Точность сборочных соединений

Каждая деталь машины при работе в любой момент времени занимает определенное положение относительно других деталей.

Это условие обеспечивается кинематической схемой машины.

Определенность базирования деталей – характеризуется неизменным сохранением соответствующего контакта соприкасающихся поверхностей, что обеспечивается при сборке.

Основное назначение машины – преобразование движений, передача сил и моментов.

Силы и моменты могут искажать форму звеньев, что вызывает отклонения от заданного движения или положения рабочего органа. Эти отклонения характеризуют точность машины и зависят от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Одной из составляющих являются погрешности, допускаемые при сборке.

Точность сборки – степень совпадения материальных осей, контактирующих поверхностей или иных элементов сопрягающихся поверхностей с положением их условных прототипов, заданными размерами чертежа или технологическими требованиями.

Параметры, характеризующие точность машины и ее конструктивных и сборочных элементов устанавливаются служебным назначением изделия.

При этом точность должна быть для каждого конкретного соединения экономически целесообразной.

3.6.1. Причины отклонений размерных связей, возникающих при сборке машины

Точность реализации размерных связей в машине в процессе ее сборки зависит от многих факторов, основными из которых является:

· отклонение формы, относительного поворота, и расстояний деталей при их изготовлении. Эти отклонения приводят к отклонениям положения деталей от требуемого, к неправильному сопряжению и так далее;

· деформации самих деталей и стыков между ними. Деформации являются причинами нарушения геометрической точности деталей по всем показателям, а следовательно, и изменения их положения, достигнутого до приложения силового замыкания;

· погрешность измерения;

· неточность и состояние технической оснащенности;

· относительные сдвиги деталей в промежутке между базированием и закреплением;

· культура производства (грязь, заусеницы, задиры на поверхностях соединения);

· квалификации сборщика.

Основой назначения допусков на размеры является размерный анализ.

Обозначением через А и А₁ – переменные размеры охватывающей, а через В и В₁ - охватываемой детали.

Зазор или натяг в сопряжении будет функцией

(3.25)

Уравнение зависимости зазора или натяга в общем виде будет

(3.26)

Для цилиндрического сопряжения А = Д_о (диаметру отверстия) В = d_в (диаметру вала)

;

Точность цилиндрического отверстия характеризуется: 1) совпадение осей; 2) точность углового положения в сечении перпендикулярном оси; 3) точностью относительного положения вдоль оси.

Для собираемости такого соединения требуется

(3.27)

Д_ом – наибольший диаметр отверстия;

d_вб – наибольший диаметр вала.

Угол перекоса (3.28)

Условие сборки этого соединения при современном действии двух факторов – совмещение осей и их относительного поворота в общем случае выражается зависимостями

(3.29)

(3.30)

где Д_м – наименьший зазор в соединении;

, - суммы погрешностей составляющих цепей относительно поворота б и в (соответственно в двух плоскостях); - допуск замыкающего звена.

Выводы: для того чтобы обеспечить собираемость необходимо составить размерную цепь, определить допуски замыкающего звена и составляющих звеньев размерной цепи.

3.6.2. Особенности достижения точности при сборке

Основой для анализа особенностей достижения является зависимость для определения размера замыкающего звена как функции составляющих размеров.

(3.31)

Откуда

(3.32)

, , и т.д. есть величины полей допусков щ₁, щ₂ поэтому

(3.33)

Анализ этого равенства показывает:

Повысить точность возможно за счет: повышения точности составляющих звеньев (уменьшением полей допусков ), сокращением количества m звеньев цепи (метод наикротчайшего пути), уменьшением передаточного отношения.

Наибольшая эффективность достигается одновременным сочетанием всех трех путей.

Обеспечение надежности и долговечности машин может быть достигнуто за счет уменьшения размеров полей допусков, что влечет за собой, как правило, повышение стоимости обработки.

Одна из основных и трудоемких задач найти характер сопряжения, как функцию физических, технологических, конструктивных, эксплуатационных факторов.

Эта зависимость для скользящего цилиндрического соединения поршня может быть записана в виде:

(3.33)

Q – сила трения;

з – вязкость смазки;

v – скорость относительного перемещения;

j – скорость приложения нагрузки;

- шероховатость поверхностей сопряжения (остальные обозначения на рис.)

В процессе работы детали изнашиваются. Поэтому Д_о – есть функциональный зазор, и зависит также от времени и свойств поверхностей деталей и условий работы.

В общем случае срок службы детали

Т = Т₁ + Т₂

Т₁ – время приработки;

Т₂ – срок нормальной работы до момента катастрофического износа.

Если суммарный износ выразить через m₁ (мм), а в единицу времени q (мм/ч) то

; ;

учитывая, что m₂ = Д_{3 max} – Д – m₁

получим

(3.34)

Отсюда ясно, чем меньше Д, тем выше срок службы.

Оптимальную величину зазора получить за счет гидродинамического расчета очень сложно и формулы имеют приближенное значение в виду действия многих факторов: (свойства материалов, характер действия нагрузок, условия теплопередачи, элипсность, конусность и пр.). Поэтому их находят экспериментально.

Правильный выбор посадок обеспечивает равностойкость.

В ряде случаев для повышения эксплуатационных свойств прибегают к изменению конструкции соединения. Например, полностью избежать нагрузок между поршнем и цилиндром можно достичь применением лабиринтных нагрузок.

Одним из важнейших условий длительной работы соединения является характер базирования.

Когда речь идет о зазоре, то значение этих зазоров является теоретической величиной, так как зафиксированное их положение на чертеже, при помощи двухсторонних связей теряет строгую определенность, так как связи становятся односторонними.

Постоянство базирования достигается соответствующей конструкцией узлов, создающих силы и моменты, вызывающих силовые замыкания.

Большинство конструктивных решений основано на использовании сил упругости, трения, гидравлического давления. Следует учитывать силы и моменты, вызывающие силовые замыкания и деформации.

Эти силы делят на полезные (искусственно создаваемые, например, при развальцовке, затяжке резьбы и др.) и вредные (искажают форму детали, отклонение от прямолинейности при неточном базировании).

Все перечисленное выше, что работающая машина имеет действительную точность, отличную от точности при отсутствии нагрузок.

Решение задачи обеспечения и определения действительной точности лежит в рамках проблемы технологической диагностики. Это один из моментов косвенного измерения некоторых параметров в процессе испытания и работе.

В процессе изготовления станка в основном достигается точность его статистической настройки, не касаясь динамики процесса сверления.

Дата добавления: 2014-11-29