Раздел 4 Взаимозаменяемость в аппаратостроении

Тема 4.1 Взаимозаменяемость и качество изделий

Взаимозаменяемостью называется свойство составной части изделия, обеспечивающее возможность ее применения вместо другой без дополнительной обработки с сохранением заданного качества изделия, в состав которого она входит.

Применение принципов взаимозаменяемости в аппаратостроении имеет решающее значение для повышения качества продукции, производительности труда, лучшего использования производственных площадей.

Качество продукции определяется совокупностью свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности. При этом взаимозаменяемость рассматривается как одно из главных свойств, определяющих качество изделий, состоящих из совокупности составных частей.

Уровень качества промышленной продукции оценивается показателями назначения, надежности, технологичности, стандартизации и унификации, а также эстетическими, экономическими и экологическими показателями.

Функциональными являются параметры, влияющие на показатели качества функционирования аппаратов, машин или их составных частей. Эти параметры называются функциональными, чтобы подчеркнуть их связь со служебными функциями составных частей и эксплуатационными показателями изделий. Наиболее существенными параметрами для сварных аппаратов являются геометрические и механические. Взаимозаменяемость обеспечивают только достижением точности, необходимой и достаточной для выполнения изделиями аппаратостроительной отрасли заданных функций назначения, надежности и долговечности.

Под точностью понимается степень соответствия реальных объектов их идеальным прототипам. Количественным критерием точности служит погрешность. Погрешности бывают разрешенные и неразрешенные.

Неразрешенные погрешности квалифицируют как дефект и требуют выполнения пригоночно-доделочных операций. Разрешенные погрешности регламентируются допуском.

Рис. 4.1.1 – Поле допуска диаметра аппарата

Допуском размера  или полем допуска называется алгебраическая разность между наибольшими 1 и наименьшими 2 отклонениями (см.рис.4.1.1)

 = D_ном + ₁ - (D_ном - ₂) = ₁ + ₂

Характерным для аппаратостроения является то, что для отклонений размеров принять симметричное расположения поля допуска.

Общие требования к точности изготовления, специфичных для аппаратуры, установлены в отраслевом стандарте "ОСТ 26-291-94. Сосуды и аппараты сварные стальные. Технические требования".

Различают рабочие (присоединительные) размеры, имеющие значение для сборки и эксплуатации, и операционные (промежуточные) размеры, характерные для выполнения технологических операций.

Взаимозаменяемость по операционным размерам называется внутренней, а по присоединительным - внешней.

В аппаратостроении имеет место полная и неполная взаимозаменяемость.

При полной взаимозаменяемости сборка осуществляется без дополнительной обработки составных частей. Полная взаимозаменяемость достигнута в сопряжениях из деталей, изготовленных в условиях однородного технологического процесса (резанием или сваркой). При этом соединяемые детали изготавливаются независимо.

Неполная взаимозаменяемость имеет место, когда две взаимозаменяемые детали изготавливаются по разнородным технологическим процессам, точность которых различается. Например, одна деталь (обечайка) выполнена сваркой, а другая (днище) - горячей штамповкой. Неполная взаимозаменяемость приводит к зависимому изготовлению сопрягаемых деталей, что снижает эффективность производства.

4.1.1 Базовые диаметры

Базовым называется диаметр, размер которого сохраняется постоянным при изменении толщины стенки аппарата. В аппаратостроении в качестве базовых могут быть приняты внутренний и наружный диаметры.

Когда в качестве базового принят внутренний диаметр (см. рис.4.1.2) аппарата 2, D_вн = const. Устройства внутри аппаратов 1 (тарелки, решетки) сохраняют постоянный диаметр при изменении толщины стенки аппарата (S₁; S₂; S₃). Такое изменение происходит часто в связи с изменением рабочего давления в аппарате.

Рис. 4.1.2 – Схема сопряжений при внутреннем базовом диаметре

Наружные детали 3 аппарата (кольца жесткости, опорные обечайки) выполняются с переменными номинальными диаметрами.

Неизменными остаются внутренние диаметры D_вн днищ 6, которые будут соответствовать внутреннему диаметру обечаек.

Если в качестве базового принимается наружный диаметр аппарата D_н = const, то для группы аппаратов данного номинального диаметра при изменении толщины стенки диаметры внутренних устройств будут переменными. В противоположность первой системе, когда D_вн = const, для наружных деталей аппаратов сохраняются постоянными внутренние диаметры.

При выборе базовых диаметров критерием следует считать технико-экономическую целесообразность, количество и назначение внутренних и наружных деталей конструкций. В аппаратостроении, где широко применяются аппараты с внутренними устройствами, предпочитают базовыми внутренние диаметры. При этой системе детали внутренних устройств колонных тарельчатых аппаратов, имеющих постоянный диаметр и предназначенных для работы при различных давлениях, изготавливаются большими сериями.

Контрольные вопросы

1  Что называется взаимозаменяемостью?

2  Чем определяется качество продукции?

3  Какие параметры называются функциональными?

4  Что такое точность? Что служит количественным критерием точности?

5  Виды погрешностей.

6  Чем характеризуется полная и неполная взаимозаменяемость?

7  Какой диаметр называется базовым?

8  Если в качестве базового принят внутренний диаметр, то,  что изменяется с изменением толщины стенки аппарата?

9  Почему в аппаратостроении предпочитают базовыми внутренние диаметры?

Лекция № 13