Взаимозаменяемость. Допуски и посадки

Взаимозаменяемость Для проектирования, изготовления и ремонта машин большое тех­ническое и экономическое значение имеет взаимозаменяемость деталей и узлов. Взаимозаменяемость — свойство элементов конструкции, изготовленных с определённой точностью геометрических, механических, электрических и иных параметров, обеспечивать заданные эксплуатационные показатели вне зависимости от времени и места изготовления при сборке, ремонте и замене этих элементов. Взаимозаменяемость бывает: полная взаимозаменяемость (требуемые характеристики у всех элементов)- полностью взаимозаменяемыми называются детали и узлы, устанавливаемые при сборке без дополнительных операций по обработке, без регулирования и подбора; неполная (частичная, ограниченная) взаимозаменяемость (часть элементов с погрешностью (характеристикой) больше чем допуск на сборку, при этом возникает риск не собрать изделие)-при сборке требуется установка детали или узла с размерами определённой группы, т.е. групповой подбор деталей; групповая (требуемые характеристики достигаются путём включения элементов, принадлежащей общей группе заранее измеренных и рассортированных); регулировка (требуемые характеристики достигаются регулировкой специального элемента путём изменения места, положения или введения дополнительного элемента); пригонка (для достижения заданных свойств конструкции изменяют параметры элемента (заранее назначенного) необходимые для успешной сборки). размерная - подразумевает взаимозаменяемость по присоединённым размерам. параметрическая - необходимость регулировки различных параметров изделия. внешняя - взаимозаменяемость по выходным данным узла, которыми могут являться либо присоединительные, либо эксплуатационные параметры. внутренняя - взаимозаменяемость отдельных узлов или механизмов, входящих в изделие. Взаимозаменяемость облегчает процесс конструирования за счет возможности использования стандартных конструкторский решений и единых технических требований. Происходит удешевление производства. Несомненным плюсом является возможность поточного производства взаимозаменяемых деталей, упрощение процесса сборки при использовании взаимозаменяемых деталей и узлов, снижается требование к квалификации персонала. Взаимозаменяемость деталей машин обеспечивается системой допу­сков и посадок, нормализованной соответствующими стандартами и представляющей собой развернутую классификацию разрешенных к применению допусков и посадок.

Допуски и посадки При сборке сопрягаемых деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности. Охватывающую поверхность называют отверстием, а охватываемую- валом. Каждый из размеров сопрягаемых поверхностей выполняют с некоторым допуском. Во избежание брака при механической обработке детали машины всякий действительный размер ее, получаемый непосредственным измерением, должен находится между предельными размерами, обусловленными размером допуска. Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Разность между наибольшим или наименьшим предельным размером и номинальным размером называется соответственно верхним или нижним отклонением. Площадь поля, заключенного между линями верхнего и нижнего отклонений, называется полем допуска. Разность между охватывающим и охватываемым размерами определяет посадку т.е. характер соединения двух сопряженных деталей, обусловливающий большую или меньшую свободу относительного перемещения этих деталей или прочность неподвижного соединения их. Положительная разность между размерами отверстия и вала называется зазором, а отрицательная- с натягом. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть: с зазором; с натягом; переходной, когда возможно получение как зазора, так и натяга.

Единая система допусков и посадок Единая система допусков и посадок Единая система допусков и посадок, сокращённо – ЕСДП, была введена в действие с 1-го января 1977 г. Действующая в настоящее время система стандартов на допуски и посадки для гладких цилиндрических и плоских соединений разработана в соответствии с рекомендациями и положениями международной организации по стандартизации ISO – International Organization for Standardization. Единая система допусков и посадок оформлена в виде таблиц, в которых для номинальных размеров заданы научно обоснованные величины предельных отклонений для разных полей допусков отверстий и валов. Для всех размеров допуски и предельные отклонения установлены при температуре +20 °С.   ЕСДП — предельно асимметричная система допусков, при этом Допуск задается "в тело" детали, т.е. в плюс - в сторону увеличения размера от номинального для основного отверстия и в минус - в сторону уменьшения размера от номинального для основного вала. Предельно асимметричные системы допусков и посадок имеют некоторые экономические преимущества перед симметричными системами, что связано с обеспечением основных деталей предельными калибрами. Системой допусков и посадок называют закономерно построенную совокупность рядов допусков и посадок, оформленную в стандартах. В настоящее время большинство стран мира применяют системы допусков и посадок ИСО (Международной организации по стандартизации), что позволяет обеспечить взаимозаменяемость изделий и их составных частей, изготовленных в разных странах. Для построения системы допусков устанавливают единицу допуска, которая является мерой точности. Допуск не совсем полно характеризует точность изготовления. С увеличением размеров детали становится труднее выполнить ее с малыми допусками. Кроме того, опыт применения различных посадок показывает, что с увеличением размеров деталей допуск на их изготовление может быть увеличен без ущерба для надежности соединения. Трудности обработки в основном возрастают по закону кубической параболы, поэтому единицу допуска для интервала размеров 1—500 мм определяют по формуле Стандарт ИСО устанавливает 19 квалитетов: 01, 0, 1, 2, . . ., 17. Квалитетом называют совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Допуск Т для любого квалитета определяется по формуле Т ai, где а — коэффициент, зависящий от квалитета и не зависящий от номинального размера. Для упрощения построения системы допусков весь интервал номинальных размеров от 1 до 500 мм разбивают на 13 интервалов: от 1 до 3 мм; свыше 3 — до 6 мм; свыше 6 — до 10 мм и т. д. (табл. 1). Для каждого интервала и квалитета установлен единый допуск. Таблица 1. Допуски для размеров до 500 мм (квалитеты 5... 13) Квалитеты 01,0, 1 предназначены для концевых мер длины, которые изготовляются в виде брусков (плиток) прямоугольного сечения и служат для проверки измерительных средств. Расстояние у плиток между измерительными поверхностями выдерживается с очень высокой степенью точности. Так, например, у наиболее точных плиток размер 100 мм выдерживается с точностью ±0,1 мкм. Квалитеты 2, 3, 4 применяют при изготовлении калибров и для особо точных деталей, квалитеты 5. . .13 — для сопрягаемых размеров, a 14. . .17 — для несопрягаемых (свободных) и неответственных размеров. Установленные стандартом допуски и отклонения относятся к деталям, размеры которых определены при температуре 20 "С. Все точные измерения производят обязательно при этой температуре. Важно также соблюдать это условие для крупных деталей и деталей, коэффициент линейного расширения материала которых отличается от коэффициента линейного расширения материала измерительного инструмента. Таблица 2. Предпочтительный ряд полей допусков и предельных отклонений отверстий при номинальных размерах от 1 до 500 мм За основное отклонение, определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии, в системе СЭВ принято отклонение, ближайшее к нулевой линии. Всего для валов и отверстии установлено по 28 рядов основных отклонений, которые обозначаются одной Таблица 3. Предпочтительный ряд полей допусков и предельных отклонений для валов при номинальных размерах от 1 до 500 мм или двумя буквами латинского алфавита: прописной для отверстий и строчной для валов. Таким образом, обозначение поля допуска состоит из буквы (или двух) и номера квалитета, например: H7; I7; k6. Для отверстий принят следующий ряд основных отклонений: А, В, С, CD, D, Е, EF, F, FG, О, Я, /, Is, К, М, N, Р, R, S, Т, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. где А — наибольшее положительное отклонение, С — наибольшее отрицательное отклонение, И — нулевое отклонение. Обозначения основных отклонений для валов: а, b, с, . . ., zc. В первую очередь применяют предпочтительные поля допусков (табл. 2 и 3). Стандартом разрешается в чертежах предельные отклонения указывать тремя способами: условными обозначениями предельных отклонений, например: 60Н7; 60h7; числовыми величинами, а также условными обозначениями предельных отклонений и справа от них в скобках их числовые величины, например: 60/Н77<+0,0:|1; 60f7). Посадки образуются путем сочетания полей допусков размеров соединяемых деталей. Применяют посадки в системе отверстия и в системе вала. В системе отверстия за основу принято отверстие, а та или иная посадка получается путем изменения поля допуска вала. Стандарт СЭВ 144—75 рекомендует следующие предпочтительные посадки в системе отверстия (в числителе указаны поля допусков отверстия, в знаменателе — вала). В системе вала посадки получаются изменением поля допуска отверстия, основной деталью является вал. Иногда в сборочных чертежах проставляют посадку соединенных деталей. Сначала указывают номинальный размер, общий для соединяемых элементов, затем посадку в виде дроби, например 50*H8/d9. Допускается обозначение посадки через дефис, например 50 H8-d9.

Система вала и Система отверстия Посадки осуществляются по двум системам: системе от­верстия и системе вала. В посадках по системе отверстия предельные размеры отверстия остаются постоянными и различные посадки осу­ществляются изменением предельных размеров вала. В посадках по си­стеме вала предельные размеры вала остаются постоянными и раз­личные посадки осуществляются изменением предельных размеров отверстия. Отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю, называется ос­новным отверстием, а вал, верхнее отклонение которого равно нулю, называется основным валом. Посадки в системе отверстия характеризуются тем, что различные зазоры и натяги получаются соединением валов с основным отвер­стием. Выбор системы посадок при проектировании деталей машин имеет большое экономическое значение. Система отверстия при равных усло­виях обходится дешевле системы вала, так как при ней требуется мень­шее количество дорогостоящего инструмента и дешевле обработка из­делия. Поэтому система отверстия получила большее распространение. Систему вала применяют лишь тогда, когда применение системы отвер­стия оказывается невозможным или невыгодным

Обозначения на чертежах

Назначения допусков и посадок в соединениях, построение схем полей допусков Лаба

Особенности посадок колец подшипников качения Посадки внутреннего кольца на вал выполняется по системе отверстий, а внешнего кольца по системе вала. Особенностью изготовления подшипников качения является то, что допуск его внутреннего кольца идет относительно номинального размера в минус.