||||
| ||||||||
A 2.3. táblázat a tűrésfokozatok és a névleges méret függvényében adja meg az átlagos érdesség nagyságát (a szokásos tűrésfokozat-tartományon belül). | ||||||||
| ||||||||
2.1.7. 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 (2.16. 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 2.17. 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"). | ||||||||
| ||||||||
2.2. Gyakorló feladat | ||||||||
Mint említettük a tűrésértékek táblázatokban is rendelkezésünkre állnak. | ||||||||
Lássunk most példát egy ilyen táblázatra: | ||||||||
A fenti táblázat terjedelmi korlátok miatt a tűréseknek csak egy kiválasztott körét mutatja be. | ||||||||
Nézzünk most konkrét példát a táblázat használatára! | ||||||||
Az alábbi ábrán egy tengelyvég mérettűréseit adtuk meg. Határozzuk meg a névleges méreteket, a határméreteket és a tűrésnagyságot (a tűrésmező szélességét)! | ||||||||
Az 32h6 méret esetén a táblázat 30-50 mm névleges méret rovatában és a h6 oszlopában FE=0 és AE=-16 értékeket találunk. Ez 0 és -0,016 mm határeltérésnek felel meg. Azaz, a méret 32 mm-től 0 és -0,016 mm-rel térhet el. | ||||||||
Ez alapján az 32h6 esetén: | ||||||||
Lássunk most példát lyuk jellegű méret tűrésére! (A számítások ugyanúgy történnek, mint csap esetén.) | ||||||||
Példa: 10H7 |
Önellenőrző kérdések és feladatok | ||||||||||||||
1. Olvassa el az alábbi definíciókat és válassza ki a lenti felsorolásból a nekik megfelelő kifejezést! 1: méretszóródás ![]() | ||||||||||||||
2. Válassza ki az alábbi felsorolásból azokat az adatokat, amelyek egy tűrésezett méretet meghatároznak!
![]() | ||||||||||||||
3. A következő táblázat segítségével határozza meg az alábbi tűrésezett méretek kért jellemzőit!
![]() | ||||||||||||||
4. Az alábbi ábrákon a tűrésmező 3 elhelyezkedési lehetőségét látja. Az ábrák alatt felsoroltunk néhány tűrésezett méretet. Párosítsa úgy ezeket a méreteket az ábrákkal, hogy nem nézi meg a tűrések számszerű értékeit! a) 20 f7 b) 20 H7 c) 20 m6 d) 20 p6 e) 20 js6 f) 20 E6 g) 20 h7
![]() |