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公差ばめ:すきまばめ、中間ばめ、しまりばめの違いはわずか数ミクロン
軸が穴にすべり込むものと、圧入しなければならない軸とでは、直径の差が人の髪の毛の太さより小さいことがあります。どちらになるかは数ミクロンで決まり、その挙動の違いは決定的です。
CLEARANCEばめには必ずすきまがあります。部品は手で組み付けられ、動きます。INTERFERENCEばめでは、軸が常に穴より大きくなります。部品は力ずくで押し込まれ、その後は永久に互いを締め付け合わなければなりません。TRANSITIONばめは、2つの部品がそれぞれの公差内のどこに位置するかによって、どちらにもなり得ます。
そのため、軸の上で軸受が回転することもあれば、外輪が割れることもあり、あるいは完璧に機能することもあります。これらはすべて同じ図面と同じ部品箱から生じます。はめあいは設計上の判断であり、何かを切削する前に数値で決定されます。
中級者
3時間
手順
1
1
両方の部品を測定し、正しく測定する
両方の部品を測定し、正しく測定する
適合を選ぶには、自分が何を持っているかを知らなければなりません。シャフトとボアを、マイクロメーターか良質のノギスで、長さに沿った複数の箇所と、周囲の複数の角度で測定してください。
複数の角度で測ることが重要なのは、完全な真円の部品は存在しないからです。ある方向で19.98 mm、90度の方向で20.02 mm と読めるシャフトは、真円から0.04 mmずれており、これはほとんどの適合公差より大きい値です。しかも両者を平均するとそのずれが隠れてしまいます。
まず両方の部品を同じ温度にそろえてください。鋼は1メートルあたり1度につき約11マイクロメートル膨張するため、50 mmの部品を1分間手で持っただけでも、測定しようとしている適合公差より大きく膨張することがあります。温かい手で扱うことは、ここでは現実的な誤差要因です。
このステップの材料:
鋼製シャフト 30 mm1 個必要な工具:
ノギス
デジタルノギス 6インチ2
2
計算の仕組みと、各はめあいの用途
計算の仕組みと、各はめあいの用途
Jupyter ノートブックを読み込み中…
このステップの材料:
鋼製シャフト 30 mm1 個
ボールベアリング1 個必要な工具:
ノギス
デスクトップパソコン
計算機3
3
温度は誤差ではなく道具である
温度は誤差ではなく道具である
外側を加熱すると膨張し、内側を冷却すると収縮する。両方を行えば、締まりばめ(インターフェアレンス・フィット)を手作業で組み付けられ、温度が均一になるにつれて固定される。
鋼はセ氏1度あたり1メートルにつき約11マイクロメートル膨張するため、100 mmの穴を100度加熱すると約0.11 mm広がる。これは通常の締まりばめの代わりとして十分すぎる量である。通常は120度のオーブン、またはシャフト用の冷凍庫で十分である。
ベアリングを約120度より高く加熱してはならない。それ以上になると硬化したリングが焼き戻しを始め、永久に硬度を失う。ベアリングの近くでバーナーを使えば数秒で台無しになる。誘導加熱器や加熱油槽が存在するのは、まさに温度を制御する必要があるからである。
このステップの材料:
鋼製シャフト 30 mm1 個
ボールベアリング1 個必要な工具:
デジタルノギス 6インチ
ニトリルゴム手袋4
4
表面仕上げと真円度もはめ合いの一部である
表面仕上げと真円度もはめ合いの一部である
測定された直径は、山と谷がある表面の平均値です。二つの粗い表面を押し付けると山が平らになるため、実効的なしめしろは測定値より小さくなります。普通の旋削加工では、その差がしばしば2〜5ミクロンに達します。
そのため、軸受けの座は旋削ではなく研削で仕上げられます。これは神経質になっているからではありません。粗い座は、継手に初めて荷重がかかった時点で、15ミクロンのしめしろのかなりの割合を平らになった山に奪われ、その後軸受けがクリープ変形します。
真円度も同じくらい重要です。0.03 mmの楕円状の穴は、丸い軸を二点で締め付け、90度の位置に隙間を残します。そのため圧力は分散せず集中し、それが軸受けの外輪を歪ませ、内部すきまも失わせます。
このステップの材料:
鋼製シャフト 30 mm1 個必要な工具:
ダイヤルゲージ
ノギス
すきまゲージセット関連ブループリント
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