圧入公差表: 締り嵌め、ISO 指定、およびベアリング嵌め

公称サイズ 25 mm の H7 穴と p6 シャフトでは、1 ～ 35 ミクロンの干渉が生じます。図面に書かれた文字のペアではなく、その 1 つの数字によって、ギア ハブがトルクの下で保持されるか、最初のウォームアップ サイクル後にシャフト上で回転し始めるかが決まります。圧入公差表は、その数値を迅速かつ確実に見つけるのに役立ちます。

結論を先に言うと、干渉範囲の表を読み、その範囲を荷重、材質、動作温度に対してテストします。チャートが単独で失敗することはほとんどありません。誰かが古い図面から H7/p6 メモをコピーし、それを 90 ℃ で動作する薄壁のアルミニウム ハウジングに適用すると、フィットは失敗します。

圧入公差表の実際の内容

標準チャートは、ISO 286 に準拠しているか、古い ANSI B4.2 システムに準拠しているかに関係なく、次の 4 つのデータから構築されます。

• 18 ～ 30 mm または 30 ～ 50 mm などの公称サイズのバンド。制限はバンドの境界ごとに変化するため、バンドは文字と同じくらい重要です。
• 耐性クラスの手紙。大文字は H、K、N、P、S などの穴を表し、小文字は h、k、n、p、s などのシャフトを表します。
• 公差等級番号。数値は IT グレードであり、許容範囲の幅を設定します。 25 mm では、IT6 は 13 ミクロン、IT7 は 21 ミクロンです。
• 公称線またはゼロ線から測定されたミクロン単位の偏差。上限の偏差はラインより上にあり、下限の偏差はラインより下にあります。

グラフに記載されていないことも同様に重要です。基準温度は 20 ℃、表面はきれい、部品は丸くて硬いと想定しています。真円度誤差、表面粗さ、めっきの厚さ、使用中の熱膨張はすべて表の範囲外にあり、それぞれがページに印刷されている公差幅全体を超えて接合部を移動させる可能性があります。

チャートから干渉を直接読み取る方法

H7 穴と p6 シャフトを備えた公称 25 mm ジョイントを取り上げます。グラフには次の偏差が示されています。

• H7 穴: 0 ～ 21 ミクロン、つまり内径は 25.000 ～ 25.021 mm
• p6 シャフト: 22 ～ 35 ミクロン、つまりシャフトの寸法は 25.022 ～ 25.035 mm

最小しめしろは、最小のシャフトから最大の穴を引いたものです。25.022 から 25.021 を引いた値は 0.001 mm、つまり 1 ミクロンに相当します。最大しめしろは、最大のシャフトから最小の穴を引いたものです。25.035 マイナス 25.000 は 0.035 mm、つまり 35 ミクロンに相当します。

その 1 ミクロンの床が H7/p6 の弱点です。わずかに楕円形のボア、リードの面取りのバリ、またはハウジングよりも 5 ℃ 温度が高いシャフトを使用すると、完全に消去される可能性があります。 H7/p6は一度組み立てた剛性の高いスチール部品で適度なトルクに適しています。実際の保持力が必要な場合は、文字列を r6 または s6 まで上げて、それに伴うより高い組み立て力を受け入れます。

圧入公差グラフの呼び径 25 mm での値

以下の表は、18 ～ 30 mm バンドの圧入公差表から最もよく抽出される組み合わせを示しています。しめしろは上記の例と同じ方法で計算され、負の値は組み立て後にクリアランスが残っていることを意味します。

2 行はもう一度見てみる価値があります。まず、H7/k6 は工場では圧入とよく説明されますが、その最小結果は 19 ミクロンのクリアランスであり、低トルクでも滑る可能性がある移行ばめになります。次に、P7/h6 は、シャフトの h 偏差を一定に保ちながら、H7/p6 と同じ干渉範囲を生成します。これは、1 つの研磨シャフトに複数のハブが搭載されている場合に便利です。

穴基準またはシャフト基準: チャートがどのシステムに基づいて構築されているか

ほとんどのチャートは穴ベースで印刷されています。つまり、穴は一定の H 偏差を維持し、シャフト文字が機能します。リーマ、ボーリング、穴あけツールは、図面上のすべての接合部に合わせて調整するよりも、1 つの固定サイズで保持する方が簡単であるため、これは生産に適しています。

シャフトの基準はロジックを反転します。シャフトは h に留まり、穴の文字が変わります。どちらのシステムも同じ干渉を与えることができるため、通常、アセンブリ全体で制御されたサイズに機械加工するのにどの部品がより安価であるかによって選択が決まります。

フィッティングを行う前に確認すべきこと

• 負荷とトルク。しめしろは摩擦のみによってトルクを伝達する必要があり、必要な接触圧力はトルクとともに増加し、ジョイントの長さと直径とともに減少します。
• 素材ペア。アルミニウムまたは鋳鉄ハブ内のスチール シャフトは、柔らかい素材の方が早く変形し、熱によってより多く動くため、スチール上のスチールとは異なる動作をします。
• 壁の厚さ。薄いハブはプレス中に内側に歪み、有効干渉が減少し、ボアが楕円化する可能性があります。
• 使用温度。スチールは 1 ℃あたり約 11.5 マイクロストレイン、アルミニウムは約 23 マイクロストレインで膨張します。スチール シャフトにプレスされたアルミニウム ハブが 60 ℃ 上昇すると、25 mm でおよそ 17 ミクロンのしめしろが消費される可能性があります。
• 組み立て方法。油圧プレス、誘導ヒーター、またはフリーザー シュリンクはそれぞれ異なる干渉レベルを許容しますが、サーマル アセンブリではコールド プレスよりも常に多くの干渉が許容されます。

軸受はめあいでは同じルールを異なる数値で使用します

ベアリングは、ベアリング リングがすでに独自の公差に従って製造されているため、圧入公差表が実際の生産に適合する場所です。通常精度クラスの内径25mm深溝玉軸受の内径偏差は0～マイナス10ミクロンであり、一般的なH7穴のような0～マイナス21ミクロンではありません。したがって、ジョイントはシャフトの偏差と軸受穴の偏差の間で計算する必要があります。

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25 mm の k5 シャフトのサイズは 2 ～ 11 ミクロンです。 0 ～ マイナス 10 ミクロンの穴に対して、ジョイントは 2 ～ 21 ミクロンの締め代で着地し、通常の荷重下で回転する内輪に軽くて信頼性の高い圧入を実現します。ハウジング側の動作は異なります。H7 ボアは通常、小さなクリアランスを残しますが、シャフトが熱で成長するにつれて非位置決め外輪がわずかに自由にクリープする必要があるため、このクリアランスは意図的なものです。

リングフィットは、プレーンハブでは決して起こらない方法でベアリングの形状とも相互作用します。ソリッドスチールシャフトでは、しまりばめにより内部すきまがしめしろ値のおよそ 70 ～ 80% 縮小するため、20 ミクロンのはめあいでは約 15 ミクロンのすきまが除去されます。これが、ベンチ上で自由に回転するベアリングが一度座るときつく感じる理由であり、 内部すきまと予圧 エンジニアリングデスクのフィットチャートの隣にあります。

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2 列のアンギュラーコンタクト設計も同様に反応し、2 つの列が同じリングを共有する場合、その効果はさらに増大します。 1 列では許容できるきつい嵌めでも、2 列ユニットに予圧がかかり、運転温度が上昇する可能性があるため、シャフトとハウジングの公差は、最初の試運転後ではなく、ベアリングを注文する前に確認する必要があります。

一般的な圧入の問題とその原因

• プレス中のかじりや傷は、通常、表面の粗さ、潤滑剤の不足、またはリードの面取りの欠落が原因で発生します。
• メッキの驚き。硬質クロムまたはニッケルは、各表面あたり約 5 ～ 20 ミクロンを追加するため、めっき前に公差内にあったシャフトは、圧入が詰まりになってしまいます。
• 熱膨張差、クリープ、局所的な降伏によって引き起こされる使用時の損失干渉。通常はアルミニウム ハブが被害者となります。
• 測定誤差。 20℃で校正されたマイクロメーターまたはボアゲージは、30℃で測定された25mmスチールシャフト上の約3ミクロン小さい部品を読み取ります。これは限界嵌合を反転させるのに十分です。

製造現場での適合性の指定と検査

クラスと予想される結果の両方を図面に書き込みます。H7/p6 メモと 1 ～ 35 ミクロンの計算された干渉範囲を加えれば、解釈の余地はありません。ジョイントが安全に関連する場合は、サンプルアセンブリの押し出し力を検証する必要があるという注記を追加します。

検査は安定した温度で行われ、シャフトにはマイクロメーター、ハウジングにはエアゲージまたはボアゲージを使用し、真円度を 2 つの平面でチェックします。プレスする前に潤滑剤を塗り、プレスのストロークをゆっくりと直角に保ち、すでに 2 回プレスされたジョイントは再利用可能なジョイントではなく弱ったジョイントとして扱います。

圧入公差表に関する質問

圧入の公差はどのくらいですか?

単一の値はありません。公称サイズ 25 mm では、H7/p6 では 1 ～ 35 ミクロンの干渉が発生し、H7/s6 では 14 ～ 48 ミクロンの干渉が発生します。ベアリングのボアは独自のクラス公差に従っているため、これらのジョイントは個別に計算されます。

どれくらいの干渉が必要ですか?

摩擦によるトルクを伝達するのに十分な量に加えて、温度と真円度の損失に対するマージンを加えます。軽機械では通常 25 mm で 5 ～ 20 ミクロンが使用されますが、重工業用ジョイントでは 30 ミクロンを超えることがよくあります。

チャートに従っているのに圧入が失敗するのはなぜですか?

このチャートは 20 ℃ における理想的な丸くてきれいな部品を示しているためです。正しいチャート値でも接合部の緩みや固着が生じるのは、メッキの厚さ、楕円形、熱膨張、および繰り返しの組み立てが原因であることがよくあります。

圧入公差チャートは、決定そのものではなく、決定の始まりとして扱います。サイズバンドを選択し、干渉範囲を読み取り、温度、表面状態、肉厚によってどの程度の影響が生じるかを差し引いてから、フィットを図面に反映します。回転機器では、リングフィットと内部すきまを一緒に選択する必要があります。その組み合わせによって、機械が何年も静かに動作するか、再加工のために工場に戻るかが決まります。