Leitfaden zur metrischen Toleranztabelle: ISO 286 IT-Güten, Passungen und Lagersitze

Ein Inspektor mikrofoniert einen 30-mm-Schaft bei 30,018 mm. In der Zeichnung ist ein Nenndurchmesser von 30 mm gefordert, und die Frage auf der Prüfbank ist, ob das Teil versandt wird oder in den Ausschussbehälter gelangt. Eine metrische Toleranztabelle beantwortet dies in Sekundenschnelle, aber nur, wenn ihr drei Eingaben in der richtigen Reihenfolge zugeführt werden: das Nenngrößenband, der Grundabweichungsbuchstabe und der Toleranzgrad. Wenn man eines davon falsch macht, wird eine einwandfrei verwendbare Welle verschrottet, während eine wirklich lockere Verbindung noch in die Montage gelangt. Die Tabelle ist nicht kompliziert. Wenn man es liest, gehen die Dinge schief.

Die kurze Antwort zuerst. Bei jedem Wert in einer metrischen Toleranztabelle handelt es sich um eine Bandbreite in Mikrometern, nicht um eine Plus- oder Minuszahl in Millimetern. Bei einer 30-mm-IT7-Bohrung ist eine Größenabweichung von 21 Mikrometern zulässig, was 0,021 mm entspricht. Diese 21 als Millimeter zu behandeln oder sie auf plus oder minus 10,5 Mikrometer zu halbieren, sind die beiden Fehler, die wir am häufigsten in eingehenden Inspektionsberichten sehen.

Die drei Eingaben hinter jeder metrischen Toleranztabelle

ISO 286 definiert das System. Teil 1 legt die Toleranzgrade fest, Teil 2 listet die Grenzabweichungen für Wellen und Löcher bis 3150 mm auf. ANSI B4.1 deckt das Zoll-Äquivalent in Tausendstel Zoll ab, sodass eine Zeichnung, die beide Systeme in derselben Anmerkung zitiert, nicht mit sich selbst übereinstimmt. Wählen Sie eines aus und bleiben Sie während der gesamten Toleranzkette dabei.

Die Nenngröße ist die erste Eingabe. Die Toleranzwerte variieren in Bändern, und die Bandgrenzen sind wichtiger, als die meisten Menschen erwarten. Ein 30-mm-Merkmal gehört zum Bereich über 18 bis 30 mm, während ein 30,5-mm-Merkmal bereits in den Bereich über 30 bis 50 mm übergegangen ist, wo die zulässige Variation größer ist.

Der Buchstabe ist die zweite Eingabe. Kleinbuchstaben beschreiben Wellen, Großbuchstaben beschreiben Löcher. Der Buchstabe legt fest, wo sich die Toleranzzone relativ zur Nulllinie befindet, die das Nennmaß selbst darstellt, und diese Position entscheidet darüber, ob die Verbindung frei wird oder festhält.

Die Note ist die dritte Eingabe. Die IT-Noten reichen von IT1 bis IT18, und je höher die Zahl, desto breiter ist die Spanne.

Lesen Sie jetzt einen echten Fall. Im Bereich über 18 bis 30 mm sitzt eine 30 mm Bohrung nach H7. H ist ein Loch, dessen geringere Abweichung bei Null liegt, sodass die Bohrung irgendwo zwischen 30.000 und 30.021 mm messen kann. Eine passende Welle zu k6 im gleichen Band reicht von 30,002 bis 30,015 mm. Bei der Verbindung handelt es sich um eine Übergangspassung mit bis zu 19 Mikrometer Spiel bzw. 15 Mikrometer Übermaß, und das ist die ganze Geschichte des Paares.

IT-Noten: Was jeder Schritt tatsächlich bringt

Jede Stufe in der Güteklasse ist etwa 1,6-mal breiter als die darüber liegende, was bedeutet, dass Präzision schnell teuer wird. Bei einer 50-mm-Bohrung ermöglicht IT8 39 Mikrometer und wird im Allgemeinen von einer Drehmaschine oder einem guten Bearbeitungszentrum hergestellt. IT6 erlaubt 16 Mikrometer und erfordert normalerweise Schleifen, oft mit einer Vorrichtung und einem zusätzlichen Inspektionsdurchlauf.

Durch die Abstimmung der Sorte auf den Auftrag bleiben die Kosten unter Kontrolle. IT5 und IT6 gehören zu Lehrmeistern, Spindelzapfen und Präzisionslagersitzen. IT7 deckt die meisten Lagergehäuse, Getriebebohrungen und Hydraulikbohrungen ab. IT8 eignet sich für Pressverbindungen, die nur fest bleiben müssen, und IT9 bis IT11 sind für die Lokalisierung von Merkmalen geeignet, die niemals Last tragen.

Eine Prüfung, die spätere Auseinandersetzungen verhindert: Addieren Sie die beiden Komponententoleranzen zur Messunsicherheit und vergleichen Sie diese Summe mit dem Spielfenster, das die Verbindung tatsächlich benötigt. Wenn die Summe größer als das Fenster ist, kann kein Inspektionsplan das Design retten.

Wellen- und Lochpassungen: Buchstaben richtig lesen

Wellenabweichungen von a bis g liegen unterhalb der Nulllinie, sodass sie immer das passende Loch freigeben. Der Buchstabe h setzt die obere Abweichung auf Null, sodass die Welle niemals größer als der Nennwert ist. Die Buchstaben j und k sowie m und n bilden Übergangszonen, und p bis zc liegen als Interferenz über der Nulllinie. Löcher folgen der gleichen Logik in Großbuchstaben, und das Muster spiegelt sich wider: A zu G klar, H liegt auf oder über dem Nennwert, J zu N Übergang, P zu ZC Interferenz.

Die Lochbasis, geschrieben mit einem großen H, ist bei den meisten Maschinenkonstruktionen die Standardeinstellung, da ein geriebenes oder gebohrtes Loch leichter zu halten ist und eine Welle entsprechend geschliffen werden kann. Die Wellenbasis mit einem Kleinbuchstaben „h“ wird angezeigt, wenn ein fertiger Wellenvorrat oder eine gekaufte Welle mit mehreren unterschiedlichen Bohrungen zusammenpassen muss.

Vom Tisch zum Lagersitz

Die Regel, die bei den meisten Lagerpassungen ausschlaggebend ist, ist die Lastrichtung. Wenn sich die Last relativ zum Innenring dreht, muss der Innenring auf der Welle aufliegen und der Außenring sollte mit einem kleinen Spiel im Gehäuse sitzen. Wenn der Außenring die rotierende Last trägt, wie bei einer Radnabe, vertauschen sich die Zahlen und das Gehäuse erhält das Übermaß.

In der Praxis deckt eine Welle in k5 oder k6 normale Belastungen ab, während m5 oder m6 für höhere Belastungen geeignet ist. Ein feststehender Außenring läuft üblicherweise in einem H7- oder J7-Gehäuse. Sobald sich der Außenring dreht, ist K7 oder M7 der sicherere Ausgangspunkt, und die Bohrung wird häufig nach dem Zusammenbau des Gehäuses durch Schleifen fertiggestellt, um die Rundheit unter Kontrolle zu halten. Die Modellauswahl verdient die gleiche Sorgfalt wie die Passform selbst und dieser Leitfaden weiter Auswahl des Lagermodells geht die Belastungs- und Geschwindigkeitsfragen durch, die vor dem Toleranzruf stehen.

Zweireihige Schrägkugellager der Serien 32 und 33 Nach der Passführung von Welle und Gehäuse sind diese zweireihigen Schräglager für kombinierte radiale und axiale Belastungen geeignet; Die Serie 32 bietet eine größere axiale Kapazität. Produkt anzeigen →

Auch das Gehäusematerial ändert die Antwort. Aluminium dehnt sich mit etwa 23 Mikrometern pro Meter und Grad Celsius aus, während Stahl 11 bis 12 Mikrometer pro Meter und Grad Celsius beträgt, so dass ein Aluminiumgehäuse, das korrekt auf der Werkbank liegt, bei Betriebstemperatur seinen Halt verlieren kann. Bei diesen Anwendungen muss die anfängliche Passung fester sein, oder das Gehäuse benötigt einen Stahleinsatz.

Passung, Spiel und Vorspannung: Was die Tabelle nicht zeigt

Eine Presspassung raubt einen Teil des Lagerinnenspiels. Als Faustregel gilt, dass etwa 70 bis 80 Prozent des Durchmesserübermaßes in verringertes Radialluftspiel umgewandelt werden, wobei der Anteil bei dünnwandigen Ringen und Hohlwellen ansteigt. Ein K6-Sitz auf einer 30-mm-Bohrung kann daher 10 bis 12 Mikrometer Spiel verbrauchen, bevor die Maschine überhaupt läuft.

Genau aus diesem Grund gibt es ISO 5753-Gruppen wie CN und C3. Die Spielgruppe sollte nach der Berechnung der Passung und nicht vorher ausgewählt werden, da ein Lager, das am unteren Ende von CN beginnt und 11 Mikrometer durch die Passung verliert, möglicherweise vorgespannt ist und heiß läuft. Vorgespannte Anordnungen erfordern ebenfalls einen Überprüfungsschritt, normalerweise eine Drehmomentprüfung an der montierten Welle oder eine Messung des Temperaturanstiegs während eines kurzen Einlaufs.

Zweireihige Schrägkugellager der Serien 52 und 53 Wenn es auf Spielgruppen und Laufgeräusche ankommt, bieten diese zweireihigen Schräglager Möglichkeiten zur Abdichtung und Schmierung von Spindeln, Windkraftanlagen, Radnaben und Pumpen. Produkt anzeigen →

Wenn erwartet wird, dass die Baugruppe mit hoher Geschwindigkeit läuft, wirkt sich die Passung auch auf die Geräuschentwicklung aus. Ein zu lockerer Sitz lässt den Ring kriechen, und das Kriechen macht sich als niederfrequentes Rumpeln bemerkbar, lange bevor sichtbarer Verschleiß auftritt.

Wo der Tisch aufhört und der Teil beginnt

Die Temperatur ist der erste blinde Fleck. Stahl wächst mit jedem Grad Celsius um etwa 11,5 Mikrometer pro Meter. Eine 100-mm-Stahlbohrung, gemessen bei 30 Grad Celsius anstelle der 20-Grad-Referenz, ist etwa 11,5 Mikrometer größer als ihre zertifizierte Größe, und im Bereich über 80 bis 120 mm ist eine IT7-Toleranz nur 35 Mikrometer breit, so dass allein die Drift ein Drittel des Toleranzwerts verschlingt.

Die Messunsicherheit ist die zweite. Mit einem guten Handmikrometer können bei einem geübten Bediener plus oder minus 2 Mikrometer an einem kontrollierten Teil gemessen werden. Sobald Messgerätkalibrierung, Teiletemperatur und Technik hinzukommen, sind 4 bis 6 Mikrometer ein realistischer Wert. Diese Zahl muss innerhalb des Toleranzbandes liegen, nicht daneben.

Rillenkugellager von Ningbo Wanshun Bearing Zur Prüfung von Rundheit, Oberflächenbeschaffenheit und Presssitzbedingungen bietet dieses Rillenkugellagerprodukt Zugang zu Anfragen und Angeboten. Produkt anzeigen →

Geometrie ist das dritte. Größentabellen sagen nichts über Rundheit, Zylindrizität, Konizität oder Oberflächenbeschaffenheit aus. Eine dreilappige Bohrung kann eine Zweipunkt-Mikrometerprüfung bestehen und dennoch eine Passung erzeugen, die klappert oder festsitzt. Bei Presssitzen wird im Allgemeinen eine Oberflächengüte von weniger als etwa 0,4 Mikrometer Ra benötigt, da eine rauere Oberfläche beim Zusammenbau abschert und einen Teil des von Ihnen berechneten Übermaßes stillschweigend zurückgibt.

Ein praktischer Check, bevor Sie eine Passform genehmigen

1. Bestätigen Sie das Nominalband, den Standard und das Einheitensystem in beiden Zeichnungen, bevor Sie Zahlen vergleichen.
2. Wandeln Sie den Tabellenwert von Mikrometer in Millimeter um und schreiben Sie die tatsächlichen Grenzwerte in die Zeichnung, nicht nur den Klassencode.
3. Stellen Sie fest, ob sich die Last mit dem Innenring oder dem Außenring dreht, und prüfen Sie, ob sich die Überschneidung am belasteten Ring befindet.
4. Subtrahieren Sie den erwarteten Spielverlust vom erforderlichen Innenspiel und bestätigen Sie dann, dass die Spielgruppe immer noch zur Anwendung passt.
5. Weichen Sie das Teil auf die Referenztemperatur ein und überprüfen Sie die Messausrüstung, einschließlich der Kalibrierung, bevor Sie es annehmen oder zurückweisen.
6. Form und Finish separat prüfen. Die Größe allein sagt noch nichts über die Passform aus.

Nichts davon macht die metrische Toleranztabelle unzuverlässig. Es bedeutet einfach, dass die Tabelle Ihnen das Größenband angibt und alles andere an der Verbindung von der Lastrichtung, der Temperatur, dem Spielverlust und der Geometrie abhängt. Wir bauen Hochpräzise, geräuscharme zweireihige Schrägkugellager und Rillenkugellager nach den gleichen ISO 286-Regeln, und die Toleranzkette wird bei der Montage erneut überprüft und nicht nur auf dem Zeichenbrett. Wenn die Passung entscheidend ist, bauen Sie eine Verbindung, messen Sie die Montagekraft und lassen Sie das Teil die Vorhersagen in der Tabelle bestätigen.