Tolerance un piemērotība mašīnbūvē

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-02 13:59

Metroloģija ir zinātne par mērījumiem, līdzekļiem un metodēm to vienotības nodrošināšanai, kā arī veidiem, kā sasniegt nepieciešamo precizitāti. Tās priekšmets ir kvantitatīvās informācijas atlase par objektu parametriem ar noteiktu uzticamību un precizitāti. Metroloģijas normatīvais regulējums ir standarti. Šajā rakstā mēs apskatīsim pielaides un piezemēšanās sistēmu, kas ir šīs zinātnes apakšnodaļa.

Detaļu aizvietojamības jēdziens

Mūsdienu rūpnīcās traktorus, automašīnas, darbgaldus un citas mašīnas ražo nevis vienībās vai desmitos, bet simtos un pat tūkstošos. Pie šādiem ražošanas apjomiem ir ļoti svarīgi, lai katra saražotā detaļa vai komplektācija montāžas laikā precīzi iegultos savā vietā bez papildus atslēdznieka regulējumiem. Galu galā šādas darbības ir diezgan darbietilpīgas, dārgas un aizņem daudz laika, kas nav pieņemami masveida ražošanā. Tikpat svarīgi ir, lai detaļas, kas nonāk komplektā, būtu iespējams nomainīt.citiem kopīgiem mērķiem ar tiem, nekaitējot visas gatavās vienības darbībai. Šādu detaļu, mezglu un mehānismu savstarpēju aizvietojamību sauc par unifikāciju. Tas ir ļoti svarīgs punkts mašīnbūvē, tas ļauj ietaupīt ne tikai detaļu projektēšanas un izgatavošanas izmaksas, bet arī ražošanas laiku, turklāt vienkāršo produkta remontu tā darbības rezultātā. Savstarpēja aizvietojamība ir komponentu un mehānismu īpašība ieņemt savas vietas izstrādājumos bez iepriekšējas izvēles un veikt savas galvenās funkcijas saskaņā ar specifikācijām.

Pārošanas daļas

Divas daļas, kas ir fiksētas vai kustīgi savienotas viena ar otru, sauc par pārošanos. Un vērtību, pēc kuras tiek veikta šī artikulācija, parasti sauc par pārošanās izmēru. Piemērs ir skriemeļa cauruma diametrs un atbilstošais vārpstas diametrs. Vērtību, pēc kuras savienojums nenotiek, parasti sauc par brīvo izmēru. Piemēram, skriemeļa ārējais diametrs. Lai nodrošinātu savstarpēju aizvietojamību, detaļu savienojuma izmēriem vienmēr jābūt precīziem. Tomēr šāda apstrāde ir ļoti sarežģīta un bieži vien nepraktiska. Tāpēc tehnoloģijā tiek izmantota metode, kā iegūt maināmas detaļas, strādājot ar tā saukto aptuveno precizitāti. Tas ir saistīts ar faktu, ka dažādiem darbības apstākļiem mezgli un detaļas nosaka pieļaujamās to izmēru novirzes, saskaņā ar kurām ir iespējama šo daļu nevainojama darbība vienībā. Šādas nobīdes, kas aprēķinātas dažādiem darbības apstākļiem, tiek veidotas noteiktā veidānoteikta shēma, tās nosaukums ir "vienota pielaides un piezemēšanās sistēma".

Pielaides jēdziens. Daudzuma raksturlielumi

Zīmējumā norādītās detaļas aprēķinātos datus, no kuriem tiek skaitītas novirzes, parasti sauc par nominālo izmēru. Parasti šo vērtību izsaka veselos milimetros. Detaļas izmēru, kas faktiski iegūts apstrādes laikā, sauc par faktisko izmēru. Vērtības, starp kurām šis parametrs svārstās, parasti sauc par robežu. No tiem maksimālais parametrs ir lielākais izmēra ierobežojums, bet minimālais parametrs ir mazākais. Novirzes ir starpība starp daļas nominālo un robežvērtību. Zīmējumos šis parametrs parasti ir norādīts skaitliskā formā pie nominālā izmēra (augšējā vērtība ir norādīta augstāk, bet zemākā vērtība).

Ieraksta piemērs

Ja zīmējumā ir norādīta vērtība 40^{+0, 15}_{-0, 1, tad tas nozīmē, ka daļa ir 40 mm, lielākā robeža ir +0,15, mazākā ir -0,1. Atšķirību starp nominālo un maksimālo robežvērtību sauc par augšējo novirzi, bet starp minimālo - par apakšējo. No šejienes faktiskās vērtības ir viegli nosakāmas. No šī piemēra izriet, ka lielākā robežvērtība būs vienāda ar 40+0, 15=40,15 mm, bet mazākā: 40-0, 1=39,9 mm. Atšķirību starp mazāko un lielāko robežlielumu sauc par pielaidi. Aprēķināts šādi: 40, 15-39, 9=0,25 mm.}

Atstarpes un blīvums

Apsvērsimkonkrēts piemērs, kur galvenās ir pielaides un atbilstība. Pieņemsim, ka mums ir vajadzīga daļa ar caurumu 40^{+0, 1}, lai ietilptu uz vārpstas ar izmēriem 40^{-0, 1} _{-0, 2}. No nosacījuma var redzēt, ka diametrs visām opcijām būs mazāks par caurumu, kas nozīmē, ka ar šādu savienojumu noteikti radīsies sprauga. Šādu piezemēšanos parasti sauc par kustīgu, jo vārpsta caurumā brīvi griezīsies. Ja daļas izmērs ir 40^{+0, 2}_{+0, 15, tad jebkurā gadījumā tas būs lielāks par urbuma diametru. Šādā gadījumā vārpsta ir jāiespiež, un savienojumā būs traucējumi.}

Secinājumi

Pamatojoties uz iepriekš minētajiem piemēriem, var izdarīt šādus secinājumus:

• Atstarpe ir starpība starp vārpstas un cauruma faktiskajiem izmēriem, ja pēdējais ir lielāks par pirmo. Izmantojot šo savienojumu, daļām ir brīva rotācija.
• Priekšslodzi parasti sauc par starpību starp urbuma un vārpstas faktiskajiem izmēriem, ja pēdējais ir lielāks par pirmo. Izmantojot šo savienojumu, detaļas tiek iespiestas.

Atbilstības un precizitātes klases

Piezemēšanās vietas parasti iedala fiksētās (karstās, spiedošās, viegli nospiežamās, nedzirdīgās, ciešās, blīvās, saspringtās) un mobilajās (slīdošās, skriešanas, kustīgās, vieglās, platās). Mašīnbūvē un instrumentācijā ir noteikti noteikumi, kas regulē pielaides un nosēšanās. GOST paredz noteiktas precizitātes klases mezglu ražošanā, izmantojot noteiktas izmēru novirzes. No praksesIr zināms, ka ceļu un lauksaimniecības mašīnu detaļas, nekaitējot to darbībai, var izgatavot ar mazāku precizitāti nekā virpām, mērinstrumentiem un automašīnām. Šajā sakarā mašīnbūves pielaidēm un iederībām ir desmit dažādas precizitātes klases. Visprecīzākie no tiem ir pirmie pieci: 1, 2, 2a, 3, 3a; nākamie divi attiecas uz vidēju precizitāti: 4 un 5; un pēdējie trīs līdz aptuveni: 7, 8 un 9.

Lai noskaidrotu, līdz kādai precizitātes klasei detaļa jātaisa, zīmējumā pie burta, kas norāda piemērotību, ievietojiet skaitli, kas norāda šo parametru. Piemēram, marķējums C4 nozīmē, ka tips ir slīdošs, 4. klase; X3 - skriešanas veids, 3. klase. Visiem otrās klases izkraušanas gadījumiem digitālais apzīmējums netiek likts, jo tas ir visizplatītākais. Detalizētu informāciju par šo parametru varat iegūt divu sējumu atsauces grāmatā "Pielaides un atbilstība" (Myagkov V. D., 1982. gada izdevums).

Vārpsta un caurumu sistēma

Tolerance un saderības parasti tiek uzskatītas par divām sistēmām: caurumiem un vārpstām. Pirmo no tiem raksturo fakts, ka tajā visi veidi ar vienādu precizitātes pakāpi un klasi attiecas uz vienu un to pašu nominālo diametru. Caurumiem ir nemainīgas robežnoviržu vērtības. Vārpstas maksimālās novirzes maiņas rezultātā tiek iegūti dažādi piezemējumi šādā sistēmā.

Otro no tiem raksturo fakts, ka visi tipi ar vienādu precizitātes pakāpi un klasi attiecas uz vienu un to pašu nominālo diametru. Vārpstai ir nemainīgas robežvērtībasnovirzes. Mainot caurumu maksimālo noviržu vērtības, tiek veiktas dažādas piezemēšanās. Caurumu sistēmas rasējumos ir ierasts apzīmēt burtu A, bet vārpstu - burtu B. Blakus burtam novietota precizitātes klases zīme.

Simbolu piemēri

Ja zīmējumā ir norādīts "30A3", tas nozīmē, ka attiecīgā detaļa ir jāapstrādā ar trešās precizitātes klases urbumu sistēmu, ja norādīts "30A", tas nozīmē izmantot to pašu sistēmu, bet otrā klase. Ja pielaide un atbilstība ir izgatavota pēc vārpstas principa, tad nepieciešamais tips ir norādīts nominālajā izmērā. Piemēram, daļa ar apzīmējumu "30B3" atbilst trešās precizitātes klases vārpstu sistēmas apstrādei.

Savā grāmatā M. A. Peilijs (“Tolerances and Fits”) skaidro, ka mašīnbūvē biežāk izmanto urbuma principu nekā vārpstu. Tas ir saistīts ar faktu, ka tas prasa mazāk aprīkojuma un instrumentu. Piemēram, lai saskaņā ar šo sistēmu apstrādātu noteikta nominālā diametra urbumu, visiem šīs klases piezemējumiem ir nepieciešams tikai viens rīvgriezējs, bet diametra maiņai ir nepieciešams viens ierobežojošais spraudnis. Izmantojot vārpstu sistēmu, ir nepieciešams atsevišķs rīvgriezējs un atsevišķs spraudnis, lai nodrošinātu katra atbilstību tai pašai klasei.

Pielaides un atbilstības: noviržu tabula

Precizitātes klašu noteikšanai un atlasei ierasts izmantot īpašu uzziņu literatūru. Tātad pielaides un atbilstības (šajā rakstā ir sniegta tabula ar piemēru) parasti ir ļoti mazas vērtības. Priekšlai nerakstītu liekās nulles, literatūrā tās apzīmē mikronos (milimetra tūkstošdaļās). Viens mikrons atbilst 0,001 mm. Parasti šādas tabulas pirmajā kolonnā ir norādīti nominālie diametri, bet otrajā - urbuma novirzes. Pārējās diagrammās ir norādīti dažādi nosēšanās lielumi ar atbilstošām novirzēm. Plusa zīme blakus šādai vērtībai norāda, ka tā jāpievieno nominālajam izmēram, mīnusa zīme norāda, ka tā ir jāatņem.

Pavedieni

Vitņotu savienojumu pielaidei un piemērotībai jāņem vērā tas, ka vītnes ir savienotas tikai profila malās, izņēmums var būt tikai tvaika necaurlaidīgie veidi. Tāpēc galvenais parametrs, kas nosaka noviržu raksturu, ir vidējais diametrs. Pielaide un pielaides ārējam un iekšējam diametram ir iestatītas tā, lai pilnībā izslēgtu saspiešanas iespēju gar vītnes iedobēm un virsotnēm. Kļūdas, samazinot ārējo izmēru un palielinot iekšējo izmēru, neietekmēs grima procesu. Tomēr vītnes soļa un profila leņķa novirzes izraisīs stiprinājuma iestrēgšanu.

Atstarpes vītnes pielaides

Visbiežāk sastopamas pielaides un klīrensa lēkmes. Šādos savienojumos vidējā diametra nominālvērtība ir vienāda ar uzgriežņa vītnes lielāko vidējo vērtību. Novirzes parasti tiek skaitītas no profila līnijas, kas ir perpendikulāra vītnes asij. To nosaka GOST 16093-81. Uzgriežņu un skrūvju vītnes diametra pielaides tiek piešķirtas atkarībā no noteiktās precizitātes pakāpes (norāda ar skaitli). Pieņemtsnākamā šī parametra vērtību sērija: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Pielaides tiem nav noteiktas. Vītnes diametra lauku novietošana attiecībā pret nominālo profila vērtību palīdz noteikt galvenās novirzes: augšējās - skrūvju ārējām vērtībām un apakšējās - uzgriežņu iekšējām vērtībām. Šie parametri ir tieši atkarīgi no precizitātes un savienojuma posma.

Pielaides, saderības un tehniskie mērījumi

Detaļu un mehānismu ar noteiktiem parametriem ražošanai un apstrādei virpotājam ir jāizmanto dažādi mērinstrumenti. Parasti aptuveniem mērījumiem un izstrādājumu izmēru pārbaudei tiek izmantoti lineāli, suporti un iekšējie mērinstrumenti. Precīzākiem mērījumiem - suporti, mikrometri, mērinstrumenti utt. Visi zina, kas ir lineāls, tāpēc pie tā nekavēsimies.

Suports ir vienkāršs instruments sagatavju ārējo izmēru mērīšanai. Tas sastāv no pagriežamu, izliektu kāju pāra, kas fiksēts uz vienas ass. Ir arī atsperu tipa suports, ar skrūvi un uzgriezni tiek iestatīts vajadzīgajā izmērā. Šāds rīks ir nedaudz ērtāks par vienkāršu, jo saglabā norādīto vērtību.

Suports ir paredzēts iekšējo mērījumu veikšanai. Ir parastais un pavasara veids. Šī instrumenta ierīce ir līdzīga suportam. Instrumenta precizitāte ir 0,25 mm.

Suports ir precīzāka ierīce. Tie var izmērīt gan ārējās, gan iekšējās virsmas.apstrādātas detaļas. Virpotājs, strādājot pie virpas, ar suportu mēra rievas vai dzegas dziļumu. Šis mērinstruments sastāv no vārpstas ar gradācijām un spīlēm un rāmja ar otru žokļu pāri. Ar skrūves palīdzību rāmis tiek fiksēts uz stieņa vajadzīgajā pozīcijā. Mērījumu precizitāte ir 0,02 mm.

Dziļuma mērītājs - šī ierīce ir paredzēta rievu un iegriezumu dziļuma mērīšanai. Turklāt rīks ļauj noteikt pareizo dzegas pozīciju visā vārpstas garumā. Šīs ierīces ierīce ir līdzīga suportam.

Mikrometri tiek izmantoti, lai precīzi noteiktu sagataves diametru, biezumu un garumu. Tie sniedz rādījumus ar precizitāti 0,01 mm. Mērītais objekts atrodas starp mikrometra skrūvi un fiksēto papēdi, regulēšana tiek veikta, pagriežot cilindru.

Iekšējo virsmu mērierīces tiek izmantotas precīziem iekšējo virsmu mērījumiem. Ir fiksētas un bīdāmas ierīces. Šie instrumenti ir stieņi ar mērīšanas lodīšu galiem. Attālums starp tiem atbilst noteiktā cauruma diametram. Mērījumu robežas iekšgabarītam ir 54-63 mm, ar papildu galvu var noteikt diametrus līdz 1500 mm.