Навігація
Головна
 
Головна arrow Товарознавство arrow Метрологія, стандартизація і сертифікація
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Єдині принципи побудови систем допусків і посадок

Принципи побудови системи допусків і посадок

Для забезпечення якості продукції, підвищення ефективності виробництва за рахунок уніфікації вимог до точності, збільшення масштабів випуску продукції і т. П. Використовується обов'язкова система допусків і посадок, що охоплює всі розмірні параметри. Випускаються окремі стандарти на граничні відхилення і посадки різних видів з'єднань, але всі вони об'єднуються єдиними принципами побудови. Таких принципів можна виділити восьмій [21].

Принцип застосуванні рядів переважних чисел полягає в тому, що числові ряди інтервалів розмірів, градацій точності та інших показників будуються по одному з основних або похідних рядів переважних чисел.

Принцип масштабних коефіцієнтів заснований на тому, що зміна величини допуску в залежності від розміру підпорядковується певної закономірності, описуваної деякою функцією розміру, званої одиницею допуску.

Принцип застосування коефіцієнтів точності полягає в тому, що числові значення допусків розмірів отримуються множенням одиниці допуску (значення масштабного коефіцієнта при середньому в даному інтервалі значенні розміру) на певне число (коефіцієнт точності).

Принцип застосування спрощують способів побудови посадок полягає у використанні двох еквівалентних по простоті способів, при яких розташування поля допуску однієї, званої основною деталлю, з двох деталей, що з'єднуються залишають незмінним, необхідну ж посадку забезпечують за рахунок змішування поля допуску сопрягаемой деталі, що забезпечує необхідний для посадки зазор або натяг.

Принцип економії матеріалу при встановленні поля допуску основної деталі полягає в розташуванні останнього "в тіло": поле допуску отвору розташовується вгору (у бік позитивних відхилень) при нижньому відхиленні Е1 = 0, а валу - вниз (у бік негативних відхилень) при верхньому відхиленні е $ = 0. Економія виходить в результаті того, що допустимі відхилення дійсних розмірів зменшують масу основної деталі.

Принцип уніфікації полів допусків передбачає виділення із загального числа стандартизованих полів допусків полів допусків пріоритетним застосування.

Принцип фізично обґрунтованого зміни зазору в залежності від розміру з'єднання полягає в тому, що зазори і натяг змінюються залежно від розміру з'єднання за законами, які відповідають фізичним умовам застосування посадок.

Принцип приведення норм точності до певного температурному режиму вказує на необхідність віднесення стандартизованих граничних відхилень розмірних параметрів до певної температури. Такий температурою є 293,15 К (+ 20 ° С) по міжнародній практичній температурній шкалі.

Основні норми взаємозамінності. єдина система полів допусків і посадок (ЄСДП)

Ознаки побудови системи допусків і посадок

Єдина система допусків і посадок побудована на основі закономірностей, відповідних викладеним вище принципам, і ці закономірності є її ознаками.

Система допусків і посадок - це сукупність рядів допусків і посадок, закономірно побудованих на основі досвіду, теоретичних і експериментальних досліджень і оформлених у вигляді стандарту. В даний час розроблені і діють системи допусків і посадок для типових видів сполучення: гладких, конічних, різьбових, шпонкових, шліцьових, зубчастих передач та ін.

Системи допусків і посадок полегшують призначення точностних параметрів деталей, обмежуючи промисловість мінімально необхідними, але достатніми для реальних цілей можливостями вибору.

В даний час більшість країн світу застосовують системи допусків і посадок ISO (International Organisation for Standarti-sation), які створені для можливої уніфікації національних систем допусків і посадок.

У нашій країні перехід на єдину систему допусків і посадок і основні норми взаємозамінності, які засновані на стандартах та рекомендаціях ISO, почався з 1977 р Такий перехід створює можливості для міжнародної спеціалізації і кооперування при виробництві деталей, складальних одиниць, технологічного оснащення, машин і т . п .; забезпечує підвищення конкурентоспроможності вітчизняної продукції на світовому ринку; забезпечує ефективність науково-технічного обміну між різними країнами та ін.

Допуски в будь-якій системі встановлюються для певного діапазону розмірів.

Перша ознака ЕСДП полягає в тому, що з метою спрощення таблиць допусків і посадок номінальні розміри розбиті на діапазони і інтервали.

Номінальні розміри, що охоплюються ЕСДП, розбиті на наступні діапазони: менше 1 мм (ГОСТ 25347-82); від 1 до 500 мм (ГОСТ 25347-82); понад 500 до 3150 мм (ГОСТ 25347-82); понад 3150 до 10000 мм (ГОСТ 25348-82); понад 10000 до 40000 мм, що дозволяє врахувати особливості досягнення заданої точності різних розмірів при виготовленні.

Найбільш широко використовуваним діапазоном є діапазон розмірів від I до 500 мм.

Для побудови рядів допусків кожен з діапазонів, у свою чергу, розділений на декілька інтервалів. Це зроблено тому, що призначати допуск для кожного номінального розміру недоцільно. Таблиці допусків в цьому випадку вийшли б громіздкими, а самі допуски для суміжних розмірів відрізнялися б один від іншого незначно. У зв'язку з цим для всіх розмірів, які охоплюються інтервалом, призначається один і той же допуск.

Інтервали номінальних розмірів, прийняті в єдиній системі допусків і посадок (ЄСДП) *, наведено в табл. 5.1.

Для розмірів до 500 мм встановлено проміжні інтервали для валів з основними відхиленнями від "я" до "про> і від" г "до" гс ", для отворів з основними відхиленнями від" А "до" С "і від" Я "до "ZC".

5.1. Інтервали розмірів в діапазоні до 3150 мм

Інтервали розмірів в діапазоні до 3150 мм

Для розмірів понад 500 до 3150 мм встановлено проміжні інтервали для валів з основними відхиленнями "с", "cd" і від "г" до "v", для отворів з основними відхиленнями "С", "CD" і від "А?" до

Починаючи з 250 мм межі основних інтервалів прийняті за нормальними лінійним розмірам ряду АМО. Проміжні інтервали введені для номінальних розмірів понад 10 мм і ділять основний інтервал на два або три подинтервала.

Діаметри по інтервалах розподілені таким чином, щоб допуски, підраховані по крайніх значень в кожному інтервалі, відрізнялися від допусків, підрахованих за середнім значенням діаметра в тому ж інтервалі, не більше ніж на 5-8%.

Розрахунок допусків і граничних відхилень для кожного інтервалу номінальних розмірів проводиться по середньому геометричному Dero граничних значень (olimin і Д | тах)

Для інтервалу розмірів до 3 мм прийнято /> = л / з.

Інтервал розмірів є відкритим з нижньої і закритим з верхньої межі, т. Е. (Д1т1п, Д1тах).

Друга ознака ЕСДП полягає у прийнятій відповідно до принципу масштабних коефіцієнтів одиниці допуску.

Для призначення допусків необхідно було встановити закономірність зміни допусків в залежності від зміни номінального розміру. Тому для побудови системи допусків встановлюють одиницю допуску / '(Одиниця допуску /', / - множник у формулах допусків, що є функцією номінального розміру і службовець для визначення числового значення допуску. Для розмірів до 500 мм одиниця допуску позначається буквою / ', а для номінальних розмірів понад 500 мм - /.) Одиниця допуску відображає вплив технологічних, конструктивних і метрологічних факторів і виражає залежність допуску від номінального розміру, ограничиваемого допуском, і є мірою точності.

На основі численних досліджень похибки виготовлення деталей залежно від номінального розміру встановлено, що в однакових технологічних умовах вона змінюється по наступному закону:

де л '- змінюється від 2,5 до 3,5; коефіцієнт Сдля шліфованих валів близький до 0,005, а для отворів 0,008.

де О - середнє геометричне крайніх розмірів кожного інтервалу, мм.

Член 0,0010 у формулі (5.30) враховує похибки вимірювання.

На рис. 5.15 наведено графік залежності (5.30) для діапазону розмірів від I до 500 мм. На графіку покатався основні інтервали розмірів (позначені цифрами 4-13).

Третьою ознакою ЕСДП є градації точності (ряди точності). У кожному виробі деталі різного призначення виготовляють з різною точністю, в залежності від вимог, що пред'являються до них. Для нормування необхідної точності встановлені квалітети (ступеня точності).

Квалітет (ступінь точності) - сукупність допусків, що розглядаються як відповідні одному рівню точності для всіх номінальних розмірів. Для кожного квалітету існує закономірно побудований ряд полів допусків, в якому різні за величиною розміри мають одну і ту ж відносну точність, обумовлену коефіцієнтом а.

Допуски деталей однакової точності містять рівне число одиниць допуску а.

Число квалитетов визначається потребою промисловості. У ЕСДП передбачено 20 квалітетів, які позначаються порядковими номерами, зростаючими зі збільшенням допуску: 01; 0; 1; 2; 3,16; 17; 18. Допуск позначається буквами // "(International tolerance), за якими слід номер квалітету, наприклад: / 712; / 78; / 70.

У ЕСДП для розмірів 1-500 мм одиниця допуску визначається за формулою

а для діапазону розмірів 500-10000 мм за формулою

Рис. 5.15. Графічна ілюстрація залежності одиниці допуску І від номінального розміру

Графічна ілюстрація залежності одиниці допуску І від номінального розміру

Величину допуску для 5-17 квалітету (для будь-якого розміру) отримують множенням одиниці допуску / 'на певний, постійне для даного квалітету число одиниць допуску я, т. Е.

Число одиниць допуску а для різних квалітетів наведено в табл. 5.2.

5.2. Число одиниць допуску в 5-17 квалітети (для розмірів до 500 мм)

Число одиниць допуску в 5-17 квалітети (для розмірів до 500 мм)

Для інших квалитетов допуски визначаються за спеціальними формулами.

Відзначимо, що починаючи з 6-го квалітету, кількість одиниць допуску а змінюється по геометричній прогресії зі знаменником (р = 1,6 (ряд R5). Це означає, що при переході від одного квалітету до іншого допуск зростає в 1,6 рази ( на 60%), а при переході на 5 квалитетов - допуск збільшується в 10 разів. Це правило можна використовувати і для отримання допусків грубіше / Л 8.

Квалітет визначає величину допуску на виготовлення, а отже, зумовлює методи і засоби виготовлення деталей машин.

По заданому допуску розміру можна визначити квалітет, за яким він виготовлений.

Приклад.

Нехай відомо, що номінальний розмір дорівнює 90 мм, а допуск дорівнює 220 мкм. Потрібно визначити квалітет, за яким виготовлений розмір.

Рішення. Попередньо визначимо одиницю допуску за формулою (5.3O) / = O, 453 / Ô "+ O, OO10, гдеО = ^ ОіminDHmax. Розмір 90 потрапляє в інтервал 80-120 мм (див. Табл.5.1). Отже, Dn mjn = 80 мм, a Du mxt = 120 мм. Тоді середнє значення інтервалу D = ^ /> і mln Z) | (max ~~ л / 80120 "98 мм. Підставляючи D в формулу для визначення одиниці допуску, отримаємо

i = 0,45 40+ 0,001 D- 0,45 ^ 98 "+ 0,001 98 * 2,17 мкм. З формули (5.32) знаходимо значення кількості одиниць допуску а = - = - * 101.

/ 2,17

За табл. 5.2 знаходимо, що розмір виготовлений по 11-му квалітету (табличне значення кількості одиниць допуску одно 100).

Призначення необхідного квалітету є складною техніко-економічним завданням.

Четвертою ознакою ЕСДП служить засноване на принципі економії металу гранично одностороннє розташування полів допусків основних деталей (рис. 5.16).

Гранично одностороннє розташування полів допусків основного отвору (Н) і основного валу (h)

Рис. 5.16. Гранично одностороннє розташування полів допусків основного отвору (Н) і основного валу (h)

Основне отвір - отвір, нижнє відхилення якого дорівнює нулю, т. Е. Е / = 0.

Основний вал - вал, верхнє відхилення якого дорівнює нулю, т. Е. Ез = 0.

Основне отвір позначається буквою Я, а основний вал - Л.

Система ЕСДП є гранично односторонньою. Істотним наслідком прийнятого розташування полів допусків основної деталі є зниження маси виробів і економія металу на заготовках.

П'ятим ознакою ЕСДП є розташування полів допусків. Значення розміру певної точності характеризується величиною і розташуванням допуску щодо номінального розміру. У ЕСДП для вказівки положення поля допуску щодо номінального розміру нормуються величини основних відхилень, які позначаються латинськими літерами - великими для отвори

(Л, Я, С, СД £, ЕР, Д ГС, (7, Я, / (/ $), ЛГ, Л /, Л /, Д Я, £ Т, / У, К К У, Д гл, 2В, 2С)

і малими для валів

(а, />, с, са е, е /, /, &, g, Комерсант т> п> Р> г> '> і> у * # ^ & гс> -

Основне відхилення - одне з двох граничних відхилень (верхнє або нижнє), що визначає положення поля допуску відносно нульової лінії. Кожному з основних відхилень на рис. 5.17 відповідає певний рівень щодо нульової лінії, від якого починається поле допуску. Штрихуванням показано напрямок допуску, а друге граничне відхилення не вказано, оскільки воно залежить від поля допуску.

Основні відхилення стандартизовані, як правило, незалежно від допусків, а їх чисельні значення встановлені в залежності від інтервалів номінальних розмірів.

Для полів допусків, розташованих нижче нульової лінії, основним (найближчим) відхиленням є верхнє відхилення (еу для вала або £ 5 для отвори). Для полів допусків, располо

 Схема розташування і позначення основних відхилень (штрихуванням показано напрямок розташування поля допуску)

Рис. 5.17. Схема розташування і позначення основних відхилень (штрихуванням показано напрямок розташування поля допуску)

дені вище нульової лінії, основним (найближчим) відхиленням є нижнє відхилення (е / для вала або £ 7для отвори).

Однакові комбінації основних відхилень валів і отворів забезпечують рівні можливості освіти полів допусків валів і отворів. Відзначимо, що на рис. 5.17 зазначений повний набір основних відхилень, який характеризує потенційні можливості системи.

Вихідними при побудові системи були прийняті основні відхилення валів, числові значення яких розраховані за формулами, наведеними в ГОСТ 25346-89.

Числові значення основних відхилень отворів розраховуються на основі верхнього відхилення їв або нижнього відхилення їв вала того ж позначення відповідно до загальним та спеціальним правилами, які сформульовані на основі наступних положень: загальне правило - основне відхилення отвору повинно бути симетрично щодо нульової лінії основного відхиленню валу того ж літерного позначення; спеціальне правило - основне відхилення отвору повинно бути таким, щоб дві відповідні один одному посадки в системі отвору і в системі вала, в яких отвір даного квалітету з'єднується з валом найближчого більш

Н1 Р1 _

точного квалітету, наприклад-7-і -г, забезпечили ідентичні зазори

ро по

або натяги.

Відповідно до загального правила:

- Для отворів з відхиленнями А - Н

- Для отворів з відхиленнями К - 2С

Дане правило дійсне для всіх відхилень, за винятком: відхилень, на яке поширюється спеціальне правило; отворів від N9 до Мб для розмірів понад 3 до 500 мм, у яких основне відхилення дорівнює нулю.

Спеціальне правило дійсно для інтервалів розмірів понад 3 до 500 мм: для отворів з основними відхиленнями У, К, Л /, N до 8-го квалітету включно; для отворів з основними відхиленнями від Рцо ZC до 7-го квалітету включно.

У відповідності зі спеціальним правилом основне відхилення отвору визначається за формулою

де Д = 1ТП - 1ТП_ {- різниця між допусками того квалітету, в якому утворюється поле допуску, і найближчого більш точного квалітету. На рис. 5.18 наведена ілюстрація до спеціальним правилом визначення основних відхилень отворів.

У ЕСДП поле допуску утворюється поєднанням основного відхилення і номера квалітету. Умовне позначення поля допуску складається з букви і числа. Наприклад, Л8 означає, що це поле допуску отвору (велика літера А), у якого нижнє відхилення позитивно (див. Рис. 5.16), а величина допуску відповідає 8-му квалітету.

Поєднання Ю означає, що це поле допуску основного вала, верхнє відхилення якого дорівнює нулю, а величина допуску відповідає 7-му квалітету.

Якщо поле допуску розташовується нижче нульової лінії, то основним відхиленням є верхнє відхилення, а нижнє визначається за формулою

При розташуванні поля допуску вище нульової лінії основним відхиленням є нижнє відхилення, а верхнє відхилення визначається за формулою

Ілюстрація до спеціальним правилом визначення основних відхилень отворів

У цих формулах / Г-допуск розміру, який залежить від номера квалітету і номінального розміру і не залежить від основного відхилення.

У ЕСДП допускаються будь-які поєднання основних відхилень і квалітетів, що дозволяє отримати велику кількість різних полів допусків валів і отворів. Це значно перевищує потреби промисловості. У зв'язку з цим шляхом відбору була встановлена обмежена номенклатура полів допусків (ГОСТ 25347-82).

Поля допусків валів і отворів для номінальних розмірів від I до 500 мм наведено в табл. 5.3 та 5.4.

Шостим ознакою ЕСДП передбачені посадки в системі отвору і в системі вала.

Посадки в системі отвору - посадки, в яких необхідні зазори і натяг виходять поєднанням різних полів допусків валів з полем допуску основного отвору (рис. 5.19).

Посадки в системі вала - посадки, в яких необхідні зазори і натяг виходять поєднанням різних полів допусків отвору з полем допуску основного вала (рис. 5.19).

Системи отвору і валу формально рівноправні. Однак система отвори є кращою. Вона більш економічна. Це обумовлено значно меншою номенклатурою інструментів для обробки. Різні вали в системі отвору можуть оброблятися різцем, тоді як для отримання в системі вала різноманітних посадок при певному розмірі сполучення потрібна велика кількість мірного інструменту (свердел, зенкерів, розгорток, протяжок).

Схема розташування полів допусків отворів і валів в системі отвору і системі вала

Рис. 5.19. Схема розташування полів допусків отворів і валів в системі отвору і системі вала

5.3. Поля допусків валів при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

Поля допусків валів при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

5.4. Поля допусків отворів при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

Поля допусків отворів при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

Позначення бажаних полів допусків виділені жирним шрифтом.

Проте в деяких випадках система вала більш краща. Такі випадки досить обмежені, і критерієм для їх використання чаші всього є економічні міркування.

Зокрема, система вала застосовується:

  • - Коли на вал одного діаметра необхідно встановити кілька отворів з різним видом посадок;
  • - При використанні стандартних вузлів і деталей, виготовлених в певних системах, наприклад зовнішній діаметр підшипників кочення виготовляється за системою вала, оскільки цей вузол випускається в продаж і заздалегідь невідомо, за якою посадці буде встановлений підшипник в механізм. Якби робити зовнішній діаметр підшипника в системі отвору, то треба було б значно розширити їх номенклатуру, а обробляти підшипник по зовнішньому діаметру недоцільно;
  • - При виготовленні валів з каліброваного матеріалу ("серебрянка"). Цей матеріал являє собою добре оброблений вал, і для багатьох галузей промисловості його можна використовувати без обробки, приймаючи його за основний вал, а обробляти тільки отвори для отримання необхідної посадки;
  • - Коли за міцнісними міркувань небажано робити ступінчастий вал для уникнення концентрації напружень в місці переходу з одного діаметра на інший, тоді роблять вали постійного діаметра;
  • - З технологічних міркувань, коли, наприклад, при ремонті є готовий вал і під нього робиться отвір.

При використанні високопродуктивного обладнання, наприклад без центрів шліфувальних верстатів, вартість виготовлення вала виявляється невеликий, і в ряді випадків економічно доцільно застосовувати систему вала при виготовленні на таких верстатах. Наведені приклади є окремими випадками використання системи валу. У переважній більшості застосовується система отвори.

Основні відхилення валів від а до А і отворів від А до Н використовуються для утворення полів допусків, призначених для посадок з зазором відповідно в системі отвору і в системі вала.

У перехідних посадках використовуються найчастіше за все основні відхилення отуу до п біля валів, від / здо / Уу отворів.

Для полів допусків з використанням літер № і / V можна сказати, що у них середнє відхилення (а не основне) дорівнює нулю. Основні відхилення У і У аналогічні багато в чому відхилень у'л та № і відрізняються тим, що поля допусків з цією буквою не мають строго симетричного розташування.

Основні відхилення валів від р до гс і отворів від Р до 2С використовуються в основному для утворення полів допусків для посадок з натягом. У табл. 5.5 наведені рекомендовані до застосування посадки в системі отвору (69 посадок), а в табл. 5.6 - в системі валу (61 посадка).

У практичній діяльності використовується значно менша кількість посадок. Кількість посадок пріоритетним застосування в системі отвору для розмірів від I до 500 мм (в табл. 5.5 виділені жирним шрифтом) одно 17, а в системі вала (табл. 5.6) - 10.

Сьомим ознакою ЕСДП служить температурний режим. Залежно від температури, яку має виготовлена деталь, її розміри будуть різні. Тому встановлено, що стандартні допуски і посадки відносяться до деталей, розміри яких визначені при нормальній температурі 20 ° С. Така температура прийнята близької до температури робочих приміщень машинобудівних заводів. Атестація вимірювальних засобів, а також точні вимірювання необхідно виконувати при нормальній температурі.

Для точних вимірювань часто виділяють спеціальні приміщення, в яких температура підтримується в межах одного градуса в будь-який час року. Нерівномірність температурного поля в приміщенні, різниця коефіцієнтів лінійного розширення контрольованих виробів і вимірювальних засобів є причинами температурних похибок.

Похибка вимірювання, викликану відхиленнями від нормальної температури і різниці коефіцієнтів лінійного розширення деталі і вимірювального засобу, можна визначити за формулою

де / - вимірюваний розмір, мм; ах і щ - коефіцієнти лінійного розширення матеріалів деталі і вимірювального засобу; Дг, і Д / е - різниця між температурою відповідно деталі і вимірювального засобу і нормальною температурою, т. Е. Д /, = /, - 20 ° С і Д / 2 = і - 20 ° С. Підраховані таким чином похибку можна внести як поправки до результату вимірювання, взявши її з протилежним знаком.

Температурні похибки можуть досягати значної величини. Наприклад, при контролі розміру 250 мм виробу, виготовленого зі сталі 30ХГСА (коефіцієнт лінійного розширення

а = 2- ~ *, - 1-), гладким калібром, виготовленого з хромової сталі З

5.5. Рекомендовані посадки в системі отвору при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

Рекомендовані посадки в системі отвору при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

5.6. Рекомендовані посадки в системі вала при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

Рекомендовані посадки в системі вала при номінальних розмірах від 1 до 500 мм

(а = 2Л0 '*> - 1-) при температурі вироби 24 ° С і температурі калібру 18 ° С, матимемо похибка

Д / "250 <1210 ^ 64-210-6-2) ^ 0,011 мм = 11 мкм.

Похибка вимірювання може виникнути також і від місцевого нагрівання, наприклад під дією тепла рук контролера.

Для збільшення точності вимірювань необхідно застосовувати теплову ізоляцію (термоізоляційні накладки і ручки у скоб) або термоизолирующие рукавички для контролерів.

Ще одним із способів усунення температурної похибки від різниці температур деталі і вимірювального засобу є вирівнювання температур. Для цього проверяемую деталь і вимірювальний засіб витримують в однакових умовах протягом певного часу, який можна визначити за формулою [16]

де к - коефіцієнт, що залежить від умов охолодження; при охолодженні в емульсії к = 1,75, при охолодженні на чавунній плиті к = 6, при охолодженні на повітрі к = 30; у - щільність матеріалу деталі, кт / м3; Т7- площа поверхні деталі, м2; Т - початкова різниця температур; / - Кінцева різниця температур.

Температури вироби і вимірювального засобу вирівнюються через досить великий проміжок часу.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук