Curs Nr.7 Tcd - Tolerantele Pieselor Filetate.docx

`Capitolul 7

Tolerantele si ajustajele pieselor filetate 7.1 Consideratii generale

Piesele filetate sunt organe de asamblare demontabile, foarte des utilizate in constructia de masini si aparate pentru diferite scopuri. Filetul este o nervura in forma de elice pe o suprafata de revolutie cilindrica sau conica, la exterior, in cazul surubului, si la interior in cazul piulitei. Axa suprafetei de revolutie la surub coincide cu aceea a suprafetei de revolutie de la piulita, determinand axa asamblarii cu filet. Asamblarea filetata este formata dintr-un arbore filetat, denumit surub si un alezaj filetat denumit piulita. Deoarece suprafetele filetate sunt mai complexe decat suprafetele cilindrice sau conice netede, elementele dimensionale, mai numeroase, care definesc asamblarea filetata sunt (Fig.7.1):

Fig.7.1 Elementele dimensionale ale filetului metric ISO.

-

diametrul mediu, notat cu D2 la piulita si d2 la surub, diametrul cilindrului fictiv ce

intersecteaza spirele filetului astfel incat latimea plinurilor este egala cu latimea golurilor; 1

-

pasul, p, care este distanta masurata paralel cu axa suprafetei filetate intre doua flancuri

consecutive de aceeasi inclinatie; -

unghiul, α, unghiul dintre flancurile profilului filetului;

-

diametrul exterior, d, si D, diametrul cilindrului tangent la varfurile filetului exterior si

fundurile filetului interior; -

diametrul interior, d1 si D1, diametrul cilindrului tangent la fundurile filetului exterior si

respectiv varfurile filetului interior; -

inaltimea teoretica a profilului, H, distanta in directie perpendiculara pe axa filetului intre

varful si baza triunghiului generator al profilului. Pasul elicei filetului este distanta cu care avanseaza surubul la o rotatie completa. O piesa filetata poate avea un singur filet, filet simplu, sau cu un singur inceput (Fig.7.2a), sau mai multe filete, identice si echidistante, filet multiplu, sau cu mai multe inceputuri (Fig.7.2b). Filetele cu un singur inceput inseamna ca pe suprafata cilindrica a corpului surubului este infasurata o singura nervura. Filetele cu doua inceputuri inseamna ca pe suprafata cilindrica a corpului surubului sunt infasurate doua nervuri separate intre ele cu pasul filetului. La filetele cu un singur inceput, la o rotatie cu 3600 a corpului surubului, el avanseaza axial cu o distanta egala cu pasul surubului (pasul surubului este egal cu pasul elicei filetului). La filetele cu doua inceputuri, la o rotatie cu 3600 a corpului surubului, el avanseaza axial

Thread Terminology Thread Terminology

cu o distanta egala cu dublul pasului surubului (adica cu o distanta egala cu pasul elicei filetului).

Pasul elicei Pasul filetului

Pasul elicei Pasul filetului

b)

a)

Single Lead Double Lead Single Lead Double Lead Fig.7.2 a) Filete cu un singur inceput; b) filete cu doua inceputiri.

11

11

Dupa destinatie filetele se clasifica in: - filete de fixare, folosite la asamblarea a doua sau mai multe piese (ex. suruburi, piulite, prezoane); 2

- filete de miscare, folosite pentru a deplasa o anumita piesa sau a transmite o forta asupra unei piese sau pentru ambele scopuri in acelasi timp (ex: surubul conducator la strung, surubul unei prese cu surub, etc.). In functie de forma profilului filetului se deosebesc: filete metrice ISO (profil triunghiular), filete patrate, trapezoidale, fierastrau, rotunde, filete pentru tevi, etc. In mod obisnuit filetele de fixare au profil triunghiular, iar cele de miscare profil patrat, trapezoidal, fierastrau.

Dupa forma generatoarei pe care Thread se dispune elicea de un anumit profil a filetului se Thread Terminology Terminology deosebesc: filete cilindrice si filete conice (pot realiza si a etansare in asamblarea filetata). Sensul elicei filetului este si sensul de insurubare althread surubului, respectiv dreapta daca sensul Right-hand Left-hand thread rotire ridge pentru insurubare in sensul acelor de ceasornic (Fig.7.3a), sau stanga sensulonto de • de Helical • onto Helical ridge of uniform crossdaca section of uniformeste cross section which nuteste is invers which nut is threaded in counterclockwise threaded direction insurubare acelorin declockwise ceasornic (Fig.7.3b). direction • When cut on lathe, toolbit advanced from right to left • When cut on lathe, toolbit advanced from left to right

19

18

a)

b)

Fig.7.3 a) Filet pe dreapta; b) filet pe stanga.

Terminologia utilizata la definirea filetelor cilindrice si conice este normalizata prin STAS 3872 – 83. Stabilirea tolerantelor la elementele dimensionale ale filetelor are ca scop indeplinirea urmatoarelor conditii de baza: -

interschimbabilitatea fara sortare si ajustare a pieselor filetate;

-

rezistenta asamblarii filetate;

-

un contact cat mai uniform intre flancurile filetelor asamblate pe inaltimea filetului si pe

lungimea de insurubare.

3

7.2 Tolerantele si ajustajele filetelor metrice ISO de uz general 7.2.1 Sistemul de tolerante pentru ajustajele cu joc

Pentru prescrierea tolerantelor si abaterilor fundamentale este necesar sa se stabileasca un profil de referinta care sa joace acelasi rol ca « linia zero » pentru asamblarile cilindrice. Acest profil de referinta numit profil nominal al filetului metric ISO este standardizat prin STAS 6371-73 si este prezentat in Fig.7.4. Filet interior

Filet exterior

Fig.7.4 Profilul nominal al filetului metric ISO.

S-a notat cu H – inaltimea profilului nominal, respective distanta intr-un plan axial intre varful si fundul filetului. Sistemul de tolerante pentru ajustajele cu joc ale filetelor metrice ISO de uz general, este stabilit de standardul STAS 8165-82. Sistemul de tolerante pentru filete stabileste: - tolerantele la diametrele filetului respectiv diametrul mediu d2, D2, (Td2, TD2) si diametrul varfului filetului d si D1 (Td, TD1), definite prin trepte de precizie; - pozitiile campurilor de toleranta, definite prin abaterile fundamentale: abaterea inferioara “EI” la filete interioare si abaterea superioara “es” la filete exterioare; - clasele de toleranta recomandate, reprezentand o selectie a combinatiilor intre treptele de precizie si pozitiile campurilor de toleranta. Acestea sunt raportate la trei clase de executie a filetelor (fina, mijlocie, grosolana) si pentru trei lungimi de insurubare (scurta, normala si lunga). 4

- abaterile limita la diametrele filetului pentru campurile de toleranta recomandate. Treptele de precizie pentru diametrul mediu (d2, D2) si diametrul varfului filetului (d, D1) se prevad conform celor prezentate in Tabelul 7.1.

Tabelul 7.1 Filet

Diametrul

Interior

D1

4, 5, 6, 7, 8

D2

4, 5, 6, 7, 8

d

4, 6, 8

d2

3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Exterior

Treapta de precizie

In general, treapta 6 de precizie se prescrie pentru clasa de executie mijlocie si pentru grupa de insurubare normala, treptele de precizie sub 6 se prescriu filetelor din clasa de executie fina si din grupa de lungimi de insurubare scurta, iar treptele de precizie peste 6 sunt destinate filetelor din clasa de executie grosolana si din grupa de lungimi de insurubare lunga.

S-au stabilit pozitiile campurilor de toleranta (Fig.7.5) : - pentru filetul interior : G si H; - pentru filetul exterior: g, f, e, si h

Piuliţǎ

Şurub

Fig.7.5 Pozitiile campului de toleranta la filete interioare si la filete exterioare.

5

Fig.7.6 Pozitiile campurilor de toleranta pentru filet interior (piulite).

Aceste conditii au fost selectate pentru a permite o asamblare usoara si, cand este necesar, aplicarea unui strat acoperitor de protectie pe flancurile filetului. Pozitiile H si g sunt socotite normale pentru ajustajul cu joc (jmin>0). Profilul real al fundului filetului interior si al filetului exterior nu trebuie sa depaseasca in nici un punct profilul nominal al filetului.

Fig.7.6 Pozitiile campurilor de toleranta pentru filet exterior (suruburi).

6

Valorile abaterilor fundamentale pentru filete interioare si exterioare, (diametre nominale 1600 mm), cu pasul cuprins intre 0,2 pana la 6 mm sunt indicate in Tabelul 3 din STAS 8165-82. Se observa ca din pozitiile campurilor de toleranta, figurile 7.5 si 7.6, ca tolerantele se prescriu pentru diametrul mediu (d2, D2) si diametrul varfului filetului (d, D1) si nu se prescriu tolerante pentru diametrul fundului filetului (d1 si D). Clasa de toleranta al diametrului unui filet se simbolizeaza prin cifra care indica treapta de precizie, urmata de litera care indica pozitia campului de toleranta, de exemplu: 6e, 6g, 5H, 6H, etc. In STAS 8165-82 sunt indicate in tabelele 9 si 10 tolerantele recomandate pentru surub si piulita si respectiv ajustajele ce rezulta utilizand tolerantele recomandate. Simbolizarea tolerantelor pentru filete exterioare si filete interioare se face dupa cum urmeaza: a) daca pentru diametrul mediu si diametrul varfului filetului se prevede aceeasi clasa de toleranta, aceasta se indica o singura data, exemplu: M22 x 1,5 – 6g pentru un filet exterior; M22 x 1,5 – 6H pentru un filet interior;

b) daca pentru diametrul mediu se prescrie o clasa de toleranta diferita de cea pentru diametrul varfului filetului, acestea se indica succesiv, exemple: M22 x 1,5 – 5g 6g, clasa de toleranta 5g se prescrie diametrului mediu (d2), iar 6g pentru diametrul exterior (d); M22 x 1,5 – 6H 7H, pentru D2 clasa de toleranta este 6H, iar pentru D1 este 7H;

Ajustajul filetat (format din surub si piulita) se simbolizeaza ca in exemplul urmator: M22 x 1,5 – 6H/5g6g, unde 6H este clasa de toleranta pentru diametrul mediu D2 si diametrul varfului filetului D1 pentru piulita, 5g este clasa de toleranta pentru diametrul mediu d2 , iar 6g este clasa de toleranta pentru diametrul varfului filetului d la surub.

Simbolizarea unui ajustaj filetat mai poate indica : -

sensul filetului, simbolul RH pentru filet dreapta, simbolul LH pentru filet stanga;

-

lungimea de insurubare in mm. 7

Exemplu: M22 x 1,5 LH – 6g – 30, indica un filet metric la un surub cu diametrul exterior d = 22 mm, pasul de 1,5 mm, sensul filetului stanga, clasa de toleranta la diametrul mediu d2 si la varfului filetului d – 6g, lungimea de insurubare de 30 mm.

7.2.2 Sistemul de tolerante pentru ajustajele cu strangere

Ajustajele cu joc tratate mai sus, asigura rezistenta si stabilitatea asamblarii prin tensiunile create pe unul dintre flancurile filetului, dar pe flancurile neactive se creeaza evident un joc. Din aceasta cauza este necesar ca la capetele surubului sa existe elemente de sprijin, capul surubului si piulita. Sunt si cazuri cand aceasta solutie de asamblare este fie imposibila, fie nerationala din punct de vedere constructiv si tehnologic. La fixarea chiuloasei pe blocul cilindrilor unui motor cu ardere interna, la fixarea capacului carterului unui motor de avion, la asamblarea motoarelor electrice, etc., suruburile sunt inlocuite cu prezoane care sunt bare cilindrice filetate la ambele capete si fara cap sau alte elemente de sprijin. Un capat filetat, al prezonului se insurubeaza cu strangere in locasul filetat al piesei de baza (de ex. – blocul cilindrilor), iar dupa montarea piesei pereche (ex. – a chiuloasei) la celalat capat al prezonului se insurubeaza (cu joc) o piulita obisnuita. Ajustajul dintre prezon si blocul cilindrilor se realizeaza cu strangere pe diametrul mediu. Valoarea strangerii maxime care poate fi admisa depinde de rezistenta materialului si de constructia corpului sau piesei de baza. Sistemul de tolerante pentru ajustajele cu strangere ale filetelor metrice ISO de uz general este reglementat de standardul STAS 5792-90 (diametre nominale 5 - 45 mm, valori de pas 0,8 -3 mm). Standardul se refera la ajustajele filetate realizate prin insurubarea prezoanelor de otel in piese cu filet interior, executate din otel, aliaje de inalta rezistenta si aliaje de titan, fonta sau aliaje de aluminiu si magneziu, fara utilizarea concomitenta a unui mod de fixare suplimentara. Pozitiile campurilor de toleranta ale filetului interior si ale filetului exterior, pentru ajustajele cu strangere sunt prezentate in Fig.7.7.

8

D2

Fig.7.7 Pozitiile campurilor de toleranta ale filetului interior si exterior la ajustajele cu strangere.

Valorile abaterilor fundamentale, pentru cele doua filete interior si exterior, sunt indicate in tabelul 4 din standard, iar tolerantele in tabelul 5 din standard. Lungimile de insurubare (Ls), se definesc in functie de materialul piesei in care se monteaza aceste filete, astfel: -

pentru insurubare in otel, aliaje de inalta rezistenta si aliaje de titan, Ls = 1d - 1,25d;

-

pentru insurubare in fonta, Ls = 1,25 - 1,5d;

-

pentru insurubare in aliaje de aluminiu si magneziu, Ls = 1,5 - 2d, unde d este diametrul

exterior al surubului. Notarea claselor de tolerante si a ajustajelor cu strangere se face conform STAS 8165-82, cu precizarea ca in notare nu se indica simbolul clasei de tolerante a diametrului exterior al filetului exterior. Asamblarea pieselor trebuie sa se faca din grupe de sortare de acelasi ordin.

9

7.2.3 Sistemul de tolerante pentru ajustajele intermediare

Sistemul de tolerante pentru ajustajele intermediare este reglementat de standardul STAS 11432-90 si se refera la ajustajele filetate realizate prin insurubarea prezoanelor din otel in piese cu filet interior, executate din otel, fonta sau aliaje de aluminiu si magneziu, cu utilizarea concomitenta a unui mod de fixare suplimentara. Pentru filetul exterior se prevad urmatoarele clase de toleranta: -

pentru diametrul exterior (d), 6g;

-

pentru diametrul mediu (d2), 4jh; 4j; 4jk; 2m;

Pentru filetul interior se prevad la: -

diametrul mediu (D2), 3H; 4H; 5H;

-

diametrul interior (D1), 6H.

Notarea claselor de tolerante si a ajustajelor se face conform STAS 8165-82 cu precizarea ca nu se indica simbolul clasei de tolerante (6g) pentru diametrul exterior, filet exterior, fiind constant.

7.3 Tolerantele si ajustajele filetelor miniaturale de uz general

Filetele metrice ISO miniaturale, de uz general, sunt destinate asamblarii pieselor de dimensiuni mici. Profilul nominal al acestor filete este dat in STAS 9674/1-74, iar dimensiunile nominale (M0,3...M0,9, cu pasul p = 0,08 - 0,225 mm) sunt date in STAS 9674/2 -74. Sistemul de tolerante al filetelor miniaturale, stabilit prin STAS 9674/3 -74, prevede pentru piulita si surub cate doua pozitii ale tolerantelor la diametrul mediu si diametrul varfurilor filetului, caracterizate prin abateri fundamentale corespunzatoare simbolizate astfel: H, G – pentru diametrele filetului interior (piulita); h, g – pentru diametrele filetului exterior (surub). Marimea campului de toleranta este stabilita astfel: -

pentru clasa de executie fina, treptele de precizie 3, 4 si 5;

-

pentru clasa de executie mijlocie treapta de precizie 6.

10

7.4 Tolerantele si ajustajele filetelor pentru produse din mase plastice

Tolerantele si ajustajele filetelor metrice ISO pentru produse din mase plastice sunt reglementate prin standardul STAS 8404/2-74. Profilul nominal al acestor filete, utilizate la produse din mase plastice care se asambleaza intre ele sau se asambleaza cu piese metalice, este prezentat in STAS 8404/1-74, domeniul de dimensiuni nominale fiind cuprins intre 1 si 120 mm, iar valorile pentru pas cuprinse intre 0,2 si 6 mm. Pozitiile campurilor de toleranta sunt: -

pentru filetul interior, H si G;

-

pentru filetul exterior, h si g.

Pentru diametrele medii (D2 si d2), pentru diametrele varfurilor filetelor (D1 si d) si pentru diametrul interior al filetului exterior (d1) se prevad tolerante in cinci trepte de precizie, simbolizate cu cifre de la 6 la 10. Campurile de toleranta preferentiale in functie de clasele de executie sunt prezentate in Tabelul 7.2.

Tabelul 7.2 Clasa de executie

Campul de toleranta al filetului Interior

Exterior

Mijlocie

6H, 6G

6h, 6g

Grosolana

7H, 7G

8h, 8g

Foarte grosolana

(h, 8H

10h, 8h

S-au stabilit trei clase de executie: - mijlocie, pentru filete de precizie mai inalta, la care se impun conditii de coaxialitate si etanseitate ; - grosolana, pentru filete de precizie medie, supuse la solicitari ; - foarte grosolana, pentru filete slab solicitate cu precizie redusa si pentru filetele pieselor din mase plastice care se asambleaza cu piese din materile metalice.

11

7.5 Tolerantele si ajustajele filetelor MJ din constructia aerospatiala

Filetele MJ utilizate in aeronautica sunt reglementate prin standardul international ISO 5855 care cuprinde in cele trei parti, conditii generale, dimensiunile limita pentru suruburi si piulite si dimensiunile limita pentru racorduri pentru sisteme de fluide. Standardul roman SR ISO 5855-3;1994 stabileste dimensiunile limita, respectiv tolerantele filetelor MJ pentru racordurile sistemelor de fluide din constructia aerospatiala pentru un domeniu de diametre nominale cuprins intre 8 si 50 mm (valorile pentru pasul filetului fiind 1; 1,25; 1,5; si 2 mm). Profilul MJ este cel al filetuluii metric ISO prezentat in Fig.7.4, denumirea de profil nominal fiind inlocuita cu cea de profil de baza. Sunt stabilite clasele de tolerante pentru doua cazuri de ajustaje (conform Tabelului 7.3), cazul general de ajustaj H/h (jmin = 0) si ajustaj H/g (jmin>0). Tabelul 7.3 Ansamblu Caz general ajustaj H/h (jmin = 0)

Ajustaj H/g (jmin>0)

Filet exterior

Filet inerior

d

6h

D1

5H

d2

4h

D2

4H

d

6g

D1

5H

d2

4g

D2

4H

Fiind filete de precizie si siguranta maxima in constructia racordurilor sistemelor de fluide se prescriu tolerante diferite pentru: -

diametrul mediu d2, D2;

-

diametrul varfului filetului d si D1;

si functie de aceste tolerante standardul SR ISO 5855-3 prevede toleranrte si pentru urmatoarele dimensiuni, respectiv: -

diametrul interior al filetului exterior notat

cu d3; Fig.7.8 Profilele limita pentru filetele exterioare 4h6g.

-

pasul nominal p, toleranta notata cu Δp;

-

semiunghiul profilului α/2 = 300, toleranta

notata cu Δα.

12

Pentru diametrul exterior al filetului interior D se stabileste numai o limita maxima notata cu D 3. Profilele limita pentru filetele exterioare 4h6h si 4g6g impreuna cu tolerantele la dimensiuni sunt reprezentate in Fig.7.8 si 7.9.

Fig.7.9 Profilele limita pentru filetele exterioare 4g6g.

Profilele limita pentru filetele interioare 4H5H impreuna cu tolerantele la dimensiuni sunt prezentate in Fig.7.10

Fig.7.10 Profilele limita pentru filetele interioare 4H5H.

Notarea tolerantelor si ajustajelor filetelor MJ se face astfel: 13

-

MJ22 x 1,5 – 4h6h pentru un filet exterior MJ cu diametrul exterior 22 mm, pasul 1,5 mm, toleranta la diametrul mediu Td2 – 4h si toleranta la diametrul exterior Td -6h;

-

MJ22 x 1.5 – 4H5H pentru un filet interior MJ avand diametrul exterior 22 mm, pasul 1,5 mm, toleranta diametrului mediu TD2 -4H si toleranta diametrului interior TD1 -5H.

Ajustajul format cu cele doua filete se noteaza MJ22 x 1,5 – 4H5H/4h6h. Valorile limita precum si tolerantele pentru dimensiunile d, d2, d3, D2, D1, D, p, si α/2, Rmax si Rmin sunt indicate in tabelele 3-7 din SR ISO 5855-3:1994.

7.6 Tolerantele si ajustajele filetelor metrice trapezoidale ISO

Filetele trapezoidale sunt destinate pentru transmiterea miscarii fiind utilizate la suruburi conducatoare, la mecanismul de avans al masinilor unelte, la suruburile pentru piese si instalatii de ridicat precum si la unele mecanisme de directie. Elementele filetelor metrice trapezoidale ISO sunt prezentate in urmatoarele standarde: -

profilul de baza in SR ISO 2901: 1996;

-

diametre nominale si pasi in SR ISO 2902: 1996;

-

sistemul de tolerante in SR ISO 2903: 1996. Profilul de baza al filetului metric trapezoidal (Fig.7.11) are forma unui trapez isoscel,

laturile neparalele formand un unghi de 300. Inaltimea profilului de baza este astfel aleasa, incat sa fie egala cu jumatatea pasului, H1 = p/2.

Piuliţǎ

Şurub

Fig.7.11 Profilul de baza al filetului metric trapezoidal ISO.

14

Pentru ca miscarea piulitei pe surub sa se faca usor, sunt prevazute jocuri (care reprezinta spatii pentru ungere) pe diametrele exterior, interior si mediu al filetului. Standardul SR ISO 2904: 1996 prevede: 1) profiluri cu joc la fundul filetului si fara joc pe flancuri; 2) profiluri cu joc la fundul filetului si pe flancuri.

Sistemul de tolerante al filetelor metrice trapezoidale ISO prevede urmatoarele: a) pozitiile campurilor de toleranta: -

H pentru filetul interior (Fig.7.12a);

-

e, c pentru filetul exterior (Fig.7.12b);

b) treptele de precizie la diametre conform Tabelului 7.4.

Tabelul 7.4 Diametrul filetului

Treapta de precizie

Diametrul interior piulita D1

4

Diametrul exterior surub d

4

Diametrul mediu piulita D2

7, 8, 9

Diametrul mediu surub d2

(6), 7, 8, 9

Diametrul interior surub d1

7, 8, 9

Treapta de precizie 6 pentru diametrul mediu al filetului exterior este inclusa numai ca mijloc de calcul al tolerantelor pentru treptele de precizie 7, 8 si 9.

c) doua clase de executie: – mijlocie, pentru uz general; – grosolana, pentru cazurile in care executia se face in conditii tehnologice dificile;

d) doua lungimi de insurubare: normala (N) si lunga (L).

15

Fig.7.12 Pozitiile campurilor de toleranta pentru filetele interior si exterior profil trapezoidal ISO.

La piulita atat diametrul mediu D2, cat si pentru diametrul exterior D si interior D1, pozitia campului de toleranta este “H”, respectiv abaterea fundamentala EI = 0. La surub pentru diametrele exterior d si interior d1, pozitia campului de toleranta este “h”, respectiv abaterea fundamentala es = 0, spre deosebire de diametrul mediu unde es este diferita de zero si negativa (pozitiile campului de toleranta fiind “c” si “e”). Tolerantele filetelor trapezoidale cu mai multe inceputuri sunt egale cu cele pentru filetele cu un inceput, cu exceptia tolerantelor la diametrul mediu TD2 si Td2. Acestea se obtin prin multipilcarea valorilor de la filetele cu un inceput cu coeficienti indicati in tabelul 10 din SR ISO 2903:1996. Notarea tolerantelor si ajustajelor filetelor metrice trapezoidale ISO se face asemanator filetelor metrice ISO cu profil triunghiular si cuprinde: -

simbolul pentru profilul filetului (Tr),

-

dimensiunile diametrului si pasului nominal;

-

simbolul clasei de toleranta la diametrul mediu.

Exemple: Tr 50 x 8 – 8H , filet interior cu diametrul nominal de 50 mm, pasul 8 mm si toleranta diametrului mediu (TD2), 8H; Tr 50 x 8 – 7e, filet exterior cu aceleasi dimensiuni si toleranta la diametrul mediu (Td2), 7e;

16

Asamblarea filetata sau ajustajul piulita-surub se noteaza: Tr 50 x 8 – 8H/7e

Un filet trapezoidal exterior cu doua inceputuri si filet pe stanga se noteaza: Tr 50 x 16 (p8) LH – 7e, cu pasul elicei filetului (Ph) de 16 mm, iar pasul profilului filetului (p) este de 8 mm.

Numarul de inceputuri (n) este egal cu raportul dintre pasul elicei si pasul profilului filetului: n = Ph/p in acest caz fiind de 2.

7.7 Tolerantele si ajustajele filetelor ferastrau, rotunde, pentru tevi si conice

Filetele ferastrau se utilizeaza in special pentru asamblarile la care transmiterea fortelor importante se face intr-un singur sens, spre exemplu presele cu surub. Profilul de baza al filetului stabilit prin STAS 2234/1 -75 este caracterizat prin asimetria flancurilor, astfel pe un flanc unghiul este de 30 iar pe celalalt flanc este de 300 (Fig.7.13).

Piuliţǎ

Şurub

Fig.7.13 Filet ferastrau.

Dimensiunile nominale, diametre si pasi, pentru filetele ferastrau sunt indicate in STAS 2234/2 – 75. Sistemul de tolerante al filetelor ferastrau este prezentat in STAS 2234/3 – 75 si prevede urmatoarele pozitii ale campurilor de tolerante: - H pentru filetul interior; - h, e, c, pentru filetul exterior. 17

Treptele de precizie sunt 7, 8, 9 si 10 iar notarea tolerantelor se face similar cazului filetelor trapezoidale.

Filetele rotunde, au urmatoarele intrebuintari: -

filetul rotund obisnuit folosit la piese si obiecte cu rol functional mai putin important (capace de

vase, recipiente); -

filetul Edison utilizat la dulii, fasunguri si elemente de siguranta;

-

filete pentru biciclete;

-

filete pentru ansamblul cuplei de cale ferata normala. Profilul filetului rotund are la baza un triunghi cu bisectoarea perpendiculara pe axa

piesei filetate si cu varfurile rotunjite (Fig.7.14). Profilul nominal, dimensiunile nominale si sistemul de tolerante ale filetului rotund de uz general sunt stabilite prin STAS 668-86.

Exemplu de simbolizare: Filet Rd 40 x 5, ce reprezinta un filet rotund cu diametrul nominal de 40 mm si pasul de 5 mm. Piuliţǎ

Şurub

Fig. 7.14 Filet rotund.

Filetele pentru tevi realizeaza doua categorii de imbinari: - cu etansare in filet, imbinarea fiind realizata intre un filet `conic exterior si un filet cilindric interior; - fara etansare in filet, imbinarea fiind realizata intre un filet cilindric exterior si un filet cilindric interior.

18

Profilul filetului utilizat este triunghiular cu unghiul de 550 (filet Whitworth), iar standardele care descriu aceste filete sunt: -

STAS 8130 -88, Profil, dimensiuni, tolerante pentru filete fara etansare;

-

STAS 402 -88, Profil, dimensiuni, tolerante pentru filete cu etansare in filet.

Filetele conice sunt utilizate la asamblarea unor elemente de armaturi, tevi si mansoane in cazul unor presiuni si temperaturi ridicate. Conditia functionala importanta a asamblarii, etanseitatea, se asigura doar prin deformarea flancurilor filetelor in directie radiala si axiala. Filetul conic poate fi proiectat in doua moduri: -

filet conic cu bisectoarea unghiului profilului (triunghiular), perpendiculara pe generatoarea conului (Fig.7.15a);

-

filet conic cu bisectoarea unghiului profilului perpendiculara pe axa conului (Fig.7.15b).

a)

b) Fig.7.15 Filetul conic.

Primul tip se prelucreaza mai usor, dar cel de-al doilea are avantajul unui contact mai bun al flancurilor filetului si elementele filetului se masoara mai usor. Sunt standardizate doua tipuri de filete conice: -

filetul conic metric, prin STAS 6423 – 81 in care este indicat profilul filetului si tolerantele;

-

filet conic in toli (Briggs), prin STAS 6422 – 61 in care se indica profilul filetului si STAS 7085 – 64 care stabileste tolerantele acestui tip de filet.

19

7.8 Filete patrate

Filetele patrate se folosesc la suruburile de avans ale masinilor unelte. Sectiunea transversala a acestui filet este un patrat (Fig.7.15).

Fig.7.15 Filet patrat.

Marele avantaj al filetului patrat este faptul ca are un randament mai mare decat filetele trapezoidale deoarece lipsa inclinatiei flancului filetului duce la anularea presiunii radiale pe piulita, conducand la o durata de functionare mai mare. Dezavantajul acestui tip de filet consta in dificultatea de executie a lui. Filetul, este realizat cu o scula cu un singur tais deci este mai lung timpul de executie si deci mai scumpa fabricarea lui. De aseamenea nu pot transmite sarcini mari asa cum transmit filetele trapezoidale unde radacina filetului este mai mare. Uzura lor nu poate fi compensata, deci vor trebui înlocuite.

Exemplu de simbolizare:

Sq 60 x 9, care este un filete patrat cu diametrul nominal de 60 mm si pasul de 6 mm.

Sq 60 x 18(P9) LH, care este un filet patrat cu diametrul nominal de 60 mm, pasul elicei de 18 mm, pasul filetului de 9 mm, deci este un filet cu doua inceputuri, cu filet pe stanga.

Pasul standard pentru filetele cu profil patrat este dat in Tabelul 9.

20

Tabelul 9. Pasul standard pentru filete cu prafil patrat. Diametrul nominal [mm]

Pasul [mm]

22, 24, 26, 28

5

40, 44

7

48, 50, 52

8

55, 60

9

65, 70, 75, 80

10

85, 90,95, 100

12

7.9 Masurarea si controlul filetelor 7.9.1 Masurarea si controlul filetelor cilindrice

La filet se masoara in general acele elemente care determina conditiile de insurubare la asamblarile filetate. Din acestea fac parte in primul rand diametrul mediu al filetului, pasul si semiunghiul profilului. Controlul filetelor se face prin metode complexe sau diferentiate. Metoda complexa se caracterizeaza in fond prin verificarea diametrului mediu dat, iar cea diferentiata prin verificarea diferitelor elemente ale filetului. Metoda diferentiata se aplica la verificarea sculelor filetate (tarozi, calibre). Pentru controlul pieselor filetate de serie se aplica mai ales metoda complexa bazata pe folosirea calibrelor limitative.

a) Masurarea diametrului exterior. La filetele exterioare masurarea diametrului exterior “d” se poate face cu orice aparat potrivit pentru masurarea corpurilor cilindrice, daca fetele active ale acestuia au latimea necesara ca pe o parte sa cuprinda doua varfuri, iar pe cealalta un varf de filet, cu scopul de a prinde piesa supusa verificarii. b) Masurarea diametrului interior. Masurarea diametrului interior “d1” la filetele exterioare se face cu aceleasi aparate, sau intrebuintand adausuri prismatice care se aseaza pe fundul filetului. Aceste adausuri prismatice folosite pentru masurarea filetelor trapez sau patrat sunt reprezentate in Fig.7.16a, in care se vede chiar procedeul de reglare a aparatului la dimensiunea necesara dupa o cala etalon.

21

b) a) Fig.7.16 a) Masurarea diametrului interior la filete trapezoidale; b) Masurarea pasului filetului.

Diametrul interior al calibrelor tampon pentru filet se masoara in general prin metoda proiectiei la microscopul universal sau cu microscopul de atelier.

c) Masurarea unghiului profilului la filete. Masurarea semiunghiului flancurilor se poate efectua cu microscopul universal, cu microscopul de atelier, cu sabloane limitative si raportoare.

d) Masurarea si controlul pasului filetului. Masurarea pasului filetului se poate face cu ajutorul sabloanelor filet, cu pasametre (portative sau stationare) si prin metode optice, cu microscopul universal sau de atelier. Pentru controlul rapid al pasului filetului sau numarului de pasi pe tol, se utilizeaza sabloane pentru filet (Fig.7.16b). Un asfel de sablon este confectionat din tabla de otel (1) taiat la un capat dupa profilul si pasul unui anumit filet. Mai multe sabloane din acestea sunt fixate intr-o rama de tabla (2) nituite la capete (3), ansamblul formand ceea ce in atelier se numeste lera pentru filet. Pentru controlul unui filet se cauta care anume dintre sabloane se portiveste cu forma filetului, iar marimea pasului este gravat pe lama sablonului. Exista astfel de lere pentru filet metric, altele pentru filet in toli, iar unele cu ambele feluri de filete.

e) Masurarea diametrului mediu la filete. Aceasta masurare se poate face prin metoda micrometrelor pentru filet cu varfuri de masurare, metoda celor trei sarme. Micrometrele pentru filet (Fig.7.17), sunt folosite la masurarea diametrului mediu “d2” al filetelor. Aceste micrometre au o constructie speciala care permite folosirea adausurilor (6, 7, 8, 9 si 10), necesare masurarii filetelor.

22

Fig.7.17 Masurarea diametrului mediu la filete cu micrometre pntru filet.

Potcoava 1, nicovala 2, surubul micrometric 3, bratul cilindric 4 si tamburul 5 nu se deosebesc de elementele similare ale micrometrelor obisnuite, decat prin gaurile de diametru de 3,5 mm, executate in nicovala si in capatul surubului micrometric. In fiecare gaura este fixata cate o bila pe care se sprijina cozile adausurilor pentru masurare. Varfurile adausurilor pentru masurare se executa pereche, fiecare pereche servind la masurarea diametrului mediu d2 al filetului intr-un anumit interval de pasuri si de unghiuri de profil. Erorile de masurare ale diametrului mediu al filetului cu ajutorul micrometrului pentru filet sunt aproximativ de doua ori mai mari decat erorile de masurare ale micrometrelor netede de precizie obisnuita. Aceasta din cauza ca intervin atat erorile de executie a semiunghiului flancurilor cat si acelea ale varfului insusi al filetului. Ca urmare, indicatiile micrometrului sunt totdeauna superioare diametrului mediu real al filetului, ceea ce face ca micrometrul pentru filet sa nu fie folosit pentru masurarea calibrelor pentru filet sau a tarozilor de precizie.

Metoda sarmelor (rolelor) calibrate. Este o metoda indirecta de masurare, de precizie ridicata, dar cu o productivitate relativ scazuta. Metoda se utilizeaza la masurarea filetelor cu profil triunghiular (metrice si in toli), trapezoidal si fierastrau. Aplicarea metodei consta in : - asezarea intre spirele filetului a trei sarme (role) calibrate (Fig.7.18), sau a doua sau numai unei sarme (role) calibrate; - masurarea cotei peste sarme, Cs, cu ajutorul unui aparat: micrometru, ortotest, aparat Abbe verical, optimetru vertical, etc;

23

- calculul diametrului mediu d2 utilizand formula de calcul specifica fiecarui tip de filet in parte si functie de numarul de sarme (role) folosit.

a)

b)

Fig.7.18 a) Masurar ea cotei peste 3 sarme, Cs; b) Calculul d2 = f(Cs, ds, p) pentru 3 sarme (role).

Din Fig.7.18b, considerand sarma sau rola de diametrul optim, cea care vine in contact cu flancurile filetului in punctele de intersectie cu diametrul mediu d2, se observa ca: d2 = Cs – 2AO - 2(OC-BC)

(3)

Dar: 𝐴𝑂 = 𝑂𝐶 = 𝐵𝐶 =

𝑑𝑠 2 𝑑𝑠

𝛼 2𝑠𝑖𝑛 2 𝑝 𝛼 𝑐𝑡𝑔 4 2

unde s-a notat: ds – diametrul sarmelor (rolelor) calibrate; p – pasul filetului; 𝛼 2

- semiunghiul profilului filetului.

In consecinta: 𝑑2 = 𝐶𝑠 − 𝑑𝑠 (1 +

1 𝑠𝑖𝑛

𝑝

𝛼 2

𝛼

Pentru filetul metric ( 2 = 300 ), relatia (4) devine: 24

𝛼

) + 2 𝑐𝑡𝑔 2

(4)

𝑑2 = 𝐶𝑠 − 3𝑑𝑠 + 0,866𝑝

(5)

𝛼

iar pentru filetul in toli ( 2 = 270 30′ ); 𝑑2 = 𝐶𝑠 − 3,165𝑑𝑠 + 0,9605𝑝; In practica se folosesc tabele intocmite pe baza formulelor de mai sus, in care se utilizeaza valorile 𝛼

nominale pentru p, ds si 2 . Diametrele optime ale sarmelor (rolelor) calibrate pentru filetul metric sunt prezentate in Tabelul 10.

Tabelul 10 Pasul filetului [mm]

Pasul filetului [mm]

0,2

Diametrul optim al sarmei ds0 [mm] 0,118

Pasul filetului [mm]

0,75

Diametrul optim al sarmei ds0 [mm] 0,433

3,5

Diametrul optim al sarmei ds0 [mm] 2,020

0,25

0,142

0,80

0,461

4

2,311

0,30

0,170

1,0

0,577

4,5

2,595

0,35

0,211

1,25

0,724

2,886 5,

0,40

0,232

1,50

0,866

5,5

3,177

0,45

0,260

1,75

1,008

6,0

3,464

0,50

0,291

2,00

1,157

0,60

0,343

2,50

1,441

0,70

0,402

3,00

1,732

Si ele au fost calculate (din ΔOBD, Fig.7.18b) cu formula:

𝑑𝑠0 =

𝑝

𝛼 = 𝑝 ∙ 0,57735027 (6) 2𝑐𝑜𝑠 2

Eroarea limita de masurare a diametrului mediu prin metoda sarmelor (rolelor) calibrate este determinata de erorile elementelor care intra in formula de calcul a acestuia, respectiv: -

δCs – eroarea limita a aparatului de masurare a cotei Cs (pentru micrometru δCs = ± 8μm);

-

δds – abaterea de la diametrul optim al sarmelor calibrate;

-

δα – abaterea de la valoarea nominala a pasului.

In functie de aceste abateri, diametrului mediu calculat i se fac corectiile C1, C2, C3, C4 calculate cu formule date in Tabelul 11.

25

Tabelul 11. Corectiile Tipul filetului

C1

C2

C3

C4

Metric

± δCs

-1,5 δds

(0,5ds – 0,3 δp)

1,732δp

Semnul abaterilor δds, δp si δα se ia (+) cand ds, p si α sunt mai mari decat valorile nominale si (-) cand sunt mai mici. Semnul corectiei C3 se ia din Tabelul 12. Tabelul 12. ds>ds0

ds
Semnul abaterii δα

Semnul corectiei C3

Semnul abaterii δα

Semnul corectiei C3

±

±

±

±

Diametrul mediu efectiv se va determina cu relatia: d2ef = d2max +C1+C2+C3+C4

(7)

Modul de folosire al sarmelor (rolelor) calibrate este urmatorul: - dupa ce s-a determinat cu microscipul pasul efectiv al piesei filetate supuse masurarii se cauta in Tabelul 10 diametrul optim al sarmelor calibrate pentru va;loarea nominala a pasului cea mai apropiata de valoarea efectiva masurata. Din trusa existenta in laborator se ia setul de trei sarme calibrate cu valoarea respectiva si cu ajutorul unui micrometru de exterior se masoara cota peste sarme Cs. - Se calculeaza diametrul d2 cu formula (4) si se fac corectiile C1, C2, C3, C4 (Tabelul 11), unde este cazul.

Controlul complex cu ajutorul calibrelor limitative Controlul filetelor cu ajutorul calibrelor este una dintre metodele de control cele mai raspandite, in special in cazul productiei de serie si de masa, a filetelor de fixare si prezinta avantajul ca verificarea pieselor se face in timp foarte scurt si nu necesita o calificare ridicata a controlorului. Clasificarea calibrelor filetate fixe, pentru filete cilindrice este redata in STAS 4079-53, dintre care se prezinta tipurile cele mai uzuale: Piesa filetata se considera buna in cazul in care calibrul Trece (T) se insurubeaza in piesa de controlat fara a fi fortat pe toata lungimea lui, iar calibrul Nu Trece (NT) nu se insurubeaza sau se insurubeaza partial (cel mult 3 rotatii), fara a iesi in partea opusa. De obicei la partea NT spira filetului nu este materializata pe toata inaltimea ei.

26

Aceasta metoda de calcul este complexa, deoarece calibrul trece controleaza simultan toate elementele filetului, asigurand in felul acesta interschimbabilitatea asamblarilor filetate. Calibrele limitative pentru controlul filetelor se pot grupa in urmarele categorii: 1. Calibre filetate pentru filete exterioare: a) Calibre inel (Fig.7.19a); b) Calibre potcoava (Fig.7.19b);

a)

b)

Fig.7.19 Calibre limitative pentru filete exterioare: a) de tip inel; b) de tip potcoava.

Cele de tip potcoava se compun din doua perechi de role. Primele doua role sunt partea Trece (T), iar urmatoarele doua role partea Nu Trece (NT). Piesa ce trebuie verificata trebuie sa treaca de primele doua role si sa nu teaca de urmatoarele doua role. In acest mod se poate verifica piesa dintro singura miscare, fiind mai productiva.

2. Calibre filetate, fixe pentru filete interioare: a) Calibre tampon: a) dintr-o bucata; b) demontabile (Fig.7.20); c) pentru dimensiuni mari (M100-M180) (Fig.7.21);

27

b)

a)

Fig.7.20 Calibre limitative pentru filete interioare. a) pana la M20; b) peste M20.

Fig.7.21 Calibre limitative pentru verificarea filetelor interioare de dimensiuni mari (M100-M180).

28