Методы обеспечения точности сборки

Автомобили и агрегаты, собранные из отдельных деталей, хорошо работа­ют в том случае, если каждая деталь в них будет занимать заданное ей место относительно других деталей. Пра­вильное положение деталей и их по­верхностей и осей относительно дру­гих деталей в изделии нормируется расчетом размерных цепей.

Основные термины, обозначения и определения размерных цепей установлены ГОСТ 16319—80, а методы расчета цепей — ГОСТ 16320—80. При расчете размерных цепей могут решаться прямая и обратная задачи. В первом случае по установленным требованиям к замыкающему звену определяются номинальные размеры, допуски, координаты середин полей допусков и предельные отклонения всех составляющих размерную цепь звеньев. При решении обратной задачи по значениям номинальных размеров, допусков, координат середин их полей, предельных отклонений составляющих звеньев определяются те же характеристики замыкающего звена либо при необходимости вычислить погрешность замыкающего звена устанавливаются поле рассеяния, координаты его середины или границы отклонений замыкающего звена на основании аналогичных данных для составляющих звеньев. Решением обратной задачи проверяется правильность решения прямой задачи.

Размерная цепь представляет со­бой замкнутый контур взаимосвязан­ных размеров, обусловливающих их численные значения и допуски. Раз­мерная цепь состоит из составляющих, замыкающего (исходного) и других ви­дов звеньев.

Составляющее звено — звено раз­мерной цепи, изменение которого вы­зывает изменение замыкающего (ис­ходного) звена. Составляющие звенья линейных размерных цепей обознача­ются прописными буквами русского алфавита с цифровыми индексами (на­пример, А _1, А₂ или Б ₁, Б₂ и т. д.).

Замыкающее (исходное) звено — звено, получаемое в цепи последним в результате решения поставленной за­дачи при изготовлении или ремонте (или возникающее в результате поста­новки задачи при проектировании из­делия). Оно обозначается той же бук­вой алфавита, что и составляющие звенья с индексом ∆ (например, А_∆ или Б _∆ и т. д.).

По характеру воздействия на за­мыкающее звено составляющие звенья подразделяются на увеличива­ющие и уменьшающие. К увеличиваю­щим относятся звенья, с увеличением которых замыкающее звено увеличивается, а к уменьшающим — звенья, с увеличением которых замыкающее звено уменьшается. Некоторые сбо­рочные размерные цепи содержат ком­пенсирующее звено.

Компенсирующее звено — звено, изменением размера которого достига­ется требуемая точность замыкающе­го звена. Компенсирующее звено обоз­начается той же буквой алфавита с соответствующим цифровым индек­сом и буквой "к" (например, А_3к, А_5к). По расположению звеньев различают линейные, плоскостные и пространст­венные размерные цепи. Наиболее широкое распространение имеют ли­нейные цепи, у которых все звенья, входящие в размерную цепь, парал­лельны друг другу и связаны линейной зависимостью.

Требуемая точность замыкающего звена той или иной размерной цепи при сборке достигается следующими методами:

-полной взаимозаменяемости, при котором точность замыкающего звена обеспечивается включением в размер­ную цепь звена без подбора, выбора или изменения его размеров;

-неполной взаимозаменяемости, при котором точность замыкающего звена достигается не у всех соедине­ний, а у обусловленной их части при включении в размерную цепь любого звена без подбора, выбора или измене­ния его размеров;

-групповой взаимозаменяемости, при котором точность замыкающего звена обеспечивается включением в размерную цепь звеньев, принадлежа­щих к одной из размерных групп, на которые звенья предварительно рас­сортированы;

- пригонки, при котором точ­ность замыкающего звена достигается изменением размеров компенсирую­щего звена путем снятия слоя металла;

- регулирования, при котором точность замыкающего звена достигается изме­нением размеров компенсирующего звена без снятия слоя металла.

Сборочные размерные цепи, у ко­торых точность замыкающего звена обеспечивается методом полной взаимозаменяемости, должны рассчиты­ваться по методу максимума-миниму­ма, а цепи, у которых точность замы­кающего звена достигается методом неполной взаимозаменяемости — ве­роятностным методом.

Номинальный размер замыкающего звена размерной цепи А вычисляется по формуле

10.1

где: i = 1, 2,..., т — порядковый номер звена; т — число звеньев размерной цепи; - передаточное отношение i -го звена размерной цепи (для линейных цепей с параллельными звеньями = 1 — для увеличивающих составляющих звеньев, = -1 — для уменьшающих составляющих звеньев).

Допуск замыкающего звена вычисляется по формулам:

при расчете по методу максимума — минимума

10.3

где: ,;

при расчете по вероятностному методу

10.4

при сборке по методу неполной взаимозаменяемости

блд =

т — 1 j = 1

где t

коэффициент риска, определяется в зависимости от принимаемого процента риска Р. Для нормально­го закона распределения при сов­падении центра группирования с центром отклонения коэффициент риска выбирается из следующего ряда:

10,0 1,65

0,27 3,0

4,5 2,0

0,01 3,89

0,1 3,29

Р, %■

1,0

2,57

К' — коэффициент относительного рассе­яния (для нормального закона рас­пределения X' = 1 / 9; для неизвест­ного характера кривой рассеяния размера звена для изделий мелкосе­рийного и индивидуального произ­водства V = 1 / 3).

Расчеты показывают, что при Р = = 1 % и т ^ 6 можно использовать детали с увеличением допусков против номинальных в 1,5 — 2 раза. В этом случае экономия от использования де­талей (особенно базовых, корпусных) с расширенными допусками будет пре­восходить затраты на разборку и по­вторную сборку соединений с недопу­стимыми погрешностями.

При использовании метода группо­вой взаимозаменяемости допуск замыка­ющего звена в каждой размерной группе

блд =. 6л/ / П,

где блд' — допуск замыкающего звена, подсчитанный по методу макси­мума-минимума;

п — число размерных групп (опре­деляется при заданных допу­сках составляющих звеньев ра­венством установленного допу-■ ска посадки по технической до­кументации и расчетного допу­ска замыкающего звена в раз­мерной группе).

При применении метода пригонки действительная компенсация

6к = блд' + блд,

где блд' — расчетный допуск замыкающего звена;

блд — допуск замыкающего звена, обусловленный технической документацией.

При использовании метода регули­рования число ступеней компенсатора

где бкомп — допуск на изготовление ком­пенсатора.

При ремонте чаще всего решается обратная задача теории размерных це­пей, при которой определяют, как в действительности выполняются тре­бования, заданные техническими ус­ловиями на сборку данного автомоби­ля или агрегата. Для этого выявляют:

1)какие размеры деталей получа­ют изменения в процессе эксплуата­ции и ремонта и как это отражается на качестве сборки;

2)какие сопряжения служат источ­ником наибольших погрешностей
сборки;

3) какие параметры деталей необ­ходимо более строго контролировать в процессе сборки машин и какова воз­можность расширения допусков без снижения качества сборки.

Рассмотрим указанные положения на примере сборочной размерной цепи, определяющей осевой люфт коленча­того вала двигателя ЗИЛ-130.

Анализ сопряжений передней ко­ренной шейки коленчатого вала двига­теля ЗИЛ-130 (рис.10.2.1) показывает, что на осевой люфт коленчатого вала A_s влияют: ' толщина передней упорной шайбы

^Ai- ширина гнезда первого коренного подшипника в блоке (между выточка­ми) А₂; толщина задней упорной шайбы

А ₃; длина передней коренной шейки коленчатого вала А₄.

При этом звено А₄ является увели­чивающим, так как с его увеличением осевой люфт увеличивается, а звенья А₁ — А₃ уменьшающими, потому что при их увеличении осевой люфт уменьшается.

Принимая осевой люфт за исход­ное звено и учитывая приведенную на рис. 2.11 схему /, получаем уравнение размерной цепи:

Aa=A₄-(Ai+A2+A₃).

Рассматриваемое сопряжение со­бирают на предприятии-изготовителе по методу полной взаимозаменяемо­сти. При этом расчет замыкающего звена ведется на максимум-минимум:

А^иб=А^^б-(А^+АТ+АГ); _лнм _=АГ _ _{{Af +Апб +Af})_f

где А и А^иы — соответственно наиболь­ший и наименьший размеры замыкающего звена.

При номинальных размерах

^Л1— ^лг — A^J— о,о4' ^лг —■^л/ — о,О45>

А₄ = 32+ 1™А^нб = 0,285 мм, аА^иы =

=== 0,075мм, что и предсмотрено техни­ческими условиями на сборку.

Рис.10.2.1 Сопряжение передней коренной шейки коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130: / — схема сборочной размерной цепи

Однако в условиях авторемонтного производства выполнить требования полной взаимозаменяемости не пред­ставляется возможным, так как в про­цессе эксплуатации и ремонта двига­теля все составляющие звенья рассматриваемой размерной цепи пре­терпевают изменения. Так, в процессе эксплуатации из-за изнашивания уменьшается толщина упорных шайб (звенья A_i и А₃), уменьшается также ширина гнезда первого коренного под­шипника в блоке при восстановлении его расточкой (звено А₂). Наибольшие изменения претерпевает длина пере­дней коренной шейки (звено А₄). Вслед­ствие изнашивания ее упорного торца и перешлифовки коренных шеек ко­ленчатого вала оно увеличивается. Все это ведет к увеличению замыкающего звена Л _д.

Измерения осевого люфта колен­чатого вала в АРП показали, что его значения значительно превышают до­пустимые (0,075...0,285 мм), а это при­водит к снижению ресурса двигателя. Обеспечение осевого люфта коленча­того вала в требуемых пределах при ремонте достигается путем постановки упорной шайбы (звено Л₃) увеличенно­го размера.

При комплектовании деталей рас­сматриваемых сопряжений сборочной размерной цепи обычно замеряют зве­но А₄ как звено, являющееся источни­ком наибольших погрешностей. По размеру звена А₄ подбирают упорную шайбу (звено А₃) соответствующей толщины. Для двигателя ЗИЛ-130 техническими условиями предусмотрено три ремонтных размера шайб (2,7⁰__од,₄;2,9%₁₀₄и3,1⁰__од)4мм).

Дата добавления: 2014-01-04