Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 287
Скачиваний: 2
тельно контролировать работу машины и особое внимание уделять наиболее «слабым» элементам.
Ремонт износившихся частей (узлов и агрегатов) машин и других изделий должен производиться на специальных ремонтных заводах путем их замены годными частями.
Для практического осуществления принципа функциональной взаимозаменяемости изделий необходима четкая система конструк торской, технологической, метрологической и эксплуатационной документации.
§ 8. ВИДЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ
Взаимозаменяемость может быть полной и неполной (ограни ченной).
Полная взаимозаменяемость обеспечивается при , выполнении геометрических, электрических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку (или замену при ремонте) любых сопрягаемых деталей и составных частей (узлов) без какой бы то ни было дополнительной их обработки, подбора или регулирования и получать изделия требуемого качества. В этом случае точность сборки всех экземпляров одноименных со единений или узлов (блоков) будет находиться в допускаемых пределах.
Полная взаимозаменяемость обладает следующими достоин ствами:
упрощается процесс сборки, он сводится к простому соедине нию деталей рабочими невысокой квалификации;
сборочный процесс точно нормируется во времени, легко укла дывается в устанавливаемый темп работы и может быть организо ван поточным методом; создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки изделий;
возможны широкая специализация и кооперирование заводов (т. е. изготовление заводом-поставщиком ограниченной номен клатуры унифицированных изделий, узлов и деталей и поставка их заводу, выпускающему основные изделия);
упрощается ремонт изделий, так как любая износившаяся или поломанная деталь или узел могут быть заменены новыми (запасными).
Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно при менять для деталей с точностью не выше 1-го класса и для состав ных частей изделий, состоящих из небольшого количества деталей, например из двух, образующих то или иное соединение, а также в тех случаях, когда несоблюдение заданных зазоров или натягов недопустимо даже у части изделий. Функциональная взаимоза меняемость, как взаимозаменяемость по эксплуатационным пока зателям изделий, может быть только полной.
В ряде случаев эксплуатационные требования приводят к не обходимости изготовлять детали с малыми экономически неприем-
39
лемьтми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях применяют неполную (ограниченную) взаимоза меняемость.
При неполной (ограниченной) взаимозаменяемости, которая может осуществляться по отдельным геометрическим, электриче ским или другим параметрам, допускается групповой подбор дета лей (селективная сборка), применение компенсаторов, регулирова ние положения некоторых частей машин и приборов, пригонка и другие дополнительные технологические мероприятия.
Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.
Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость по купных п кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и узлов по эксплуатационным показателям, а также размерам и форме присоединительных поверхностей, т. е. таких, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия сое диняются между собой и с покупными и кооперируемыми агрега тами. Например, в электродвигателях внешняя взаимозаменяе мость осуществляется по числу оборотов вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения — по наружному диаметру наружного кольца и внутрен нему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вра щения.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали,
составляющие отдельные узлы, или на составные части и механиз мы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внут ренней групповой взаимозаменяемостью обладают тела качения и кольца.
Уровень взаимозаменяемости производства может характеризо ваться коэффициентом взаимозаменяемости Кв, равным отноше нию трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и частей к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным. Однако степень его приближения к единице является объективным показателем тех нического уровня производства.
ГЛАВА II
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕНИЯ О ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ ПО ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ
ПАРАМЕТРАМ
§ 9. К Л АС С И Ф И КАЦ И Я О ТКЛ О Н ЕН И Й
ГЕО М ЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Д ЕТАЛЕЙ
Детали машин и других изделий ограничены замкнутыми по верхностями, обычно комбинированными из участков цилиндриче ских, конических, сферических, плоских и других простых по верхностей. Необходимо различать номинальные геометрические поверхности, имеющие предписанные чертежом формы и размеры без каких бы то ни было неровностей и .отклонений, и действи тельные (реальные) поверхности, полученные в результате обра ботки конкретных деталей или видоизмененные при эксплуатации, размеры которых определены путем измерения с допустимой погрешностью. Аналогично следует различать номинальный и дей ствительный профили, номинальное и действительное расположе ние поверхностей и осей. Нод профилем понимается линия пересе чения (или контур сечения) поверхности плоскостью, ориентиро ванной в заданном направлении. Действительные поверхности и профили отличаются от номинальных.
Для удобства рассмотрения вопросов взаимозаменяемости из делий по геометрическим параметрам введем единую классифика цию погрешностей этих параметров.
Вследствие отклонений действительной формы от номинальной размеры цилиндрической детали в различных сечениях и точках отличаются друг от друга (рис. 4). Размеры детали в поперечном сечении могут быть определены переменным радиусом R, отсчи тываемым от геометрического, центра О номинального сечения. Этот радиус называют текущим размером, т. е. таким, величина которого меняется в зависимости от положения осевой коорди наты X (т. е. от положения сечения Б — Б) и от угловой коор динаты ф точки, лежащей на измеряемой поверхности (qL— угловая координата радиуса RД.
Отклонение AR текущего размера R (при выбранном значе
нии X) от номинального (постоянного) |
размера R0 будет |
|
AR = R —7?0 = /(ф), |
(2) |
|
где / (ф) — функция, изображающая |
погрешность |
профиля. |
41
Контур поперечного сеченпя удовлетворяет условию замкну тости, и, следовательно,
/(ф + 2 я )= /(ф ), |
(3) |
т. е. период функции равен 2л (ф — полярный угол).
Для анализа отклонений профиля контур сечения действи тельной поверхности можно характеризовать совокупностью гар монических составляющих отклонений профиля, определяемых спектром фазовых углов и спектром амплитуд, т. е. совокупностью отклонений с различными частотами. Для аналитического изобра жения действительного профиля (контура сечения) поверхности пользуются разложением функции погрешностей / (ср) в ряд Фурье.
Рис. 4. Отклонения геометрических параметров различных по рядков
Применяя полярную систему координат и рассматривая откло нения AR радиуса-вектора как функцию полярного угла ср, можнб представить отклонения контура поперечного сечения детали в виде ряда Фурье
|
h —со |
|
|
|
/(ф) = у + |
21 |
K |
cosAxP + 6ftsil1^ )» |
(4) |
|
k=i |
|
|
|
где ak, bh — коэффициенты ряда Фурье к-й гармоники; |
|
|||
к — порядковый |
номер |
составляющей гармоники; |
|
|
я0 |
|
разложения. |
|
|
2 — нулевой член |
|
|||
Ряд Фурье можно представить также в виде |
|
|||
|
А —со |
|
|
|
/ ( ф ) = у + |
21 |
cftCOS(A*p + Cpft), |
(5) |
|
|
|
ft=l |
|
|
42
s
где ck — амплитуда к-й гармоники; |
|
|
Фй — начальная фаза. |
|
|
(Пункция / |
(ср) определяется совокупностью величии ск (спектра |
|
амплитуд) и |
(спектра фаз). |
|
В дальнейшем будем пользоваться рядом с ограниченным |
||
числом членов, т. е. тригонометрическим полиномом |
|
|
|
k —П |
|
|
/ (ф) ^ y + 2 с,; cos (Лф + |
(б) |
|
fe = t |
|
где п — порядковый номер высшей гармоники полинома. Согласно теории Фурье, нулевой член разложения
|
о |
т. е. величина |
в общем случае является средним значением |
функции / (ф) |
за период Т — 2л, определяемым расстоянием |
от базового уровня отсчета текущего размера до средней линии геометрических отклонений профиля (до среднего цилиндра). Та
ким образом, нулевой член разложения у есть постоянная состав
ляющая отклонения текущего размера, т. е. отклонения собственно размера. Первый член разложения q cos (ф + фх) выражает не совпадение центра вращения О' с геометрическим центром сече ния О (эксцентриситет е), т. е. отклонение расположения поверх ности. Здесь сх — величина (амплитуда) эксцентриситета, фх —его фаза.
Члены ряда, начиная со второго и до к = р, т. е.
к = |
р |
|
I ] |
слсоб(А;ф + фй), |
(7) |
к — 2
образуют спектр отклонений формы детали в поперечном сечении. При этом второй член ряда Фурье сг cos (2ф -j- ф2) выражает овальность, третий член с3 cos (Зф + ф3) — огранку с трехвер шинным профилем и т. д. Последующие члены ряда, имеющие номер к > р, выражают волнистость. Наконец, при достаточно большом числе членов ряда получим высокочастотные составляю щие, соответствующие шероховатости поверхности.
Аналогичным образом могут быть представлены отклонения контура цилиндрической поверхности в продольном сечении. Однако в этом случае условие замкнутости контура не осущест вляется, т. е.
(8)
43
