Основи взаємозамінності

Взаємозамінністю називається властивість одних і тих же деталей, вузлів або агрегатів машин і т. д., що дозволяє встановлювати деталі (вузли, агрегати) в процесі складання або замінювати їх без попередньої підгонки при збереженні всіх вимог, що вимагають до роботи вузла, агрегату і конструкції в цілому. Зазначені властивості виробів виникають в результаті здійснення науково-технічних заходів, що об'єднуються поняттям "принцип взаимозамінності".

Найбільш широко застосовують повну взаємозамінність, яка забезпечує можливість швидкої збірки (або заміни при ремонті) будь-яких незалежно виготовлених із заданою точністю однотипних деталей в складальні одиниці, а останніх - у вироби при дотриманні пропонованих до них (до складальним одиницям або виробам) технічних вимог по всіх параметрах. Виконання вимог до точності деталей і складальних одиниць виробів є найважливішою вихідною умовою забезпечення взаємозамінності. Крім цього, для забезпечення взаємозамінності необхідно виконувати й інші умови: встановлювати оптимальні номінальні значення параметрів деталей і складальних одиниць, виконувати вимоги до матеріалу деталей, технології їх виготовлення та контролю і т. д. Взаємозамінними можуть бути деталі, складальної одиниці і виробу в цілому. У першу чергу такими повинні бути деталі і складальні одиниці, від яких залежать надійність та інші експлуатаційні показники виробів. Ця вимога, природно, поширюється і на запасні частини.

При повній взаємозамінності: спрощується процес складання - він зводиться до простого з'єднання деталей робочими переважно невисокої кваліфікації; з'являється можливість точно нормувати процес складання у часі, встановлювати необхідний темп роботи і застосовувати поточний метод; створюються умови для автоматизації процесів виготовлення та складання виробів, а також широкої спеціалізації і кооперування заводів (при яких завод-постачальник виготовляє уніфіковані вироби, складальні одиниці і деталі обмеженої номенклатури і постачає їх заводу, що випускає основні вироби); спрощується ремонт виробів, так як будь-яка зношена або зламана деталь або складальна одиниця може бути замінена новою (запасною).

Іноді для задоволення експлуатаційних вимог необхідно виробляти деталі і складальні одиниці з малими економічно неприйнятними або технологічно важко здійсненними допусками. У цих випадках для отримання необхідної точності складання застосовують груповий підбір деталей (селективну збірку), компенсатори, регулювання положення деяких частин машин і приладів, пригін і інші додаткові технологічні заходи при обов'язковому виконанні вимог до якості складальних одиниць і виробів. Таку взаємозамінність називають неповною (обмеженою). Її можна здійснювати не за всіма, а тільки по окремих геометричним або іншим параметрам.

Зовнішня взаємозамінність - це взаємозамінність покупних виробів (вмонтовуються в інші більш складні вироби) і складальних одиниць за експлуатаційними показниками, а також за розмірами і формою приєднувальних поверхонь. Наприклад, в електродвигунах зовнішню взаємозамінність забезпечують по частоті обертання валу і потужності, а також за розмірами приєднувальних поверхонь; в підшипниках кочення - по зовнішньому діаметру зовнішнього кільця і внутрішньому діаметру внутрішнього кільця, а також по точності обертання.

Внутрішня взаємозамінність поширюється на деталі, складальні одиниці і механізми, що входять у виріб. Наприклад, в підшипнику кочення внутрішню групову взаємозамінність мають тіла кочення і кільця.

Рівень взаємозамінності виробництва може характеризувати коефіцієнт взаємозамінності Кв, що дорівнює відношенню трудомісткості виготовлення взаємозамінних деталей і складальних одиниць до загальної трудомісткості виготовлення виробу. Значення цього коефіцієнта може бути різним, однак ступінь його наближення до одиниці є об'єктивним показником технічного рівня виробництва.

Сумісність - це властивість об'єктів займати своє місце у складному готовому виробі і виконувати необхідні функції при спільній або послідовній роботі цих об'єктів і складного виробу в заданих експлуатаційними них умовах.

Взаємозамінність, при якій забезпечується працездатність виробів з оптимальними і стабільними (в заданих межах) у часі експлуатаційними показниками або з оптимальними показниками якості функціонування для складальних одиниць і взаємозамінність їх за цими показниками, називають функціональною.

Функціональними є геометричні, електричні, механічні та інші параметри, що впливають на експлуатаційні показники машин та інших виробів або службові функції складальних одиниць. Наприклад, від зазору між поршнем і циліндром (функціонального параметра) залежить потужність двигунів (експлуатаційний показник).

Єдина система допусків і посадок (ЄСДП) базується на стандартах і ре-рекомендаціях ІСО. ЕСДП поширюється на допуски розмірів гладких елементів деталей і на посадки, утворені при з'єднанні цих деталей. Основні норми взаємозамінності включають системи допусків і посадок на різьблення, зубчаті передачі, конуса та ін.