Szögtűrés

A szögtűrés alapvető fogalom a mérnöki és gyártási területeken, amely a fizikai jellemzők – például felületek, tengelyek vagy élek – közötti névleges (tervezett) szögtől való legnagyobb megengedett eltérést írja le. A szögtűrések helyes meghatározása és ellenőrzése elengedhetetlen minden olyan területen, ahol az orientáció kritikus – különösen a repülésben, űriparban, autóiparban, precíziós optikában és általános gépészeti alkalmazásokban.

Alapfogalmak

Névleges szög

A névleges szög a tervekben vagy rajzokon meghatározott ideális érték, például 45°, 90°, vagy bármely más, a működéshez szükséges pontos beállítás. Minden tűrés és eltérés ehhez az ideálishoz viszonyítva kerül mérésre, biztosítva a gyártás és ellenőrzés következetességét.

Tűréstartomány

A tűréstartomány az a megengedett tartomány (szögegységben vagy 3D orientációs zónában), amelyen belül a tényleges jellemzőnek mérhetőnek kell lennie a megfelelőséghez. A GD&T rendszerben a tűréstartományt két sík vagy egy hengeres határ is meghatározhatja, amely a megadott szöget egy alapsíkhoz viszonyítva tartalmazza.

Megengedett eltérés

A megengedett eltérés a névleges szögtől való legnagyobb megengedett változás, amelyet általában ±x fok, perc vagy másodperc formájában tüntetnek fel. Például 60° ±0°20′ azt jelenti, hogy a tényleges szög 59°40′ és 60°20′ között elfogadható.

Általános tűrések (ISO 2768)

Az általános tűrések azokra a jellemzőkre vonatkoznak, amelyeket nem tüntetnek fel külön a rajzokon. Az ISO 2768 az elsődleges szabvány, amelyben a tűrésosztályok a finomtól (f) a nagyon durváig (v) terjednek, és az alapértelmezett tűréseket a jellemző mérete és osztálya szerint határozzák meg.

Példatáblázat (ISO 2768-1):

Lásd: ISO 2768-1 (Wikipédia)

Szögek méretezése

A szögek méretezése két jellemző közötti szöget írja le. Ezeket fokban (°), percben (′) és másodpercben (″) adják meg, a tűrések pedig a megengedett eltérést szabályozzák.

Tűrésosztály

A tűrésosztály határozza meg a megengedett eltérés szigorúságát. Például a repülőgép-alkatrészek gyakran „finom” vagy „közepes” osztályú tűréseket alkalmaznak a biztonságkritikus illesztések biztosításához.

Szabványok és szimbólumok

ISO 2768

Nemzetközi szabvány az általános tűrésekhez – beleértve a szögtűréseket is –, amelyet akkor alkalmaznak, ha a rajzon nem tüntetnek fel konkrét határértékeket. Táblázatokat és osztályokat tartalmaz a megadás egyszerűsítéséhez.

• ISO 2768 (Wikipédia)

ASME Y14.5 / GD&T szögesség

Az ASME Y14.5 szabályozza az észak-amerikai geometriai méretezést és tűrésezést. A szögesség a GD&T rendszerben egy adott szögben történő orientációt ír le egy alapsíkhoz viszonyítva, nem csupán a szöget, hanem a teljes alakzat orientációját egy 3D tűréstartományon belül.

Jellemző vezérlő keret példa:

| ∠ | 0.2 | A |

Ez azt írja elő, hogy a felületnek a megadott szögben, egy 0,2 mm-es zónán belül kell lennie, az A alapsíkhoz viszonyítva.

• Geometriai méretezés és tűrésezés (Wikipédia)

ISO 286

Bár az ISO 286 főként lineáris illesztésekre koncentrál, rendszerét néha olyan szerelvényeknél is alkalmazzák, ahol lineáris és szögtűrések is találkoznak – például tengelyek és furatok esetén.

• ISO 286 (Wikipédia)

Szögesség szimbóluma & jellemző vezérlő keret

A GD&T szögesség szimbóluma (∠) a jellemző vezérlő keretben jelzi az orientáció tűrését egy adott szögben az alapsíkhoz képest.

• Geometriai tűrésszimbólumok (Wikipédia)

Szögtűrés megadása

• Közvetlen ± jelölés: Közvetlenül a rajzon (pl. 45° ±0°10′).
• Általános tűrés megadása: A címmezőben, ISO 2768 vagy hasonló szabványra hivatkozva.
• GD&T jellemző vezérlő keret: Szögesség szimbólummal és hivatkozással egy alapsíkra.

Repülés & ICAO vonatkozás

Jelentősége a repülésben

A szögtűrések kiemelten fontosak a repülésben a szerkezeti integritás, a motorfelfüggesztés és különösen a léginavigációs eljárások terén. Nem megfelelő szögkontroll befolyásolhatja a repülésbiztonságot, az aerodinamikai hatékonyságot és a szabályozói előírásoknak való megfelelést.

ICAO & PANS-OPS

Az ICAO (Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet) szabványokat állapít meg a léginavigáció számára, beleértve, hogy a szögtűrések miként befolyásolják a repülési eljárástervezést, az akadálytávolságot és a navigációs pontosságot.

• International Civil Aviation Organization (Wikipédia)
• PANS-OPS (Wikipédia)

Példa:
Egy várakozó kör belépési szöge vagy megközelítési pálya eltérése ICAO által meghatározott szögtűrésekkel szabályozott a biztonsági tartalékok és akadálymentesség biztosításához.

Mérési módszerek

• Szinuszvonalzó / magasságmérő: Precíz szögellenőrzéshez.

• Autokollimátor: Nagy pontosságú optikai méréshez.

• Optikai komparátor: Vetített vizuális méréshez.

• Koordináta-mérőgép (CMM): 3D mérés összetett jellemzőkhöz.

• Digitális szögmérő / szögadó: Gyors ellenőrzés szereléskor vagy helyszínen.

• Szögmérés (Wikipédia)

Jellemző értékek

Következmények és legjobb gyakorlatok

• Tervezés: Csak ott adjon meg szűk tűréseket, ahol azt a funkció vagy a biztonság indokolja; a túl szűk tűrések növelik a költséget és a gyártás nehézségét.
• Ellenőrzés: Kalibrált, megfelelő műszereket használjon a szükséges pontosság eléréséhez.
• Repülés: Mindig ellenőrizze az ICAO vagy FAA eljárási dokumentumokat az adott szögtűrési követelményekhez.

Hivatkozások és további olvasnivaló

• ISO 2768 — Általános tűrések
• ASME Y14.5 — Geometriai méretezés és tűrésezés
• GD&T szögesség magyarázata (Wikipédia)
• PANS-OPS (ICAO)
• Szögmérés (Wikipédia)
• ISO 286 — ISO illesztési rendszer

Főbb tudnivalók

• A szögtűrés elengedhetetlen a helyes orientáció és illeszkedés biztosításához a mérnöki munkában, különösen a repülésben a biztonság érdekében.
• Szabványok – például az ISO 2768 és az ASME Y14.5 (GD&T) – határozzák meg a szögtűrés megadásának és mérésének módját.
• A repülésben és ICAO eljárásokban szigorú szögkontroll szükséges a biztonságos léginavigációhoz és légtérgazdálkodáshoz.
• Legjobb gyakorlat, hogy általános tűréseket alkalmazzon a nem kritikus jellemzőkre, és explicit vagy GD&T tűréseket a biztonság- vagy funkciókritikus elemekre.

További útmutatásért konzultáljon az adott iparág és alkalmazás hivatalos szabványaival és szabályozási dokumentumaival.