Методи забезпечення точності збірки
Точність зазорів, натягу і просторового положення деталей в з'єднанні може бути визначена шляхом рішення збірних розмірних ланцюгів.
Розмірний ланцюг (терміни, визначення і позначення по ГОСТ 16319—80) є замкнутим контуром взаємозв'язаних розмірів, що обумовлюють їх чисельні значення і допуски. Розмірний ланцюг складається з складових, початкового (замикаючого) і других видів ланок.
Становляча ланка — ланка розмірного ланцюга, зміна якої викликає зміну початкової (замикаючого) ланки. Становлячі ланки позначаються прописними буквами російського алфавіту з цифровими індексами (наприклад, А1, А2, або Б1, Б2, Б3…..).
Початкова (замикаюче) ланка — ланка, що виникає в результаті постановки задачі при проектуванні виробу (або одержуване в ланцюзі останнім в результаті рішення поставленої задачі при виготовленні або ремонті). Вона позначається той же буквою алфавіту з індексом (наприклад, А або Б...).
Компенсуюча ланка — ланка, зміною розміру якої досягається необхідна точність замикаючої ланки. Компенсуюча ланка позначається той же буквою алфавіту з відповідним цифровим індексом і буквою k
(наприклад, А4k або Б7k …..).
Ланка, яка належить одночасно декільком розмірним ланцюгам, називають загальною ланкою і позначають буквами і індексами, вказуючими на приналежність до даних ланцюгів (наприклад, А5—Б9, В2—Г6….). По характеру дії на замикаючу ланку становлячі ланки можуть бути збільшуючими або зменшуючими, тобто при їх збільшенні замикаюча ланка збільшується або зменшується.
Збільшуючі ланки можуть позначатися стрілками,
—>
направленими управо — А
<—
зменшуючі — вліво — А
Рішення розмірних ланцюгів при ремонті автомобілів дозволяє виходячи з величин становлячих ланок (числові значення при цьому можуть відрізнятися ось номінальних значиться) визначати величину дійсного розміру і допуск замикаючої ланки.
Зіставлення дійсного розміру замикаючої ланки з його номінальним значенням дозволяє судить про відсутність або наявність погрішності і вжити заходи по її усуненню.
Складальні розмірні ланцюги, в яких точність замикаючої ланки забезпечується методом повної взаємозамінності, повинні розраховуватися по методу максимуму — мінімуму.
Номінальний розмір замикаючої ланки розмірного ланцюга:
m-1
А= i *Ai
i=1
де:
i — передавальне відношення (для ланцюгів з паралельними ланками i =1 —для збільшуючих ланок; i =-1 для зменшуючих ланок);
m — число ланок розмірного ланцюга;
Ai — номінальний розмір i-ої становлячої ланки.
Допуск замикаючої ланки A розраховується по методу максимуму — мінімуму:
m-1
A = i * A i
i=1
де :
A i — допуск i-го становлячої ланки.
Якість виконання складальних робіт, яка формується головним чином точністю збірки, визначається якістю деталей і складальних одиниць і якістю проведення робіт комплектацій. Під точністю складки розуміють ступінь відповідності дійсних значеній параметрів, що характеризують з'єднання зв'язаних деталей або складальних одиниць значенням, регламентованим технічною документацією.
Отже, точність збірки характеризується величиною дійсних відхилень значень посадок (зазорів, натягу), просторового положення осей і поверхонь і інших параметрів деталей, що сполучаються, від значень, заданих технічною документацією. Що вимагається точність складки досягається наступними п'ятьма методами (ГОСТ 16319—80).
Метод повної взаимозаменяемости— метод, при якому необхідна точність збірки досягається шляхом з'єднання деталей без їх вибору, підбору або зміни розмірів.
Наприклад, точність збірки корінних і шатунних підшипників двигуна (тобто величина допуску зазору в підшипниках П) визначається величинами допусків розмірів деталей, що сполучаються, на діаметр гнізда під вкладиші г на товщину вкладишів в і діаметр шийки валу ш.
Для двигунів ГАЗ, УАЗ і ЗМЗ виходячи з умов надійності і довговічності двигуна зазор в корінних підшипниках повинен бути в межах 0,036 .. . 0,079 мм, допуск зазора п = 0,043 мм, розмір гнізд в блоці циліндрів під вкладиші 68,500 ... 68,518 мм, г= 0,018 мм, товщина вкладишів 2,232 ... 2,226 мм, В=0,006 мм, діаметр корінних шийок колінчастого валу 64,00 ... 63,987 мм, ш = 0,013 мм.
Збірка даного з'єднання методом повної взаємозамінності без підбору, вибору і підгонки деталей забезпечує необхідну точність збірки підшипників двигуна, оскільки п=0,018 + 2*0,006 + 0,013 = 0,043 мм.
При ремонті блоків циліндрів і колінчастих валів необхідно витримувати розміри вказаних поверхонь в заданих межах, оскільки збільшені погрішності обробки викличуть і зниження точності збірки даного з'єднання.
Застосування методу повної взаємозамінності доцільне при збірці з'єднань, що складаються з невеликої кількості деталей, оскільки збільшення кількості деталей обумовлює обробку зв'язаних поверхонь з меншими допусками, що не завжди технічно досяжно і економічно доцільне.
Метод неповної взаємозамінності — метод, при якому необхідна точність збірки досягається не у всіх з'єднань при сполученні деталей без їх вибору, підбору або зміни розмірів, а у наперед обумовленої їх частини, тобто певний відсоток (або частки відсотка) з'єднань не задовольняє вимогам точності збірки і вимагає розбирання і повторної збірки.
В цьому випадку додаткові витрати на виконання розбірно-складальних робіт будуть значно менше витрат на виготовлення деталей, що сполучаються, з вужчими допусками, що забезпечують отримання необхідної точності збірки у всіх з'єднань.
Наприклад, в з'єднанні штовхач клапана (наружний діаметр 25 -0,008-0,022 —блок циліндрів (діаметр отвору під штовхач 25+0'023) двигунів ЗІЛ розрахунковий допуск посадки п =т+о = 0,014+0,023 = 0,037 мм, а необхідний допуск за умов надійної і довговічної роботи повинен бути до 0,019 мм.
Встановлено, що при збірці вказаного сполучення методом повної взаємозамінності близько 3% з'єднань матимуть підвищені відхилення від необхідної точності посадки, але повторна збірка неякісних з'єднань зажадає значно менше витрат, ніж виготовлення зв'язаних деталей із зменшеними приблизно в 2 рази допусками.
Метод групової взаємозамінності (так званий селективний метод) — метод, при якому необхідна точність збірки досягається шляхом з'єднання деталей, що належать до однієї з розмірних груп, на які вони заздалегідь розсортовані.
В межах кожної розмірної групи необхідна точність збірки досягається методом повної взаємозамінності. Даний метод є найефективнішим, що забезпечує високу точність збірки при економічній точності і вартості обробки деталей, що сполучаються.
Наприклад, більшість двигунів внутрішнього згорання за умов надійної і довговічної роботи вимагає забезпечення допуску посадки поршневого пальця (допуск зовнішнього діаметру 0,010 мм) в бобишках поршня і у втулці верхньої головки шатуна (допуск отворів 0,010 мм), рівного 0,005 мм.
Збірка вказаних з'єднань методом повної взаємозамінності забезпечить величину допуску 0,010+ 0,010=0,020 мм, що неприпустимо. В цьому випадку дійсний допуск посадки буде в 4 рази ширше, ніж потрібен по технічній документації. Тому для досягнення необхідного допуску посадки 0,005 мм деталі, що сполучаються, сортують на чотири розмірні групи з допуском 0,0025 мм в кожній (табл..1).
Таблиця .1. Розмірні групи поршневих пальців і отвору в поршні і
шатуні двигуна ЗІЛ-130
Розмірна група, маркіровка
|
Діаметр поршневого пальця 28- 0,010 мм
|
Діаметр отвору під палець, мм |
|
у поршні 28-0,005 -0,015 |
у головці шатуна 28+0,007 --0, 003 |
||
I голубий II,червоний III, білий IV,чорний |
28,0000 ... 27,9975 27,9975 . .. 27,9950 27,9950 ... 27,9925 27,9925 ... 27,9900 |
27,9950…27,9925 27,9925 ... 27,9900 27,9900 ... 27,9875 27,9875 ... 27,9850 |
28,0070 . .. 28,0045 28,0045 ... 28,0020 28,0020 ... 27,9995 27,9995 .. . 27,9970 |
Метод регулювання — метод, при якому необхідна точність збірки досягається шляхом зміни розміру однієї з деталей (або групи деталей) з'єднання, званої компенсатором без зняття шару матеріалу.
Наприклад, требуєма точність осьового зазору (натягу) з'єднань з конічними підшипниками качіння (диференціал, головна передача, механізм рульового управління і ін.) забезпечується зміною товщини нерухомого компенсатора (група кілець, прокладок, регулювальних шайб і т. п.), а точність зазору між торцем клапана і болтом штовхача або коромисла (клапаном— коромислом) досягається шляхом зміни положення рухомого компенсатора — регулювального болта в осьовому напрямі.
Метод пригону — метод взаємозамінності, при якому необхідна точність збірки досягається шляхом зміни розміру компенсатора із зняттям шару матеріалу. Наприклад, необхідна точність посадки плунжера в гільзі або клапана в корпусі форсунки, а також герметичність в з'єднанні клапана — кубло головки циліндрів досягається шляхом притирання.
Аналіз розглянутих методів досягнення точності збірки показує, що при ремонті автомобілів найефективнішим методом є метод групової взаємозамінності.