5 вещей, которые вам нужно знать о концентричности OD/ID

Как проверить концентричность двух диаметров (и других факторов при поиске труб)

Проблема как проверить концентричность двух диаметров часто встречается при поиске трубок. Он включает определение толщины стенки — измерение между внешним диаметром (OD) и внутренним диаметром (ID) трубы — в разных точках, чтобы увидеть, насколько она постоянна по отношению к центральной оси.

Задача заключается в установлении теоретической центральной оси, которая служит точкой отсчета (базовой осью). Это может сделать идеальную концентричность почти такой же трудной для измерения, как и для ее достижения.

И именно поэтому разумно помнить о следующих вещах, прежде чем задавать измерения наружного и внутреннего диаметра труб с требованиями концентричности.

1. Что такое концентричность?

Среди допусков GD&T концентричность носит сложный характер — своего рода «круговая симметрия», используемая для установления зоны допуска для средних точек цилиндрической или сферической детали.

В чем разница между цилиндричностью и концентричностью? В то время как цилиндричность – это показатель округлости и прямолинейности вдоль полной оси 3D-детали, концентричность позволяет сравнить внешний диаметр и внутренний диаметр или сравнить округлость в двух разных точках.

Иногда называется соосностью. , концентричность GD&T «управляет центральной осью ссылочного элемента относительно базовой оси», согласно веб-сайту GD&T Basics.

Проще говоря, вы можете определить концентричность как меру постоянства толщины стенки трубы, трубы или другого цилиндра. Таким образом, концентричность определяет центральную ось, полученную из средних точек детали, измеренных в поперечных сечениях.

Это означает, что если бы концентричность была «идеальной», то толщина стенки между наружным и внутренним диаметром была бы одинаковой в каждом поперечном сечении в каждой точке по диаметру трубы.

Что делает концентричность такой сложной функцией?

Концентричность трубки зависит от измерений от производной оси, а не от материальной поверхности. Другими словами, создается теоретическая трехмерная цилиндрическая зона допуска. в которую должны попасть все производные срединные точки трубы.

Именно поэтому концентричность обычно используется для высокоточных деталей, где крайне необходимо контролировать эти срединные точки.

Что такое эксцентриситет и концентричность?

Когда толщина стенки трубы различается, возникает эксцентричность. трубка - такая, в которой центр окружности, образованной OD, находится в точке, отличной от центра окружности, образованной ID. (Другими словами, эти две окружности не концентричны. .)

Эксцентричность измеряется по поперечному сечению для определения минимального и максимального размеров стенки трубы. Затем вычислите разницу между минимальной и максимальной толщиной и разделите эту цифру пополам.

2. Выноски концентричности OD/ID

Требования к концентричности трубок по внешнему и наружному диаметру могут быть указаны на чертеже несколькими способами, в том числе:

• Обозначение концентричности GD&T, представляющее собой круг внутри круга
• Процент эксцентриситета
• TIR (общие показания индикатора)
• Письменные заявления, такие как "OD и ID должны быть концентрическими в пределах 0,00X дюймов"

Другой термин, который иногда используется, когда речь идет о концентричности, — это выступ стены. , что то же самое, что и МДП. Биение стенки рассчитывается путем помещения индикатора на деталь, когда она вращается вокруг своей оси, измеряя не только концентричность, но и круглость детали.

Биение стенки выводится из эксцентриситета трубы и описывает изменение толщины стенки по сравнению с заданной номинальной стенкой. Это также может быть выражено как:

• Максимальная толщина стенки минус минимальная толщина стенки.
• Эксцентриситет x 2 (умножить на два)

В тех случаях, когда эти (и другие) термины используются на чертежах для описания требований к концентричности, перед поставщиками материалов и мастерскими по прецизионной резке металла возникает задача не только определить, какой машинный процесс использовать, но и как измерить концентричность, чтобы она соответствовала спецификации.

3. Проблемы измерения концентричности

Это приводит нас к трудности измерения концентричности и определения того, достигнуты ли заданные OD и ID. В дополнение к проблеме установления теоретической центральной оси измерение концентричности требует:

• Выполнение множества измерений на нескольких поперечных сечениях.
• Точное отображение поверхности и определение срединных точек поперечных сечений
• Нанесение этих серий точек на карту, чтобы увидеть, попадают ли они в цилиндрическую зону допуска.

Вы можете использовать микрометр или оптический компаратор для измерения концентричности некоторых частей. Однако эту задачу лучше всего выполнять с помощью координатно-измерительной машины. (CMM) или другое компьютерное измерительное устройство. Однако CMM требует много времени, что, в свою очередь, означает дополнительные расходы.

Еще одна проблема заключается в том, что сегодняшняя микрообработка , измеряемые детали часто меньше, чем когда-либо прежде. Например, в случае крошечных прецизионных трубок, используемых в качестве компонентов медицинских устройств, проблема заключается в том, как проверить концентричность двух диаметров в очень-очень маленьких трубках.

4. Когда нужна концентричность

При всей этой сложности концентричность обычно используется только для деталей, которые требуют очень высокой степени точности для правильного функционирования.

Критична ли концентричность, зависит от конечного использования, например, должен ли какой-либо физический объект с собственным наружным диаметром поместиться в трубку. Например:

• Вообще, если трубка должна проходить внутри отверстия, а другая часть должна соответствовать внутреннему диаметру трубы, то наружный диаметр, внутренний диаметр и концентричность должны быть выровнены, чтобы все эти части работали вместе.
• Однако, если приложение требует, чтобы жидкость или газ проходили через трубку, концентричность может не иметь значения, поскольку неконцентричность трубки не будет препятствовать прохождению.

Но даже если концентричность не имеет решающего значения, может быть важно знать, насколько далеко от концентричности OD/ID может быть. Например, если жидкость или газ будут течь по трубе под давлением, может потребоваться указать минимально допустимую толщину стенки. чтобы гарантировать, что давление не приведет к разрыву тонкого участка на неконцентрической стенке трубы.

В некоторой степени выбор материала может также зависеть от концентричности или минимальной/максимальной толщины стенки. Например, если вы решили использовать сварные трубы, которые будут подвергаться шлифовке для формирования детали, вы можете указать минимальную толщину, чтобы предотвратить слишком тонкую шлифовку стенки трубы и разрыв сварного шва.

Аналогичным образом, если в вашем конечном приложении будет использоваться труба для перемещения жидкости под высоким давлением, лучшим выбором может быть бесшовный материал, который вытягивается, а не сваривается, чтобы свести к минимуму риск поломки. Но опять же, если труба будет просто выпускать воздух в окружающую среду, то использование бесшовных труб будет чрезмерным.

5. Альтернатива:концентричность или биение

В некоторых случаях вы можете избежать затрат времени и средств на проверку концентричности, заменив требования концентричности на runout. , что легче измерить и легче получить.

В то время как концентричность смотрит на то, насколько хорошо цилиндрический элемент центрируется на теоретической оси, биение смотрит на то, насколько элемент отклоняется от идеального круга, который точно центрирован на оси вращения. Другими словами, биение — это сочетание концентричности и круглости. — а если деталь идеально круглая, биение будет равно концентричности.

Хотя концентричность и биение — это не одно и то же, их часто можно использовать взаимозаменяемо для достижения одного и того же основного конечного результата.

Большая разница в том, что с биением вы можете физически коснуться и измерить поверхность детали. Управление биением также будет контролировать концентричность, хотя, по общему признанию, не в такой степени, как когда концентричность применяется сама по себе.

(Подробнее о биении, включая круговое биение, полное биение и TIR.)

Проектирование труб с учетом достижимых допусков

Помните, что возможность изготовления деталей с допустимыми допусками является критически важным соображением при выполнении чертежей. Вот почему большинство механиков, специалистов по измерениям и инженеров-конструкторов рекомендуют по возможности избегать концентричности внешнего и внутреннего диаметра.

Вместо этого вы можете использовать другие применимые обозначения GD&T на чертежах и проектах труб, чтобы избежать проблем с концентричностью наружного/внутреннего диаметра, поскольку они изначально не проектируются в детали.

Чтобы узнать больше о том, как указание характеристик и допусков GD&T влияет на качество изготовления деталей, загрузите нашу бесплатную статью Как точно настроить ваш запрос предложения с максимальной выгодой:часто задаваемые вопросы по поиску мелких деталей .