3.4. Расчет размерных цепей методом неполной

взаимозаменяемости

Данный метод расчета размерных цепей применяется в тех случаях, когда по условиям изготовления, сборки, эксплуатации наиболее целесообразно использовать принцип неполной взаимозаменяемости. При расчете размерных цепей методом неполной взаимозаменяемости применяются три способа расчета: способ групповой взаимозаменяемости (селективная сборка); способ пригонки и способ регулирования.

3.4.1. Способ групповой взаимозаменяемости (селективная сборка)

Сущность данного метода заключается в изготовлении деталей с расширенными (по сравнению с заданными) технологически выполнимыми допусками. Расширенные допуски должны быть стандартными. После изготовления детали сортируются на размерные группы. В каждой размерной группе количество деталей должно быть одинаковым. Затем производят сборку сопряжений из деталей одинаковых групп (рис. 3.4). Детали сопряжения будут иметь разные размеры, величины зазоров или натягов будут одинаковыми.

При селективной сборке (в посадках с зазором или натягом) наибольшие зазоры и натяги уменьшаются, а наименьшие увеличиваются, приближаясь с увеличением числа групп сортировки к среднему значению зазора или натяга для данной посадки. Это позволяет получить сопряжение более стабильным и долговечным.

Число групп, на которое сортируются соединяемые детали, определяется исходя из требуемых предельных значений групповых зазоров или натягов. Величины требуемых зазоров или натягов находят из условия обеспечения наибольшей долговечности сопряжения или определяют допустимую величину группового допуска T_DGr или T_dGr. При этом учитывается экономическая точность сборки и сортировки деталей, а также возможное отклонение их от правильной геометрической формы. Отклонения формы не должны превышать группового допуска.

Рис. 3.4. Схема сортировки деталей по размерным группам (Gr)

Рассмотрим определение числа групп (n), на которые необходимо сортировать изготовленные детали для случая, когда T_D = T_d , т.е. сопрягаемые отверстие и вал выполнены с одинаковой точностью (рис. 3.4). При T_D = T_d групповой зазор или натяг остаются постоянными при переходе собираемый сопряжений от одной группы к другой. Для повышения долговечности подвижных соединений в процессе сборки необходимо создавать наименьший допустимый зазор. В соединениях с натягом наибольшая долговечность достигается при обеспечении в процессе сборки наибольшего допустимого натяга. Число групп n можно рассчитать, используя уравнения:

при заданном минимальном зазоре (посадка с зазором) групповой зазор равен

(3.28)

При заданном максимальном натяге (посадка с натягом) групповой натяг равен

(3.29)

при заданной величине группового допуска T_DGr или T_dGr имеем

откуда

Аналогичные соотношения справедливы и для допуска вала

откуда .

В случае T_D = T_d уравнения для расчета числа групп можно записать

(3.30)

При T_D > T_d или T_D < T_d групповой зазор (или натяг) при переходе от одной размерной группы деталей к другой не остается постоянным. Следовательно, однородность соединений не обеспечивается. В связи с этим селективную сборку целесообразно производить для сопрягаемых деталей, которые изготавливаются по одному квалитету (T_D = T_d). Следует также отметить, что при большом числе групп сортировки групповой допуск отличается незначительно, по сравнению с малым числом групп. Однако, при этом усложняется процесс контроля и сборки. На практике число групп принимают обычно n = 4 – 5. Только в подшипниковой промышленности при сортировке тел качения количество групп может достигать n = 10 и более.

Селективную сборку применяют для различных категорий сопряжений, и в том числе, более сложных по форме, чем гладкие цилиндрические детали, например, резьбовых. Селективная сборка позволяет повысить точность сборки в n раз без уменьшения допусков на изготовление деталей или обеспечить заданную точность сборки при расширении допусков на изготовление до экономически целесообразных значений.

Селективная сборка имеет и некоторый недостатки: усложняется контроль, который требует большого штата контролеров, более точных измерительных средств, контрольно – сортировочные автоматы; возрастает трудоемкость сборки и квалификация сборщиков; возможно увеличение незавершенного производства вследствие разного числа деталей в парных группах сортировки.

Метод селективной сборки (групповой взаимозаменяемости) может выполняться только заводом – изготовителем при обеспечении внутренней взаимозаменяемости. Исключение составляют поршни, поршневые пальцы к двигателям внутреннего сгорания и другие запасные части.

Селективная сборка наиболее эффективна в крупносерийном и массовом производствах, где дополнительные затраты на сортировку деталей, маркировку, сборку, применение современных измерительных средств окупаются высоким качеством изделий. При производстве подшипников качения и ответственных резьбовых соединений селективная сборка является единственным экономически целесообразным способом обеспечения требуемой точности.