Tolerance a fit ve strojírenství

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-02 13:51

Metrologie je věda o měřeních, prostředcích a metodách zajišťujících jejich jednotu a také o způsobech, jak dosáhnout požadované přesnosti. Jeho předmětem je výběr kvantitativních informací o parametrech objektů s danou spolehlivostí a přesností. Regulačním rámcem pro metrologii jsou normy. V tomto článku se budeme zabývat systémem tolerancí a přistání, což je podsekce této vědy.

Koncept zaměnitelnosti dílů

V moderních továrnách se traktory, auta, obráběcí stroje a další stroje nevyrábějí po jednotkách či desítkách, ale po stovkách a dokonce tisících. Při takových objemech výroby je velmi důležité, aby každý vyrobený díl nebo sestava při montáži přesně zapadla na své místo bez dodatečných zámečnických úprav. Koneckonců, takové operace jsou poměrně pracné, drahé a zaberou spoustu času, což je v hromadné výrobě nepřijatelné. Stejně důležité je, aby díly vstupující do sestavy umožňovaly výměnu.k jiným společným účelům s nimi, aniž by došlo k poškození funkce celé hotové jednotky. Taková zaměnitelnost dílů, sestav a mechanismů se nazývá unifikace. Jedná se o velmi důležitý bod ve strojírenství, umožňuje ušetřit nejen náklady na návrh a výrobu dílů, ale také výrobní čas, navíc zjednodušuje opravu výrobku v důsledku jeho provozu. Zaměnitelnost je vlastnost součástí a mechanismů zaujmout své místo ve výrobcích bez předchozího výběru a plnit své hlavní funkce v souladu se specifikacemi.

Spojovací díly

Dvě části, pevné nebo pohyblivě spojené k sobě, se nazývají spárování. A hodnota, o kterou se tato artikulace provádí, se obvykle nazývá velikost páření. Příkladem je průměr otvoru v řemenici a odpovídající průměr hřídele. Hodnota, o kterou se spojení nevyskytuje, se obvykle nazývá volná velikost. Například vnější průměr kladky. Aby byla zajištěna zaměnitelnost, lícující rozměry dílů musí být vždy přesné. Takové zpracování je však velmi složité a často nepraktické. Proto se v technice používá metoda k získání vyměnitelných dílů při práci s tzv. přibližnou přesností. Spočívá v tom, že pro různé provozní podmínky nastavují uzly a díly povolené odchylky svých velikostí, za kterých je možné bezvadné fungování těchto dílů v jednotce. Takové offsety, vypočítané pro různé provozní podmínky, jsou zabudovány v dané situaciurčité schéma, jeho název je "jednotný systém tolerancí a přistání".

Koncept tolerancí. Charakteristiky množství

Vypočítaná data součásti dodané na výkresu, ze kterých se počítají odchylky, se běžně nazývají jmenovitá velikost. Obvykle se tato hodnota vyjadřuje v celých milimetrech. Velikost součásti, která se skutečně získá při zpracování, se nazývá skutečná velikost. Hodnoty, mezi kterými tento parametr kolísá, se obvykle nazývají limit. Z nich je maximálním parametrem největší limit velikosti a minimálním parametrem je nejmenší. Odchylky jsou rozdíl mezi jmenovitou a mezní hodnotou dílu. Na výkresech je tento parametr obvykle uveden v číselné formě při jmenovité velikosti (horní hodnota je uvedena výše a spodní hodnota níže).

Příklad zadání

Pokud výkres ukazuje hodnotu 40^{+0, 15}_{-0, 1, znamená to, že jmenovitá velikost část je 40 mm, největší mez je +0,15, nejmenší -0,1 Rozdíl mezi nominální a maximální mezní hodnotou se nazývá horní odchylka a mezi minimální - dolní. Odtud lze snadno zjistit skutečné hodnoty. Z tohoto příkladu vyplývá, že největší mezní hodnota bude rovna 40+0, 15=40,15 mm a nejmenší: 40-0, 1=39,9 mm. Rozdíl mezi nejmenší a největší mezní velikostí se nazývá tolerance. Vypočteno takto: 40, 15-39, 9=0,25 mm.}

Mezery a těsnost

Uvažujmekonkrétní příklad, kde jsou klíčové tolerance a lícování. Předpokládejme, že potřebujeme díl s otvorem 40^{+0, 1}, aby se vešel na hřídel o rozměrech 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Z podmínky je vidět, že průměr pro všechny možnosti bude menší než otvor, což znamená, že u takového spojení nutně vznikne mezera. Takové přistání se obvykle nazývá pohyblivé, protože hřídel se bude volně otáčet v otvoru. Pokud je velikost součásti 40^{+0, 2}_{+0, 15, bude za jakýchkoli podmínek větší než průměr otvoru. V tomto případě musí být hřídel zatlačena a dojde k interferenci ve spojení.}

Závěry

Na základě výše uvedených příkladů lze vyvodit následující závěry:

• Mezera je rozdíl mezi skutečnými rozměry hřídele a díry, když je díra větší než první. Díky tomuto spojení se díly volně otáčejí.
• Předpětí se obvykle nazývá rozdíl mezi skutečnými rozměry otvoru a hřídele, když je druhý větší než první. Tímto spojením jsou díly zalisovány.

Třídy lícování a přesnosti

Přistání se obvykle dělí na pevné (hot, press, easy-press, hluché, těsné, husté, napjaté) a mobilní (klouzavé, běžící, pohybové, easy-run, wide-run). Ve strojírenství a přístrojové technice existují určitá pravidla, která regulují tolerance a přistání. GOST poskytuje určité třídy přesnosti při výrobě sestav s použitím specifikovaných rozměrových odchylek. Z praxeJe známo, že detaily silničních a zemědělských strojů bez poškození jejich funkce lze vyrobit s menší přesností než u soustruhů, měřicích přístrojů a automobilů. V tomto ohledu mají tolerance a uložení ve strojírenství deset různých tříd přesnosti. Nejpřesnějších z nich je prvních pět: 1, 2, 2a, 3, 3a; další dva se týkají střední přesnosti: 4 a 5; a poslední tři na hrubé: 7, 8 a 9.

Abyste zjistili, do jaké třídy přesnosti má být díl vyroben, uveďte na výkresu vedle písmene označujícího lícování číslo označující tento parametr. Například označení C4 znamená, že typ je posuvný, třída 4; X3 - běžecký typ, třída 3. U všech přistání druhé třídy se digitální označení neuvádí, protože je nejběžnější. Podrobné informace o tomto parametru můžete získat z dvoudílné referenční knihy "Tolerance and Fits" (Myagkov V. D., vydání z roku 1982).

Systém hřídele a děr

Tolerance a lícování jsou obvykle považovány za dva systémy: otvory a hřídele. První z nich se vyznačuje tím, že v něm všechny typy se stejným stupněm přesnosti a třídy odkazují na stejný jmenovitý průměr. Otvory mají konstantní hodnoty mezních odchylek. V důsledku změny maximální výchylky hřídele je dosaženo různých přistání v takovém systému.

Druhá z nich se vyznačuje tím, že všechny typy se stejným stupněm přesnosti a třídy odkazují na stejný jmenovitý průměr. Hřídel má konstantní mezní hodnotyodchylky. V důsledku změny hodnot maximálních odchylek otvorů se provádějí různé přistání. Na výkresech systému děr je obvyklé označovat písmeno A a hřídel - písmeno B. V blízkosti písmene je umístěn znak třídy přesnosti.

Příklady symbolů

Pokud je na výkrese uvedeno „30A3“, znamená to, že příslušný díl musí být opracován systémem otvorů třetí třídy přesnosti, pokud je uvedeno „30A“, znamená to použití stejného systému, ale druhá třída. Jsou-li tolerance a lícování vyrobeny podle principu hřídele, pak je požadovaný typ uveden u jmenovité velikosti. Například díl s označením „30B3“odpovídá zpracování hřídelového systému třetí třídy přesnosti.

M. A. Paley ("Tolerance and Fits") ve své knize vysvětluje, že ve strojírenství se princip díry používá častěji než hřídel. To je způsobeno tím, že vyžaduje méně vybavení a nástrojů. Například pro zpracování otvoru daného jmenovitého průměru podle tohoto systému je potřeba pouze jeden výstružník pro všechna přistání této třídy a jedna koncová zátka pro změnu průměru. U systému hřídele je vyžadován samostatný výstružník a samostatná zástrčka, aby bylo zajištěno, že každá lícuje ve stejné třídě.

Tolerance a lícování: tabulka odchylek

K určení a výběru tříd přesnosti je obvyklé používat speciální referenční literaturu. Tolerance a lícování (tabulka s příkladem je uvedena v tomto článku) jsou tedy zpravidla velmi malé hodnoty. Proaby se nepsaly nuly navíc, v literatuře se označují v mikronech (tisícinách milimetru). Jeden mikron odpovídá 0,001 mm. Obvykle jsou v prvním sloupci takové tabulky uvedeny jmenovité průměry a ve druhém jsou uvedeny odchylky otvoru. Zbytek grafů uvádí různé velikosti přistání s odpovídajícími odchylkami. Znaménko plus vedle takové hodnoty znamená, že by měla být přidána k nominální velikosti, znaménko mínus znamená, že by měla být odečtena.

Vlákna

Tolerance a lícování závitových spojů musí zohledňovat skutečnost, že závity jsou lícovány pouze na stranách profilu, výjimkou mohou být pouze parotěsné typy. Proto je hlavním parametrem, který určuje povahu odchylek, střední průměr. Tolerance a lícování pro vnější a vnitřní průměry jsou nastaveny tak, aby zcela eliminovaly možnost skřípnutí podél žlábků a vrcholů závitu. Chyby zmenšení vnějšího rozměru a zvětšení vnitřního rozměru neovlivní proces líčení. Odchylky ve stoupání závitu a úhlu profilu však způsobí zaseknutí spojovacího prvku.

Tolerance mezerového závitu

Tolerance a vůle jsou nejběžnější. V takových spojích se jmenovitá hodnota středního průměru rovná největší průměrné hodnotě závitu matice. Odchylky se obvykle počítají od profilové čáry kolmé k ose závitu. To je stanoveno GOST 16093-81. Tolerance pro průměr závitu matic a šroubů jsou přiřazeny v závislosti na specifikovaném stupni přesnosti (označeném číslem). Přijatodalší řada hodnot pro tento parametr: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; Dl=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Nejsou pro ně nastaveny tolerance. Umístění polí průměru závitu vzhledem k jmenovité hodnotě profilu pomáhá určit hlavní odchylky: horní pro vnější hodnoty šroubů a spodní pro vnitřní hodnoty matic. Tyto parametry přímo závisí na přesnosti a kroku připojení.

Tolerance, lícování a technické rozměry

Pro výrobu a zpracování dílů a mechanismů se stanovenými parametry musí soustružník používat různé měřicí nástroje. Obvykle se pro hrubé měření a kontrolu rozměrů výrobků používají pravítka, posuvná měřítka a vnitřní měrky. Pro přesnější měření - posuvná měřítka, mikrometry, měřidla atd. Co je to pravítko, každý ví, takže se u toho nebudeme zdržovat.

Posuvné měřítko je jednoduchý nástroj pro měření vnějších rozměrů obrobků. Skládá se z páru otočných zakřivených nohou upevněných na stejné ose. Existuje i pružinový typ třmenu, nastavuje se na potřebnou velikost šroubem a maticí. Takový nástroj je o něco pohodlnější než jednoduchý, protože si zachovává zadanou hodnotu.

Posuvné měřítko je navrženo k provádění vnitřních měření. Existuje pravidelný a jarní typ. Zařízení tohoto nástroje je podobné posuvnému měřítku. Přesnost přístroje je 0,25 mm.

Posuvné měřítko je přesnější zařízení. Mohou měřit vnější i vnitřní povrchy.zpracované díly. Soustružník při práci na soustruhu měří pomocí posuvného měřítka hloubku drážky nebo římsy. Tento měřicí přístroj se skládá z hřídele se stupnicí a čelistmi a rámu s druhým párem čelistí. Pomocí šroubu je rám upevněn na tyči v požadované poloze. Přesnost měření je 0,02 mm.

Hloubkoměr – toto zařízení je určeno k měření hloubky drážek a podříznutí. Kromě toho vám nástroj umožňuje určit správnou polohu říms po délce hřídele. Zařízení tohoto zařízení je podobné jako posuvné měřítko.

Mikrometry se používají k přesnému určení průměru, tloušťky a délky obrobku. Poskytují údaje s přesností 0,01 mm. Měřený předmět je umístěn mezi mikrometrickým šroubem a pevnou patou, nastavení se provádí otáčením bubnu.

Vnitřní měřidla se používají pro přesná měření vnitřních povrchů. Existují pevná a posuvná zařízení. Tyto nástroje jsou tyče s měřicími kuličkovými konci. Vzdálenost mezi nimi odpovídá průměru určeného otvoru. Limity měření pro vnitřní měrku jsou 54-63 mm, s přídavnou hlavou lze určit průměry až 1500 mm.