Az alkatrészek biztonságos, megbízható és az anyagtulajdonságok előnyeit kihasználó összekapcsolása a feldolgozóipar egyik legfontosabb innovációs területe. Az egyik ilyen technika az úgynevezett press fit – olyan módszer, amely súrlódáson alapul, és nem igényel forrasztást, hegesztést vagy az alkatrészek megmunkálását.

mint később látni fogja, a nyomógombok a legpontosabb példák a két rész összekapcsolására. Bár nagyon erős alkatrészeket készítenek, ez a módszer nem pontosan alkalmas minden forgatókönyvre. Olvassa el a sajtóillesztések alapjait, és határozza meg a sajtóillesztési toleranciát.

mi az a press fit?

a présillesztés, amelyet néha interferenciaillesztésnek is neveznek, két szorosan illeszkedő, súrlódáson alapuló alkatrész összekapcsolásának módszere. Ez az egyik legelőnyösebb rögzítési módszer olyan alkalmazásokhoz, amelyek tartós kötést és tökéletes illesztést igényelnek. A folyamat általában nem igényel extrém hőmérsékletnek való kitettséget, nem igényel forrasztást, és kompatibilis az automatizált rendszerekkel.

bármely press fit alkalmazásban két párosító rész van, amelyek nagyon szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Ez a két párosító rész különböző formákat ölthet. A leggyakoribb példa a tengely és a lyuk, de a présillesztéseket kisebb alkatrészekhez is használják, például a nyomtatott áramköri kártya (PCB) elektromos csatlakozóihoz. A présillesztések ideálisak az elektromos alkatrészeket tartalmazó illesztésekhez, mivel az alkatrészek szoros illeszkedése megbízhatóan vezetőképes érintkezést biztosít.

a nagy súrlódási erők miatt a két párosító rész összenyomását általában hidraulikus vagy pneumatikus dugattyú végzi. Ez egy lassú és szándékos folyamat, amely inkább az összehangolásra, mint a hatásra összpontosít.

A Press fit technológia megbízhatósága és viszonylagos egyszerűsége miatt széles körben elterjedt. Bár nagyon szigorú méréseket igényel a párosító részeken, a párosító alkatrészek tényleges végrehajtása kivételes készség nélkül is elvégezhető.

hogyan működik a sajtó illesztése

a sajtó illesztésének megértéséhez először le kell írnunk a két párosító rész fizikai jellemzőit. A tengely és a lyuk alapvető példájánál fontos felismerni, hogy a lyuk valamivel kisebb, mint a tengely.

amikor a tengelyt a lyukba nyomják, a tengely anyaga enyhén összenyomódik. Ez arra készteti a tengelyt, hogy normál erőt fejtsen ki a tartó belső felületére. Ugyanakkor a lyuk befelé nyomódik, mivel a tengely behelyezése miatt enyhe táguláson megy keresztül. Ez a normál erő hozzájárul egy nagy súrlódási erő kialakulásához, amely összetartja a két komponenst.

a furat és a tengelyelemek által kifejtett normál erő tényleges nagysága attól függ, hogy milyen anyagból készülnek. A keményfémek, mint például az acél, jobban ellenállnak a deformációnak, és nagyobb normál erőt fejtenek ki. Másrészt a műanyagok és a puha gumi kisebb normál erőket generál a deformációra való hajlamuk miatt.

a sajtó illesztési toleranciája, amelyet később részletesebben tárgyalunk, annak mértéke, hogy a tengely mennyire “túl nagy” a lyukhoz képest. Ez méri a tömörítés vagy tágulás mértékét, amelyet az anyagnak el kell viselnie, és mennyi normális erőt fejtenek ki.

legjobb gyakorlatok tervezése sajtó illik

mint majdnem minden ipari folyamat vagy technika, a sajtó fit nem egy minden-körül megoldás minden rögzítési igényeket. Ha fontolóra veszi a présillesztések használatát, itt van néhány hüvelykujjszabály, amelyet szem előtt kell tartani:

anyagválasztás és kompatibilitás

a présillesztés rögzítési képessége az anyag azon képességén alapul, hogy állandó normál erőt tartson a deformációjára adott reakcióként. Vannak azonban olyan anyagok, amelyek természetesen deformálódnak, ha állandó erőnek vagy “áramlásnak” vannak kitéve egy új orientációba. Ha ilyen típusú anyagokat használnak a sajtó illeszkedés, hajlamosak elveszíteni súrlódás idővel ezáltal lazítás a markolat a rögzített részek.

a lágy műanyagok, például a nejlon, a poliuretán és a polikarbonát jó példák a préselésre alkalmatlan anyagokra. Ez az oka annak is, hogy a legtöbb műanyag alkatrész ehelyett “snap fit” csatlakozással rendelkezik, amely a tartós feszültség helyett egy reteszelő mechanizmusra támaszkodik.

előre jelezze a hőmérséklet – változásokat

szinte minden anyag hasonlóan reagál a hőmérséklet-változásokra-a tárgyak hevítéskor tágulnak, hűtéskor összehúzódnak. Azonban ezeknek a jelenségeknek a mértéke a kérdéses anyagtól függ. Például egy darab alumínium nagyobb mértékben tágul, ha magas hőmérsékletnek van kitéve, mint egy egyenértékű gumidarab.

Ez a különbség a hőtágulás és kompressziós viselkedés számít, ha van egy sajtó fit szerelvény készült két különböző anyagból. Az előző példánkban kifejtve, az alumínium lyuk belsejében lévő gumitengelyből készült szerelvény szélsőséges hő hatására elveszítheti tapadását.

hogy világos legyen, teljesen elfogadható két különböző anyag összekapcsolása mindaddig, amíg nem kell szélsőséges hőmérsékletnek kitenni őket, vagy hasonló hőtágulási együtthatóval rendelkeznek.

az alkatrész igazítása kulcsfontosságú

a présillesztéssel összekapcsolt alkatrészek igazítása nagyon kis toleranciával rendelkezik. A tökéletesen összehangolt szerelvénynek egyenletesen elosztott belső erőkkel kell rendelkeznie, biztosítva, hogy az alkatrészek akkor is együtt maradjanak, ha erős rezgéseknek vannak kitéve.

emiatt a gyártók számos eszközzel jöttek létre a tökéletes igazítás eléréséhez. A megfelelő szerszámozás és rögzítés kritikus tényező ebben a lépésben. A legtöbb gyártó úgy tervezné meg a párosító részeket, hogy csomókkal vagy megfelelő pár nyúlványokkal és bemélyedésekkel rendelkezzenek. Ez biztosítja, hogy az alkatrészek tökéletesen párosuljanak, kevés hibalehetőség mellett.

bár a hidraulikus vagy pneumatikus prések, amelyeket a sajtoláshoz használt alkatrészek kombinálásához használnak, sok energiát igényelnek, általában nagyon lassan működnek. Ez lehetővé teszi az alkatrészek egymáshoz nyomva történő átrendezését. Ideális esetben a kezelő beavatkozása nem szükséges, de megtehető, ha a helyzet megköveteli.

fontolja meg a párosító rész elvékonyodását

a présillesztések alkatrészeinek tervezésekor általános stratégia a tengely végének kúposítása. Ezt letörésnek nevezik, és segít mind az alkatrészek összehangolásában, mind az erő egyenletes eloszlásában a lyuk kerületén. Az alkatrészek összepréselése is könnyebbé és simábbá válik egy letörés hozzáadásával, mivel a nyomóerők fokozatosan növekednek.

A megfelelő préselési tűrés meghatározása

a normál erő nagysága attól is függ, hogy az anyag mennyi összenyomódik vagy kitágul, miután rögzítették őket. Emlékezzünk arra, hogy a tengely általában valamivel nagyobb, mint a lyuk. Ezt a méretbeli különbséget általában “sajtó illesztési toleranciának” nevezik.”Ez egy nagyon kis szám, általában kevesebb, mint 1/1000 hüvelyk.

a préselési tűrésre vonatkozó megfelelő adatok figyelembe veszik mind a tengely, mind a furat méreteit és anyagát. Például a gumi alkatrészek nagyobb toleranciát igényelnek, mivel nagyobb hajlamuk van a deformációra. A tolerancia az alkatrész méretének növekedésével is növekszik, bár ez a kapcsolat nem feltétlenül lineáris.

sajnos a présszerelvény megfelelő toleranciájának meghatározására szolgáló számítások messze nem egyértelműek. Eltekintve a méretei a tengely és a lyuk, beleértve letörések mindkét oldalán a tengely is okozhat eltolódást az értékeket. Figyelembe kell venni az összeszerelt alkatrész tervezett üzemi hőmérsékletét is.

Ha egy alkatrész egynél több csapot tartalmaz, akkor a tűrést a használni kívánt hidraulikus vagy pneumatikus prés maximális nyomóerejének figyelembevételével is módosítani kell.

a megfelelő préselési tűrés kiszámításának nehézsége a legnagyobb kihívás az ilyen technológia automatizált összeszerelő sorba történő beépítésében. Ha nem veszik észre, egy rosszul beállított vagy túl nagy tűrésű sajtószerelvény károsíthatja az összeszerelt alkatrészt vagy a pneumatikus prést. Az érintett erők nagyságával egy ilyen baleset meglehetősen katasztrofális lehet.

Shrink fit – a press fit alternatívája

a présillesztések számos előnye ellenére az a tény, hogy nem cserélte ki az összes mechanikus csatlakozást, elég bizonyíték arra, hogy nem tökéletes. A sajtó illesztésének egyik legnépszerűbb alternatívája a zsugorodás. Ezzel a módszerrel az összeszerelt két rész bármelyikének méretei fűtéssel vagy hűtéssel megváltoznak.

a módszer mögött az az ötlet áll, hogy hőtágulást alkalmazzunk a két rész könnyebb összekapcsolására, majd szobahőmérsékletre állítjuk őket. A tolerancia továbbra is kritikus ebben a technikában, de sokkal megbocsátóbb. Csökkenti azt az erőt is, amelyet egy hidraulikus vagy pneumatikus présnek ki kell fejtenie a két rész összekapcsolásához.

ennek a technikának az a hátránya, hogy hosszabb időt vesz igénybe, mivel az alkatrészeket szélsőséges hőmérsékletre kell felmelegíteni vagy lehűteni. Van egy csomó speciális felszerelés is. A zsugorodási illesztés elvégzése előtt a fém alkatrészeket vagy 300 C-os hőmérsékletre melegítik, vagy folyékony nitrogénnel lehűtik. Minden bizonnyal egy kicsit több technikai készségre van szükség ahhoz, hogy a két alkatrészt olyan módon rögzítsük, amely megbízhatóbb, mint a sajtó illesztése.

végső gondolatok

a felszínen a sajtó illesztése nagyon egyszerű módnak tűnik két komponens összekapcsolására egy egyedi rész létrehozásához. Gyors, megbízható, és nem igényel forrasztást vagy megmunkálást. Vannak azonban olyan sok dolog, hogy lehet baj a sajtó fit szerelvény. A megfelelően elkészített sajtóillesztés csak egy olyan folyamat illusztrációja, amelyet annyira bonyolultan készítettek elő, hogy olyan simán végezzék el, hogy könnyűnek tűnik.