Passingen in de Werktuigbouwkunde: Lichtkruip, Pers en Overgangspassingen

Wat is een passing?

De relatie tussen twee onderdelen waarbij één in de ander wordt gemonteerd met een bepaalde mate van vast of los: passing.

Geënigineerde producten bestaan uit componenten die over elkaar glijden of ingedrukt moeten worden. De term 'passing' beschrijft de dimensionele relaties: of componenten los of vast zitten, wat glijden of persen mogelijk maakt.

Typen passingen

Volgens Indiase/Britse normen, gebaseerd op werkelijke grenzen van gat/as, drie hoofsklassen:

1. Lichtkruippassingen (Clearance fits)
2. Perspassingen (Interference fits)
3. Overgangspassingen (Transition fits)

[Afbeelding: tolerantiezonevisualisatie]

1. Lichtkruippassingen

Positieve toelaatheid tussen grootste as en kleinste gat. Minimale lichtkruip > 0. Losse verbindingen: vrijheidsgraad tussen as en gat.

[Afbeelding: tolerantiezones lichtkruip]

Wat is een tolerantiezone?

Voorbeeld: 10 mm moer op 10 mm bout. Fouten → moer 9,98 mm → past niet. Tolerantiezone definieert acceptabele afmetingsvariatie voor wisselbaarheid.

Bij lichtkruippassing: grote ruimte tussen tolerantiezone gat en as. Gat > as → delen kunnen draaien/glijden. Minimum gat > maximum as. Montage: as glijdt en draait gemakkelijk in gat. Voorbeelden: zuiger/klep.

Subtypen lichtkruippassingen

1. Glijpassing: minimale lichtkruip, hoge precisie (glijtanden, auto-montages, kleppen, koppelingsschijven, machineonderdelen, reitstokas draaibank)
2. Lichte glijpassing: kleine lichtkruip, niet-regelmatige/regelmatige trage bewegingen (zuiger)
3. Draaipassing: grote lichtkruip, matige snelheid, geen hoge nauwkeurheid, grote temperatuurschwankingen, hoge drukken (tandwielen, koppelingen)
4. Vrije draaipassing: minimale lichtkruip voor precisie, met smering montage zonder kracht, vrij draaien/glijden (asgeleiding, rolgeleiders)
5. Losse draaipassing: grote lichtkruip, hoge snelheden, nauwkeurigheid niet kritiek (klinken, draaipunt, hitte, corrosie/verontreiniging gevoelige delen)

2. Perspassingen

[Afbeelding: tolerantiezones perspassing]

Tolerantiezone as ligt boven die van gat → as dikker dan gat. Negatieve toelaatheid (interferentie). Montage/demontage vereist grote kracht (hamer, hydraulische pers). Grootste gat < kleinste as.

Subtypen perspassingen

1. Krachtpassing: hoge interferentie, onderdeel verwarmen voor montage, externe kracht nodig (tandwielen, assen)
2. Stramme passing: minimale interferentie (trapkettingwiel, cilinderlijpen)
3. Aandrijvingspassing: middelhoge interferentie, montage met verhoogde kracht (koud/warm smeden), betrouwbaarder dan stramme passing (assen, tandwielen, bussen)

3. Overgangspassingen

[Afbeelding: tolerantiezones overgangspassing]

Ligt tussen lichtkruip en perspassingen. Geen garantie op interferentie of lichtkruip: zelfde passing kan bij één paar interferentie geven, bij ander lichtkruip. Tolerantiezone as ligt tussen onder- en middengrens gat-tolerantiezone → gat kleiner dan as. Monteer met lichte druk (drukpassingen). Hoge precisie, nauwkeurige uitlijning (bijv. as-sleutel).

Subtypen overgangspassingen

1. Krachtpassing
2. Stramme passing
3. Wringpassing
4. Drukpassing

Classificatie volgens Newall-systeem

1. Draaipassing (Running fit): gladde, lichte passing voor bewegende lagers. As voldoende kleiner voor oliefilm. Gemiddelde lager: toelaatheid 0,025 mm per 25 mm diameter.
2. Drukpassing (Push fit): montage met lichte handkracht (centreerstiften, doppen), onvoldoende lichtkruip voor rotatie.
3. Aandrijvings-/perspassing (Driving/press fit): montage met hamel/medium druk. Half-permanent (bijv. sleutelkettingwiel op as).
4. Krachtpassing/krimppassing (Force/shrink fit): grote druk of gat verwarmd → krimpt op as (ook 'heet passing'). Twee delen rigide verbonden. As zeker groter dan gat. Trein/tram/karrenwielen.

Gat- en asbasissysteem

Twee systemen voor afmetingsvariatie:

• Gatbasissysteem: gat constant, as varieert. Hoog/laag grenzen constant voor alle passingen zelfde nauwkeurigheidsgraad/basisafmeting.
• Asbasissysteem: as constant, gat varieert. Hoog/laag grenzen constant voor alle passingen zelfde nauwkeurigheidsgraad/basisafmeting.

[Afbeelding: gat- vs asbasissysteem]

Moderne systemen gebruiken gatbasis: as afmeting variëren makkelijker dan gat. Gaten gemaakt met boor/reamer → variëren vereist veel gereedschappen. Gatbasis: één reamer per diameter. Soms asbasis voordeliger.

Passingen, toelaatheden, lichtkruip & interferentie

[Afbeelding: visualisatie]

Binnenkomend deel = omhuld oppervlak (mannetje/as), ontvangend deel = omhullend oppervlak (vrouwtje/gat). Sleutel/sleutelgat: sleutel = as, sleutelgat = gat.

Passing

Relatie tussen twee delen met mate van vast/los. Verschillende vrijheidsgraden mogelijk.

Toelaatheden

Verschil tussen gatafmeting en asafmeting. Maximum toelaatheid = max gat - min as. Minimum toelaatheid = max as - min gat. Positief (+) bij lichtkruip, negatief (-) bij interferentie.

Lichtkruip

Positief verschil diameter gat > as → relatieve beweging mogelijk. Maximum lichtkruip = max gat - min as. Minimum lichtkruip = min gat - max as. Gemiddelde lichtkruip = rekenkundig gemiddelde.

Interferentie

Negatief verschil diameter as > gat. Maximum interferentie = max as - min gat. Minimum interferentie = min as - max gat. Gemiddelde interferentie = rekenkundig gemiddelde.

Benaming van passingen (ISO)

Alfanumerieke code: letter = gat (hoofdletter) of as (kleine letter). Voorbeeld: H7/h6 → gat H7, as h6. Code geeft boven/ondergrenzen van gat en as.