Pasowanie tulei i łożysk w tworzywach – co sprawdzić razem z luzem lub wciskiem?
Samo porównanie średnic jest dopiero początkiem. W gnieździe wykonanym z tworzywa znaczenie mają również temperatura, rozszerzalność, pełzanie, wilgotność materiału, sposób wykonania otworu i geometria otoczenia gniazda. Dlatego wynik luzu lub wcisku najlepiej traktować jako część większego procesu projektowego.
Jak kalkulator wyznacza luz, wcisk i pasowanie przejściowe?
Najpierw z wymiaru nominalnego i obu odchyłek powstają skrajne średnice otworu oraz tulei lub zewnętrznego pierścienia łożyska. Dzięki temu wynik nie opiera się na samym nominale, lecz pokazuje rzeczywisty zakres możliwy przy tolerancjach wykonania.
Jeżeli oba wyniki są dodatnie, cały zakres jest pasowaniem z luzem. Jeżeli oba są ujemne, mamy wcisk. Gdy jeden wynik jest ujemny, a drugi dodatni, tolerancje tworzą pasowanie przejściowe: część par może wejść z niewielkim luzem, a część z niewielkim wciskiem.
Przykładowo dla otworu 22,00 mm z odchyłkami −0,05/0,00 mm oraz elementu 22,00 mm z odchyłkami −0,01/0,00 mm zakres w temperaturze odniesienia wynosi od −0,05 do +0,01 mm. To pasowanie przejściowe, którego charakter zależy od rzeczywistych wymiarów konkretnej pary części.
Jeżeli wartości odchyłek pochodzą z oznaczeń typu H7, h6 lub podobnych, najpierw odczytaj ich wartości liczbowe dla właściwej średnicy z odpowiedniej tabeli. Ten kalkulator nie zamienia symbolu pola tolerancji automatycznie.
Temperatura może zmienić charakter pasowania w gnieździe z tworzywa
Otwór i element osadzany nie muszą zmieniać średnicy w tym samym tempie. Kalkulator stosuje liniową zależność temperaturową oddzielnie dla tworzywa i metalu:
Wartość α jest w formularzu podawana w ppm/K. Jeżeli tworzywo ma znacznie większy współczynnik rozszerzalności niż stalowa tuleja lub łożysko, przy wzroście temperatury otwór zwykle rośnie szybciej. Wcisk może wtedy zmaleć albo przejść w luz. Przy obniżeniu temperatury sytuacja może się odwrócić i zwiększyć naprężenie montażowe.
Dla domyślnych danych kalkulatora temperatura pracy 40°C zmienia początkowy zakres −0,05…+0,01 mm na około −0,016…+0,044 mm. Nadal jest to pasowanie przejściowe, ale przesunięte wyraźnie w stronę luzu. Takie porównanie warto wykonywać dla skrajnych temperatur rzeczywistej eksploatacji, a nie tylko dla temperatury hali montażowej.
Jeżeli projekt dotyczy długich elementów, szczelin montażowych albo płyt z PMMA/PC, osobno sprawdź kalkulator rozszerzalności cieplnej.
Ciekawostka
Ta sama nazwa rodziny tworzywa nie gwarantuje identycznej stabilności wymiarowej. Włókna, napełniacze, wilgotność i kierunek przetwórstwa mogą zmieniać zarówno rozszerzalność, jak i skurcz.
Dlatego pasowanie ustalone na jednym gatunku materiału nie powinno być bez sprawdzenia przenoszone na inny wariant oznaczony jedynie tym samym skrótem, np. PA lub PP.
Materiał, pełzanie, wilgoć i geometria gniazda – czego nie pokazuje sam wynik średnic?
Obliczenie geometryczne opisuje chwilowy zakres wymiarów, ale nie wyznacza siły wciskania ani długotrwałej siły utrzymującej tuleję. Tworzywa są podatne na relaksację naprężeń i pełzanie, dlatego wcisk, który podczas montażu wydaje się duży, może po czasie przenosić mniejsze naprężenie. W materiałach higroskopijnych dodatkowym źródłem zmian może być wilgotność.
Znaczenie ma także grubość ścianki wokół gniazda. Otwór umieszczony w masywnym korpusie zachowuje się inaczej niż cienki cylindryczny boss. Zbyt duży wcisk w cienkiej lub kruchej geometrii może powodować pękanie, bielenie naprężeniowe albo trwałe odkształcenie. Z tego powodu warto zestawić wynik pasowania z kalkulatorem grubości bossów i żeber.
Jeżeli otwór powstaje bezpośrednio w formie wtryskowej, jego wymiar zależy również od skurczu tworzywa i stabilności procesu. W takim przypadku warto sprawdzić tablicę skurczu wtryskowego oraz kartę konkretnego gatunku, zamiast traktować średnicę nominalną z modelu jako jedyny parametr.
W przypadku łożysk trzeba dodatkowo uwzględnić wymagania producenta dotyczące dopuszczalnych pasowań i odkształcenia pierścieni. Kalkulator nie zastępuje tych zaleceń – porządkuje geometrię i wpływ temperatury.
Przykład obliczeniowy i sposób interpretacji wyniku
Załóżmy otwór nominalny 22,00 mm z odchyłkami −0,05/0,00 mm oraz stalową tuleję 22,00 mm z odchyłkami −0,01/0,00 mm. W temperaturze 20°C najmniejszy otwór ma 21,95 mm, największy 22,00 mm, a tuleja może mieć od 21,99 do 22,00 mm.
Najgorszy przypadek wynosi 21,95 − 22,00 = −0,05 mm, natomiast największy luz wynosi 22,00 − 21,99 = +0,01 mm. Ponieważ zakres przecina zero, pasowanie jest przejściowe. Dla rzeczywistej serii oznacza to brak jednego, zawsze identycznego sposobu montażu, jeśli tolerancje pozostaną tak szerokie.
Po zwiększeniu temperatury do 40°C i zastosowaniu orientacyjnych współczynników 90 ppm/K dla tworzywa oraz 12 ppm/K dla stali zakres przesuwa się w stronę luzu. To pokazuje, dlaczego projekt gniazda należy oceniać nie tylko w temperaturze wymiarowania, lecz również podczas pracy.
Dla ucznia lub studenta dobrym sposobem kontroli jest zapisanie osobno: skrajnych wymiarów w temperaturze odniesienia, przyrostów cieplnych obu materiałów, nowych średnic oraz końcowych dwóch różnic. Dzięki temu łatwo zauważyć, na którym etapie powstaje błąd znaku lub jednostki.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Przy połączeniu wciskowym w tworzywie przygotuj kilka próbek z niewielką zmianą średnicy otworu i oceniaj je w temperaturze montażu oraz w skrajnej temperaturze pracy. Zapisuj także dokładny gatunek tworzywa i warunki kondycjonowania.
Jeżeli potrzebujesz bardzo powtarzalnego osadzenia łożyska, rozważ metalową wkładkę lub inne rozwiązanie konstrukcyjne zamiast zwiększania wcisku w samym tworzywie.
FAQ – pasowanie, luz, wcisk i tolerancje tulei oraz łożysk
Ostatnia aktualizacja: 23.08.2026