שרטוטים מכניים - אפיצות - Robot & Machines Design

‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫‪//‬‬
‫‪ ‬‬
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות )‪(Fits‬‬
‫‪ ‬‬
‫ומגרעת ועוד(‪ .‬שגם היא התאמה או מרווח בין שני חלקים המתחברים מכנית )גל וקדח‪ ,‬אפיצות )‪(Fits‬‬
‫‪ ‬‬
‫כאשר מכניסים ציר אל תוך תותב קיים בין השניים מרווח כלשהו‪ .‬אם המרווח הוא חיובי אז הציר יכול‬
‫להסתובב בתוך התותב בחופשיות‪ .‬ככל שהמרווח נעשה קטן יותר כך התנועה היחסית ביניהם נעשית יותר‬
‫ויותר קשה‪ .‬כאשר המרווח ביניהם הוא אפס באופן תיאורטי זהו הגבול בו הציר יכול להיכנס אל תוך התותב‪.‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪© Lucas-Milhaupt‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪1 / 14‬‬
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫‪ ‬‬
‫כאשר המרווח הופך לשלילי לא ניתן להכניס את הציר אל תוך התותב באמצעות היד‪ .‬יש להשתמש‬
‫במכשירי עזר )פטיש‪ ,‬בוכנה הידראולית וכו'(‪.‬‬
‫‪ ‬‬
‫למה זה חשוב ולמה צריך להגדיר אפיצות?‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ,‬מכונה או מנגנון מכני כלשהו‪ ,‬נוצרת אינטראקציה בין חלקים‪ .‬הם נעים ביחד או מתכננים רובוט כאשר‬
‫נעים אחד יחסית לשני‪ .‬חשוב מאוד בתהליך התכנון והייצור להקפיד על הגדרה נכונה של אפיצות בין‬
‫החלקים‪ .‬אם אנו רוצים לתכנן ציר שינוע בחופשיות בתוך התותב‪ ,‬חשוב להגדיר ב‬
‫שרטוט הייצור‬
‫של החלקים את הטולרנסים המתאימים שייתנו לנו את האפיצות החופשית‪ .‬אם לא נגדיר נכון את‬
‫הטולרנסים‪ ,‬אנו עלולים לקבל ציר ותותב שלא יכולים להיכנס אחד לשני‪.‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫הגדרת אפיצות וחופש המרווח )לפי תקן ‪ ISO286‬למידות מטריות(‬
‫‪ ‬‬
‫‪2 / 14‬‬
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫כאמור‪ ,‬שילוב של טולרנס של קדח וטולרנס של גל מגדירה את האפיצות‪ .‬עבור מידות מילימטריות‪ ,‬קיימות‬
‫שלוש הגדרות עיקריות לאפיצות‪:‬‬
‫הציר קטן יותר מהקדח‪ .‬לפירוק נדרשתאפיצות מרווח )‪1. – (Clearance with Fit / Fit Clearance‬‬
‫הפעלת כוח קל ביותר עד בכלל לא‪.‬‬
‫הציר והקדח קרובים בגודלם‪.‬אפיצות מעבר‪/‬בינונית )‪2. – (Passage with Fit / Fit Transitional‬‬
‫לפירוק נדרשת הפעלת כוח בינוני‬
‫הציר גדול יותר מהקדח‪ .‬לפירוקאפיצות לחץ‪/‬מדחק )‪3. - (Pressing with Fit / Fit Interference‬‬
‫נדרש כוח רב‪.‬‬
‫‪ ‬‬
‫המחשה לשלושת הסוגים מופיעות באיור הבא‪:‬‬
‫‪ ‬‬
‫עבור קדחים נהוג לבחור בטולרנסים‪H11 ,H9 ,H8 ,H7 ,H6 :‬‬
‫עבור צירים נהוג לבחור בטולרנסים‪s6 ,p6 ,n6 ,k6 ,h6 ,g6 ,f7 ,e9 ,d10 ,c11 :‬‬
‫‪ ‬‬
‫לכל הגדרה כזו קיימים שילובים מומלצים של אפיצויות ודרגות טולרנסים‪ .‬הטבלה הבאה מסבירה אל‬
‫השילובים השונים של דרגות אפיצות‪ ,‬היכן משתמשים בהן ועוד פרטים נוספים‪:‬‬
‫‪3 / 14‬‬
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
Fit Definition
Fit Combinations
Clearance Fit
Loose Fit
Application
Application Example
H11/c11
H9/c9
C11/h11
C9/h9
D10/h9
Part which accommodates a wide gap or moving part which needs a gap.
Part which accommodates a wide gap to facilitate assembling. Part which needs an appropriate gap eve
Piston Ring and Ring Groove
Fitting by means of a loose set pin.
Light Roll Fit
H8/d9
H9/d9
Part which accommodates or needs a gap.
Crank Web and Pin Bearing(Side)
4 / 14
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
Exhaust Valve Box and the Sliding Part of a Spring Bearing
Piston Ring and the Ring Groove
H7/e7
H8/e8
H9/e9
Part which accommodates a wide gap or needs a gap.
Fairly wide gap, well greased bearing.
Bearing subjected to a high temperature, high speed and heavy load (high-degree forced lubrication).
Fitting of the Exhaust Valve Box
Main Bearing for the Crankshaft
Regular Sliding Part
Roll Fit
H7/f7
H8/f7
H8/f8
F8/h7
H6/f6
Fitting so as to provide an appropriate gap to permit movement(high-quality fitting).
Regular normal-temperature bearing lubricated with grease or oil.
Part in which a cooled exhaust valve box is inserted.
Regular Shaft and Bush
Link Device Lever and Bush
Fine Roll Fit
H6/g5
H7/g6
G7/h6
Continuously rotating part of a precision machine under a light load.
5 / 14
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
Fitting with a narrow gap so as to permit movement (spigot and positioning).
Precision sliding part.
Link Device Pin and Lever
Key and its Groove
Precision Control Valve Rod
Transition Fit
Sliding Fit
H7/h6
H8/h7
H8/h8
H9/h9
H6/h5
Fitting so as to permit movement by hand, with a lubricant applied. (high-quality positioning) Special High
Fitting a rim and a boss together.
Fitting the gear of a precision gear device.
Push Fit
H6/h5
H6/h6
H7/js6
Fitting which accommodates a light gap.
Precision fitting which locks both parts while the unit is used.
Fitting which allows assembling and disassembling with a wooden or lead hammer.
Fitting Coupling Flanges Together
Governor Path and Pin
Fitting a Gear Rim and a Boss Together
Driving Fit
H6/js5
H7/k6
6 / 14
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
Fitting which requires an iron hammer or hand press for assembling/disassembling (a key or the like is n
Precision positioning.
Reamer Bolt to Fix the Shaft of a Gear Pump
and a Casing Together
H6/k5
H7/m6
Requires an iron hammer or hand press for assembling/disassembling.
Precision positioning which allows no gap.
Reamer Bolt
Fixing the piston of hydraulic equipment and a shaft together
Fitting a Coupling Flange and a Shaft Together
Light Press Fit
H6/m5
H7/n6
Fitting which requires considerable force for assembling/disassembling.
Precision stationary fitting (a key or the like is necessary for high-torque
transmission purposes)
Flexible-Axis Coupling and Gear(Passive Side)
Precision Fitting
Insertion of a Suction Valve and Valve Guide
Interference Fit
Press Fit
H6/n6
H7/p6
H6/n5
Fitting which requires much force for assembling/disassembling (a key or the like is necessary for high- t
7 / 14
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
Light press fitting or the like is necessary for non-ferrous component parts. Standard press fitting is requ
Insertion of a Suction Valve and Valve Guide
Fixing a Gear and a Shaft Together(Low Torque)
Shaft of a Flexible Coupling and a Gear(Drive Side)
H6/p5
H7/r6
Fitting which requires much force for assembling/disassembling. Shrinkage press fitting, cold press fitting
Coupling and Shaft
Strong Press Fit, Shrinkage
H6/r5
Fit, Freeze Fit
H7/s6
H7/t6
H7/u6
H7/x6
Firmly coupled together and requires shrinkage press fitting, cold press fitting or forced press fitting. Perm
Attaching and Fixing a Bearing Bush.
Insertion of a Suction Valve and Valve Guide
Fixing a Coupling Flange and a Shaft Together (High Torque).
Fixing the Rim of a Drive Gear and a Boss Together
Attaching and Fixing a Bearing Bush
8 / 14
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫‪ ‬‬
‫אפיצות לפי שיטת ניתן להיעזר בטבלה שמציגה את ערכי הטולרנסים עבור שילובים שונים נפוצים‪ ‬של‬
‫קדח בסיסי‬
‫אפיצו או‬
‫ת לפי שיטת גל בסיסי‬
‫‪.‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫הגדרת אפיצות וחופש המרווח )לפי תקן ‪ B4.1 ANSI‬למידות אינצ'יות(‬
‫‪ ‬‬
‫עבור מידות אינצ'יות‪ ,‬קיימות חמש הגדרות עיקריות לאפיצות‪:‬‬
‫‪ RC(1-9) - Running/Sliding Clearance Fit‬מרווח חופשי ‪ /‬מרווח החלקה ‪-‬‬
‫‪ LC(1-11) – Locational Clearance Fit‬מרווח מיקום ‪-‬‬
‫‪ LT(1-6) - Transitional Clearance or Interference Fit‬מרווח מעבר –‬
‫‪ LN(1-3) – Locational Interference Fit‬מדחק מיקום –‬
‫‪ FN(1-5) – Force/Shrink Fit‬מדחק כוח‪/‬כיווץ –‬
‫‪1.‬‬
‫‪2.‬‬
‫‪3.‬‬
‫‪4.‬‬
‫‪5.‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪9 / 14‬‬
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
‫הטבלה הבאה מסבירה על‬ .‫לכל הגדרה כזו קיימים שילובים מומלצים של אפיצויות ודרגות טולרנסים‬
:‫ההגדרות השונות והיכן משתמשים בהן‬
Grade
Grade Level
Description
RC
Running or Sliding Clearance
RC1 Fit
Close sliding fits with negligible clearances for precise
RC2
Sliding fits with small clearances for precise guiding of shafts with high requi
RC3
Precision running fits with small clearances with increased requirements for
RC4
Close running fits with smaller clearances with higher requirements for fit pre
RC5
Medium running fits with greater clearances with common requirements for f
RC6
RC7
Free running fits without any special requirements for precise guiding of sha
RC8
Loose running fits with great clearances with parts having great tolerances.
RC9
LC
Locational Clearance Fit
LC1
LC2
LC3
LC4
LC5
LC6
LC7
LC8
LC9
LC10
LC11
Fits with guaranteed clearances, designed for unmovable couplings where ea
LT
Transition Clearance or Interference
LT1
Fit
LT2
Tight fits with small clearances or negligible interferen
10 / 14
‫ אפיצות‬- ‫שרטוטים מכניים‬
LT3
LT4
LT5
LT6
Similar fits with small clearances or interferences (demountable fits of hubs
Fixed fits with negligible clearances or small interferences (fixed plugs, drive
LN
Locational Interference Fit
LN1
LN2
LN3
Fits with small interferences designed for fixed couplings where precision and
FN
Force or Shrink Fit
FN1
FN2
FN3
FN4
FN5
Light drive fits with small interferences designed for thin sections, long fits or f
Medium drive fits with medium interferences designed for ordinary steel part
Heavy drive fits with great interferences designed for heavier steel parts
Force fits with maximum interferences designed for highly loaded couplings
‫ ערכי טולרנס עבור כל הגדרת אפיצות בטבלאות הבאות ניתן למצוא‬.B4.1 ANSI ‫לפי תקן‬
11 / 14
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫סימון אפיצות‬
‫‪//‬‬
‫‪ ‬‬
‫בשרטוטים הנדסיים‪ ,‬מסמנים אפיצות על ידי שלושה פרמטרים‪:‬‬
‫מידה הנומינלית ‪1.‬‬
‫טולרנס של הקדח ‪2.‬‬
‫טולרנס של הציר ‪3.‬‬
‫לדוגמה‪:‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪12 / 14‬‬
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫‪Image courtesy of DS SolidWorks Corp.‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫מומלץ מאוד להוסיף לאפיצות את ערכי הטולרנס בסוגריים‪ .‬הדבר ייקל על מי שקורה את השרטוטים‪.‬‬
‫במידה ואין מקום בשרטוט אז אפשר לוותר על כך )אך המשמעות היא שמי שקורה את השרטוט ייצטרך‬
‫לההסתכל בטבלאות עזר(‪.‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪13 / 14‬‬
‫שרטוטים מכניים ‪ -‬אפיצות‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫נכתב ע"י ערן צנציפר )מנהל אתר ‪ (Design-Machines-and-Robot‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪14 / 14‬‬