على الرسم الفني مكتوب Ø 40 H7/g6، وعليك أن تعرف المقاس المسموح للثقب، والمقاس المسموح للعمود، وهل سينزلقان لاحقًا داخل بعضهما بسهولة أم لا يجتمعان إلا بالمكبس. هنا تتعلم كيف تقرأ بيان التوافق هذا وتحسبه خطوة بخطوة.
ماذا يحمل بيان التوافق
يصف التوافق دائمًا جزأين متلازمين: جزءًا داخليًا (العمود) وجزءًا خارجيًا (الثقب). ولكليهما المقاس الاسمي نفسه، وهو هنا 40 mm. وبعده فئتا تفاوت، أولًا فئة الثقب، ثم فئة العمود.
- الحرف الكبير = الثقب، والحرف الصغير = العمود. إذن H7 للثقب، وg6 للعمود.
- يحدد الحرف موضع منطقة التفاوت: ملاصقة لخط الصفر مباشرة (H، h)، أو تحته أو فوقه. ويسمى ذلك تقنيًا الانحراف الأساسي.
- الرقم هو درجة التفاوت القياسية (IT). كلما صغر الرقم ضاقت منطقة التفاوت وازدادت دقة التصنيع المطلوبة.
في الهندسة الميكانيكية يشيع غالبًا نظام الثقب الأساسي: يأخذ الثقب H (الانحراف السفلي 0)، وينشأ التوافق المطلوب من العمود وحده. وهذا يوفر في أدوات التوسيع الدقيق (reamer) والمحددات السدادية، لأن ضبط الأعمدة على أي مقاس أسهل على آلة الخراطة. وفي نظام العمود الأساسي يكون العكس: يأخذ العمود h (الانحراف العلوي 0)، مثلًا في الفولاذ المسحوب اللامع الذي يُركَّب بدون تشغيل.
المعادلات
لكل جزء انحراف علوي وانحراف سفلي. في الثقب يسميان ES وEI، وفي العمود es وei. ومنهما تنتج الحدود القصوى والدنيا للمقاس:
للعمود تعوّض بـ es وei. وهل ينشأ خلوص أم تداخل، تكشفه المقارنة بين الجزأين:
- N المقاس الاسمي
- Go، Gu المقاس الأقصى والمقاس الأدنى
- ES، EI الانحراف العلوي والسفلي للثقب
- es، ei الانحراف العلوي والسفلي للعمود
- Smax، Smin الخلوص الأقصى والخلوص الأدنى؛ والقيمة السالبة تداخل
مثال Ø 40 H7/g6
مثال
المطلوب الحدود القصوى والدنيا لمقاس الثقب والعمود ونوع التوافق. والانحرافات لنطاق المقاس الاسمي فوق 30 حتى 50 mm هي:
| الانحراف العلوي | الانحراف السفلي | المقاس الأقصى | المقاس الأدنى | |
|---|---|---|---|---|
| الثقب H7 | +25 µm | 0 µm | 40,025 mm | 40,000 mm |
| العمود g6 | −9 µm | −25 µm | 39,991 mm | 39,975 mm |
ينشأ أكبر خلوص مع أكبر ثقب وأصغر عمود:
Smax = 25 µm − (−25 µm) = 50 µm
ينشأ أصغر خلوص مع أصغر ثقب وأكبر عمود:
Smin = 0 µm − (−9 µm) = 9 µm
القيمتان موجبتان، إذن هو توافق خلوصي. يدور العمود بسهولة في كل الأحوال، لكن بدون تأرجح يُذكر.
مثال مضاد Ø 25 H7/p6
هنا تقع منطقة تفاوت العمود فوق منطقة تفاوت الثقب. للثقب من 25,000 حتى 25,021 mm، وللعمود من 25,022 حتى 25,035 mm.
Smax = 21 µm − 22 µm = −1 µm Smin = 0 µm − 35 µm = −35 µm
القيمتان سالبتان: توافق تداخلي بتداخل من 1 حتى 35 µm. تُكبس الأجزاء أو تُجمع بتسخين الثقب.
خلوص أم انتقال أم تداخل؟
| النتيجة | نوع التوافق | استخدام نموذجي |
|---|---|---|
| الخلوص الأدنى ≥ 0 | توافق خلوصي | المحامل الانزلاقية، والمجاري الدليلية، والتمركزات التي تُفك |
| الخلوص الأقصى ≤ 0 | توافق تداخلي | الجلب والتروس والصرر بدون خابور |
| بينهما | توافق انتقالي | أجزاء تجلس بدقة ويمكن جمعها بضربات خفيفة |
بعض الأزواج تصادفها كثيرًا. مع H7/h6 يمكن تحريك الأجزاء باليد، وH7/g6 يعطي مجالس سهلة الحركة، وH7/k6 توافق انتقالي للتروس وبكرات السيور مع خابور، وH7/p6 للمجالس المكبوسة.
أخطاء نموذجية
- الإشارة عند الطرح: سالب في سالب يعطي موجبًا. 25 − (−25) تساوي 50 وليس 0.
- الخلط بين الثقب والعمود: من ينسب H7 إلى العمود يحصل على نتيجة مختلفة تمامًا. الحرف الكبير يعني الثقب.
- نطاق مقاس اسمي خاطئ: النطاقات تسري «فوق … حتى ويشمل». فـ 30 mm ما زال ينتمي إلى النطاق فوق 18 حتى 30.
- عدم التعرف على الخلوص السالب: خلوص قدره −35 µm هو تداخل قدره 35 µm، وليس خطأ في الحساب.
- التصنيع على المقاس الاسمي: في H7 يكون 40,000 mm مقبولًا بالكاد، لكنه على الحد. ومن يستهدف منتصف التفاوت (هنا 40,0125 mm) يبقى لديه احتياطي في الاتجاهين.
الأسئلة الشائعة
لماذا تكون مناطق التفاوت أعرض في الأقطار الأكبر؟
مع القطر تكبر أيضًا انحرافات التصنيع والقياس. لذلك تقسم المواصفة المقاسات الاسمية إلى نطاقات، ولكل نطاق تفاوت أكبر قليلًا للدرجة نفسها. في IT7 مثلًا 21 µm حتى 30 mm و25 µm حتى 50 mm.
هل يجب أن أحفظ الانحرافات؟
لا. المهم أن تستطيع قراءة البيان وحساب الحدود القصوى والدنيا للمقاس بثقة. أما الانحرافات فتبحث عنها في الجداول أو تدع التطبيق يحسبها لك.