Выбор и применение посадок

Посадки выбираются следующими методами:

− методом прецедентов;

− методом подобия;

− расчётным методом.

Метод прецедентовзаключается в том, что конструктор во вновь проектируемой конструкции использует посадки, указанные на чертежах подобной машины, ранее сконструированной и прошедшей эксплуатационную проверку. Этот метод приемлем при полной тождественности геометрических и других параметров и условий эксплуатации проектируемого соединения и прототипа.

Метод подобиязаключается в том, что при неполной тождественности проектируемого соединения и прототипа по конструктивным параметрам и условиям эксплуатации конструктор должен установить критерии их подобия и скорректировать посадку. Однако в связи с трудностью выбора критерия подобия можно не достичь поставленной цели, что приведёт к неправильному выбору посадки.

Расчётный метод заключается в том, что конструктор, зная условия и длительность эксплуатации машины, рассчитывает предельные функциональные зазоры и натяги и с определённым коэффициентом запаса подбирает стандартную посадку.

Рассмотрим области применения рекомендуемых предпочтительных посадок системы отверстия в машиностроении [3; 4].

Посадки с зазором

Посадки H/h – «скользящие». Наименьший (гарантированный) зазор в посадках равен нулю. Они установлены во всём диапазоне точностей сопрягаемых размеров (4…12 квалитеты). В точных квалитетах они применяются как центрирующие посадки, т.е. обеспечивают высокую степень совпадения центра вала с центром сопрягаемого с ним отверстия. Допускают медленное вращение и продольное перемещение, используемое чаще всего при настройках и регулировках.

Посадка H7/h6 применяется в неподвижных соединениях при высоких требованиях к точности центрирования часто разбираемых соединений: сменные зубчатые колёса на валах, фрезы на оправках, центрирующие корпуса под подшипники качения, сменные кондукторные втулки станочных приспособлений и т.д. Для подвижных соединений применяется посадка, например, шпинделя в корпусе сверлильного станка.

Посадки H8/h7, H8/h8 имеет примерно то же назначение, что и предыдущая посадка, но характеризуется более широкими допусками, облегчающими изготовление деталей.

Посадки H/h в более грубых квалитетах (9…12) применяются для непо-движных и подвижных соединений малой точности: посадки муфт, звёздочек и шкивов на валах, для неответственных шарниров и роликов и т.п.

Посадки H/g – «движения». Обладают по сравнению с другими посадками небольшим гарантированным зазором. Применяются только в точных квалитетах (4…7) для плавных, чаще всего возвратно-поступательных перемещений, допускают медленное вращение при малых нагрузках.

Посадки H6/g5 (не предпочтительная), H7/g6 применяются в плунжерных и золотниковых парах, в шпинделе делительной головки и т.п.

Посадки H/f – «ходовые». Характеризуются умеренным гарантированным зазором. Применяются для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения общего назначения при лёгких и средних режимах работы с угловыми скоростями не более 150 рад/с и в опорах поступательного перемещения.

Посадки H7/f7, H8/f8 (не предпочтительная) применяются в подшипниках скольжения коробок передач различных станков, в соединениях поршня с цилиндром в компрессорах, в гидравлических прессах и т.п.

Посадки H/e – «легкоходовые». Обладают значительным гарантированным зазором, вдвое большим, чем у ходовых посадок. Применяются для свободного вращательного движения при повышенных режимах работы с угловыми скоростями более 150 рад/с, а также для компенсации погрешностей монтажа и деформаций, возникающих во время работы.

Посадки H7/e8, H8/e8 применяются для подшипников жидкостного трения турбогенераторов, больших машин, коренных шеек коленчатых валов.

Посадки H/d – «широкоходовые». Характеризуются большим гарантированным зазором, позволяющим компенсировать значительные отклонения расположения сопрягаемых поверхностей и температурные деформации и обеспечить свободное перемещение деталей или их регулировку и сборку.

Посадки H8/d9, H9/d9 применяются для соединений при невысоких требованиях к точности, для подшипников трансмиссионных валов, для поршней цилиндров компрессоров.

Посадки H11/d11 применяется для крышек подшипников и распорных втулок в корпусах, для шарниров и роликов на осях.

Посадки переходные

Посадки H/js – «плотные». Вероятность получения натяга P(N) равна 0,5…5%, следовательно, в соединении образуются преимущественно зазоры. Обеспечивают лёгкую собираемость.

Посадка H7/js6 применяется для соединения стаканов подшипников с корпусами, небольших шкивов и ручных маховичков с валами.

Посадки H/k – «напряжённые». Вероятность получения натяга P(N) равна 24…68%. Однако из-за влияния отклонений формы, особенно при большой длине соединения, зазоры в большинстве случаев не ощущаются. Обеспечивают хорошее центрирование. Сборка и разборка производится без значительных усилий, например, при помощи ручных молотков.

Посадка H7/k6 широко применяется для соединения зубчатых колёс, шкивов, маховиков, муфт с валами.

Посадки H/m – «тугие». Вероятность получения натяга P(N) равна 60…99,98%. Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях. Разбираются, как правило, только при ремонте.

Посадка H7/m6 (не предпочтительная) применяется для соединения зубчатых колёс, шкивов, маховиков, муфт с валами, для установки тонкостенных втулок в корпуса, кулачков на распределительном валу.

Посадки H/n – «глухие». Вероятность получения натяга P(N) равна 88…100%. Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях с применением прессов. Разбираются, как правило, только при капитальном ремонте.

Посадка H7/n6 применяется для соединения тяжело нагруженных зубчатых колёс, муфт, кривошипов с валами, для установки штифтов, постоянных кондукторных втулок в корпусах кондукторов и т.п.

Посадки с натягом

Посадки H/p – «легкопрессовые». Имеют минимальный гарантированный (наименьший) натяг. Обладают высокой степенью центрирования. Применяются, как правило, с дополнительным креплением.

Посадка H7/p6 применяется для соединения тяжело нагруженных зубчатых колёс, втулок, установочных колец с валами, для установки тонкостенных втулок и колец в корпуса.

Посадки H/r, H/s, H/t– «прессовые средние». Имеют умеренный гарантированный натяг в пределах N = (0,0002…0,0006)D. Применяются как с дополнительным креплением, так и без него. В соединении возникают, как правило, упругие деформации.

Посадки H7/r6, H7/s6 применяются с дополнительным креплением для соединения зубчатых и червячных колёс с валами в условиях тяжёлых ударных нагрузок (для стандартных втулок подшипников скольжения предусмотрена посадка H7/r6).

Посадки H/u, H/x, H/z– «прессовые тяжёлые». Имеют большой гарантированный натяг в пределах N = (0,001…0,002)D. Предназначены для соединений, на которые действуют большие, в том числе динамические нагрузки. Применяются, как правило, без дополнительного крепления соединяемых деталей. В соединении возникают упругопластические деформации. Детали должны быть проверены на прочность.

Посадки H7/u7, H8/u8 являются наиболее распространёнными из числа тяжёлых посадок. Примеры применения: вагонные колёса на осях, бронзовые венцы на стальных ступицах червячных колёс, пальцы эксцентриков и кривошипов с дисками.

Приведём конкретные примеры применения посадок [5; 6].

Примеры посадок с зазором:

− пиноль задней бабки токарно-винторезного станка – f75H6/h5;

− крышка подшипника редуктора – f80H7/h7;

− подшипник двигателя внутреннего сгорания – f50H6/e7;

− рычаг клапана на валу – f16H8/e8;

− плунжерная пара – f25H7/g6

− промежуточная шестерня на оси – f40H7/d8;

− дышло паровой машины – f180D8/h8;

− подшипник жидкостного трения прокатных станов – f350H6/d6.

Примеры посадок с натягом:

− центральная колонна консольного крана – f300H7/s6;

− постоянная кондукторная втулка приспособления – f20H7/p6;

− шатун и втулка компрессора – f105H7/s6;

− штифт и направляющая – f60H7/r6.

Примеры переходных посадок:

− кулачки, закреплённые шпонкой на держателе – f50H7/m6;

− муфта сцепления, закреплённая шпонкой на валу – f12H7/k6;

− шестерня, закреплённая шпонкой на валу редуктора – f40H7/k6;

− поршневой палец во втулке – f38H6/k5;

− маслоотражательное кольцо на валу редуктора – f50H7/k6;

− ступица вентилятора на валу – f16H7/n6.