Toleranssit ja pinnankarheus Seppo Kivioja

Transkriptio

1 Toleranssit ja pinnankarheus Seppo Kivioja 4. painos Espoo 2011

2 2 Sisältö 1 MITTATOLERANSSIT Yleisimmät toleranssikäsitteet ISOmittatoleranssijärjestelmä Sovitteen valinta Yleistoleranssit Pituus ja kulmamittojen yleistoleranssit (SFSEN ) Muita yleistoleransseja GEOMETRISET TOLERANSSIT Geometristen toleranssien tunnukset (SFSEN ISO 1101) Geometristen toleranssien merkintä piirustuksiin Geometriset yleistoleranssit (SFSEN ) Yksittäisten elementtien toleranssit Toisiinsa liittyvien elementtien toleranssit PINNANKARHEUS Pinnankarheuden suureita ja arvoja Pintamerkit (SFSEN ISO 1302) KONEENOSILLE SUOSITELTUJA TOLERANSSEJA Laakerien sovitteet Vierintälaakerit Liukulaakerit Napaliitokset ja akselinpäät Puristus ja kutistusliitokset (SFS 5595) Tasakiilaliitokset (SFS 2636) Kiristyselementit Akselinpäät (SFS 2631) KIRJALLISUUTTA... 31

3 1 Mittatoleranssit Yleisimmät toleranssikäsitteet Tyydyttävän toiminnan takaamiseksi riittää työkappaleen valmistaminen siten, että sen mitta on kahden sallitun rajan eli toleranssin sisällä. Toleranssi ilmaisee valmistuksessa sallittavan mittavaihtelun. Piirustuksissa toleranssi ilmoitetaan ISOtunnuksin, numeroin (ero tai rajamitoin) tai yleistoleranssien avulla. Yleisimmät toleranssikäsitteet ovat: Nimellismitta (aiemmin perusmitta) on piirustusmerkinnällä määritetty täydellisen muotoisen elementin mitta. Nimellismittaa käytetään rajamittojen asettamiseen (kuva 11). Tosimitta on mittaamalla todettu elementin mitta. Eromitat (ylä ja alaeromitta) ilmoittavat, kuinka paljon tosimitta saa poiketa nimellismitasta. Ylempi rajamitta on mitallisen elementin suurin sallittu mitta. Alempi rajamitta on mitallisen elementin pienin sallittu mitta. Toleranssi on ylemmän rajamitan ja alemman rajamitan erotus. Toleranssiväli määrittää mitan eri arvot toleranssirajojen välissä ja toleranssirajat mukaanlukien. Toleranssivälin määräävät toleranssin suuruus ja asema nollaviivaan nähden. Toleranssialueen asema nollaviivaan nähden merkitään rei ille isoilla kirjaimilla ja akseleille pienillä kirjaimilla (kuva 12). Peruseromitta on ISOjärjestelmässä se rajaeromitta, joka määrittää toleranssivälin aseman suhteessa nimellismittaan. (Perus)toleranssiaste on ISOjärjestelmässä toleranssien ryhmä (esim. IT7), joka vastaa samaa tarkkuutta eri nimellismitoilla (taulukko 12). Menoraja (MMC) on tarkasteltavan mitatun elementin tila, jossa mittaelementti on kokonaisuudessaan siinä rajamitassa, missä sen materiaali on maksimissaan, esim. minimihalkaisijainen reikä ja maksimihalkaisijainen akseli. Minimiraja (LMC) on tarkasteltavan mitatun elementin tila, jossa mittaelementti on kokonaisuudessaan siinä rajamitassa, missä sen materiaali on minimissään, esim. maksimihalkaisijainen reikä ja minimihalkaisijainen akseli. Sovite on kahden toisiinsa liitettävän elementin (esim. akseli ja reikä) mittojen erosta (ennen asennusta) riippuva ominaisuus. Ahdistussovitteessa on ahdistus reiän ja akselin asentamisen jälkeen. Ahdistus on reiän koon ja akselin koon erotus ennen yhteensovittamista, kun akselin halkaisija on suurempi kuin reiän halkaisija. Välyssovitteessa on välys reiän ja akselin asentamisen jälkeen. Välys on reiän mitan ja akselin mitan erotus, kun akselin halkaisija on pienempi kuin reiän halkaisija. Välisovitteessa voi olla joko välys tai ahdistus riippuen reiän ja akselin tosimitoista. dmax Ylärajamitta d d min Alarajamitta Yläeromitta Alaeromitta + 0 Nollaviiva Nimellismitta Toleranssin suuruus Merkintä piirustuksiin ISOtunnuksin: 30f ,, 01,, eromitoin: rajamitoin: 32, 1 31, 8 pelkällä nimellismitalla, johon sovelletaan yleistoleransseja Kuva 11. Akseliin liittyviä toleranssikäsitteitä ja toleranssien merkintätapoja.

4 4 Standardin ISO 2861 edellisessä painoksessa (1988) verhopintakriteeri oli oletusarvoisesti voimassa sovituskriteerinä mitallisen elementin mitalle. Standardi ISO muuttaa kuitenkin tämän oletusarvoisen sovituskriteerin kaksipistemittakriteeriksi. Tämä tarkoittaa, että muotoa ei enää hallita oletusarvoisesti mitan spesifikaatiolla. Useissa tapauksissa standardin ISO 286 tämän osan mukaiset halkaisijatoleranssit eivät ole riittäviä sovitteen tarkoitetun toiminnon tehokkaaseen hallintaan, ja standardin ISO mukaista verhopintakriteeriä voidaan tarvita. Verhopintavaatimus esitetään toleranssimerkinnän perässä olevalla tunnuksella L. Lisäksi geometristen muototoleranssien ja pinnan ominaisuusvaatimusten käyttäminen voi parantaa aiotun toiminnon hallintaa. 1.2 ISOmittatoleranssijärjestelmä ISOtoleranssit voidaan jakaa kolmeen ryhmään. Tarkimpia toleransseja sovelletaan mittausvälineisiin ja tarkkuuskoneisiin, keskimmäisiä käytetään tavanomaisessa koneenrakennuksessa ja karkeimpia toleransseja karkeassa valmistuksessa (taulukko 11). ITperustoleranssiasteiden lukuarvot on annettu taulukossa 12. Toleranssialueen asema nollaviivaan nähden merkitään rei ille isoilla kirjaimilla ja akseleille pienillä kirjaimilla (kuva 12). Tavanomainen valmistustarkkuus on esitetty taulukossa 13. Taulukko 11. ISOtoleranssien jaottelu (1). 1 Mittauslaitteiden ja tarkkuuskoneiden toleranssit (01...4) a) Mittapalat, tulkit, tarkkuusmittalaitteet b) Tarkkuuskoneet 2 Tavanomainen laite ja koneenrakennus (5...11) a) Tavallisimmat työstökoneet, sähkölaitteet, vierintälaakerien halkaisijat, tarkasti valmistetut reiät b) Tarkat rakenteet yleisessä koneenrakennuksessa c) Kohtalaista tarkkuutta vaativat rakenteet, yleisreiät, hiotut pyörötangot d) Vedetyt tangot e) Yleiset leveys ja pituustoleranssit, karkeahkot rakenteet 3 Karkea valmistus ( ) a) Poratut reiät ja puristetut osat b) Lävistetyt reiät c) Valetut, valssatut ja taotut osat Toleranssiasteet Taulukko 12. ITperustoleranssiasteiden lukuarvot (ote standardista SFSEN ISO 2861). Nimellismitta Perustoleranssiasteet mm IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 Toleranssit > m mm 3 0,8 1, ,1 0,14 0,25 0,4 0,6 1 1, ,5 2, ,12 0,18 0,3 0,48 0,75 1,2 1, ,5 2, ,15 0,22 0,36 0,58 0,9 1,5 2, , ,18 0,27 0,43 0,7 1,1 1,8 2, ,5 2, ,21 0,33 0,52 0,84 1,3 2,1 3, ,5 2, ,25 0,39 0,62 1 1,6 2,5 3, ,3 0,46 0,74 1,2 1,9 3 4, , ,35 0,54 0,87 1,4 2,2 3,5 5, , ,4 0,63 1 1,6 2,5 4 6, , ,46 0,72 1,15 1,85 2,9 4,6 7, ,52 0,81 1,3 2,1 3,2 5,2 8, ,57 0,89 1,4 2,3 3,6 5,7 8, ,63 0,97 1,55 2,5 4 6,3 9,7

5 5 Taulukko 12. ITperustoleranssiasteiden lukuarvot (jatkoa). Nimellismitta Perustoleranssiasteet mm IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 Toleranssit > m mm ,7 1,1 1,75 2,8 4, ,8 1,25 2 3, , ,9 1,4 2,3 3,6 5, ,05 1,65 2,6 4,2 6,6 10,5 16, ,25 1,95 3,1 5 7,8 12,5 19, ,5 2,3 3,7 6 9, ,75 2,8 4, , ,1 3,3 5,4 8,6 13, Standardissa SFSEN ISO 2862 esitetään reikien ja akselien yleisesti käytettyjen toleranssiluokkien rajaeromittojen lukuarvot. Kuva 12. Toleranssiasemien sijainti perusmittaan nähden.

6 Taulukko 13. Valmistusmenetelmien tarkkuus (7). 6 Sovitteiden toleranssit Yleistoleranssit Työstömenetelmä Hienot Keski Karkeat Tarkkuusaste Muovaava työstö Lastuaminen yleensä karkea keski hieno Akselien veto Sorvaus (akselit, reiät) kärkisorvi istukka NCsorvi Reikien työstö kierukkaporaus poraus + väljennys kalvinta Avarrus Avennus Hionta akselien pyöröhionta reikä Hienotyöstö laahinta hivellys 1.3 Sovitteen valinta Sovitteen valinnassa tulee ottaa huomioon laitteen toiminta. Erilaisia toleranssiasteita ja asemia (kuva 12) voidaan yhdistää pareiksi, joten erilaisia sovitteita saadaan aikaan suuri lukumäärä. Taloudellisista syistä valikoimaa rajoitetaan, jolloin esim. työkaluvalikoima pienenee. Reikäkantajärjestelmää (toleranssiasema H) käytettäessä tarvitaan jokaiselle käytetylle perusmitalle vain toleranssiasteiden edellyttämät erilaiset reikätyökalut ja tulkit. Akselikantajärjestelmää käytettäessä voidaan käyttää valmiita hiottuja ja vedettyjä tankoja, jotka on valmistettu htoleranssiasemaan. Taulukossa 14 on esimerkkejä em. sovitteiden käyttökohteista. Joissakin tapauksissa toleranssit tai pinnankarheus voidaan valita laskemalla mutta usein on turvauduttava kokemukseen. Sovitteen valinta voidaan tehdä taulukoiden avulla vertaamalla tunnettuun sovitteeseen (taulukko 14). Myös komponenttien valmistajat ja standardit antavat ohjeita sovitteiden ja pinnankarheuksien valitsemiseksi. Tavallisesti sovitteessa reiän toleranssi on yhtä astetta suurempi kuin akselin, koska reiän valmistaminen tarkasti on vaikeampaa kuin akselin. Taulukossa 15 on valikoima reikäkantajärjestelmän sovitteita eromittoineen. Samanarvoisten toleranssien valinta voidaan tehdä kuvan 13 avulla.

7 Taulukko 14. Esimerkkejä suositeltujen sovitteiden käyttökohteista (2). 7 Reikäkanta (SFS 2231) Käyttökohteita Akselikanta (SFS 2232) H7 H8 H9 H11 h6 h7 h8 h9 h11 s6 p6 m6 k6 js6 h6 g6 u7 h7 h8 Luja ahdistussovite. Liittäminen kutistamalla tai paineöljyllä. Vääntömomentin siirtoon ilman kiilaa. Ahdistussovite. Liittäminen puristamalla tai kutistamalla. Siirtää pienehkön vääntömomentin. Helppo ahdistussovite. Kestää pienen vääntömomentin. Laakeriholkki pesässään, hihnapyörä ja vinohampainen hammaspyörä kiilaliitoksella akselillaan. Pakotussovite. Koottava yleensä puristimella. Vaatii kiilavarmistuksen vääntömomenttia siirrettäessä. Helppo pakotussovite. Koottavissa vasaroimalla. Pysyvästi asennetut ketjupyörät ja suorahampaiset hammaspyörät akselillaan. Tartuntasovite. Liikutettavissa käsin tai kevyesti vasaroimalla. Purettavat hammas ja käsipyörät akselilla. h8 h11 Työntösovite. Liikutettavissa käsin. Pinolit, välirenkaat ja holkit, sokalla varmistetut navat. Työstökoneen karan liukulaakerit, siirrettävät kytkimet, vaihdettavat hammaspyörät. f8 f8 Liukusovite. Hitaasti liikkuvat liukulaakerit, männät sylinterissä, aksiaalisesti siirrettävät pyörät. e9 e9 Liukulaakerit pitkissä tai monilaakerisissa akseleissa, kampiakseleissa, vivuissa. d10 d10 Suurivälyksinen. Karkeat liukulaakeroinnit, suuret lämpötilaerot laakereissa. P7 P8 M7 K7 P7 P8 JS7 JS8 JS8 JS8 H7 H8 H8 H9 H11 F8 F8 F8 E9 E9 D10 D10 Kuva 13. Toleranssiasteiden IT7/6 ja IT6/5 samanarvoiset toleranssit (IT7/6: reiät vasemmalla, akselit alareunassa ja IT6/5: reiät alareunassa, akselit oikealla sivulla). Vinot janat esittävät erilaisia sovitteita (1).

8 Taulukko 15. Eromittoja reikäkantajärjestelmän sovitteille H7/IT6. 8 Nimellismitat H7 g6 h6 js6 k6 m6 p6 s6 t6 u6 v6 x6 > Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat Eromitat , , , ,002 0,008 0,004 0,012 0,005 0, ,006 0, ,008 0, ,009 0, , ,009 +0,001 +0,010 +0,001 +0,008 +0,002 +0,012 +0,004 +0,015 +0,006 +0,012 +0,006 +0,020 +0,012 +0,024 +0,015 +0,020 +0,014 +0,027 +0,019 +0,032 +0,023 +0,024 +0,018 +0,031 +0,023 +0,037 +0, ,018 0, , ,012 +0,018 +0,029 +0,039 +0, ,017 0,011 +0,001 +0,007 +0,018 +0,028 +0,033 +0,050 +0, ,021 0, , ,015 +0,021 +0,035 +0, ,020 0,013 +0,002 +0,008 +0,022 +0,035 +0,054 +0,041 +0,064 +0, ,025 0,016 +0,002 +0,009 +0,026 +0,043 +0,070 +0, ,025 0, ,008 +0,018 +0,025 +0,042 +0, ,030 0, , ,021 +0,030 +0, ,072 +0, ,029 0,019 +0,002 +0,011 +0,032 +0,078 +0, ,035 0, ,011 +0,025 +0,035 +0, , , ,093 +0, ,034 0,022 +0,003 +0,013 +0,037 +0,101 +0,079 +0,117 +0,092 0,014 0,039 0,015 0, , ,029 0, ,028 +0,003 0, ,033 +0,004 +0,040 +0,015 +0,046 +0,017 +0,068 +0,043 +0,079 +0, ,052 0, ,016 +0,036 +0,052 +0, ,125 +0,100 +0,133 +0,108 +0,151 +0,122 +0,159 +0,130 +0,169 +0,140 +0,190 +0, ,049 0,032 +0,004 +0,020 +0,056 +0,202 +0, ,057 0, ,018 +0,040 +0,057 +0, ,226 +0, ,054 0,036 +0,004 +0,021 +0,062 +0,244 +0, ,063 0, ,020 +0,045 +0,063 +0, ,272 +0, ,060 0,040 +0,005 +0,023 +0,068 +0,292 +0,252 +0,085 +0,066 +0,094 +0,075 +0,113 +0,091 +0,126 +0,104 +0,147 +0,122 +0,159 +0,134 +0,171 +0,146 +0,195 +0,166 +0,209 +0,180 +0,225 +0,196 +0,250 +0,218 +0,272 +0,240 +0,304 +0,268 +0,330 +0,294 +0,370 +0,330 +0,400 +0,360 +0,054 +0,041 +0,061 +0,048 +0,076 +0,060 +0,086 +0,070 +0,106 +0,087 +0,121 +0,102 +0,146 +0,124 +0,166 +0,144 +0,195 +0,170 +0,215 +0,190 +0,235 +0,210 +0,265 +0,236 +0,287 +0,258 +0,313 +0,284 +0,347 +0,315 +0,382 +0,350 +0,426 +0,390 +0,471 +0,435 +0,530 +0,490 +0,580 +0,540 +0,060 +0,047 +0,068 +0,055 +0,084 +0,068 +0,097 +0,081 +0,121 +0,102 +0,139 +0,120 +0,168 +0,146 +0,194 +0,172 +0,227 +0,202 +0,253 +0,228 +0,277 +0,252 +0,313 +0,284 +0,339 +0,310 +0,369 +0,340 +0,417 +0,385 +0,457 +0,425 +0,511 +0,475 +0,566 +0,530 +0,635 +0,595 +0,700 +0,660 +0,026 +0,020 +0,036 +0,028 +0,043 +0,034 +0,051 +0,040 +0,056 +0,045 +0,067 +0,054 +0,077 +0,064 +0,096 +0,080 +0,113 +0,097 +0,141 +0,122 +0,165 +0,146 +0,200 +0,178 +0,232 +0,210 +0,273 +0,248 +0,305 +0,280 +0,335 +0,310 +0,379 +0,350 +0,414 +0,385 +0,454 +0,425 +0,507 +0,475 +0,557 +0,525 +0,626 +0,590 +0,696 +0,660 +0,780 +0,740 +0,860 +0,820

9 1.4 Yleistoleranssit Pituus ja kulmamittojen yleistoleranssit (SFSEN ) Standardia SFSEN käytetään koneistamalla valmistetuille kappaleille. Yleistoleranssien arvot vastaavat tavanomaista valmistustarkkuutta. Standardi määrittelee neljä tarkkuusluokkaa: f hieno, m keskikarkea, c karkea ja v erittäin karkea. Yleistoleranssien käytössä tulee ottaa huomioon seuraavat tapaukset: 1. Mikäli elementti vaatii toiminnallisista syistä yleistoleranssia pienemmän toleranssiarvon, pienempi toleranssi on merkittävä erikseen kyseisen nimellismitan viereen. 2. Jos elementin toiminta sallii saman tai suuremman toleranssin kuin yleistoleranssien arvot, toleranssia ei merkitä nimellismitan viereen vaan piirustukseen merkitään yleistoleranssi. 3. Säännöistä poiketaan silloin, kun elementin toiminta sallii yleistoleranssia suuremman toleranssin käytön ja suurempi toleranssi parantaa valmistuksen taloudellisuutta. Standardia sovelletaan seuraaville mitoille, joilla ei ole erillistä toleranssimerkintää: pituusmitat (ulko ja sisämitat, jonomitat, halkaisijat, säteet, viisteet yms.) kulmamitat (myös 90 :n kulmat, joita ei yleensä merkitä piirustuksiin) Standardi ei sovellu seuraaville mitoille: pituus ja kulmamitat, joiden toleranssivaatimuksen kattaa viittaus muihin yleistoleranssistandardeihin sulkuihin merkityt apumitat teoreettisen tarkat mitat, jotka on merkitty suorakulmaiseen kehykseen. Pituusmittojen yleistoleranssit ovat taulukoissa 16 ja 17. Taulukko 16. Pituusmittojen sallitut poikkeamat (mm). Toleranssiluokka Sallitut poikkeamat nimellismittaalueella Tunnus ja kuvaus > 0,5 1) > 3 > 6 > 30 > 120 > 400 > 1000 > f hieno 0,05 0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 m keskikarkea 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 1,2 2 c karkea 0,2 0,3 0,5 0,8 1, v erittäin karkea 0,5 1 1,5 2, ) Nimellismitoille < 0,5 mm eromitat tulee merkitä vastaavan nimellismitan viereen. Taulukko 17. Ulkopuoliset säteet ja viisteet (mm). Toleranssiluokka Sallitut poikkeamat nimellismittaalueella Tunnus ja kuvaus > 0,5 1) > 3 > f hieno m keskikarkea 0,2 0,5 1 c karkea v erittäin karkea 0, ) Nimellismitoille < 0,5 mm eromitat tulee merkitä vastaavan nimellismitan viereen.

10 10 Kulmamittojen yleistoleranssit rajoittavat vain viivojen tai pintojen viivaelementtien yleissuuntaa mutta ei niiden muotopoikkeamia. Kulmamittojen sallitut poikkeamat annetaan taulukossa 18. Taulukko 18. Kulmamittojen sallitut poikkeamat. Toleranssiluokka Kulman lyhyemmän sivun sallitut poikkeamat nimellismittaalueella (mm) Tunnus ja kuvaus 10 > 10 > 50 > 120 > f hieno m keskikarkea c karkea v erittäin karkea Kun yleistoleransseja sovelletaan, piirustuksen otsikkoalueeseen tai sen lähelle tehdään merkintä ISO 2768m, missä m on valittu toleranssiluokka Muita yleistoleransseja Yleistoleransseja on laadittu erilaisia työtapoja varten: termisesti (happi/polttokaasuliekillä) leikattujen pintojen laatuluokat ja mittatoleranssit (SFSEN ISO 9013) hitsattujen kappaleiden työtapakohtaiset toleranssit (SFSEN ISO 13920) valukappaleiden työtapakohtaiset toleranssit (SFSEN ISO 80623) muovipuristeiden toleranssit (SFS 3918). Yleistoleranssit määrittelevät sallitut eromitat niille piirustuksissa oleville mitoille, jotka ovat ilman toleranssimerkintää. Työtapakohtaisia toleransseja ei sovelleta suluissa oleviin mittoihin. Jollei toisin ole sovittu, ei työkappaleita, jotka eivät ole yleistoleranssien mukaisia, saa automaattisesti hylätä, ellei niiden toiminta ole heikentynyt.

11 2 Geometriset toleranssit Geometristen toleranssien tunnukset (SFSEN ISO 1101) Geometrisilla toleransseilla määritellään muodon, suunnan ja sijainnin poikkeamille sekä heitolle sallitut rajat. Toiminnalliset vaatimukset ja osien vaihtokelpoisuus ratkaisevat minkälaista tolerointia kussakin tapauksessa on tarkoituksenmukaista käyttää. Jos elementille on annettu vain mittatoleranssi, tämä rajoittaa tiettyjä muoto ja sijaintipoikkeamia (esim. tasomaisuus ja yhdensuuntaisuus). Geometrisilla toleransseilla on mahdollista asettaa tietyille ominaisuuksille mittatoleransseista riippumattomia vaatimuksia. Esimerkiksi liukupinnan toiminta saattaa edellyttää mittatoleranssia tarkempaa tasomaisuusvaatimusta. Myös vierintälaakeroiduissa rakenteissa akselin lieriömäisyystoleranssille asetetaan suuremmat vaatimukset kuin mittatoleranssille. Toleroitujen ominaisuuksien tunnukset on esitetty taulukossa 21 (SFSEN ISO 1101). Osa merkinnöistä liittyy yksittäisten elementtien ominaisuuksiin (ei peruselementtiä), eli niitä ei verrata toisiin elementteihin. Toisiinsa liittyvissä elementeissä toleroitavaa elementtiä verrataan valittuun peruselementtiin. Toiminnallisista syistä riippuen voidaan peruselementtinä käyttää yhtä tai useampaa elementtiä. Taulukko 21. Toleroitujen ominaisuuksien tunnukset (SFSEN ISO 1101). Toleranssit Ominaisuus Tunnus Peruselementin tarve Muoto Suoruus Ei Tasomaisuus Ympyrämäisyys Lieriömäisyys Tasoviivan muoto Pinnan muoto Suunta Yhdensuuntaisuus Kyllä Kohtisuoruus Kulmaasento Tasoviivan muoto Pinnan muoto Sijainti Paikka Kyllä tai ei Samankeskisyys (keskipisteille), samaakselisuus (akseleille) Symmetrisyys Tasoviivan muoto Pinnan muoto Heitto Heitto Kokonaisheitto Kyllä 0,1 A A 0,1 A A

12 Geometristen toleranssien merkintä piirustuksiin Toleranssivaatimus kohdistuu ainoastaan niihin kohtiin, joihin se on merkitty. Ilmoitettu toleranssi koskee koko toleroitavaa elementtiä, ellei toisin ole ilmoitettu. Esimerkiksi 0,05/50 tarkoittaa, että toleranssi 0,05 sallitaan pituudelle 50 missä tahansa toleroidulla elementillä. Toleranssivaatimukset merkitään toleranssikehykseen (kuva 21). Viitenuolen suunta ilmoittaa toleranssin suunnan, ellei toleranssin edessä ole tunnusta. Peruselementin merkintä on esitetty kuvassa 22. Toleranssimerkinnän tulkinta riippuu siitä, miten kehys on liitetty elementtiin (kuva 23). Samaa merkintämenetelmää käytetään peruselementin kolmion sijoittamisessa. Taulukossa 22 on muutamia geometristen toleranssien käyttöesimerkkejä tulkintoineen. Jos samalle elementille tarvitaan useiden ominaisuuksien toleransseja, ne sijoitetaan allekkain oleviin toleranssikehyksiin. Kuva 21. Toleranssikehys merkintöineen. Kuva 22. Peruselementin merkintä. a) b) 0,1 Kuva 23. Toleranssikehyksen liittäminen elementtiin: a) toleranssi tarkoittaa mitoitetun osan keskiviivaa tai keskitasoa, b) toleranssi tarkoittaa sivuviivaa tai pintaa. Jos toleranssi liitetään suoraan keskiviivaan, se tarkoittaa keskiviivan tai tason kaikkia elementtejä. Samaa merkintämenetelmää käytetään peruselementin kolmion sijoittamisessa.

13 13 Taulukko 22. Esimerkkejä geometrisista toleransseista. Merkintä Toleranssialue Tulkinta Muototoleranssit Toleroidun lieriön mitatun (todellisen) akselin on oltava lieriön sisällä, jonka halkaisija on 0,1 mm. Mitatun (todellisen) pinnan on oltava kahden yhdensuuntaisen tason välissä, joiden keskinäinen etäisyys on 0,1 mm. Kartiopinnan jokaisen poikkileikkauksen mitatun (todellisen) kehän on oltava kahden samassa tasossa olevan samankeskisen ympyrän välissä, joiden säteittäinen etäisyys on 0,1 mm. Lieriön (todellisen) pinnan on oltava kahden samaakselisen lieriöpinnan välissä, joiden säteittäinen etäisyys on 0,1 mm. Suuntatoleranssit Pinnan jokaisen kuvatason suuntaisen mitatun (todellisen) viivan on oltava kahden toisiinsa nähden vakioetäisyydellä olevan viivan välissä, joiden keskinäinen etäisyys muodostuu halkaisijaltaan 0,1 ympyrästä ja jotka ovat symmetrisesti geometrisesti oikean muotoisen viivan kummallakin puolella. Mitatun (todellisen) pinnan on oltava kahden toisiinsa nähden vakioetäisyydellä olevan pinnan välissä, joiden keskinäinen etäisyys muodostuu halkaisijaltaan 0,1 pallosta ja jotka ovat symmetrisesti geometrisesti oikean muotoisen pinnan kummallakin puolella. Mitatun (todellisen) keskiviivan on oltava lieriön sisällä, jonka halkaisija on 0,1 ja jonka keskiviiva on yhdensuuntainen perussuoran A kanssa. 0,1 A A t t Tapin mitatun (todellisen) keskiviivan on oltava kahden yhdensuuntaisen tason välissä, joiden keskinäinen etäisyys on 0,1 ja jotka ovat kohtisuorassa perustasoa A vastaan. Mitatun (todellisen) keskiviivan on oltava kahden yhdensuuntaisen tason välissä, joiden keskinäinen etäisyys on 0,1 ja jotka ovat 60 :n (teoreettisesti oikea mitta) kulmassa perustasoa A vastaan.

14 14 Taulukko 22. Esimerkkejä geometrisista toleransseista (jatkoa). Sijaintitoleranssit Mitatun (todellisen) keskiviivan on oltava lieriömäisen alueen sisällä, jonka halkaisija on 0,1 ja jonka akseli on kyseisen reiän teoreettisesti oikeassa paikassa. Teoreettisesti oikea mitta sijoitetaan laatikkoon. Toleroidun lieriön mitatun (todellisen) keskiviivan on oltava lieriömäisen alueen sisällä, jonka halkaisija on 0,1 ja keskiviivana on perussuora A. Mitatun (todellisen) keskitason on oltava kahden yhdensuuntaisen tason välissä, joiden keskinäinen etäisyys on 0,1 ja jotka ovat symmetrisesti keskitason A (perustaso) suhteen. Heittotoleranssit Mitatun (todellisen) viivan on oltava jokaisessa yhteistä perusakselia AB vastaan kohtisuorassa tasossa säteen suunnassa kahden samassa tasossa olevan samankeskisen ympyrän välissä, joiden säteiden välinen ero on 0,1. Mitatun (todellisen) pinnan on oltava kahden samaakselisen lieriön välissä, joiden säteiden välinen ero on 0,1 ja joiden akselit yhtyvät yhteiseen perussuoraan AB. Mitatun (todellisen) viivan on oltava missä tahansa lieriömäisessä leikkauksessa, jonka akseli yhtyy perussuoraan A, kahden ympyrän välissä, joiden etäisyys on 0,1. Geometristen toleranssien käyttöä harkittaessa tulee ottaa huomioon seuraavia seikkoja: 1. Toleranssimerkintä on tarpeeton, jos tavanomaiset valmistusmenetelmät takaavat hyväksyttävän tuloksen. 2. Geometrinen toleranssi merkitään vain niihin kohtiin, jotka niitä vaativat. 3. Kappaleen keskiviiva, symmetriaviiva ja keskitaso ovat vain harvoissa tapauksissa sopivia peruselementtejä. 4. Heittotoleranssia tulee suosia, koska se on helposti mitattavissa. 5. Kohtisuoruus ja kulmaasento eivät ole kulmasuureita. 6. Mittatoleranssin ja geometristen toleranssien keskinäinen suhde on otettava huomioon.

15 2.3 Geometriset yleistoleranssit (SFSEN ) 15 Standardia SFSEN käytetään pääasiassa koneistamalla valmistetuille kappaleille. Yleistoleranssien arvot vastaavat tavanomaista valmistustarkkuutta. Standardi määrittelee kolme tarkkuusluokkaa H, K ja L. Yleistoleranssien käytössä tulee ottaa huomioon seuraavat tapaukset: 1. Mikäli elementti vaatii toiminnallisista syistä yleistoleranssia pienemmän toleranssiarvon, pienempi toleranssi on merkittävä erikseen kyseisen elementin viereen. 2. Jos elementin toiminta sallii saman tai suuremman toleranssin kuin yleistoleranssien arvot, toleranssia ei merkitä perusmitan viereen vaan piirustukseen merkitään yleistoleranssi. 3. Säännöistä poiketaan silloin, kun elementin toiminta sallii yleistoleranssia suuremman toleranssin käytön ja suurempi toleranssi parantaa valmistuksen taloudellisuutta Yksittäisten elementtien toleranssit Suoruuden ja tasomaisuuden yleistoleranssit on annettu taulukossa 23. Suoruuden toleranssi valitaan viivan pituuden perusteella, ja tasomaisuuden toleranssi tason pidemmän sivun tai ympyrämäisen pinnan halkaisijan perusteella. Taulukko 23. Suoruuden ja tasomaisuuden yleistoleranssit (mm). Toleranssi Suoruus ja tasomaisuustoleranssit nimellispituusalueilla luokka 10 > 10 > 30 > 100 > 300 > H 0,02 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 K 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 L 0,1 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 Ympyrämäisyyden yleistoleranssin arvo on sama kuin halkaisijan toleranssiarvo. Se ei kuitenkaan saa olla suurempi kuin taulukossa 26 annettu säteen heittotoleranssin arvo. Lieriömäisyyden yleistoleransseja ei ole määritelty Toisiinsa liittyvien elementtien toleranssit Yhdensuuntaisuustoleranssin arvo sama kuin mittatoleranssin tai tasomaisuus/suoruustoleranssin arvo, kumpi tahansa näistä on suurempi. Pitempi kahdesta elementistä valitaan peruselementiksi. Jos elementit ovat yhtä pitkät, kumpi tahansa voidaan valita peruselementiksi. Kohtisuoruuden yleistoleranssit ovat taulukossa 24. Pitempi kahdesta suoran kulman muodostavista sivuista valitaan peruselementiksi. Jos sivut ovat yhtä pitkät, kumpi tahansa voidaan valita peruselementiksi.

16 16 Taulukko 24. Kohtisuoruuden yleistoleranssit (mm). Toleranssiluokka Kohtisuoruustoleranssit lyhyemmän sivun nimellispituusalueilla 100 > 100 > 300 > H 0,2 0,3 0,4 0,5 K 0,4 0,6 0,8 1 L 0,6 1 1,5 2 Symmetrisyyden yleistoleranssit ovat taulukossa 25. Pitempi kahdesta elementistä valitaan peruselementiksi. Jos elementit ovat yhtä pitkät, kumpi tahansa voidaan valita peruselementiksi. Taulukko 25. Symmetrisyyden yleistoleranssit (mm). Toleranssiluokka Symmetrisyystoleranssit nimellispituusalueilla 100 > 100 > 300 > H 0,5 K 0,6 0,8 1 L 0,6 1 1,5 2 Samaakselisuudelle ei ole määritelty yleistoleransseja. Samaakselisuuspoikkeama voi olla äärimmäisessä tapauksessa yhtä suuri kuin taulukossa 26 annettu säteisheittotoleranssin arvo, koska säteisheittopoikkeama sisältää samaakselisuuspoikkeaman ja ympyrämäisyyspoikkeaman. Heiton yleistoleranssit on annettu taulukossa 26. Taulukko 26. Heiton yleistoleranssit (mm). Toleranssiluokka Heittotoleranssit H 0,1 K 0,2 L 0,5 Kun yleistoleransseja sovelletaan, piirustuksen otsikkoalueeseen tai sen lähelle tehdään merkintä ISO 2768K, missä K on valittu toleranssiluokka. Taulukossa 27 on sorvauksessa saavutettavia geometristen tarkkuuksien arvoja. Työkappaleen kiinnityslaitteilla ja menetelmillä on merkittävä vaikutus säteisheittoon sorvauksessa ja hionnassa (taulukko 28). Kun sorvattava kappale on pitkä, pelkkä istukkakiinnitys ei riitä. Silloin käytetään siirtopylkkään kiinnitettyä keskiökärkeä tukemaan kappaleen toista päätä. Kuvassa 25 on esitetty työkappaleen kiinnittäminen kolmileukaistukan ja keskiökärjen avulla. Kierre ja vapaareiät tehdään tavanomaisin porausmenetelmin. Taulukossa 29 on esitetty porattujen ja kierteitettyjen reikien kohtisuoruus.

17 Taulukko 27. Sorvauksessa saavutettavat geometriset tarkkuudet (kuva 24) (9). 17 Halkaisija (mm) > Ympyrämäisyys (mm) IT7 IT9 Ra 6,3 m 0,02 0,025 0,03 0,03 IT10 IT12 Ra 12,5 m 0,08 0,12 0,16 0,2 Samankeskisyys, samaakselisuus ja säteisheitto (mm) IT7 IT9 Ra 6,3 m 0,05 0,08 0,1 0,13 IT10 IT12 Ra 12,5 m 0,2 0,3 0,4 0,4 Kuva 24. Sorvatun kappaleen samaakselisuuden, säteisheiton ja ympyrämäisyyden merkintä piirustuksiin. Taulukko 28. Kiinnityslaitteiden ja menetelmien vaikutus säteisheittoon sorvauksessa ja hionnassa (2). Sorvaus Hionta Kiinnityslaite Säteisheitto (mm) Kiinnitysmenetelmä Säteisheitto (mm) Kolmileukaistukka kovat standardileuat kovat hiotut leuat pehmeät sorvatut leuat > 0,2 0,02 0,04 0,02 0,05 > 0,01 < 0,01 Pyörivät kärjet 0,02 0,03 Lämpökäsiteltyjen viisteiden varassa Hiottujen viisteiden varassa Kiinteät kärjet ja keskiöporaukset Hyvä istukka < 0,01 > 0,01 Kuva 25. Työkappaleen kiinnitys kolmileukaistukan ja keskiökärjen avulla (10).

18 18 Taulukko 29. Porattujen ja kierteitettyjen reikien kohtisuoruus (9). L (mm) D (mm) t (mm) D t A (1) 40 (1) 40 (40) 80 (2) 6 (6) 60 (2) 6 0,3 0,2 0,4 L (40) 80 (80) 120 (6) 60 (25) 60 Taulukossa 210 on annettu jyrsityn uran tai olakkeen keskitason symmetrisyys t (kuva 26). Uran ja olakkeen pinnankarheus Ra = 3,2 6,3 m ja ulkopinnat on koneistettu. Taulukko 210. Kuvan 26 mukaisen jyrsityn uran tai olakkeen keskitason symmetrisyys t (mm). Uran ja olakkeen pinnankarheus Ra = 3,2 6,3 m ja ulkopinnat on koneistettu (2). A (mm) (120) 315 (120) 315 (315) 1000 (315) 1000 B (mm) 1 (5) 5 (120) 1 (5) 5 (315) 1 (5) 5 (1000) 0,15 0,1 0,15 0,15 0,15 0,2 0,25 0,15 0,25 0,2 0,25 0,3 0,3 0,2 0,3 0,3 0,3 0,4 L (mm) (6) 30 (30) 120 (120) 315 (315) 1000 (1000) 2000 (2000) ,3 0,4 0,5 0,3 0,5 0,6 0,3 0,4 0,5 0,4 0,5 0,6 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1 B t C L A C A B 0,3 0,5 A L C t C Kuva 26. Uran ja olakkeen keskitason symmetrisyyden merkintä.

19 3 Pinnankarheus Pinnankarheuden suureita ja arvoja Koneenosan pinta välittää osan toiminnan muihin osiin. Pinnan käyttäytyminen riippuu erilaisissa kuormitustilanteissa mm. muoto ja mittapoikkeamista, pinnankarheudesta sekä fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista. Geometrian osalta pinnan toimintakelpoisuus riippuu muotovirheiden ja pinnankarheuden yhteisvaikutuksesta (kuva 31). Karheiden pintojen kosketuksessa kuorma siirtyy osasta toiseen pinnankarheuden huippujen välityksellä (kuva 32). Työstetyn pinnan profiilin muoto riippuu valmistusmenetelmästä. Pinnankarheuden suureena käytetään yleisesti profiilin keskipoikkeamaa Ra, joka ei kuitenkaan kuvaa hyvin pinnan toimintaominaisuuksia esim. liukuvassa kosketuksessa (kuva 33). Kantokäyrä ilmaisee havainnollisesti pinnan todellisen kantavan osuuden kulumisen edistyessä (kuva 34). Muita pinnankarheussuureita ovat etenkin saksalaisessa kirjallisuudessa käytetty profiilinsyvyyttä R z sekä maksimiprofiilinsyvyys R y. Likimäärin R z (4 5)Ra. Naarmut ovat haitallisia väsytysrasitukselle alttiissa kohdissa sekä kohdissa, joissa kumi tai muovitiiviste hankaa pintaa. Tällöin maksimiprofiilinsyvyydelle asetetaan vaatimuksia. Uudessa standardissa maksimiprofiilinsyvyyden tunnus on Rz (vanha profiilinsyvyys Rz ei ole enää standardoitu). Kuva 31. Todellinen pinta. a) b) Kuva 32. Pintojen kosketukset kuormitettuna. n 1 Ra zi n i 1 Kuva 33. Pinnankarheuden profiili (a), erilaisia profiileja, joiden keskipoikkeama on likimain sama (b). Kuva 34. Profiilin kantokäyrä.

20 20 Saavutettavissa oleva pinnankarheus riippuu työstömenetelmästä. Taulukossa 31 on esitetty yleisimmillä valmistusmenetelmillä saatavia pinnankarheuden Raarvoja. Koneenosissa yleisesti käytettyjä arvoja on taulukossa 33. Pinnankarheuden ja toleranssien välillä ei ole mitään tarkkaa ja yksiselitteistä suhdetta. Pinnankarheuden keskipoikkeaman arvot ovat yleensä Ra = Toleranssialue/(10 25). Taulukossa 32 on annettu pinnankarheus toleranssiasteen perusteella. Taulukkoa voidaan käyttää valintaperusteena, jos pinnankarheudelle ei ole asetettu erityisiä toiminnallisia vaatimuksia. Taulukko 31. Pinnankarheus eri valmistusmenetelmillä (laajempi taulukko on lähteessä 2). Valmistusmenetelmä Pinnankarheus Ra ( m) Hiekkavalu Kokillivalu Painevalu Tarkkuusvalu Metallin ruiskupuristus Muovin ruiskupuristus Tarkkuustaonta Muottitaonta Pituussorvaus Tasosorvaus Pistosorvaus Poraus Avarrus Upotus Kalvinta Lieriöjyrsintä Otsajyrsintä Pyöröhionta Tasohionta Laahinta Hiveltäminen Polttoleikkaus Sahaus Taulukko 32. Pinnankarheus toleranssiasteen perusteella valittuna (2). Halkaisijaalue Toleranssiasteet (mm) IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 > Pinnankarheuden Raarvo ( m) ,4 0,8 0,8 1,6 3,2 6,3 12, ,8 0,8 1,6 1,6 3,2 6,3 12, ,8 0,8 1,6 3,2 3,2 6,3 12, ,6 1,6 3,2 3,2 6,3 12, ,6 1,6 3,2 6,3 6,3 12,5 25

21 Taulukko 33. Yleisesti käytettyjä pinnankarheuden arvoja (ote lähteestä 2). Pinnan käyttötarkoitus Ra ( m) Huomautuksia Mekaanisesti kuormittamattomat pinnat Näkyvät vapaat pinnat koneistettu, vaativa ulkonäkö koneistettu puhtaaksi taottu, valettu akselien päät olakkeet, viisteet, pyöristykset tasaukset, upotukset Jännityksen alaiset pinnat, ei liukumista Kuormitetut vapaat pinnat staattisesti kuormitetut dynaamisesti kuormitetut suuri kuormitus, pyöristykset normaali kuormitus Asennus ja tukipinnat staattinen kuormitus dynaaminen kuormitus Ohjaavat liitospinnat kuormitetut olakkeet, väliholkit ja renkaat kuormittamattomat Staattiset tiivistyspinnat pyörähdyskappaleet, kumi laipat, tasotiivisteet ilman tiivistettä, metallipinnat metallitiiviste tiivistelakka kumitiiviste paperi ja korkkitiiviste Välyssovitepinnat uraakselien ja hammaskytkimien kyljet sokat Ahdistussovitepinnat puristusliitos kiilauran kyljet vierintälaakerien vastepinnat kiilarengasliitos kiristyselementit kutistusliitos Kitkavoimien kuormittamat pinnat Kuivat liukupinnat muovilaakeri Voidellut liukupinnat liukulaakerit suuri kuormitus tavallinen kuormitus pieni kuormitus, hidas liike johteet Liikkuvat tiivistyspinnat metallipinnat, esim. venttiilit säteisakselitiiviste (huulitiiviste), akseli O ja Vrengas, liukupinta punostiiviste, liukupinta Vierintäpinnat neulalaakerien vierintäradat vierintäjohteiden radat ketjupyörien hampaat Kitkapinnat jarrut luistavat kytkimet hihnapyörien hihnapinnat 21 3,2 12,5 12, ,2 12,5 3,2 6,3 3,2 12,5 0,05 0,2 0,2 3,2 6,3 25 1,6 12,5 0,8 3,2 3,2 6,3 1,6 3,2 0,8 1,6 3,2 3,2 12,5 50 6,3 12,5 3,2 6,3 0,8 3,2 < 3,2 6,3 0,4 3,2 < 1,6 < 3,2 0,8 3,2 0,2 0,8 0,05 0,4 0,4 1,6 1,6 3,2 0,8 3,2 0,4 0,8 0,2 0,63 0,2 0,4 0,8 0,2 0,3 0,4 6,3 0,8 3,2 0,8 1,6 1,6 3,2 R y = 0,63 1,6 SFS 2128 Ramin = 12,5 oikeassa suhteessa mittatoleranssiin öljykalvon mukaan öljykalvo 5 20 m rasvavoitelu R y 6,3 R y 2

22 Pintamerkit (SFSEN ISO 1302) Pinnan laatuvaatimukset esitetään piirustuksissa pintamerkeillä standardin SFSEN ISO 1302 mukaan. Pintamerkki liitetään pintaa esittävälle muotoviivalle tai sen jatkeelle. Pintamerkki merkitään vain kerran niille pinnoille, joille se on merkittävä. Lieriömäiset ja särmiömäiset pinnat merkitään vain yhdellä pintamerkillä, jos keskiviiva on merkitty. Jos kappaleen useimmilla pinnoilla on sama laatuvaatimus, käytetään yleispintamerkkiä, ja vain yleispintamerkistä poikkeavat vaatimukset merkitään asianomaisiin pintoihin. Pintamerkkejä on käsitelty taulukoissa 34 ja 35 sekä kuvissa 35 ja 36. Taulukko 34. Pintamerkit (SFSEN ISO 1302). perusmerkki Ra 3,2 lastuamalla työstettävä pinta Ra 3,2 aineen poistoa ei sallita, tai pinta jätetään sellaiseksi kuin se on edellisen työnvaiheen jäljiltä lisävaatimuksia voidaan ilmoittaa viiteviivalla Jyrsitty Ra 3,2 Pinnankarheuden keskipoikkeaman Ra tavanomaisia suositeltuja lukuarvoja ovat: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50 m. Kattavampi taulukko on esim. lähteessä 1. e d c a b a ensimmäinen pinnan ominaisuuksia koskeva vaatimus (päästökaista, mittausjakso/pintasuureen tunnus, rajaarvo, esim. 0,00250,8/Rz 6,8) b toinen pinnan ominaisuuksia koskeva vaatimus c valmistusmenetelmä d pintakuvio tai työstönaarmujen suunta e työvara. Ra 1,6 Ra 3,2 Ra 6,3 Kuva 35. Pintamerkkien lisämerkinnät. Kuva 36. Pintamerkkien käyttöesimerkkejä.

23 Pintamerkkiä ei yleensä käytetä seuraavissa kohteissa (1): poratut ja lävistetyt reiät pienet viisteet väisteet ja pääteurat kulmanpyöristykset, jos pinnan laadulla ei ole merkitystä väsymislujuuteen kierteet, ruuvien ja tappien päät, ruuvien urat kiilaurat meistetyt, leikatut ja valssatut pinnat jos pinnan laatu selviää ainesmerkinnästä (vedetty akseli). 23 Taulukko 35. Työstönaarmujen suunnat (SFSEN ISO 1302). Tunnus Tulkinta Esimerkki = Naarmut yhdensuuntaisia sen viivan kanssa, johon merkki on piirretty Naarmut kohtisuorassa sitä viivaa vastaan, johon merkki on piirretty X Naarmut ristikkäisesti siihen viivaan nähden, johon merkki on piirretty M Naarmut monisuuntaisesti C Naarmut suunnilleen ympyrämäisesti pinnan keskipisteen suhteen R Naarmut suunnilleen säteittäisesti pinnan keskipisteen suhteen P Naarmut pistemäisiä Työstönaarmujen suunta merkitään piirustuksiin vain niille pinnoille, jotka sitä vaativat. Merkintä on yleensä tarpeetonta, jos tavanomaiset valmistusmenetelmät takaavat hyväksyttävän tuloksen.

24 4 Koneenosille suositeltuja toleransseja 4.1 Laakerien sovitteet Vierintälaakerit 24 Laakerivalmistajat antavat luetteloissaan ohjeita laakerisovitteiden valitsemiseksi. Suositukset vaihtelevat hieman valmistajasta riippuen, mutta ovat samansuuntaiset. Kuormitustilanne vaikuttaa sovitteen valintaan (taulukko 41). Taulukossa 42 on lieriöreikäisten säteislaakerien akselitoleransseja, ja taulukossa 43 säteislaakerien pesätoleransseja FAG:n mukaan. Taulukossa 44 on akselitoleransseja SKF:n mukaan. Laakerikohtien lieriömäisyystoleranssiksi suositellaan 12 ITastetta parempaa tarkkuutta kuin mittatoleranssille. SKF:n mukaan lieriömäisyystoleranssiksi otetaan IT5/2 tai erityisvaatimuksissa IT4/2, kun mittatoleranssi on IT6. Olakkeiden otsapintojen kohtisuoruustoleranssiksi akselia vasten otetaan IT5 tai erityisvaatimuksissa IT4. Taulukossa 45 on ohjearvoja laakerikohtien geometrisille toleransseille lähteen 3 mukaan. Pinnankarheuden ohjearvoja on taulukossa 46. Taulukko 41. Kuormitustilanteet (FAG). Vaikutusolosuhteet Esimerkki Kaavio Kuormitustilanne Sisärengas pyörii Ulkorengas paikallaan Kuormitussuunta muuttumaton Sisärengas paikallaan Ulkorengas pyörii Kuormitussuunta pyörii ulkorenkaan mukana Sisärengas paikallaan Ulkorengas pyörii Kuormitussuunta muuttumaton Sisärengas pyörii Ulkorengas paikallaan Kuormitussuunta pyörii sisärenkaan mukana Akselilla painokuormitus Napalaakerointi, jossa suuri epäkeskopaino Kuormaauton etupyörä, kulkurulla (napalaakerointi) Linko, täryseula paino epäkeskovoima paino epäkeskovoima Kiertävä kuorma sisärenkaalla ja pistekuorma ulkorenkaalla Pistekuorma sisärenkaalla ja kiertävä kuorma ulkorenkaalla Sovite Sisärengas: tiukka sovite välttämätön Ulkorengas: löysä sovite mahdollinen Sisärengas: löysä sovite mahdollinen Ulkorengas: tiukka sovite välttämätön

25 Taulukko 42. Lieriöreikäisten säteislaakerien akselitoleransseja (FAG). 25 Kuormitustapa Laakerityyppi Akselin Siirtyvyys, kuormitus Toleranssi halkaisija Sisärenkaalla Kuulalaakerit Vapaa laakeri, g6 (g5) pistekuorma Rullalaakerit Kaikki koot siirtyvä sisärengas Viistokuula ja kartiorullalaakerit, h6 (j6) joissa säädettävät sisärenkaat Neulalaakerit Kaikki koot Vapaa laakeri h6 (g6) Sisärenkaalla Kuulalaakerit 50 mm Tavallinen kuormitus 1) j6 (j5) kiertävä kuorma tai 100 mm Pieni kuormitus 2) Tavallinen tai suuri kuormitus 3) j6 (j5) k6 (k5) määrittelemätön kuormitus 200 mm Pieni kuormitus 1) Tavallinen tai suuri kuormitus 4) k6 (m6) m6 (m5) > 200 mm Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus m6 (m5) n6 (n5) Rullalaakerit 60 mm Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus j6 (j5) k6 (k5) 200 mm Pieni kuormitus Tavallinen kuormitus Suuri kuormitus k6 (k5) m6 (m5) n6 (n5) 500 mm Tavallinen kuormitus Suuri kuormitus, iskuja m6 (n6) p6 > 500 mm Tavallinen kuormitus Suuri kuormitus n6 (p6) p6 Neulalaakerit 50 mm Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus k6 m6 120 mm Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus m6 n6 250 mm Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus n6 p6 400 mm Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus p6 r6 500 mm ja > 500 mm 1) C/P > 10, 2) C/P > 12, 3) C/P < 12, 4) C/P < 10 Pieni kuormitus Tavallinen tai suuri kuormitus Kartioreikäisten laakerien kiinnitykseen käytetään usein kiristys ja vetoholkkeja. Tällöin akselitoleranssiksi soveltuu h7, h8 tai h9 (FAG). Lieriömäisyystoleranssin arvona käytetään IT5/2 (h7, h8) tai IT6/2 (h9). r6 s6 Taulukko 43. Säteislaakerien pesätoleransseja (FAG). Kuormitustapa Siirtyvyys, kuormitus Käyttöolosuhteet Toleranssi Pistekuorma ulkorenkaalla Ulkorenkas on helposti siirtyvä Toleranssi määräytyy tarvittavan H7 (H6) vierintätarkkuuden perusteella Ulkorengas ei ole helposti siirtyvä Korkea vierintätarkkuus H6 (J6) välttämätön Ulkorengas ei helposti siirtyvä, Tavallinen vierintätarkkuus H7 (J7) viistokuula ja kartiorullalaakerit, joissa säädettävä ulkorengas Ulkorengas helposti siirtyvä Akselille tulee lämpöä G7 Kiertävä kuorma Pieni kuormitus Jos vaaditaan korkeaa vierintä K7 (K6) ulkorenkaalla Tavallinen kuormitus, iskuja tarkkuutta, niin silloin M7 (M6) tai Suuri kuormitus, iskuja K6, M6, N6 ja P6 N7 (N6) määrittämätön kuormitussuunta Suuri kuormitus, voimakkaita iskuja, ohutseinäinen pesä P7 (P6)

26 26 Taulukko 44. Lieriöreikäisten säteislaakerien akselitoleranssit (SKF). Pyörivä kuormitus vastaa taulukon 41 kiertävää kuormaa, kiinteä kuormitus vastaa pistekuormaa. Käyttöolot Esimerkit Akselin halkaisija (mm) Toleranssi Kuulalaakerit 1) Lieriörullalaakerit Kartiorullalaakerit Sisärenkaan pyörivä kuormitus tai epämääräinen kuormitussuunta Pienet ja vaihtelevat kuormitukset (P 0,05C) Kuljetuslaitteet, vaihteiden kevyesti kuormitetut laakerit 17 (17)100 (100) (25)60 (60) (25)60 (60)140 CARB ja pallomaiset rullalaakerit js5 (h5) 2) j6 (j5) 2) k6 m6 Normaalit ja suuret kuormitukset (P > 0,05C) Yleinen koneenrakennus, sähkömoottorit, turbiinit, pumput, hammasvaihteet, puuntyöstökoneet, tuulimyllyt 10 (10)17 (17)100 (100)140 (140)200 (200)500 > (30)50 (50)65 (65)100 (100)280 (280)500 > (40)65 (65)200 (200)360 (360)500 >500 < (40)60 (60)100 (100)200 (200)500 >500 js5 j5 (js5) 2) k5 3) k6 m5 m6 n5 4) n6 4) p6 5) p7 4) r6 4) r7 4) Suuret kuormitukset ja sysäyskuormitukset vaikeissa käyttöoloissa (P > 0,1C) Veturien ja muiden raskaiden raidekulkuneuvojen akselilaakerit, ratamoottorit, valssaimet (50)65 (65)85 (85)140 (140)300 (300)500 > 500 (50)110 (110)200 (200)500 > 500 (50)70 (70)140 (140)280 (280)400 > 400 n5 4) n6 4) p6 6) r6 7) s6min IT6/2 6) s7min IT7/2 6) Suuret vierintätarkkuusvaatimukset pienillä kuormituksilla (P 0,05C) Työstökoneet 8240 (25) 40 (40)140 (140)200 (200) (40)140 (140)200 (200)500 js4 js4 (j5) 8) k4 (k5) 8) m5 n5 Sisärenkaan kiinteä kuormitus Sisärenkaan pitää siirtyä akselilla helposti Pyörät paikoillaan olevalla akselilla g6 9) Sisärenkaan ei tarvitse siirtyä akselilla helposti Kiristysrullat, köysipyörät h6 Pelkkä aksiaalikuormitus Erilaiset laakeroinnit 250 > > > 250 j6 js6 1) Kuulalakereilla kuormituksen ollessa normaali tai suuri tarvitaan usein normaalia suurempi säteisvälys, kun taulukon akselitoleransseja käytetään. Toisinaan käyttöolosuhteet edellyttävät tiukempia sovitteita, jotta sisärenkaan liikkuminen on estetty. Jos normaalia suurempi laakerivälys valitaan, voidaan käyttää seuraavia toleransseja: k4 kun d = 1017 mm, k5 kun d = (17)25 mm, m5 kun d = (25)140 mm, n6 kun d = (140)300 mm, p6 kun d = (300)500 mm. Lisätietoja saa SKF:ltä. 2) Suluissa olevia toleransseja käytetään ruostumattomasta teräksestä tehdyille laakereille. 3) Ruostumattomasta teräksestä tehdyille laakereille halkaisijaalueella 1730 käytetään toleranssia j5. 4) Voi olla välttämätöntä käyttää laakereita, joilla on normaalia suurempi välys. 5) Suositellaan laakereita, joilla on normaalia suurempi välys, jos d 150 mm. Jos d > 150 mm, voi olla välttämätöntä käyttää laakereita, joilla on normaalia suurempi välys. 6) Suositellaan laakereita, joilla on normaalia suurempi välys. 7) Voi olla välttämätöntä käyttää laakereita, joilla on normaalia suurempi välys. Lieriörullalaakereilla suositellaan laakereita, joilla on normaalia suurempi välys. 8) Suluissa olevia toleransseja käytetään kartiorullalaakereille. Kevyesti kuormitetuille kartiorullalaakereille, joita säädetään sisärenkaalla, tulisi käyttää toleranssia js5 tai js6. 9) Isoille laakereille voidaan helpon siirtymisen varmistamiseksi valita toleranssi f6.

27 Taulukko 45. Ohjearvoja laakerikohtien geometrisille toleransseille (3). 27 Laakerin Mitta Lieriömäisyystoleranssi Aksiaalitoleranssiluokka normaali toleranssi Pyörivän renkaan kuorma Pistekuorma heiton toleranssi Akseli IT6 (IT5) IT4 2 ( IT3 2 ) IT5 2 ( IT4 2 ) IT4 (IT3) Pesä IT4 IT6 (IT7) D 150 mm 2 ( IT5 2 ) IT5 2 ( IT6 2 ) IT4 (IT5) Pesä IT5 IT7 (IT6) D > 150 mm 2 ( IT4 2 ) IT6 2 ( IT5 2 ) IT5 (IT4) Taulukko 46. Vierintälaakerointien laakerikohtien pinnankarheuksien ohjearvoja (SKF). Halkaisija d, D Suositeltuja Raarvoja ( m) mm IT7 IT6 IT5 80 > > ,6 1,6 3,2 0,8 1,6 1,6 0,4 0,8 1, Liukulaakerit Hydrodynaamisen liukulaakerin välys määräytyy öljyn lämpenemisen ja öljykalvon minimipaksuuden perusteella. Suhteellinen välys m = (Dd)/D valitaan taulukosta 47. Akselin eromitat ja sovitteen suurin ja pienin välys saadaan taulukosta 48. Laakerireiän toleranssi on H5, H6 tai H7 koosta ja suhteellisesta välyksestä riippuen. Valmiita laakerikomponentteja käytettäessä voidaan turvautua valmistajien ohjeisiin. Muovilaakerien välysten valinnassa on otettava huomioon suuri lämpölaajenemiskerroin. Taulukko 47. Keskimääräinen suhteellinen välys m promilleina (DIN Teil 3). Akselin liukunopeus u S (m/s) d (mm) >3 >10 >25 > > >250 1,32 1,6 1,9 2,24 2,24 1,12 1,32 1,6 1,9 2,24 1,12 1,12 1,32 1,6 1,9

28 28 Taulukko 48. Akselin eromitat ja liukulaakerin välykset (8). Standardissa DIN on täydellinen taulukko. Nimellismittaalue mm Akselin eromitat ( m) 1) keskimääräinen välys m ( ) Laakerin suurin ja pienin välys ( m) 2) keskimääräinen välys m ( ) > 0,56 0,8 1,12 1,32 1,6 1,9 2,24 3,15 0,56 0,8 1,12 1,32 1,6 1,9 2,24 3, ) Akselin eromitat porrasviivojen yläpuolella vastaavat tarkkuusastetta IT4, porrasviivojen välissä tarkkuusaste on IT5 ja alapuolella IT6. 2) Suurin ja pienin välys vastaa akselin ja laakeriholkin sovitetta H5/IT4 porrasviivojen yläpuolella, H6/IT5 porrasviivojen välissä ja H7/IT6 alapuolella.

29 4.2 Napaliitokset ja akselinpäät Puristus ja kutistusliitokset (SFS 5595) Puristus ja kutistusliitoksen sovitteelle sopii yleisohjeeksi H7/u6, kun napa on terästä. Halkaisijan ollessa yli 500 mm käytetään yhtä astetta karkeampia toleransseja (taulukko 49). Puristus ja kutistusliitoksen lieriömäisyystoleranssiksi otetaan 1/3 reiän tai akselin mittatoleranssista. Taulukko 49. Suositellut toleranssit ja tarkkuusasteet puristus ja kutistusliitoksissa (SFS 5595). Halkaisija D, d mm Navan reikä 500 > 500 Akseli 500 > 500 Toleranssit ja tarkkuusasteet H7 H8 IT6 IT7 Pinnan karheus Ra m 1,6 3,2 0,8 1, Tasakiilaliitokset (SFS 2636) Tasakiilat ja kiilaurat (kuva 41) on esitetty standardissa SFS 2636 (taulukko 410). Ahdistussovitteella akselin ja navan uran leveystoleranssi on standardin mukaan P9. Tiukalla sovitteella varmistetaan, ettei kiila pääse kiertymään urassaan. Kiilauran pituuden toleranssi on H13, kiilan pituustoleranssi on h13. Navan reiän toleranssi on tavallisesti H7. Kuva 41. Tasakiilaliitos. Taulukko 410. Tasakiilojen mittoja (ote standardista SFS 2636). Kiilojen pituudet on annettu standardissa. Leveys b (tol. h9) Korkeus h Akselin halk. d > Akselin ura t 1 1,2 1,8 2,5 3 3, , , Navan ura t 2 1 1,4 1,8 2,3 2,8 3,3 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 4,9 5,4 5,4 6,4 7,4 8,4 9,4 10,4 11,4 Urien syvyystoleranssi +0,1 0 +0,2 0 +0,3 0 Viiste s min 0,16 0,25 0,40 0,60 1,00 max 0,25 0,40 0,60 0,80 1,20

30 4.2.3 Kiristyselementit 30 Kitkaliitoksiin käytetään erilaisia valmiina saatavia kiristyselementtejä (kuva 42). Kartiorengasliitos (kuva 42a) on yleisesti käytetty kitkaliitos, jossa tarvitaan lisäksi aksiaalisuunnassa vaikuttavat ruuvit ja kiristävä laippa. Taulukossa 411 on suositellut liitospintojen toleranssit. Purettavuuden varmistamiseksi pinnankarheuden Raarvon tulee olla alle 1,6 m (2). Kuvan 42b mukainen kiilarengasholkki, jossa ulko ja sisärengas on katkaistu, on käyttökelpoinen toleranssiasteeseen IT11 saakka: akselitoleranssi h11, napatoleranssi H11 (11). a) b) F A F A p Kuva 42. Kitkaliitoksissa käytettäviä kartiomaisia kiristyselementtejä. Taulukko 411. Kartiorengasliitoksen (kuva 42a) toleranssisuositus. Toleranssit Akselin halkaisija Akseli Napa 38 mm h6 H7 > 38 mm h8 H Akselinpäät (SFS 2631) Lieriömäisten akselinpäiden mitat ja toleranssit on annettu taulukossa 412 (SFS 2631). Valmiina hankittavat koneet toimitetaan tavallisesti standardin mukaisilla akselinpäillä, ellei muuta ole sovittu. On huomattava, että mm. kuorikytkimet edellyttävät akselilta muunlaista toleranssia. Akselin olakkeiden pyöristyksistä on standardi SFS 5133.

31 31 Taulukko 412. Lieriömäiset akselinpäät (SFS 2631). Halkaisija Pituus l Halkaisija Pituus l Halkaisija Pituus l Halkaisija Pituus l d Tol. Pitkä Lyhyt d Tol. Pitkä Lyhyt d Tol. Pitkä Lyhyt d Tol. Pitkä Lyhyt (7)* 42* 130* k6 140* (9)* 48* * * (11)* 55* 170* (56) 180* 480 m6 14* 60* 190* * k6 1) (63) 200* * * 220* 560 (19)* 70* m m (71) * * 260 (24)* 80* * * 90* * * 100* k * * 120* (125)* 1) Halkaisijamitoilla mm voidaan tarvittaessa käyttää toleranssia j6. Sulkeissa olevia halkaisijamittoja on vältettävä yleisessä koneenrakennuksessa. Tähdellä * merkityt ovat suosituksen mukaisia sähkökoneiden akselinpäiden mittoja. Kirjallisuutta 1. Pere A. Koneenpiirustus 1 & 2. Kirpe Oy, MET Tekninen tiedotus 8/87. Toleranssien ja pinnankarheuksien valinta. Metalliteollisuuden kustannus s. ISBN Brändlein J., Eschmann P., Hasbargen L. & Weigand K. Die Wälzlagerpraxis, 3. Auflage. Mainz: Vereinigte Fachverlag s. ISBN SKF General catalogue, School edition 6000 EN, s. 5. FAG Rolling bearings HR 1. Schaeffler KG, s. 6. SFS Kutistus ja puristusliitos. Laskentaperusteet ja muotoiluohjeet. Suomen standardisoimisliitto, s.

32 32 7. Lapinleimu I. Toleranssit, sovitteet ja pinnankarheus. Tekniikan käsikirja, osa 8, 8. painos. Jyväskylä: Gummerus Oy S ISBN Decker KH. Maschinenelemente. Gestaltung und Berechnung. 12. Auflage. München: Carl Hanser Verlag s. ISBN SFSKäsikirja 61. Geometriset toleranssit. Toleranssiarvoja ja piirustusesimerkkejä. Suomen Standardisoimisliitto s. 10. Keinänen T. & Kärkkäinen P. Valmistustekniikan perusteet. 2. painos WSOY s. + liitteet. ISBN CLAMPEX WelleNabeVerbindung, KTR Kupplungstechnik. 30 s.