Тема 5. Шорсткість поверхні

1. Поняття шорсткість поверхні та її вплив на якість з’єднання.

2. Параметри шорсткості

3. Знаки шорсткості та умовне позначення шорсткості на кресленні.

4. Методи та засоби вимірювання шорсткості.

1 Поняття шорсткість поверхні та її вплив на якість з’єднання.

Шорсткістю поверхні називають сукупність мікронерівностей з відносно малими кромками в межах базової довжини. Поверхневий шар деталі, оброблений на металорізальних верстатах або іншим шляхом (литтям, тиском та ін.), має перемінні виступи і западини різної висоти і форми порівняно малих розмірів за висотою та кроком. Висота і форма, а також характер розміщення і напрямок нерівностей залежать від режиму обробки, умов охолодження і мастила, зернистості інструменту, матеріалу заготовки, жорсткості технологічної системи. Поверхневий шар деталі при експлуатації часто зазнає максимального напруження, тому фізико-механічні властивості його визначають надійність усієї деталі. Шорсткість поверхні відіграє велику роль у рухомих з’єднаннях деталей, значною мірою впливає на тертя і зношення (спрацювання). Зазор або натяг, який можливо визначити при вимірюванні деталей з’єднання, відрізняється від ефективного зазору або натягу, які мають місце при складанні й експлуатації. Ефективний натяг зменшується, а ефективний зазор збільшується тим більше, чим більшу шорсткість мають спряжувані поверхні. Зменшення шорсткості поверхні значно впливає на характер і якість з’єднання деталей. Шорсткість поверхні пов’язана з такими важливими показниками виробів, як щільність і герметичність з’єднань, відбивна здатність поверхні, контактна шорсткість поверхні, міцність зчеплення при притирці й склеюванні, якість покриття та ін. Шорсткість поверхні впливає на точність вимірювання деталі, її необхідно нормувати, виходячи з функціонального призначення поверхні деталі. Базова лінія – довжина базової лінії, яка використовується для виділення мікронерівностей, що характеризують шорсткість поверхні. Шорсткість поверхні погіршує якісні показники роботи поверхні. Так в посадках з зазором велика шорсткість призводить до передчасного зносу поверхонь, а при посадці з натягом до послаблення натягу, також погіршенню герметичності та антикорозійної стійкості.  Нерівності поверхні є наслідком способів її отримання. Кількісно параметри шорсткості визначають від середньої лінії профілю, тобто базової лінії, що має форму номінального профілю та наведена так, що у межах базової довжини середнє квадратичне відхилення профілю від цієї лінії є найменшим. Таку систему нормування шорсткості називають системою середньої лінії.

2 Параметри шорсткості:

ГОСТ передбачає такі параметрів шорсткості: - Ra – середнє арифметичне відхилення точок профілю відносно середньої лінії.  - Rz – середня висота мікронерівностей площини по 10 точкам, 5 з яких найвищих точок виступу і 5 інших найнижчих точок впадин в межах базової довжини, - R_max – це відстань між найвищим виступом і найнижчою впадиною, в межах базової довжини. - S – середній крок мікронерівностей по вершинам, - Sm – середній крок мікронерівностей по середній лінії m. t_p – відносна опорна довжина профіля. - базова довжина. 3. Знаки шорсткості та умовне позначення шорсткості на кресленні.

Рисунок 1. Знак шорсткості

I – вид досягнення шорсткості ( полірувати, шабрити);

II – базова довжина (стандартна величина вибирається із довідникової літератури; III – параметр шорсткості та числове значення шорсткості; IV – направлення мікронерівностей ┴ - перпендикулярно базовій довжині; ║ - паралельно базовій довжині; - по концентричним колам; × - перехресне направлення мікронерівностей; М – вільне направлення мікронерівностей.

Рисунок 2. Приклади позначення шорсткості поверхні

− конструктором не вказується вид обробки поверхні − поверхня обробляється з усуненням шару металу (Н-д : точіння ,фрезерування); − поверхня обробляється без усунення шару металу (штамповка,відливок,прокат). Рисунок 3. Позначення шорсткості для неспряжених поверхонь. Якщо на кресленні проставлений знак шорсткості зверху на відстані 5...10 мм від верхньої лінії рамки та справа на відстані 5...10 мм від правої бокової лінії рамки, як зображено на рис. 3, то всі неспряжені поверхні на кресленні будуть відповідати цьому знаку. 5 Методи та засоби вимірювання шорсткості. Зразки порівняння шорсткості – найбільш поширені засоби контролю шорсткості поверхні, особливо безпосередньо в умовах виробництва і на проміжних стадіях обробки поверхні (післяопераційний контроль) . Зразки – це пластини, кожна з якої має відповідну шорсткість, числове значення якої вказується на неробочій поверхні. Шорсткість визначається методом порівняння реальної поверхні за зразком шорсткості або еталонною деталлю. Метод простий, доступний, може використовуватись в цехових умовах і має достовірність Ra > 1,25 мкм. Величину шорсткості поверхні визначають візуально (методом порівняння деталі з еталоном).

Тема 6 ДОПУСКИ ТА ПОСАДКИ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ. 1 .Основні показники точності підшипників кочення та приєднуючі розміри. 2. Класи точності підшипників кочення. 3.Система умовних позначень підшипників кочення. 1 .Основні показники точності підшипників кочення та приєднуючі розміри. Підшипники кочення є найбільш розповсюдженими стандартними вузлами, які виготовляють на спеціалізованих заводах. Вони забезпечують повну зовнішню взаємозамінність по приєднуючим розмірам і неповну внутрішню взаємозамінність між тілами кочення і кільцями. В наслідок необхідності забезпечення малих зазорів* між тілами кочення та дорожками кочення деталі з'єднання підбирають методом селективної зборки. Для забезпечення якісної роботи підшипникового вузла необхідно виконати з відповідною точністю елементи підшипникового вузла:

• Зовнішнє кільце;

• Внутрішнє кільце;

• Тіло кочення ;

• Сепаратор.

А саме, забезпечити відповідну точність приєднуючих розмірів:

• Зовнішній діаметр зовнішнього кільця, (d );

• Внутрішнього діаметрy внутрішнього кільця, ( D);

• Ширину кілець підшипника,(В ) ;

На точність р-ти підшипникового вузла випливають слідуючі фактори:

- точність розмірів приєднуючих поверхонь. -точність форми приєднуючих поверхонь: -допуск круглості або циліндричності посадочної поверхні вала та отвору корпуса; -допуск профіля повздовжнього перерізу посадочної поверхні ; Допуск торцьового биття або перпендикулярності торців заплечиків вала і отвору корпуса відносно посадочних поверхонь;

-точність форми та розмірів тіл кочення та доріжок кочення; -торцьове та радіальне биття доріжок кочення відносно приєднуючих поверхонь; -торцьове биття базового торця відносно приєднуючих поверхонь; -шорсткість приєднуючих поверхонь підшипникового вузла. 

3. Класи точності підшипників кочення. Існують основні класи точності підшипників кочення - 0, 6, 5, 4, 2, Т.

Клас 0 – нормальний, використовуюжть в механізмах при середніх навантаженнях. Клас 6 – високий, використовують при високих умовах до точності обертання. Клас 5 і 4 - особливо високий, використовують при високій частоті обертання. Клас 2 - використовують для прецизійних механізмів. 0, 6, 5, 4, 2, Т — для шарикових і роликових радіальних і шарикових радіально-упорних підшипників; 0, 6, 5, 4, 2 — для упорних і упорно-роликових підшипників;  0, 6Х, 6, 5, 4, 2 — для роликових конічних підшипників.  Встановлено додаткові класи точності підшипників (8 і 7) нижче класу точності 0.  Класи точності підшипників характеризуються позначенням граничних відхилень розмірів, форми, розміщенням поверхонь підшипників. Залежно від вимог до рівня вібрації, допустимих значень рівня інших додаткових технічних вимог встановлено три категорії підшипників — А, В, C. До категорії А відносяться підшипники класів точності 5, 4, 2, Т з однією із шістнадцяти додаткових вимог стандарту. До категорії В відносяться підшипники класів точності О, 6Х, 6, 5 з однією із дев'яти додаткових вимог стандарту. До категорії С відносяться підшипники класів точності 8, 7, 0, 6, до яких не ставлять вимог відносно рівня вібрації, моменту тертя та інших, не передбачених стандартом. Граничні відхилення розмірних параметрів підшипників вказано в ГОСТ 520—89, а граничні відхилення діаметра роликових конічних підшипників з упорним буртом на зовнішньому кільці всіх класів точності - за ГОСТ 26346—89. 3. Система умовних позначень підшипників кочення. Система умовних позначень шарикових і роликових підшипників регламентується ГОСТ 3189—75 за такими ознаками:

• внутрішній діаметр підшипника; 

• серія значень діаметрів і серії значень ширини або висоти;

• тип підшипника;

• конструктивні різновидності.

Повне умовне позначення підшипника складається з основного і додаткового. Основне умовне позначення підшипників кочення складається із семи цифр (рисунок 3.23) Четверта цифра справа означає тип підшипника (напрямок дії навантаження і форми тіл кочення). Умовні позначення типів підшипників : Шариковий радіальний 0 Шариковий радіальний сферичний 1 Роликовий радіальний з короткими циліндричними роликами 2 Роликовий радіальний з сферичними роликам 3 Роликовий радіальний з довгими циліндричними або голчастими роликами 4  Роликовий радіальний з крученими роликами 5 Шариковий радіально-упорний 0 Роликовий конічний 7 Шариковий упорний, шариковий упорно-радіальний 8 Роликовий упорний, роликовий упорно-радіальний 9

Тип підшипника, позначений цифрою 0, в умовному позначенні підшипника не проставляється, якщо серія значень ширини — 0, конструктивна різновидність — 00. У цьому випадку умовне позначення підшипника буде складатися з двох або трьох цифр. На підшипниках повніша бути маркіровка їх умовного позначення і умовного позначення підприємства-виготовлювача. Зліва від основного позначення, відділяючи знаком тире, маркірують знаки, що визначають клас точності, групу радіального (осьового) зазору» ряд Рис, 3.23. Основне умовне позначення підшипника моменту тертя і категорію підшипників (рис. 3.24). 

Наприклад, А125— 3000205 де 3000205 – «основне позначення» зліва 5 — клас точності, 2 — група радіального зазора, 1 — ряд моменту тертя, А — категорія підшипника. В умовному позначенні підшипників категорії С, категорію не вказують і не маркірують. В умовному позначенні підшипників класу точності 6Х проставляють знак X. В умовному позначенні підшипників з регламентованим моментом тертя зі знаком зазора за нормальною  групою, яка не має умовного знаку, на другому місці додаткового позначення зліва проставляється буква М, наприклад А1М5-1 000 900, ВІМО-205, В2М6-306. А125-ЗОСО205-К Т2 С2 Додаткові знаки зліва ←Основні →Додаткові знаки зправа  Знаки умовного позначення Рис. 3.24. Умовне позначення підшипника з додатковими знаками