Ανοχή και εφαρμογή στη μηχανολογία

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 13:52

Μετρολογία είναι η επιστήμη των μετρήσεων, των μέσων και των μεθόδων διασφάλισης της ενότητάς τους, καθώς και των τρόπων επίτευξης της απαιτούμενης ακρίβειας. Αντικείμενό του είναι η επιλογή ποσοτικών πληροφοριών για τις παραμέτρους των αντικειμένων με δεδομένη αξιοπιστία και ακρίβεια. Το ρυθμιστικό πλαίσιο για τη μετρολογία είναι τα πρότυπα. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε το σύστημα ανοχών και προσγειώσεων, το οποίο αποτελεί υποενότητα αυτής της επιστήμης.

Η έννοια της εναλλαξιμότητας των εξαρτημάτων

Στα σύγχρονα εργοστάσια, τα τρακτέρ, τα αυτοκίνητα, οι εργαλειομηχανές και άλλες μηχανές παράγονται όχι κατά μονάδες ή δεκάδες, αλλά κατά εκατοντάδες, ακόμη και χιλιάδες. Με τέτοιους όγκους παραγωγής, είναι πολύ σημαντικό κάθε κατασκευασμένο εξάρτημα ή συγκρότημα να ταιριάζει ακριβώς στη θέση του κατά τη συναρμολόγηση χωρίς πρόσθετες ρυθμίσεις κλειδαρά. Εξάλλου, τέτοιες εργασίες είναι αρκετά επίπονες, δαπανηρές και απαιτούν πολύ χρόνο, κάτι που δεν είναι αποδεκτό στη μαζική παραγωγή. Είναι εξίσου σημαντικό τα εξαρτήματα που εισέρχονται στο συγκρότημα να επιτρέπουν την αντικατάσταση.σε άλλους κοινούς σκοπούς μαζί τους, χωρίς καμία βλάβη στη λειτουργία ολόκληρης της τελικής μονάδας. Αυτή η εναλλαξιμότητα εξαρτημάτων, συγκροτημάτων και μηχανισμών ονομάζεται ενοποίηση. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό σημείο στη μηχανολογία, σας επιτρέπει να εξοικονομήσετε όχι μόνο το κόστος σχεδιασμού και κατασκευής εξαρτημάτων, αλλά και χρόνο παραγωγής, επιπλέον, απλοποιεί την επισκευή του προϊόντος ως αποτέλεσμα της λειτουργίας του. Η εναλλαξιμότητα είναι η ιδιότητα των εξαρτημάτων και των μηχανισμών να παίρνουν τις θέσεις τους σε προϊόντα χωρίς προηγούμενη επιλογή και να εκτελούν τις κύριες λειτουργίες τους σύμφωνα με τις προδιαγραφές.

Μέρη ζευγαρώματος

Δύο μέρη, σταθερά ή κινητά συνδεδεμένα μεταξύ τους, ονομάζονται ζευγάρωμα. Και η τιμή με την οποία πραγματοποιείται αυτή η άρθρωση ονομάζεται συνήθως μέγεθος ζευγαρώματος. Ένα παράδειγμα είναι η διάμετρος της οπής στην τροχαλία και η αντίστοιχη διάμετρος του άξονα. Η τιμή με την οποία δεν πραγματοποιείται η σύνδεση ονομάζεται συνήθως ελεύθερο μέγεθος. Για παράδειγμα, η εξωτερική διάμετρος της τροχαλίας. Για να εξασφαλιστεί η εναλλαξιμότητα, οι διαστάσεις ζευγαρώματος των εξαρτημάτων πρέπει πάντα να είναι ακριβείς. Ωστόσο, μια τέτοια επεξεργασία είναι πολύ περίπλοκη και συχνά μη πρακτική. Ως εκ τούτου, στην τεχνολογία, χρησιμοποιείται μια μέθοδος για τη λήψη εναλλάξιμων εξαρτημάτων κατά την εργασία με τη λεγόμενη κατά προσέγγιση ακρίβεια. Βρίσκεται στο γεγονός ότι για διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας, οι κόμβοι και τα μέρη ορίζουν τις επιτρεπόμενες αποκλίσεις των μεγεθών τους, κάτω από τις οποίες είναι δυνατή η άψογη λειτουργία αυτών των εξαρτημάτων στη μονάδα. Τέτοιες μετατοπίσεις, που υπολογίζονται για μια ποικιλία συνθηκών λειτουργίας, ενσωματώνονται σε ένα δεδομένοένα συγκεκριμένο σύστημα, το όνομά του είναι "ένα ενοποιημένο σύστημα ανοχών και προσγειώσεων".

Η έννοια των ανοχών. Ποσοτικά χαρακτηριστικά

Τα υπολογισμένα δεδομένα του εξαρτήματος που παρέχεται στο σχέδιο, από τα οποία υπολογίζονται οι αποκλίσεις, ονομάζονται συνήθως ονομαστικό μέγεθος. Συνήθως αυτή η τιμή εκφράζεται σε ολόκληρα χιλιοστά. Το μέγεθος του εξαρτήματος, το οποίο λαμβάνεται στην πραγματικότητα κατά την επεξεργασία, ονομάζεται πραγματικό μέγεθος. Οι τιμές μεταξύ των οποίων κυμαίνεται αυτή η παράμετρος συνήθως ονομάζονται όριο. Από αυτές, η μέγιστη παράμετρος είναι το μεγαλύτερο όριο μεγέθους και η ελάχιστη παράμετρος είναι η μικρότερη. Οι αποκλίσεις είναι η διαφορά μεταξύ της ονομαστικής και της οριακής τιμής ενός εξαρτήματος. Στα σχέδια, αυτή η παράμετρος συνήθως υποδεικνύεται σε αριθμητική μορφή σε ονομαστικό μέγεθος (η ανώτερη τιμή υποδεικνύεται πάνω και η κάτω τιμή παρακάτω).

Παράδειγμα εισόδου

Αν το σχέδιο δείχνει την τιμή 40^{+0, 15}_{-0, 1, τότε αυτό σημαίνει ότι το ονομαστικό μέγεθος του το μέρος είναι 40 mm, το μεγαλύτερο όριο είναι +0,15, το μικρότερο είναι -0,1 Η διαφορά μεταξύ της ονομαστικής και της μέγιστης οριακής τιμής ονομάζεται ανώτερη απόκλιση και μεταξύ της ελάχιστης - η κατώτερη. Από εδώ, οι πραγματικές τιμές προσδιορίζονται εύκολα. Από αυτό το παράδειγμα προκύπτει ότι η μεγαλύτερη οριακή τιμή θα είναι ίση με 40+0, 15=40,15 mm και η μικρότερη: 40-0, 1=39,9 mm. Η διαφορά μεταξύ του μικρότερου και του μεγαλύτερου ορίου ονομάζεται ανοχή. Υπολογίστηκε ως εξής: 40, 15-39, 9=0,25mm.}

Κενά και σφίξιμο

Ας αναλογιστούμεένα συγκεκριμένο παράδειγμα όπου οι ανοχές και οι προσαρμογές είναι βασικές. Ας υποθέσουμε ότι χρειαζόμαστε ένα εξάρτημα με τρύπα 40^{+0, 1} για να χωρέσει σε έναν άξονα με διαστάσεις 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Μπορεί να φανεί από την προϋπόθεση ότι η διάμετρος για όλες τις επιλογές θα είναι μικρότερη από την τρύπα, πράγμα που σημαίνει ότι με μια τέτοια σύνδεση θα προκύψει αναγκαστικά ένα κενό. Μια τέτοια προσγείωση συνήθως ονομάζεται κινητή, καθώς ο άξονας θα περιστρέφεται ελεύθερα στην τρύπα. Εάν το μέγεθος του εξαρτήματος είναι 40^{+0, 2}_{+0, 15, τότε υπό οποιεσδήποτε συνθήκες θα είναι μεγαλύτερο από τη διάμετρο της οπής. Σε αυτήν την περίπτωση, ο άξονας πρέπει να πιεστεί και θα υπάρξει παρεμβολή στη σύνδεση.}

Συμπεράσματα

Με βάση τα παραπάνω παραδείγματα, μπορούν να εξαχθούν τα ακόλουθα συμπεράσματα:

• Κενό είναι η διαφορά μεταξύ των πραγματικών διαστάσεων του άξονα και της οπής, όταν η τελευταία είναι μεγαλύτερη από την πρώτη. Με αυτή τη σύνδεση, τα εξαρτήματα έχουν ελεύθερη περιστροφή.
• Προφόρτιση ονομάζεται συνήθως η διαφορά μεταξύ των πραγματικών διαστάσεων της οπής και του άξονα, όταν η τελευταία είναι μεγαλύτερη από την πρώτη. Με αυτή τη σύνδεση, τα εξαρτήματα πιέζονται μέσα.

Τάξεις προσαρμογής και ακρίβειας

Οι προσγειώσεις συνήθως χωρίζονται σε σταθερές (θερμή, πίεση, εύκολο πάτημα, κωφό, σφιχτό, πυκνό, τεταμένο) και κινητές (συρόμενες, τρέξιμο, κίνηση, εύκολο τρέξιμο, φαρδύ τρέξιμο). Στη μηχανολογία και τα όργανα, υπάρχουν ορισμένοι κανόνες που ρυθμίζουν τις ανοχές και τις προσγειώσεις. Το GOST προβλέπει ορισμένες τάξεις ακρίβειας στην κατασκευή συγκροτημάτων χρησιμοποιώντας καθορισμένες αποκλίσεις διαστάσεων. Από την πρακτικήΕίναι γνωστό ότι οι λεπτομέρειες των οδικών και γεωργικών μηχανών χωρίς να βλάπτουν τη λειτουργία τους μπορούν να κατασκευαστούν με μικρότερη ακρίβεια από ό,τι για τόρνους, όργανα μέτρησης και αυτοκίνητα. Από αυτή την άποψη, οι ανοχές και οι προσαρμογές στη μηχανολογία έχουν δέκα διαφορετικές κατηγορίες ακρίβειας. Τα πιο ακριβή από αυτά είναι τα πρώτα πέντε: 1, 2, 2a, 3, 3a. τα επόμενα δύο αναφέρονται σε μέτρια ακρίβεια: 4 και 5. και τα τρία τελευταία έως πρόχειρα: 7, 8 και 9.

Για να μάθετε σε ποια κατηγορία ακρίβειας πρέπει να κατασκευαστεί το εξάρτημα, στο σχέδιο, δίπλα στο γράμμα που υποδεικνύει την εφαρμογή, βάλτε έναν αριθμό που υποδεικνύει αυτήν την παράμετρο. Για παράδειγμα, η σήμανση C4 σημαίνει ότι ο τύπος είναι συρόμενος, κλάση 4. X3 - τύπος τρεξίματος, κατηγορία 3η. Για όλες τις προσγειώσεις της δεύτερης κατηγορίας, δεν τίθεται ψηφιακός προσδιορισμός, καθώς είναι ο πιο συνηθισμένος. Μπορείτε να λάβετε λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με αυτήν την παράμετρο από το δίτομο βιβλίο αναφοράς "Tolerances and fits" (Myagkov V. D., έκδοση 1982).

Σύστημα άξονα και οπών

Η ανοχή και οι προσαρμογές θεωρούνται συνήθως ως δύο συστήματα: οπές και άξονες. Το πρώτο από αυτά χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι σε αυτό όλοι οι τύποι με τον ίδιο βαθμό ακρίβειας και κατηγορίας αναφέρονται στην ίδια ονομαστική διάμετρο. Οι τρύπες έχουν σταθερές τιμές οριακών αποκλίσεων. Μια ποικιλία προσγειώσεων σε ένα τέτοιο σύστημα επιτυγχάνεται ως αποτέλεσμα της αλλαγής της μέγιστης απόκλισης του άξονα.

Το δεύτερο από αυτά χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι όλοι οι τύποι με τον ίδιο βαθμό ακρίβειας και κατηγορίας αναφέρονται στην ίδια ονομαστική διάμετρο. Ο άξονας έχει σταθερές οριακές τιμέςαποκλίσεις. Μια ποικιλία προσγειώσεων πραγματοποιείται ως αποτέλεσμα της αλλαγής των τιμών των μέγιστων αποκλίσεων των οπών. Στα σχέδια του συστήματος οπών, συνηθίζεται να ορίζεται το γράμμα Α και ο άξονας - το γράμμα Β. Κοντά στο γράμμα, τοποθετείται το σύμβολο της κατηγορίας ακρίβειας.

Παραδείγματα συμβόλων

Εάν αναγράφεται "30A3" στο σχέδιο, αυτό σημαίνει ότι το εν λόγω εξάρτημα πρέπει να υποβληθεί σε μηχανική κατεργασία με σύστημα οπών τρίτης κατηγορίας ακρίβειας, εάν αναφέρεται "30A", σημαίνει ότι χρησιμοποιείται το ίδιο σύστημα, αλλά η δεύτερη τάξη. Εάν η ανοχή και η εφαρμογή γίνονται σύμφωνα με την αρχή του άξονα, τότε ο απαιτούμενος τύπος υποδεικνύεται στο ονομαστικό μέγεθος. Για παράδειγμα, ένα εξάρτημα με την ονομασία "30B3" αντιστοιχεί στην επεξεργασία του συστήματος άξονα της τρίτης κατηγορίας ακρίβειας.

Στο βιβλίο του, ο M. A. Paley («Ανοχές και προσαρμογές») εξηγεί ότι στη μηχανολογία η αρχή της οπής χρησιμοποιείται πιο συχνά από έναν άξονα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι απαιτεί λιγότερο εξοπλισμό και εργαλεία. Για παράδειγμα, για την επεξεργασία μιας οπής μιας δεδομένης ονομαστικής διαμέτρου σύμφωνα με αυτό το σύστημα, χρειάζεται μόνο ένα κοίλωμα για όλες τις προσγειώσεις αυτής της κατηγορίας και ένα οριακό βύσμα για αλλαγή της διαμέτρου. Με ένα σύστημα άξονα, απαιτείται ξεχωριστή μάζα και ξεχωριστό βύσμα για να εξασφαλιστεί κάθε εφαρμογή στην ίδια κατηγορία.

Ανοχές και προσαρμογές: πίνακας απόκλισης

Για τον προσδιορισμό και την επιλογή τάξεων ακρίβειας, συνηθίζεται να χρησιμοποιείτε ειδική βιβλιογραφία αναφοράς. Έτσι, οι ανοχές και οι προσαρμογές (ένας πίνακας με ένα παράδειγμα δίνεται σε αυτό το άρθρο) είναι, κατά κανόνα, πολύ μικρές τιμές. Γιαγια να μην γράφουμε επιπλέον μηδενικά, στη βιβλιογραφία χαρακτηρίζονται σε μικρά (χιλιοστή του χιλιοστού). Ένα micron αντιστοιχεί σε 0,001 mm. Συνήθως, οι ονομαστικές διάμετροι υποδεικνύονται στην πρώτη στήλη ενός τέτοιου πίνακα και οι αποκλίσεις της οπής υποδεικνύονται στη δεύτερη. Τα υπόλοιπα γραφήματα δίνουν διαφορετικά μεγέθη προσγειώσεων με τις αντίστοιχες αποκλίσεις τους. Το σύμβολο συν δίπλα σε μια τέτοια τιμή υποδεικνύει ότι πρέπει να προστεθεί στο ονομαστικό μέγεθος, το σύμβολο μείον υποδεικνύει ότι πρέπει να αφαιρεθεί.

Νήματα

Η ανοχή και οι προσαρμογές των συνδέσεων με σπείρωμα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη το γεγονός ότι τα σπειρώματα συνδυάζονται μόνο στις πλευρές του προφίλ, εξαίρεση μπορούν να αποτελούν μόνο οι στεγανοί τύποι. Επομένως, η κύρια παράμετρος που καθορίζει τη φύση των αποκλίσεων είναι η μέση διάμετρος. Η ανοχή και οι προσαρμογές για την εξωτερική και την εσωτερική διάμετρο έχουν ρυθμιστεί έτσι ώστε να εξαλείφεται εντελώς η πιθανότητα τσιμπήματος κατά μήκος των γούρνων και των κορυφών του νήματος. Τα σφάλματα μείωσης της εξωτερικής διάστασης και αύξησης της εσωτερικής διάστασης δεν θα επηρεάσουν τη διαδικασία του μακιγιάζ. Ωστόσο, οι αποκλίσεις στο βήμα του νήματος και στη γωνία του προφίλ θα προκαλέσουν εμπλοκή του συνδετήρα.

Ανοχές νήματος κενού

Οι προσαρμογές ανοχής και κάθαρσης είναι οι πιο συνηθισμένες. Σε τέτοιες συνδέσεις, η ονομαστική τιμή της μέσης διαμέτρου είναι ίση με τη μεγαλύτερη μέση τιμή του σπειρώματος του παξιμαδιού. Οι αποκλίσεις μετρώνται συνήθως από τη γραμμή προφίλ κάθετη στον άξονα του νήματος. Αυτό καθορίζεται από το GOST 16093-81. Οι ανοχές για τη διάμετρο του σπειρώματος των παξιμαδιών και των μπουλονιών εκχωρούνται ανάλογα με τον καθορισμένο βαθμό ακρίβειας (που υποδεικνύεται με έναν αριθμό). Δεκτόςη επόμενη σειρά τιμών για αυτήν την παράμετρο: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Δεν έχουν οριστεί ανοχές για αυτούς. Η τοποθέτηση των πεδίων διαμέτρου σπειρώματος σε σχέση με την ονομαστική τιμή προφίλ βοηθά στον προσδιορισμό των κύριων αποκλίσεων: τα επάνω για τις εξωτερικές τιμές των μπουλονιών και τα κάτω για τις εσωτερικές τιμές των παξιμαδιών. Αυτές οι παράμετροι εξαρτώνται άμεσα από την ακρίβεια και το βήμα σύνδεσης.

Ανοχές, προσαρμογές και τεχνικές μετρήσεις

Για την παραγωγή και την επεξεργασία εξαρτημάτων και μηχανισμών με καθορισμένες παραμέτρους, ο τορνευτής πρέπει να χρησιμοποιεί μια ποικιλία εργαλείων μέτρησης. Συνήθως, για πρόχειρες μετρήσεις και έλεγχο των διαστάσεων των προϊόντων, χρησιμοποιούνται χάρακες, δαγκάνες και εσωτερικοί μετρητές. Για πιο ακριβείς μετρήσεις - δαγκάνες, μικρόμετρα, μετρητές κ.λπ. Όλοι γνωρίζουν τι είναι χάρακα, επομένως δεν θα σταθούμε σε αυτό.

Το παχύμετρο είναι ένα απλό εργαλείο για τη μέτρηση των εξωτερικών διαστάσεων των τεμαχίων εργασίας. Αποτελείται από ένα ζεύγος περιστρεφόμενων κυρτών ποδιών στερεωμένα στον ίδιο άξονα. Υπάρχει επίσης δαγκάνα τύπου ελατηρίου, ρυθμίζεται στο απαιτούμενο μέγεθος με βίδα και παξιμάδι. Ένα τέτοιο εργαλείο είναι λίγο πιο βολικό από ένα απλό, επειδή διατηρεί την καθορισμένη τιμή.

Η δαγκάνα έχει σχεδιαστεί για τη λήψη εσωτερικών μετρήσεων. Υπάρχει κανονικός και ανοιξιάτικος τύπος. Η συσκευή αυτού του εργαλείου είναι παρόμοια με ένα παχύμετρο. Η ακρίβεια του οργάνου είναι 0,25 mm.

Η δαγκάνα είναι μια πιο ακριβής συσκευή. Μπορούν να μετρήσουν τόσο εξωτερικές όσο και εσωτερικές επιφάνειες.επεξεργασμένα μέρη. Ο τορναδόρος, όταν εργάζεται σε τόρνο, χρησιμοποιεί ένα παχύμετρο για να μετρήσει το βάθος μιας αυλάκωσης ή προεξοχής. Αυτό το εργαλείο μέτρησης αποτελείται από έναν άξονα με διαβαθμίσεις και σιαγόνες και ένα πλαίσιο με ένα δεύτερο ζεύγος σιαγόνων. Με τη βοήθεια μιας βίδας, το πλαίσιο στερεώνεται στη ράβδο στην απαιτούμενη θέση. Η ακρίβεια μέτρησης είναι 0,02 mm.

Μετρητής βάθους - αυτή η συσκευή έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση του βάθους των αυλακώσεων και των εγκοπών. Επιπλέον, το εργαλείο σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε τη σωστή θέση των προεξοχών κατά μήκος του άξονα. Η συσκευή αυτής της συσκευής είναι παρόμοια με ένα παχύμετρο.

Μικρόμετρα χρησιμοποιούνται για τον ακριβή προσδιορισμό της διαμέτρου, του πάχους και του μήκους του τεμαχίου εργασίας. Δίνουν μετρήσεις με ακρίβεια 0,01 mm. Το μετρούμενο αντικείμενο βρίσκεται μεταξύ της βίδας μικρομέτρου και της σταθερής φτέρνας, η ρύθμιση πραγματοποιείται περιστρέφοντας το τύμπανο.

Οι εσωτερικοί μετρητές χρησιμοποιούνται για ακριβείς μετρήσεις εσωτερικών επιφανειών. Υπάρχουν σταθερές και συρόμενες συσκευές. Αυτά τα εργαλεία είναι ράβδοι με άκρα μπάλας μέτρησης. Η απόσταση μεταξύ τους αντιστοιχεί στη διάμετρο της οπής που προσδιορίζεται. Τα όρια μέτρησης για το εσωτερικό μετρητή είναι 54-63 mm, με πρόσθετη κεφαλή, μπορούν να προσδιοριστούν διάμετροι έως 1500 mm.