Toleranță și potrivire în inginerie mecanică

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-02 14:01

Metrologia este știința măsurătorilor, a mijloacelor și a metodelor de asigurare a unității acestora, precum și a modalităților de a obține acuratețea necesară. Subiectul său este selectarea informațiilor cantitative despre parametrii obiectelor cu o anumită fiabilitate și precizie. Cadrul de reglementare pentru metrologie este standardele. În acest articol, vom lua în considerare sistemul de toleranțe și aterizări, care este o subsecțiune a acestei științe.

Conceptul de interschimbabilitate a pieselor

În fabricile moderne, tractoarele, mașinile, mașinile-unelte și alte mașini sunt produse nu la unități sau zeci, ci la sute și chiar mii. Cu astfel de volume de producție, este foarte important ca fiecare piesă sau ansamblu fabricat să se potrivească exact la locul său în timpul asamblarii, fără ajustări suplimentare de lăcătuș. La urma urmei, astfel de operațiuni sunt destul de laborioase, costisitoare și necesită mult timp, ceea ce nu este acceptabil în producția de masă. Este la fel de important ca piesele care intră în ansamblu să permită înlocuirea.în alte scopuri comune cu acestea, fără a afecta funcționarea întregii unități finite. O astfel de interschimbabilitate a pieselor, ansamblurilor și mecanismelor se numește unificare. Acesta este un punct foarte important în inginerie mecanică, vă permite să economisiți nu numai costul de proiectare și fabricare a pieselor, ci și timpul de producție, în plus, simplifică repararea produsului ca urmare a funcționării acestuia. Interschimbabilitatea este proprietatea componentelor și mecanismelor de a-și ocupa locul în produse fără o selecție prealabilă și de a-și îndeplini principalele funcții în conformitate cu specificațiile.

Părți de împerechere

Două părți, fixe sau mobile conectate între ele, se numesc împerechere. Iar valoarea cu care se realizează această articulare se numește de obicei dimensiunea de împerechere. Un exemplu este diametrul orificiului din scripete și diametrul arborelui corespunzător. Valoarea cu care nu are loc conexiunea se numește de obicei dimensiunea liberă. De exemplu, diametrul exterior al scripetelui. Pentru a asigura interschimbabilitatea, dimensiunile de împerechere ale pieselor trebuie să fie întotdeauna exacte. Cu toate acestea, o astfel de prelucrare este foarte complicată și adesea nepractică. Prin urmare, în tehnologie, se folosește o metodă pentru a obține piese interschimbabile atunci când se lucrează cu așa-numita precizie aproximativă. Constă în faptul că pentru diferite condiții de funcționare, nodurile și piesele stabilesc abaterile admisibile ale dimensiunilor lor, în care este posibilă funcționarea impecabilă a acestor părți în unitate. Astfel de compensații, calculate pentru o varietate de condiții de funcționare, sunt construite într-un anumito anumită schemă, numele său este „un sistem unificat de toleranțe și aterizări”.

Conceptul de toleranțe. Caracteristicile cantității

Datele calculate ale piesei furnizate pe desen, de la care se numără abaterile, se numesc în mod obișnuit dimensiunea nominală. De obicei, această valoare este exprimată în milimetri întregi. Dimensiunea piesei, care se obține de fapt în timpul procesării, se numește dimensiunea reală. Valorile între care fluctuează acest parametru se numesc de obicei limită. Dintre acestea, parametrul maxim este cea mai mare limită de dimensiune, iar parametrul minim este cel mai mic. Abaterile sunt diferența dintre valoarea nominală și valoarea limită a unei piese. În desene, acest parametru este de obicei indicat în formă numerică la o dimensiune nominală (valoarea superioară este indicată mai sus, iar valoarea inferioară mai jos).

Exemplu de intrare

Dacă desenul arată valoarea 40^{+0, 15}_{-0, 1, atunci aceasta înseamnă că dimensiunea nominală a partea este de 40 mm, cea mai mare limită este +0,15, cea mai mică este -0,1 Diferența dintre valoarea limită nominală și cea maximă se numește abatere superioară, iar între minimă - cea inferioară. De aici, valorile reale sunt ușor de determinat. Din acest exemplu rezultă că cea mai mare valoare limită va fi egală cu 40+0, 15=40,15 mm, iar cea mai mică: 40-0, 1=39,9 mm. Diferența dintre dimensiunea limită cea mai mică și cea mai mare se numește toleranță. Calculat după cum urmează: 40, 15-39, 9=0,25 mm.}

Lacune și etanșeitate

Să luăm în considerareun exemplu specific în care toleranțele și potrivirile sunt cheie. Să presupunem că avem nevoie de o piesă cu o gaură 40^{+0, 1} pentru a se potrivi pe un arbore cu dimensiunile 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Se poate observa din condiția că diametrul pentru toate opțiunile va fi mai mic decât orificiul, ceea ce înseamnă că cu o astfel de conexiune va apărea în mod necesar un decalaj. O astfel de aterizare este de obicei numită mobilă, deoarece arborele se va roti liber în gaură. Dacă dimensiunea piesei este 40^{+0, 2}_{+0, 15, atunci în orice condiție va fi mai mare decât diametrul găurii. În acest caz, arborele trebuie să fie apăsat și va exista o interferență în conexiune.}

Concluzii

Pe baza exemplelor de mai sus, se pot trage următoarele concluzii:

• Gap este diferența dintre dimensiunile reale ale arborelui și ale găurii, atunci când acesta din urmă este mai mare decât primul. Cu această conexiune, piesele au rotație liberă.
• Preîncărcarea se numește de obicei diferența dintre dimensiunile reale ale găurii și arborelui, atunci când acesta din urmă este mai mare decât primul. Cu această conexiune, piesele sunt presate.

Potriviri și clase de precizie

Aterizările sunt de obicei împărțite în fixe (fierbinte, presare, apăsare ușoară, surdă, strânsă, densă, tensionată) și mobile (alunecare, alergare, mișcare, alergare ușoară, alergare largă). În inginerie mecanică și instrumentare, există anumite reguli care reglementează toleranțele și aterizările. GOST prevede anumite clase de precizie în fabricarea ansamblurilor folosind abateri dimensionale specificate. Din practicăSe știe că detaliile mașinilor rutiere și agricole, fără a afecta funcționarea lor, pot fi fabricate cu mai puțină precizie decât pentru strunguri, instrumente de măsură și automobile. În acest sens, toleranțele și potrivirile în inginerie mecanică au zece clase de precizie diferite. Cele mai precise dintre ele sunt primele cinci: 1, 2, 2a, 3, 3a; următoarele două se referă la precizie medie: 4 și 5; iar ultimele trei la aspre: 7, 8 și 9.

Pentru a afla la ce clasa de precizie trebuie realizata piesa, pe desen, langa litera care indica potrivirea, puneti un numar care indica acest parametru. De exemplu, marcajul C4 înseamnă că tipul este glisant, clasa 4; X3 - tip rulare, clasa a 3-a. Pentru toate aterizările din clasa a doua, nu se pune o denumire digitală, deoarece este cea mai comună. Puteți obține informații detaliate despre acest parametru din cartea de referință în două volume „Tolerances and Fits” (Myagkov V. D., ediția 1982).

Sistem de arbore și găuri

Toleranța și potrivirile sunt de obicei considerate ca două sisteme: găuri și arbori. Primul dintre ele se caracterizează prin faptul că în el toate tipurile cu același grad de precizie și clasă se referă la același diametru nominal. Găurile au valori constante ale abaterilor limită. O varietate de aterizări într-un astfel de sistem este obținută ca urmare a modificării abaterii maxime a arborelui.

Al doilea dintre ele se caracterizează prin faptul că toate tipurile cu același grad de precizie și clasă se referă la același diametru nominal. Arborele are valori limită constanteabateri. O varietate de aterizări sunt efectuate ca urmare a modificării valorilor abaterilor maxime ale găurilor. În desenele sistemului de găuri, se obișnuiește să se desemneze litera A, iar arborele - litera B. În apropierea literei, este plasat semnul clasei de precizie.

Exemple de simboluri

Dacă pe desen este indicat „30A3”, aceasta înseamnă că piesa în cauză trebuie prelucrată cu un sistem de găuri din clasa a treia de precizie, dacă este indicat „30A”, înseamnă că se folosește același sistem, dar clasa a doua. Dacă toleranța și potrivirea sunt realizate conform principiului arborelui, atunci tipul dorit este indicat la dimensiunea nominală. De exemplu, o piesă cu denumirea „30B3” corespunde procesării sistemului de arbore din clasa a treia de precizie.

În cartea sa, M. A. Paley („Toleranțe și potriviri”) explică că în ingineria mecanică principiul găurii este folosit mai des decât un arbore. Acest lucru se datorează faptului că necesită mai puține echipamente și unelte. De exemplu, pentru a procesa o gaură cu un diametru nominal dat în conformitate cu acest sistem, este nevoie de un singur alez pentru toate aterizările din această clasă și este nevoie de un dop de limită pentru a modifica diametrul. Cu un sistem de arbore, sunt necesare un alez separat și un dop separat pentru a asigura că fiecare se potrivește în aceeași clasă.

Toleranțe și potriviri: tabel de abateri

Pentru a determina și selecta clase de precizie, se obișnuiește să se folosească literatură de referință specială. Deci, toleranțele și potrivirile (un tabel cu un exemplu este dat în acest articol) sunt, de regulă, valori foarte mici. Pentrupentru a nu scrie zerouri în plus, în literatură sunt desemnate în microni (miimi de milimetru). Un micron corespunde cu 0,001 mm. De obicei, diametrele nominale sunt indicate în prima coloană a unui astfel de tabel, iar abaterile găurii sunt indicate în a doua. Restul graficelor oferă diferite dimensiuni ale aterizărilor cu abaterile corespunzătoare. Semnul plus de lângă o astfel de valoare indică faptul că trebuie adăugată la dimensiunea nominală, semnul minus indică faptul că trebuie scăzută.

Fire

Toleranța și potrivirile racordurilor filetate trebuie să țină cont de faptul că filetele sunt cuplate doar pe părțile laterale ale profilului, doar tipurile etanșe la vapori pot fi o excepție. Prin urmare, principalul parametru care determină natura abaterilor este diametrul mediu. Toleranța și potrivirile pentru diametrele exterior și interior sunt stabilite astfel încât să elimine complet posibilitatea de ciupit de-a lungul jgheaburilor și vârfurilor firului. Erorile de reducere a dimensiunii exterioare și de creștere a dimensiunii interioare nu vor afecta procesul de machiaj. Cu toate acestea, abaterile în pasul filetului și unghiul profilului vor cauza blocarea dispozitivului de fixare.

Toleranțele firelor interzise

Potrivirile de toleranță și de degajare sunt cele mai comune. În astfel de conexiuni, valoarea nominală a diametrului mediu este egală cu cea mai mare valoare medie a filetului piuliței. Abaterile sunt de obicei numărate de la linia profilului perpendicular pe axa filetului. Acest lucru este determinat de GOST 16093-81. Toleranțele pentru diametrul filetului piulițelor și șuruburilor sunt atribuite în funcție de gradul de precizie specificat (indicat printr-un număr). Admisurmătoarea serie de valori pentru acest parametru: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Nu sunt stabilite toleranțe pentru ele. Plasarea câmpurilor diametrului filetului în raport cu valoarea nominală a profilului ajută la determinarea principalelor abateri: cele superioare pentru valorile externe ale șuruburilor și cele inferioare pentru valorile interne ale piulițelor. Acești parametri depind direct de precizia și pasul de conectare.

Toleranțe, potriviri și măsurători tehnice

Pentru producerea și prelucrarea pieselor și mecanismelor cu parametri specificați, strunjitorul trebuie să utilizeze o varietate de instrumente de măsurare. De obicei, pentru măsurătorile brute și verificarea dimensiunilor produselor se folosesc rigle, șublere și calibre interioare. Pentru măsurători mai precise - șublere, micrometre, manometre etc. Toată lumea știe ce este o riglă, așa că nu ne vom opri asupra ei.

Șublerul este un instrument simplu pentru măsurarea dimensiunilor exterioare ale pieselor de prelucrat. Este format dintr-o pereche de picioare curbate pivotante fixate pe aceeași axă. Există, de asemenea, un etrier de tip arc, acesta este setat la dimensiunea necesară cu un șurub și piuliță. Un astfel de instrument este puțin mai convenabil decât unul simplu, deoarece păstrează valoarea specificată.

Șublerul este proiectat pentru a efectua măsurători interne. Există un tip obișnuit și de primăvară. Dispozitivul acestui instrument este similar cu un șubler. Precizia instrumentului este de 0,25 mm.

Un șubler este un dispozitiv mai precis. Ele pot măsura atât suprafețele externe, cât și interioare.piese prelucrate. Turnerul, când lucrează la un strung, folosește un șubler pentru a măsura adâncimea unei caneluri sau a unei margini. Acest instrument de măsurare constă dintr-un arbore cu gradații și fălci și un cadru cu o a doua pereche de fălci. Cu ajutorul unui șurub, cadrul se fixează pe tijă în poziția dorită. Precizia măsurării este de 0,02 mm.

Gabaritor de adâncime - acest dispozitiv este conceput pentru a măsura adâncimea canelurilor și a degajărilor. În plus, instrumentul vă permite să determinați poziția corectă a marginilor de-a lungul lungimii arborelui. Dispozitivul acestui dispozitiv este similar cu un șubler.

Micrometrele sunt folosite pentru a determina cu precizie diametrul, grosimea și lungimea piesei de prelucrat. Acestea oferă citiri cu o precizie de 0,01 mm. Obiectul măsurat se află între șurubul micrometrului și călcâiul fix, reglarea se efectuează prin rotirea tamburului.

Calibrele interioare sunt folosite pentru măsurători precise ale suprafețelor interne. Există dispozitive fixe și culisante. Aceste instrumente sunt tije cu capete bile de măsurare. Distanța dintre ele corespunde diametrului găurii care se determină. Limitele de măsurare pentru gabaritul interior sunt 54-63 mm, cu un cap suplimentar, diametre de până la 1500 mm pot fi determinate.