KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 7.
Na rysunku przedstawione zostały fragmenty dwóch elementów, które należy połączyć techniką połączenia wciskowego wtłaczanego. Jaka powinna być zależność pomiędzy wymiarami d1 i d2?
Ilustracja przedstawia dwa elementy techniczne, które mają być połączone techniką połączenia wciskowego wtłaczanego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Połączenie wciskowe wtłaczane wymaga wystąpienia wcisku (interferencji) już przed montażem. Oznacza to, że średnica wałka (d1) musi być większa od średnicy otworu (d2), czyli d1 > d2. Wtedy podczas wtłaczania następuje sprężyste (czasem sprężysto-plastyczne) odkształcenie i powstaje trwałe zespolenie.

Pełne wyjaśnienie:

W połączeniu wciskowym wtłaczanym (press fit, interference fit) elementy łączy się bez dodatkowych złączy, wykorzystując wcisk, czyli ujemny luz montażowy. Kluczowe jest to, że porównujemy wymiary przed montażem (w stanie swobodnym), zgodnie z ideą pasowań w systemie tolerancji ISO.

Jeżeli d1 oznacza średnicę zewnętrzną wałka (czopa), a d2 średnicę wewnętrzną otworu w tulei, to aby połączenie było wciskowe, musi zachodzić zależność:

d1 > d2

Różnica (d1 − d2) jest wciskiem. Podczas montażu elementy odkształcają się (zwykle sprężyście), dlatego mimo początkowej "niezgodności" wymiarów wałek może zostać wtłoczony do otworu. W praktyce montaż realizuje się np. na prasie, przez podgrzewanie tulei (chwilowy wzrost d2) lub schładzanie wałka (chwilowy spadek d1).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "d1 ≤ d2" opisuje sytuację z luzem lub co najwyżej bez wcisku, więc nie wymaga typowej siły wtłaczania i nie daje charakterystycznego "trzymania" przez nacisk powierzchniowy.
  • "d1 = d2" to w praktyce pasowanie bez luzu tylko w ujęciu idealnym; przy tolerancjach może przejść w luz lub wcisk, więc nie definiuje jednoznacznie połączenia wciskowego wtłaczanego.
  • "d1 < d2" oznacza pasowanie luźne (wałek mniejszy od otworu), typowe dla połączeń łatwo rozłącznych lub wymagających swobodnego ruchu, a nie dla wcisku.

Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj prostą regułę: luz → wałek mniejszy; wcisk → wałek większy; przejściowe → zależne od tolerancji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To połączenie nierozłączne (lub trudnorozłączne), w którym wałek i otwór mają tak dobrane wymiary, aby przed montażem występował wcisk. Montaż wymaga siły (np. prasy) albo wspomagania temperaturą, a utrzymanie wynika z nacisku powierzchniowego i tarcia.
Bo istotą wcisku jest ujemny luz: wałek ma minimalnie większą średnicę niż otwór, więc podczas montażu powstają odkształcenia sprężyste i nacisk na styku. To zapewnia trwałe osadzenie bez śrub czy kołków oraz przenoszenie momentu przez tarcie.
Sprawdź relację średnic przed montażem: pasowanie luźne ma d1 < d2 (jest luz), a wciskowe ma d1 > d2 (jest wcisk). Jeśli w treści pojawia się "wtłaczanie", "prasa" lub "trwałe osadzenie", zwykle chodzi o wcisk.
"Wcisk" to dodatnia różnica średnic wałka i otworu w stanie swobodnym, czyli sytuacja, gdy wałek jest większy niż otwór. Ta interferencja powoduje nacisk na styku po montażu, co daje tarcie i stabilność połączenia oraz ogranicza obrót i przesuw.
Gdy chcemy zmniejszyć siłę montażu i ryzyko uszkodzeń. Podgrzanie tulei powoduje jej rozszerzenie, więc średnica otworu chwilowo rośnie. Po ostygnięciu tuleja kurczy się i zaciska na wałku, odtwarzając wymagany wcisk i pewne osadzenie.
Czasem tak, jeśli użyje się montażu termicznego: schłodzenie wałka lub podgrzanie tulei może umożliwić wsunięcie elementów z małą siłą. Po wyrównaniu temperatur powstaje docelowy wcisk. W praktyce i tak często stosuje się prasę dla kontroli procesu.
Najczęstsze to: mylenie kierunku nierówności (wybór d1 < d2), ignorowanie tolerancji (traktowanie d1 = d2 jako pewnego wcisku), oraz brak rozróżnienia, który wymiar dotyczy wałka, a który otworu. Błędem jest też nieuwzględnianie chropowatości i długości styku.
Chropowatość zmienia warunki styku i tarcia. Zbyt duża chropowatość może powodować zacieranie, trudniejszy montaż i uszkodzenie powierzchni, a zbyt mała (bardzo gładka) może obniżyć tarcie i odporność na poślizg. W praktyce dobiera się ją do wymagań nośności i technologii.
W systemie otworu bazowego często spotyka się układy typu H7 z wałkiem w strefie dodatniej odchyłki, np. literami z zakresu p, s, u (zależnie od wymaganego wcisku). Kluczowe jest, że te kombinacje dają sytuację, w której wałek jest większy od otworu.
Najpierw ustal, co jest wałkiem (średnica zewnętrzna) i co jest otworem (średnica wewnętrzna) na podstawie wymiarowania i przekroju. Następnie przypomnij regułę pasowań: wcisk oznacza wałek większy od otworu, czyli d1 > d2.
info

Około 57% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Według specjalistów z branży: "Połączenie wciskowe wtłaczane wymaga wystąpienia wcisku (interferencji) już przed montażem."

Źródła:

  • PN-EN ISO 286-1:2011 (lub nowsza) "Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system for tolerances on linear sizes — Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits", rozdziały definiujące pasowania i relacje otwór–wałek
  • PN-EN ISO 286-2:2011 (lub nowsza) "Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system for tolerances on linear sizes — Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit deviations for holes and shafts", tabele odchyłek dla otworów i wałków (np. strefy dla pasowań z wciskiem)

Materiały:

  • PN-EN ISO 286-1 (system tolerancji ISO – podstawy pasowań)
  • PN-EN ISO 286-2 (tabele klas tolerancji i odchyłek granicznych)
  • Podręcznik do podstaw konstrukcji maszyn: rozdział o pasowaniach i połączeniach nierozłącznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego