Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Понятие и виды взаимозаменяемости. Отклонения, допуски и посадки. Точность деталей, узлов и механизмов





Единая система допусков и посадок.

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ и НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ

Запитання та завдання для перевірки

1. Назвіть основні документи передісторії Болонського процесу.

2. Коли і де приєдналась Україна до Болонського процесу?

3. Які складові інтеграційного процесу у науці і освіті?

4. Які основні рівні застосування Болонського процесу?

5. Перерахуйте ключові позиції Болонського процесу.

6. Яка періодичність та хронологія проведення Конференцій міністрів вищої освіти країн Європи?

 

Взаимозаменяемость можно представить как принцип, утверждающий, что к одной и той же народнохозяйственной цели можно прийти разными путями. Так, например, взаимозаменяемыми материалами для изготовления мелких декоративных и слабонагруженных деталей являются металлы и пластмассы.

В соответствии со стандартом ИСО, взаимозаменяемость объекта означает возможность быть использованным без модификаций вместо другого для выполнения тех же требований. В зависимости от конкретных условий следует использовать определения «функциональная взаимозаменяемость» или «размерная взаимозаменяемость».

В машиностроении взаимозаменяемостью называют свойство деталей или узлов машин, агрегатов, механизмов, аппаратов и других технических конструкций, позволяющее заменять их или монтировать при сохранении всех требований, предъявляемых к работе данного узла, механизма, машины иликонструкции в целом. Лишь при обеспечении взаимозаменяемости возможно широкое кооперирование производства в масштабах не только одной, но и нескольких стран, основанное на изготовлении деталей и узлов одних и тех же машин на различных специализированных предприятиях.

Взаимозаменяемость называется полной, если она обусловливает изготовление одинаковых по назначению, конструкции и размерам деталей, полностью отвечающих качественным и физическим требованиям и соответствующих тем рабочим местам в механизмах, которые они должны занимать без дополнительной обработки.

Полная взаимозаменяемость является наиболее перспективной и обладает следующими достоинствами: простотой сборки, которая сводиться к простому соединению деталей работниками невысокой квалификации, широкой возможностью автоматизации сборочных работ, возможностью широкого кооперирования специализированных заводов по изготовлению отдельных деталей, узлов, агрегатов, простотой ремонтных работ (вышедшую из строя деталь можно быстро заменить), полной (100%) годностью собираемых изделий (машин).

Полная взаимозаменяемость требует высокой точности изготовления деталей, а следовательно, их высокой стоимости. Это можно отнести к недостаткам полной взаимозаменяемости.



В ряде случаев возникает необходимость в применении неполной взаимозаменяемости, которая может быть двух видов:

1. Допускающая изготовление некоторого количества невзаимозаменяемых деталей – частичная взаимозаменяемость.

Для случая, когда 1% деталей невзаимозаменяем, взаимозаменяемость называют 99% - й. При использовании этого вида взаимозаменяемости некоторая доля узлов, сборочных единиц может оказаться не годной.

Преимуществами частичной взаимозаменяемости являются: простота сборки, возможность автоматизации сборки, возможность кооперирования специализированных заводов, пониженная точность, а соответственно и стоимость изделий по сравнению с полной взаимозаменяемостью.

К недостаткам этого вида взаимозаменяемости относятся: неполная (менее 100%) годность изделий, необходимость подбора или подгонки при их замене в процессе ремонта изделий.

Неполная взаимозаменяемость, допускающая изготовление некоторого количества невзаимозаменяемых деталей (частичная взаимозаменяемость), является наиболее распространенным видом взаимозаменяемости для машин, эксплуатация которых не связана с опасностью для жизни.

2. Неполная взаимозаменяемость, допускающая неполное (неокончательное) изготовление отдельных параметров детали называется ограниченной взаимозаменяемостью.

Особенность (преимущество) этого вида взаимозаменяемости заключается в низкой точности и, как следствие, малой стоимости деталей.

Недостаток – в повышенной сложности сборки и замены деталей при ремонте. Этот вид взаимозаменяемости требует дополнительной работы при сборке.

Ограниченная взаимозаменяемость, заключающаяся в доработке и пригонке деталей, широко применяется в индивидуальном и мелкосерийном производствах. В современном машиностроении этот вид применяется и в массовом производстве при конвейерной сборке, если операции пригонки менее трудоемки, чем обеспечение полной взаимозаменяемости. Ограниченная взаимозаменяемость, заключающаяся в подборе деталей, широко применяется в подшипниковой промышленности.

В зависимости от условий применения изделий взаимозаменяемость может быть внутренней и внешней.

Внутренняя взаимозаменяемость – взаимозаменяемость деталей (узлов), применяемых на предприятии и входящих в изделие, выпускаемое предприятием, независимо от того, изготавливается деталь (узел) данным заводом или приобретается готовой.

Внешняя взаимозаменяемость – взаимозаменяемость выходных параметров изделий для предприятий, изготавливающих эти изделия.

Так, присоединительные размеры подшипников качения на подшипниковом заводе обеспечиваются по внешней взаимозаменяемости, а на автомобильном, использующем эти подшипники, - по внутренней.

Основным требованием к детали в условиях эксплуатации является выполнение ею определенных функций, зависящих от точности размеров, физико-механических свойств материала и технологии изготовления.

Таким образом, в обобщенное понятие взаимозаменяемости или, как принято говорить, в понятие функциональной взаимозаменяемости входит взаимозаменяемость материала (химический состав и физико-механические свойства), технология изготовления и условия эксплуатации.

Например, при изготовлении ходовых винтов высокоточных токарно-винторезных станков во избежание остаточных напряжений, ведущих к деформации детали, не разрешается применять большие подачи и глубины резания даже при черновом точении.

 

 

Рис. 3. Единая система стандартов обеспечения взаимозаменяемости

 

Для оценки геометрических параметров детали вводится понятие точности. Под точностью детали понимается степень ее приближения к геометрически и размерно правильному прототипу. Количественно точность может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности. В практике термин «точность» применяется при сравнении результатов измерения.

Вследствие неточности технологического оборудования, погрешностей и износа инструмента и приспособлений, силовой и температурной деформаций, неоднородности физико-механических свойств материала и остаточных напряжений в деталях, непостоянства их электрических и магнитных свойств, а также из-за ошибок и других причин действительные значения геометрических, механических и других параметров детали и изделий могут отличаться от расчетных. Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров деталей и изделий к их заданным значениям, указанным на чертежах или в технических условиях.

Необходимо различать нормированную точность деталей, узлов и изделий, как совокупность допускаемых отклонений от расчетных значений геометрических и других параметров, и действительную точность, как совокупность действительных отклонений, определенных в результате измерения с допустимой погрешностью. Степень соответствия действительной точности нормированной зависит от материала заготовок, технологичности, погрешностей изготовления и сборки, а также от ряда других факторов. Достичь заданной точности, значит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах.

Для обеспечения взаимозаменяемости машины необходимо, чтобы изготовление деталей и сборка узлов производилась с нормированной точностью указанных параметров.

В связи с требованиями, предъявляемыми функциональной взаимозаменяемостью к деталям, при назначении допуска на изготовление следует исходить из условия обеспечения надежности работы. Для того, чтобы эксплуатационные показатели машины к концу срока службы находились в заданных пределах, необходимо установление гарантированного запаса точности.

При назначении точности деталей необходимо учитывать не только принцип взаимозаменяемости, требования к эксплуатации и запас точности, как правило, ведущие к повышению точности деталей (уменьшению допуска на изготовление), но и затраты, вызываемые повышением требований к точности.

Многочисленными исследованиями установлены зависимости между допуском на изготовление детали и стоимостью ее изготовления. Все зависимости подобного типа носят общий гиперболический характер.

Анализ различных методов обработки валов точностью 5…12 квалитетов показывает, что для приближенных расчетов можно принять обратно пропорциональную зависимость относительной стоимости деталей от допуска. Следовательно, с увеличением допуска детали в два раза стоимость ее уменьшается примерно вдвое.

 

Рис. 4. Зависимость относительной стоимости (с) изготовления валов от допуска (Td) при различных методах обработки: а – прокат; б – точение; в – точение и шлифование; г – точение, шлифование; и доводка.

 

Из изложенного следует, что требования к точности деталей должны быть тщательно обоснованы расчетом и сопоставлением с опытом нормирования и практикой эксплуатации аналогичных конструкций.

 

8.2 Нормирование точности гладких цилиндрических соединений

Рассмотрим основные понятия, касающиеся взаимозаменяемости элементов деталей и их соединений, имеющих гладкие цилиндрические или плоские параллельные поверхности. Терминология, применяющаяся для допусков и посадок других соединений, основана на терминологии, установленной для гладких цилиндрических соединений.

Сопрягаемые поверхности – это те, по которым детали соединяются в сборочные единицы, в механизмы, в изделия, в машины.

Несопрягаемые поверхности – не предназначенные для соединения с поверхностями других деталей.

Отверстиями принято называть охватывающие поверхности, к которым относятся внутренние цилиндрические или конические. Отверстиями также называют внутренние поверхности с параллельными плоскостями. Диаметр отверстия обозначают D.

   
а б

Рис. 5. Охватывающая поверхность (а), охватываемая поверхность (б)

 

Валами называют охватываемые поверхности, к которым относятся наружные цилиндрические или конические. Валами также называют наружные поверхности с параллельными плоскостями. Диаметр вала обозначают d.

Размер – числовое значение линейной величины (диаметр, длина и т.д.) в выбранных единицах измерения. В машиностроении за такую единицу принят миллиметр. На чертежах размерность в мм не указывают.

Действительный (Dд,dд) – размер, полученный измерением с допустимой погрешностью, которая характеризуется точностью измерительного средства.

Номинальный (D, d) – размер, служащий началом отсчета отклонений, относительно которого определяются предельные размеры. Номинальные размеры назначают на основании расчетов деталей на прочность, жесткость и по другим эксплуатационным параметрам, а также исходя из конструктивных или технологических соображений. Сопрягаемые поверхности имеют общий номинальный размер. (D=d), который, как правило, округляется в большую сторону до величины, предусмотренной основными рядами нормальных линейных размеров.

Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из двух предельных размеров называют наибольшим предельным размером (Dнб, dнб), меньший – наименьшим предельным размером (Dнм, dнм).

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывается отклонения.

Действительное отклонение (Eд, ед) – алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Отклонения обозначаются буквами латинского алфавита: прописной – для отверстий и строчной – для валов.

Предельное отклонение – разность между предельным и номинальным размерами. Различают отклонения: верхнее (ЕS, es), равное разности наибольшего предельного и номинального, и нижнее (EI, ei), равное разности наименьшего предельного и номинального размеров.

Рис.6. Схема расположения поля допуска отверстия.

 

Поле допуска – часть пространства, ограниченная верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера.

Допуск – абсолютная величина разности предельных размеров или отклонений.

Допуск отверстия TD = Dнб – Dнм =ES – EI.

Допуск вала Td = dнб – dнм = es – ei.

Положение поля допуска определяется основным отклонением – одним из двух предельных (верхним или нижним). В качестве основного принимается предельное отклонение, ближайшее к нулевой линии.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует степень свободы относительного перемещения сопрягаемых деталей. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают три группы посадок: с зазором (обеспечивающие зазор – положительную разность размеров отверстия и вала); переходные (при которых возможно получение как зазора, так и натяга ); с натягом(обеспечивающие натяг – положительную разность размеров вала и отверстия).

Наименьший и наибольший зазоры – два предельных значения, между которыми должен находиться зазор:

Sнм=Dнм-dнб=EI-es;

Sнб=Dнб-dнм=ES-ei.

Наибольший и наименьший натяги – два предельных значения, между которыми должен находиться натяг:

Nнм=dнм-Dнб=ei-ES;

Nнб=dнб-Dнм=es-EI.

При расчете переходных посадок можно пользоваться взаимосвязью между значениями предельных зазоров и натягов:

Sнб=-Nнм; Sнм=-Nнб.

Допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение:

ТП=TD+Td.

Для посадок с зазором допуск посадки представляет собой допуск зазора и равен разности предельных зазоров:

ТП=TS=Sнб-Sнм.

Для посадок с натягом допуск посадки (допуск натяга) равен разности предельных натягов:

ТП=ТN=Nнб-Nнм.

Для переходных посадок, при которых возможно получение как зазора, так и натяга, допуск посадки равен сумме наибольших зазора и натяга:

ТП=Sнб+Nнб.

Квалитет (от латинского слова qualis – качество) IT – мера качества, характеризующая совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности. До введения Системы Допусков и Посадок такая мера называлась классом точности.

 

Рис.7. Уточнение понятий предельных размеров для длинных цилиндрических деталей: а – для отверстия; б – для вала.

Требования взаимозаменяемости длинных цилиндрических деталей вызывают необходимость уточнения понятий предельных размеров.

Для отверстий диаметр наибольшего геометрически правильного цилиндра Dвп, который может быть вписан в отверстие так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности, не должен быть меньше проходного предела, соответствующего наименьшему предельному размеру. Иначе говоря, отверстие можно считать сопрягаемым только в том случае, если в него входит идеальный цилиндр предписанной длины с диаметром, равным наименьшему предельному размеру Dнм. При этом максимальный диаметр в любом месте отверстия не должен быть больше непроходного предела, соответствующего наибольшему предельному размеру.

Отверстие считается годным, если наименьший предельный размер его обеспечен на всей длине сопряжения и в отверстии нет такого места, где бы диаметр детали превысил наибольший предельный размер.

Для валов диаметр наименьшего геометрически правильного цилиндра dоп, который может быть описан около вала так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности, не должен быть больше проходного предела, соответствующего наибольшему предельному размеру. Иначе говоря, вал можно считать годным только в том случае, если он входит в идеальный цилиндр предписанной длины с диаметром, равным наибольшему предельному размеру dнб. При этом минимальный диаметр в любом месте вала не должен быть меньше непроходного предела, соответствующего наименьшему предельному размеру.

Вал считается годным, если наибольший предельный размер его обеспечен на всей длине сопряжения и на валу нет такого места, где бы диаметр детали был меньше наименьшего предельного размера.

Это положение, сформулированное американским инженером Ф. У. Тейлором (1856-1915), заложено в основу принципа конструирования идеальных предельных калибров.

 

Рис.8. Эскизы (а, в, d) и схемы (б, г, е) соединений для посадок: а, б – с зазором, в,г - переходных, d, е – с натягом.

 

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 2952; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.008 сек.