Tolerantsus ja sobivus masinaehituses

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-02 13:53

Metroloogia on teadus mõõtmistest, nende ühtsuse tagamise vahenditest ja meetoditest, samuti nõutava täpsuse saavutamiseks vajalikest viisidest. Selle teemaks on kvantitatiivse teabe valimine objektide parameetrite kohta etteantud usaldusväärsuse ja täpsusega. Metroloogia reguleeriv raamistik on standardid. Selles artiklis käsitleme tolerantside ja maandumiste süsteemi, mis on selle teaduse alajaotis.

Osade vahetatavuse kontseptsioon

Kaasaegsetes tehastes ei toodeta traktoreid, autosid, tööpinke ja muid masinaid mitte ühikute või kümnete, vaid sadade ja isegi tuhandete kaupa. Selliste tootmismahtude juures on väga oluline, et iga valmistatud detail või koost sobiks kokkupanemisel täpselt oma kohale ilma täiendavate lukksepa seadistusteta. Lõppude lõpuks on sellised toimingud üsna töömahukad, kallid ja võtavad palju aega, mis pole masstootmises vastuvõetav. Sama oluline on, et komplekti sisenevad osad võimaldaksid väljavahetamist.nendega muudel ühistel eesmärkidel, ilma et see kahjustaks kogu valmisüksuse tööd. Sellist osade, sõlmede ja mehhanismide vahetatavust nimetatakse ühendamiseks. See on masinaehituses väga oluline punkt, mis võimaldab säästa mitte ainult osade projekteerimise ja valmistamise kulusid, vaid ka tootmisaega, lisaks lihtsustab see toote parandamist selle töö tulemusena. Vahetatavus on komponentide ja mehhanismide omadus võtta toodetes oma kohad ilma eelneva valikuta ja täita oma põhifunktsioone vastav alt spetsifikatsioonidele.

Paaritusosad

Kahte üksteisega fikseeritud või liikuv alt ühendatud osa nimetatakse paaritumiseks. Ja väärtust, mille järgi see liigendus läbi viiakse, nimetatakse tavaliselt paaritussuuruseks. Näitena võib tuua rihmaratta ava läbimõõdu ja vastava võlli läbimõõdu. Väärtust, mille võrra ühendust ei teki, nimetatakse tavaliselt vabaks suuruseks. Näiteks rihmaratta välisläbimõõt. Vahetatavuse tagamiseks peavad osade omavahelised mõõtmed olema alati täpsed. Selline töötlemine on aga väga keeruline ja sageli ebapraktiline. Seetõttu kasutatakse tehnoloogias meetodit vahetatavate osade saamiseks nn ligikaudse täpsusega töötamisel. See seisneb selles, et erinevate töötingimuste jaoks määravad sõlmed ja osad nende suuruste lubatud kõrvalekalded, mille korral on võimalik nende osade laitmatu toimimine seadmes. Sellised nihked, mis on arvutatud erinevate töötingimuste jaoks, on ette nähtudteatud skeem, selle nimi on "ühtne tolerantside ja maandumiste süsteem".

Tolerantside mõiste. Koguse omadused

Joonisel esitatud detaili arvutatud andmeid, millest kõrvalekalded loendatakse, nimetatakse tavaliselt nimimõõduks. Tavaliselt väljendatakse seda väärtust täismillimeetrites. Detaili suurust, mis töötlemise käigus tegelikult saadakse, nimetatakse tegelikuks suuruseks. Väärtusi, mille vahel see parameeter kõigub, nimetatakse tavaliselt piiriks. Neist maksimaalne parameeter on suurim suuruse piirang ja minimaalne parameeter on väikseim. Hälbed on detaili nimi- ja piirväärtuse vahe. Joonistel on see parameeter tavaliselt näidatud numbrilisel kujul nimisuuruses (ülemine väärtus on näidatud ülal ja alumine väärtus allpool).

Sisestuse näide

Kui joonisel on väärtus 40^{+0, 15}_{-0, 1, siis tähendab see, et osa on 40 mm, suurim piir on +0,15, väikseim on -0,1. Niminaalse ja maksimaalse piirväärtuse erinevust nimetatakse ülemiseks kõrvalekaldeks ja minimaalseks - alumiseks. Siit on tegelikud väärtused hõlpsasti kindlaks määratud. Sellest näitest järeldub, et suurim piirväärtus on 40+0, 15=40,15 mm ja väikseim: 40-0, 1=39,9 mm. Väikseima ja suurima piirsuuruse erinevust nimetatakse tolerantsiks. Arvutatud järgmiselt: 40, 15-39, 9=0,25 mm.}

Lünkad ja tihedus

Mõtlemekonkreetne näide, kus tolerantsid ja sobivused on võtmetähtsusega. Oletame, et vajame osa, mille ava on 40^{+0, 1}, et see sobiks võllile mõõtmetega 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Tingimusest on näha, et kõigi valikute läbimõõt on väiksem kui auk, mis tähendab, et sellise ühenduse korral tekib tingimata tühimik. Sellist maandumist nimetatakse tavaliselt liigutatavaks, kuna võll pöörleb augus vab alt. Kui osa suurus on 40^{+0, 2}_{+0, 15, siis on see igal juhul suurem kui ava läbimõõt. Sel juhul tuleb võll sisse suruda ja ühendus häirib.}

Järeldused

Eespool toodud näidete põhjal saab teha järgmised järeldused:

• Lõhe on erinevus võlli ja ava tegelike mõõtmete vahel, kui viimane on suurem kui esimene. Selle ühendusega on osadel vaba pöörlemine.
• Eelkoormust nimetatakse tavaliselt augu ja võlli tegelike mõõtmete erinevuseks, kui viimane on suurem kui esimene. Selle ühendusega surutakse osad sisse.

Sobivus- ja täpsusklassid

Maandumised jagunevad tavaliselt fikseeritud (kuum, press, kergelt vajutatav, kurt, tihe, tihe, pingeline) ja mobiilseks (libisemine, jooksmine, liikumine, kergjooks, lai alt jooksev). Masinaehituses ja mõõteriistades kehtivad teatud reeglid, mis reguleerivad tolerantse ja maandumisi. GOST näeb ette teatud täpsusklassid sõlmede valmistamisel, kasutades kindlaksmääratud mõõtmete kõrvalekaldeid. PraktikastOn teada, et maantee- ja põllumasinate detaile saab nende tööd kahjustamata valmistada väiksema täpsusega kui treipinkide, mõõteriistade ja autode puhul. Sellega seoses on masinaehituses tolerantside ja sobivuste puhul kümme erinevat täpsusklassi. Neist kõige täpsemad on viis esimest: 1, 2, 2a, 3, 3a; järgmised kaks viitavad keskmisele täpsusele: 4 ja 5; ja kolm viimast kuni umbkaudne: 7, 8 ja 9.

Selleks, et teada saada, millisesse täpsusklassi detaili valmistada, pane joonisele sobivust tähistava tähe kõrvale number, mis näitab seda parameetrit. Näiteks märgistus C4 tähendab, et tüüp on libisev, klass 4; X3 - jooksutüüp, 3. klass. Kõigi teise klassi maandumiste puhul digitaalset tähistust ei panda, kuna see on kõige levinum. Üksikasjalikku teavet selle parameetri kohta saate kaheköitelisest teatmeraamatust "Tolerances and Fits" (Myagkov V. D., 1982. aasta väljaanne).

Võlli ja aukude süsteem

Tolerantsi ja sobivusi käsitletakse tavaliselt kahe süsteemina: augud ja võllid. Neist esimest iseloomustab asjaolu, et selles viitavad kõik sama täpsusastme ja klassiga tüübid samale nimiläbimõõdule. Aukudel on piirhälbete konstantsed väärtused. Sellises süsteemis saadakse võlli maksimaalse hälbe muutmise tulemusena mitmesuguseid maandumisi.

Teist neist iseloomustab asjaolu, et kõik sama täpsusastme ja klassiga tüübid viitavad samale nimiläbimõõdule. Võllil on püsivad piirväärtusedkõrvalekalded. Aukude maksimaalsete kõrvalekallete väärtuste muutmise tulemusena viiakse läbi mitmesuguseid maandumisi. Aukude süsteemi joonistel on tavaks tähistada tähte A ja võlli - tähte B. Tähe lähedale asetatakse täpsusklassi märk.

Sümbolite näited

Kui joonisel on märgitud "30A3", tähendab see, et kõnealune detail tuleb töödelda kolmanda täpsusklassi aukude süsteemiga, kui on märgitud "30A", tähendab see sama süsteemi kasutamist, kuid teine klass. Kui tolerants ja sobivus on tehtud võlli põhimõttel, siis on vajalik tüüp näidatud nimisuuruses. Näiteks osa tähistusega "30B3" vastab kolmanda täpsusklassi võllisüsteemi töötlemisele.

M. A. Paley (“Tolerantsid ja sobivused”) selgitab oma raamatus, et masinaehituses kasutatakse augu põhimõtet sagedamini kui võlli. See on tingitud asjaolust, et see nõuab vähem seadmeid ja tööriistu. Näiteks antud nimiläbimõõduga augu töötlemiseks selle süsteemi järgi on kõikide selle klassi maandumiste jaoks vaja ainult ühte hõõritsat ning läbimõõdu muutmiseks on vaja ühte piirkorki. Võllisüsteemi puhul on vaja eraldi hõõritsat ja eraldi pistikut, et tagada iga sobivus samasse klassi.

Tolerantsid ja sobivused: kõrvalekallete tabel

Täpsusklasside määramiseks ja valimiseks on tavaks kasutada spetsiaalset teatmekirjandust. Seega on tolerantsid ja sobivused (selles artiklis on tabel koos näitega) reeglina väga väikesed väärtused. Sestselleks, et mitte kirjutada lisanulle, on need kirjanduses märgitud mikronites (tuhandikmillimeetrites). Üks mikron vastab 0,001 mm-le. Tavaliselt on nimiläbimõõdud näidatud sellise tabeli esimeses veerus ja ava kõrvalekalded teises. Ülejäänud graafikud annavad erineva suurusega maandumisi koos vastavate kõrvalekalletega. Plussmärk sellise väärtuse kõrval näitab, et see tuleks lisada nimisuurusele, miinusmärk aga, et see tuleks lahutada.

Lõidad

Keermestatud ühenduste tolerants ja sobivus peavad arvestama asjaoluga, et keermed on ühendatud ainult profiili külgedel, erandiks võivad olla ainult aurutihedad tüübid. Seetõttu on peamine parameeter, mis määrab kõrvalekallete olemuse, keskmine läbimõõt. Välis- ja siseläbimõõdu tolerants ja sobivused on seatud nii, et täielikult välistaks keerme süvendite ja ülaosade piki muljumise võimalus. Välismõõtme vähendamise ja sisemõõtme suurendamise vead ei mõjuta jumestusprotsessi. Keerme sammu ja profiili nurga kõrvalekalded põhjustavad aga kinnitusdetaili kinnikiilumise.

Lõhe keerme tolerantsid

Kõige levinumad on tolerantsi ja kliirensi sobitused. Sellistes ühendustes on keskmise läbimõõdu nimiväärtus võrdne mutri keerme suurima keskmise väärtusega. Tavaliselt arvestatakse kõrvalekaldeid keermeteljega risti olevast profiilijoonest. Selle määrab GOST 16093-81. Mutrite ja poltide keerme läbimõõdu tolerantsid määratakse sõltuv alt määratud täpsusastmest (näidatud numbriga). Vastu võetudselle parameetri järgmine väärtuste seeria: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Neile tolerantse ei määrata. Keerme läbimõõdu väljade paigutamine profiili nimiväärtuse suhtes aitab kindlaks teha peamised kõrvalekalded: ülemised on poltide välisväärtused ja alumised mutrite siseväärtuste jaoks. Need parameetrid sõltuvad otseselt täpsusest ja ühenduse sammust.

Tolerantsid, sobivused ja tehnilised mõõdud

Määratletud parameetritega osade ja mehhanismide tootmiseks ja töötlemiseks peab treial kasutama mitmesuguseid mõõtevahendeid. Tavaliselt kasutatakse töötlemata mõõtmiseks ja toodete mõõtmete kontrollimiseks joonlaudu, nihikuid ja sisemõõtureid. Täpsemaks mõõtmiseks – nihikud, mikromeetrid, mõõdikud jne. Kõik teavad, mis on joonlaud, seega me sellel pikem alt ei peatu.

Kaliiper on lihtne tööriist töödeldavate detailide välismõõtmete mõõtmiseks. See koosneb paarist pööratavatest kumeratest jalgadest, mis on kinnitatud samale teljele. Olemas on ka vedru tüüpi pidurisadul, see on kruvi ja mutriga seatud vajalikule suurusele. Selline tööriist on pisut mugavam kui lihtne, kuna see säilitab määratud väärtuse.

Kaliiper on mõeldud sisemõõtmiste tegemiseks. On tavaline ja vedrutüüp. Selle tööriista seade on sarnane nihikuga. Seadme täpsus on 0,25 mm.

Kaliiber on täpsem seade. Nendega saab mõõta nii välis- kui ka sisepindu.töödeldud osad. Treipingil töötades mõõdab treial nihikuga soone või serva sügavust. See mõõteriist koosneb astmete ja lõugadega varrest ning teise lõugade paariga raamist. Kruvi abil kinnitatakse raam vardale vajalikus asendis. Mõõtmistäpsus on 0,02 mm.

Sügavusmõõtur – see seade on mõeldud soonte ja sisselõigete sügavuse mõõtmiseks. Lisaks võimaldab tööriist määrata ääriste õige asukoha kogu võlli pikkuses. Selle seadme seade sarnaneb nihikuga.

Tooriku läbimõõdu, paksuse ja pikkuse täpseks määramiseks kasutatakse mikromeetreid. Need annavad näidud 0,01 mm täpsusega. Mõõdetav objekt asub mikromeetri kruvi ja fikseeritud kanna vahel, reguleerimine toimub trumli pööramisega.

Sisemõõtureid kasutatakse sisepindade täpseks mõõtmiseks. Seal on fikseeritud ja liugseadmed. Need tööriistad on mõõtepalli otstega vardad. Nende vaheline kaugus vastab määratava ava läbimõõdule. Sisegabariidi mõõtepiirid on 54-63 mm, lisapeaga saab määrata kuni 1500 mm läbimõõdud.