ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЁ ВИДЫ

Взаимозаменяемость — это способность деталей, изделий и сборочных единиц занимать своё место в машине без дополнительных операций обработки и пригонки. Можно выделить несколько видов взаимозаменяемости по различным классификационным признакам:

1. Функциональная;

2. Полная;

3. Неполная (ограниченная);

4. Размерная (геометрическая);

5. Параметрическая;

6. Внешняя;

7. Внутренняя.

Уровень взаимозаменяемости производства можно выразить через коэффициент взаимозаменяемости:

К_В = Т_В / Т_S,

где Т_В — трудоёмкость изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц; Т_S — общая трудоёмкость изготовления изделия.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. Вал — термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей.

2. Отверстие — термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей.

3. Размер — числовое значение линейной величины в выбранных единицах измерения.

Размер отверстия — D; Размер вала — d

4. Номинальный размер — размер, который определяется расчётами на прочность, жёсткость, и усталость или выбирается, исходя из конструктивных соображений, а затем округляется до ближайшего, как правило, большего размера из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69.

Номинальный размер отверстия — D_n

Номинальный размер вала — d_n

5. Предельные размеры — два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали.

Предельные размеры отверстия — D_max, D_min

Предельные размеры вала —d_max, d_min

6. Действительный размер — размер элемента, установленный измерением.

Действительный размер отверстия — D_e

Действительный размер вала — d_e

Соотношение действительного и предельных размеров определяет годность деталей.

Условия годности: d_min £ d_e £ d_max, D_max ³ D_e ³ D_min

Условия исправимого брака: d_e > d_max, D_e < D_min

Условия неисправимого брака: d_e < d_min, D_e > D_max

7. Предельные отклонения

Верхнее отклонение ES, es (error super):

ES = D_max – D_n; es = d_max – d_n

Нижнее отклонение EI, ei (error inner):

EI = D_min – D_n; ei = d_min – d_n

8. Действительное отклонение

Действительное отклонение отверстия — E_e = D_e – D_n

Действительное отклонение вала — e_e = d_e – d_n

9. Допуск Т (Tolerance)

Допуск отверстия — T_D = D_max – D_min = ES – EI

Допуск вала — T_d = d_max – d_min = es – ei

12. Зазор

S = D – d

Наибольший зазор — S_max = D_max – d_min = ES – ei

Наименьший зазор — S_min = D_min – d_max = EI – es

13. Натяг

N = d – D

Наибольший натяг — N_max = d_max – D_min = es – EI

Наименьший натяг — N_min = d_min – D_max = ei – ES

ЕДИНАЯ СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК (ЕСДП)

Система допусков и посадок — совокупность стандартных допусков, посадок, предельных отклонений и размеров элементов деталей.

Стандартный допуск IТ (International Tolerance) — любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок определяется по формуле:

IT = k × i,

где k — число единиц допуска, зависящее от квалитета;

i — единица допуска, мкм.

Квалитет — степень точности, которой соответствует стандартный допуск, равный для всех номинальных размеров одного интервала.

В ЕСДП предусмотрено 20 квалитетов, обозначаемых порядковым номером, возрастающим с увеличением допуска:

0,1; 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18

Квалитеты используются:

0,1; 0; 1; 2 — для создания эталонов, концевых мер и калибров;

2; 3; 4 — в приборостроении;

4; 5; 6; 7 — для образования высокоточных посадок ответственных соединений;

8; 9; 10; 11; 12 — для образования посадок пониженной точности;

13; 14; 15; 16; 17; 18 — для свободных размеров.

Единица допуска — это функция номинального размера, служащая для определения числового значения стандартного допуска.

Для размеров до 500 мм единица допуска вычисляется по формуле:

i = 0.45 × + 0,001 × D_ср.

Для размеров от 500 до 10 000 мм единица допуска вычисляется по формуле:

i = 0,004 × D_ср + 2,1.

где D_ср — среднее геометрическое граничных значений интервала номинальных размеров, мм.

D_ср =

где D_{и max}, D_{и min} — соответственно конечное и начальное граничные значения интервала номинальных размеров, мм.

ЕСДП предусматривает 13 интервалов размеров в диапазоне от 0 до 500 мм. Эти интервалы называются основными.

РЯДЫ ОСНОВНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ

Основное отклонение — одно из двух предельных отклонений, ближайшее к нулю по значению или к нулевой линии при построении полей допусков.

Нормировано 28 основных отклонений для отверстий и валов, каждое из которых обозначается одной или двумя латинскими буквами. Для полей допусков валов применяются строчные буквы алфавита:

a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, js, j, k,

m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc,

а для полей допусков отверстий — прописные буквы:

A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, JS, J, K,

M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC

ВИДЫ И СИСТЕМЫ ПОСАДОК

Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. В любой посадке номинальные размеры отверстия и вала равны:

D_n = d_n

Допуск посадки

T_Dd = T_D + T_d

ЕСДП предусматривает три вида посадок:

1) Посадка с зазором — при которой всегда образуется зазор в соединении. Для образования посадок с зазором применяются основные отклонения валов от а до h и отверстий от А до Н. Допуск посадки с зазором:

T_S = S_max – S_min

2) Посадка с натягом — при которой всегда образуется натяг в соединении. Для получения посадок с натягом используются основные отклонения валов от р до zс и отверстий от Р до ZC. Допуск посадки с натягом:

T_N = N_max – N_min

3) Переходная посадка — при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении. Для получения переходных посадок применяются основные отклонения валов от js до n и отверстий от JS до N. Допуск переходной посадки:

T_SN = S_max + N_max

В ЕСДП применяется две системы посадок:

1) Система отверстия — при которой в посадке сочетаются поля допусков основного отверстия и неосновного вала:

H/c, H/js, H/p

2) Система вала — при которой в посадке сочетаются поля допусков основного вала и неосновного отверстия:

G/h, M/h, T/h

Основной вал «h» — вал, верхнее отклонение которого равно нулю, es = 0.

Основное отверстие «H» — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю, EI = 0.

Комбинированные — посадки, в которых сочетаются поля допусков основного и основного отверстия:

H/h

Внесистемные — посадки, в которых сочетаются поля допусков неосновного вала и неосновного отверстия:

G/c, M/js, T/p