5 dingen die u moet weten over OD/ID-concentriciteit

Concentriciteit van twee diameters controleren (en andere factoren bij het inkopen van buizen)

De kwestie van hoe de concentriciteit van twee diameters te controleren komt vaak voor bij het inkopen van buizen. Het gaat om het bepalen van de wanddikte - de meting tussen de buitendiameter (OD) en binnendiameter (ID) van een buis - op verschillende punten om te zien hoe constant deze is ten opzichte van een centrale as.

De uitdaging ligt in het vaststellen van een theoretische centrale as die als referentiepunt (nulpuntas) dient. Dat maakt perfecte concentriciteit bijna net zo moeilijk te meten als te bereiken.

En daarom is het slim om de volgende dingen in gedachten te houden voordat u OD- en ID-metingen voor slangen specificeert met concentriciteitsvereisten.

1. Wat is concentriciteit?

Onder GD&T-toleranties, concentriciteit is complex - een soort "cirkelsymmetrie" die wordt gebruikt om een ​​tolerantiezone vast te stellen voor de mediaanpunten van een cilindrisch of bolvormig onderdeel.

Wat is het verschil tussen cilindriciteit en concentriciteit? Terwijl cilindriciteit een indicator is van rondheid en rechtheid langs de volledige as van een 3D-onderdeel, vergelijkt concentriciteit een OD en ID of vergelijkt rondheid op twee verschillende punten.

Soms ook wel coaxialiteit genoemd , GD&T-concentriciteit "stuurt de centrale as van het object waarnaar wordt verwezen, naar een referentie-as" volgens de website GD&T Basics.

Eenvoudiger gezegd, je kunt concentriciteit definiëren als een maat voor de constantheid van de wanddikte van een buis, pijp of andere cilinder. Als zodanig regelt concentriciteit een centrale as die is afgeleid van de mediaanpunten van het onderdeel, gemeten in dwarsdoorsneden.

Dat betekent dat als de concentriciteit "perfect" zou zijn, de wanddikte tussen de OD en de ID hetzelfde zou zijn in elke dwarsdoorsnede, op elk punt rond de diameter van de buis.

Wat maakt concentriciteit zo'n complexe functie?

De concentriciteit van buizen is afhankelijk van metingen van een afgeleide as in tegenstelling tot een tastbaar oppervlak. Met andere woorden, het creëert een theoretische 3D cilindrische tolerantiezone waarin alle afgeleide mediaanpunten van de buis moeten vallen.

Dat is precies de reden waarom concentriciteit meestal wordt gereserveerd voor onderdelen met hoge precisie waar het van cruciaal belang is om die mediaanpunten te beheersen.

Wat is excentriciteit versus concentriciteit?

Als je variaties hebt in de wanddikte van een buis, heb je een excentriek buis — een waarin het middelpunt van de cirkel gevormd door de OD zich op een ander punt bevindt dan het middelpunt van de cirkel gevormd door de ID. (Met andere woorden, de twee cirkels zijn niet concentrisch .)

Excentriciteit wordt gemeten door naar een doorsnede te kijken om de minimale en maximale wandafmetingen van een buis te bepalen. Bereken vervolgens het verschil tussen de minimale en maximale dikte en deel dat getal door de helft.

2. OD/ID Concentriciteit Callouts

De vereisten voor OD/OD-concentriciteit van buizen kunnen op verschillende manieren op een tekening worden aangegeven, waaronder:

• GD&T-concentriciteitssymbool, dat een cirkel binnen een cirkel is
• Excentriciteitspercentage
• TIR (totale indicatoraflezing)
• Geschreven verklaringen zoals "OD en ID moeten concentrisch zijn binnen 0,00X inches"

Een andere term die soms wordt gebruikt als het over concentriciteit gaat, is wanduitloop , wat hetzelfde is als TIR. De slingering van de muur wordt berekend door een indicator op het onderdeel te plaatsen terwijl het om zijn as draait, waarbij niet alleen de concentriciteit maar ook de cirkelvormigheid van het onderdeel wordt gemeten.

Wanduitloop is afgeleid van de excentriciteit van een buis en beschrijft de variatie in wanddikte in vergelijking met een gespecificeerde nominale wand. Dit kan ook worden uitgedrukt als:

• De maximale wanddikte minus de minimale wanddikte
• Excentriciteit x 2 (maal twee)

Waar deze (en andere) termen in tekeningen worden gebruikt om concentriciteitsvereisten te beschrijven, worden materiaalleveranciers en precisiemetaalsnijwerkplaatsen uitgedaagd om niet alleen te bepalen welk machineproces moet worden gebruikt, maar ook hoe de concentriciteit moet worden gemeten zodat deze aan de specificatie voldoet.

3. Uitdagingen bij het meten van concentriciteit

Dit brengt ons bij de moeilijkheid om concentriciteit te meten en te bepalen of de gespecificeerde OD en ID worden bereikt. Naast de kwestie van het vaststellen van de theoretische centrale as, vereist het meten van concentriciteit:

• Veel metingen doen over een reeks dwarsdoorsneden
• Precies het oppervlak in kaart brengen en de mediaanpunten van de doorsneden bepalen
• Deze reeks punten plotten om te zien of ze binnen de cilindrische tolerantiezone vallen

U kunt een micrometer of optische comparator gebruiken om de concentriciteit van sommige onderdelen te meten. De taak kan echter het beste worden uitgevoerd met een coördinatenmeetmachine (CMM) of een ander computermeetapparaat. CMM is echter tijdrovend, wat weer extra kosten met zich meebrengt.

Een andere uitdaging is dat met de huidige microbewerking , zijn de te meten onderdelen vaak kleiner dan ooit tevoren. In het geval van kleine, nauwkeurig gesneden buizen die worden gebruikt als componenten in medische apparaten, ligt de uitdaging bijvoorbeeld in het controleren van de concentriciteit van twee diameters in zeer, zeer kleine buizen.

4. Wanneer concentriciteit nodig is

Met al deze complexiteit wordt concentriciteit meestal alleen gebruikt voor onderdelen die een zeer hoge mate van precisie vereisen om goed te kunnen functioneren.

Of concentriciteit van cruciaal belang is, hangt af van het eindgebruik, zoals of een fysieke entiteit met zijn eigen OD in de slang moet passen. Bijvoorbeeld:

• Als een buis in een opening moet en een ander onderdeel moet in de buis-ID passen, moeten de OD, ID en concentriciteit in het algemeen allemaal op één lijn liggen om al die onderdelen samen te laten werken.
li>
• Als de toepassing echter vereist dat vloeistof of gas door een buis gaat, maakt concentriciteit mogelijk niet uit, omdat niet-concentriciteit van de buis de doorstroming niet zou belemmeren.

Maar zelfs waar concentriciteit niet kritisch is, kan het belangrijk zijn om te weten hoe ver uit concentrisch de OD/ID kan zijn. Als er bijvoorbeeld een vloeistof of gas onder druk door een buis stroomt, moet u mogelijk een minimaal aanvaardbare wanddikte opgeven. om ervoor te zorgen dat de druk geen breuk veroorzaakt op een dunne plek op de niet-concentrische buiswand.

Tot op zekere hoogte kan de materiaalkeuze ook betrekking hebben op concentriciteit of minimale/maximale wanddikte. Als u er bijvoorbeeld voor heeft gekozen om gelaste buizen te gebruiken die worden geslepen om een ​​onderdeel te vormen, wilt u misschien een minimale dikte opgeven om te voorkomen dat de buiswand te dun wordt geslepen en een breuk in de las veroorzaakt.

Evenzo, als uw eindtoepassing een buis gebruikt om vloeistof onder hoge druk te verplaatsen, kan een naadloos materiaal dat wordt getrokken en niet gelast, een betere keuze zijn om het risico op breuk te minimaliseren. Maar nogmaals, als de buis gewoon lucht in de omgeving afgeeft, zou naadloze buizen een geval van over-engineering zijn.

5. Een alternatief:concentriciteit versus uitloop

In sommige gevallen kunt u de tijd en kosten van het verifiëren van concentriciteit vermijden door concentriciteitsvereisten te vervangen door uitloop , wat gemakkelijker te meten en gemakkelijker haalbaar is.

Terwijl concentriciteit kijkt naar hoe goed een cilindrisch object is gecentreerd op een theoretische as, kijkt uitloop naar hoeveel het object afwijkt van een perfecte cirkel die perfect is gecentreerd op een rotatie-as. Met andere woorden, uitloop is een combinatie van concentriciteit en circulariteit — en als een onderdeel perfect rond is, zal de uitloop gelijk zijn aan de concentriciteit.

Hoewel concentriciteit en rondloop niet hetzelfde zijn, kunnen ze vaak door elkaar worden gebruikt om hetzelfde basiseindresultaat te bereiken.

Het grote verschil is dat je met slingering het oppervlak van het onderdeel fysiek kunt aanraken en meten. Het beheersen van rondloop zal ook de concentriciteit beheersen, hoewel weliswaar niet in dezelfde mate als wanneer concentriciteit alleen wordt toegepast.

(Meer informatie over uitloop, inclusief cirkelvormige uitloop, totale uitloop en TIR.)

Ontwerp buizen met haalbare toleranties in het achterhoofd

Onthoud dat de haalbaarheid van het produceren van onderdelen die binnen uw aanvaardbare toleranties vallen een uiterst belangrijke overweging is bij het maken van uw tekeningen. Daarom raden de meeste machinisten, meettechnici en ontwerpingenieurs aan om OD/ID-concentriciteit waar mogelijk te vermijden.

In plaats daarvan kunt u andere toepasselijke GD&T-symbolen gebruiken in uw slangtekeningen en -ontwerpen, waardoor de uitdagingen van OD/ID-concentriciteit worden voorkomen door deze niet in de eerste plaats in het onderdeel te ontwerpen.

Voor meer informatie over hoe het specificeren van GD&T-functies en toleranties de kwaliteit van de productie van onderdelen beïnvloedt, downloadt u ons gratis document Hoe u uw offerteaanvraag kunt afstemmen op uw maximale voordeel:veelgestelde vragen bij de inkoop van kleine onderdelen .