Rozdział nr3.pdf

(208 KB) Pobierz
33
3. POMIARY DOKŁADNOŚCI GEOMETRYCZNEJ GWINTÓW
METRYCZNYCH
3.1. Parametry geometryczne gwintów metrycznych
Gwinty jako elementy geometryczne części maszyn znalazły bardzo szerokie za-
stosowanie jako elementy połączeń (wszelkiego rodzaju
śruby,
nakrętki, wkręty) oraz
jako elementy napędów (suportów obrabiarek, stolików przyrządów pomiarowych,
itp.) zamieniających rodzaj ruchu obrotowy na posuwowy i odwrotnie, przy czym dla
zamiany ruchu posuwowego na obrotowy musi być spełniony warunek aby kąt
γ
wzniosu linii
śrubowej
gwintu był znacznie większy od kąta tarcia
ρ
.
W odróżnieniu od wałków i otworów (elementów geometrycznie prostych do zde-
finiowania których wystarczą dwa wymiary), zarys gwintu (rys.
3.1)
jest pod wzglę-
dem geometrycznym elementem złożonym, który wymaga do zdefiniowania minimum
pięć podstawowych wymiarów, t.j.:
−
średnica
zewnętrzna (śruby
d
; nakrętki
D
),
−
średnica
wewnętrzna (śruby
d
1
; nakrętki
D
1
),
−
średnica
podziałowa (śruby
d
2
; nakrętki
D
2
),
−
podziałka gwintu (
p
),
−
kąt rozwarcia zarysu lub kąt zbocza zarysu gwintu (
2
α
lub
α
).
W/w wymiary dotyczą zarysów gwintów walcowych metrycznych. W przypadku
innych rodzajów gwintów ilość wymiarów jest najczęściej większa. Pojęcia ogólne
dotyczące gwintów metrycznych walcowych są zdefiniowane w normach [12].
p
T
D2
T
D2
T
D1
D=d
nakrętka H
D
2
= d
2
T
d2
α
śruba
h
Rys. 3.1.
Podstawowe wymiary zarysu gwintu walcowego oraz położenie
tolerancji
średnic
3.2. Tolerancje i pasowania gwintów metrycznych
Tolerancje i pasowania gwintów metrycznych są objęte Polskimi Normami [12],
opartymi na międzynarodowym układzie tolerancji i pasowań gwintów metrycznych
ISO. Zgodnie z tymi normami przedstawiono położenie pól tolerancji dla gwintów
metrycznych na
rys. 3.2.
D
1
= d
1
2
α
34
a)
EI = 0
0,5T
D2
EI = 0
0,5T
D2
EI > 0
EI = 0
0,5EI
D
D
0,5T
D2
0,5T
D2
0,5T
d2
d
0,5T
d2
d
0,5T
d2
d
2
D
2
0,5EI
D
2
D
1
Zarys nominalny
0,5es
D
1
Zarys nominalny
0,5T
d2
0,5es
d
b)
es = 0
es = 0
es = 0
es
<
0
d
1
d
2
d
1
Zarys nominalny
Zarys nominalny
Rys. 3.2
Położenie pól tolerancji gwintów metrycznych: a) gwinty wewnętrzne,
b) gwinty zewnętrzne
Normy przewidują dwa rodzaje gwintów ze względu na charakter pasowania, jakie
może być utworzone w złożeniu
śruba-nakrętka
t.j.:
- gwinty suwliwe są oznaczane symbolem literowym
H
(gwinty wewnętrzne) i
h
(gwinty zewnętrzne). Dla tych gwintów odchyłki podstawowe wynoszą odpo-
wiednio dolna
EI = 0
i górna
es = 0
(rys.
3.3),
- gwinty luźne oznaczane symbolem literowym
G
(gwinty wewnętrzne) a dla
gwintów zewnętrznych przyjęto oznaczenia
g, e, d
(rys.
3.3),
nakrętka
G
es
<
0
es
<
0
es
<
0
H
es=0
EI
<
0
EI=0
h
g
śruba
e
Rys. 3.3.
Położenie pól tolerancji
średnicy
podziałowej gwintów
oraz trzy klasy dokładności gwintów metrycznych t.j.:
35
klasę dokładną, dla zastosowań wymagających zwiększonej dokładności gwin-
tów, szeregi tolerancji (3÷6),
- klasę
średnio
dokładną dla gwintów ogólnego przeznaczenia, szeregi tolerancji
(5÷7),
- klasę zgrubną, dla zastosowań umożliwiających użycia gwintów o obniżonej do-
kładności ze względów technologicznych, szeregi tolerancji (7÷9).
Dodatkowo wyróżniono trzy długości skręcenia połączeń gwintowych t.j.:
- długość skręcenia
małą
oznaczaną przez
S
,
- długość skręcenia
średnią
oznaczaną przez
N
,
- długość skręcenia
dużą
oznaczaną przez
L
,
W zależności od długości skręcenia, ten sam gwint np. klasy 6 może być uznany
za dokładny, jeżeli długość skręcenia (długość połączenia gwintowego) będzie
duża
a
średnio
dokładny, jeżeli długość skręcenia będzie
średnia
(normalna).
Wartości liczbowe odchyłek podstawowych
EI
i
es
, szeregi tolerancji
średnic
i
wartości liczbowe tolerancji
średnic
dla poszczególnych szeregów tolerancji są podane
w
tabl.3.1., 3.2., 3.3.
Pełne oznaczenie gwintu na rysunku wykonawczym winno zawierać:
- wartość
średnicy
zewnętrznej,
- skok gwintu,
- klasę dokładności (szereg tolerancji),
- rodzaj gwintu.
Przykładowe oznaczenie gwintu metrycznego o
średnicy
zewnętrznej 20
mm
sko-
ku 2
mm
wykonanego wg 6-tego szeregu tolerancji i położeniem tolerancji
H
zapisuje
się następująco:
M20x2-6H
. W przypadku, gdy przyjmuje się inny szereg tolerancji
średnicy
zewnętrznej (śruby) lub wewnętrznej (nakrętki) niż
średnicy
podziałowej, do
oznaczenia wprowadza się dodatkowo oznaczenie szeregu tolerancji tej
średnicy
np.:
M20x 2-5H6H.
3.3. Pomiary parametrów geometrycznych gwintów
Podstawowe pomiary gwintów obejmują pomiar
średnicy
podziałowej oraz dodat-
kowo pomiar
średnicy
zewnętrznej gwintu zewnętrznego (śruby) i
średnicy
wewnętrz-
nej gwintu wewnętrznego (nakrętki). Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów
średnicy
podziałowej gwintu można określić jego klasę tolerancji (szereg tolerancji) i
rodzaj gwintu pod warunkiem,
że
błąd technologiczny kąta zarysu i błąd podziałki
gwintu jest pomijalnie mały. Błędy technologiczne występują zawsze, dlatego dla
określenia klasy dokładności gwintu należy wykonać dodatkowe pomiary podziałki
p
i
kąta zarysu gwintu
2
α
i na tej podstawie wyznaczyć wartości odchyłki podziałki
p
i
kąta
2
α
(jako różnice wartości zmierzonych i wartości nominalnych dla danego gwin-
tu). Wyznaczone odchyłki
∆
p
podziałki i
∆
2
α
kąta zarysu umożliwiają wyznaczenie
poprawek
t
1
i
t
2
pozwalających uwolnić tolerancję
średnicy
podziałowej
T
p2
od błędów
technologicznych podziałki i kata zarysu. Uzyskuje się to w wyniku zmniejszenia no-
minalnej wartości tolerancji
średnicy
podziałowej
T
d2
śruby
o sumę wartości poprawek
t
1
i
t
2
.
Wpływ błędów technologicznych podziałki i kąta zarysu gwintu metrycznego na
położenie
średnicy
podziałowej przedstawiono na
rys. 3.4.
-
36
a)
p
’
p
d
1
2
α
2
α
∆
p
2
α
Zarys gwintu prawidłowy
p
i
α
- normalne
Zarys gwintu nieprawidłowy
p
’
>
p
,
α
- normalne
p
∆α
d
1
d
2’
d
2
d
’2
d
2
b)
„b”
Zarys gwintu prawidłowy
p
i
α
- normalne
Zarys gwintu nieprawidłowy
p
- normalne,
α <α
’
2
α
’
Szczegół
„a”
0,5p
α
Szczegół
„b”
α
d
2
t
2
t
1
„a”
d
2’
d
2
∆
p
t
1
∆α
0,5p
Rys. 3.4
Wpływ błędów technologicznych: a) podziałki gwintu, b) kąta zarysu gwintu,
na położenie
średnicy
podziałowej
Część
T
p2
tolerancji
średnicy
podziałowej gwintu
T
d2
po uwolnieniu od błędów
technologicznych może być traktowana jako tolerancja wartości wymiaru
średnicy
podziałowej. Wartość
T
p2
określa zależność:
t
2
d
’2
37
T
p
2
=
T
d
2
−
(
t
1
+
t
2
)
(3.1)
Wartości poprawek tolerancji
t
1
i
t
2
można wyznaczyć w oparciu o
rys. 3.4
i spro-
wadzić do następujących zależności:
t
1
=
2
∆
p
⋅
ctg
α
(3.3)
(3.4)
t
2
= −
2
p
sin
∆
α
2
⋅
sin 30
⋅
cos
∆
α
+
2
⋅
cos 30
⋅
sin
∆
α
W gwintach metrycznych
α
=30
o
. Uwzględniając,
że
sin
∆α ≈ ∆α
;
cos
∆α ≈
1
oraz
że
[1’]
= 2,908 x 10
-4
[
rd
]
powyższe wzory można sprowadzić do postaci
t
1
=
1,732
∆
p
µ
m
µ
m
(3.5)
(3.6)
(3.7)
lub
t
1
=
1,732
(
p
z
−
p
N
)
t
2
≈ −
0,582
p
N
∆
α
µ
m
lub
t
2
≈ −
0,582
p
N
α
z
−
30
0
(
)
′
µ
m
(3.8)
W celu uzyskania wartości w/w poprawek w
µ
m
, należy do wzorów służących do
ich obliczenia, podstawić wartość podziałki
p
lub
∆
p
w
mm
a wartość
∆α
w
minutach
.
gdzie:
α
z
- kąt zarysu gwintu zmierzony,
p
z
/ p
N
- podziałka gwintu zmierzona / nominalna w
[mm],
∆α
- podstawić do wzoru w
[
minuty].
3.3.1. Pomiar
średnicy
podziałowej gwintu tzw. metodą trójwałeczkową
Pomiar
średnicy
podziałowej z wykorzystaniem wałeczków pomiarowych zalicza
się do najdokładniejszych metod pod warunkiem użycia do pomiaru wymiaru
M
przy-
rządu o odpowiednio wysokiej dokładności. Warunki takie spełniają długościomierze
Abbego pionowy i poziomy oraz nowoczesne wysokościomierze wyposażone w in-
krementalne wzorce i cyfrowe odczyty wskazań. Zasadę pomiaru
średnicy
podziało-
wej z pomocą trzech wałeczków przedstawiono na
rys. 3.6.
Przebieg pomiaru sprowadza się do wykonania następujących czynności;
- wyznaczyć wartość podziałki mierzonego gwintu np. wykorzystując do tego celu
sprawdzian do gwintów lub wynik pomiaru podziałki i na tej podstawie dobrać
komplet trzech wałeczków pomiarowych o
średnicy
d
w
możliwie najbliższej war-
tości obliczonej ze wzoru
d
wo
=
p
2 cos
α
(3.7)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin