Условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей
Величина предельного отклонения относится ко всей длине поверхности. Если требования распространяются только на часть поверхности, то необходимая длина указывается в рамке через дробь после числового значения допуска.
Перед числовым значением допуска необходимо указывать:
символ Æ , если поле допуска задано его диаметром;
символ R, если поле допуска задано радиусом;
символ Т, если допуски симметричности, пересечения осей, формы заданной поверхности, а также позиционные заданы в диаметральном выражении;
символ Т/2 для тех же видов допусков, если они заданы в радиусном выражении;
Зависимый и независимый допуски расположения (формы).
Зависимым называют переменный допуск расположения или формы, минимальное значение которого указывается в чертеже или технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера поверхности детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия). Зависимые допуски расположения назначают главным образом в случаях, когда необходимо обеспечить собираемость деталей, сопрягающихся одновременно по нескольким поверхностям с заданными зазорами или натягами.
Независимым называют допуск расположения (формы), числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготовляемых по заданному чертежу, и не зависит от действительных размеров рассматриваемых поверхностей.
Зависимый
допуск на чертеже обозначают условным
знаком
,
который помещают:
после числового значения допуска, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого элемента;
после буквенного обозначения базы или без буквенного обозначения базы в третьем поле рамки, если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента;
после числового значения допуска и буквенного обозначения базы или без буквенного обозначения базы, если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого и базового элементов.
11. Расчет и выбор посадок на основе эксплуатационных требований
Выбор и назначение допусков и посадок осуществляют на основе расчетов необходимых зазоров или натягов с учетом опыта эксплуатации подобных соединений.
11.1. Расчет и выбор посадок с зазором
Характер и условия работы подвижных соединений чрезвычайно разнообразны. Например, соединения шейка коленчатого вала - вкладыш, поршень - гильза, поршневой палец - втулка верхней головки шатуна одного и того же двигателя внутреннего сгорания заметно отличаются одно от другого по характеру взаимного перемещения деталей, температурному режиму, способу подвода смазки, направлению действия нагрузок и т. п.
Понятно, что единой методики расчета зазоров подвижных соединений быть не может, и для каждого типа таких соединений должна использоваться своя методика расчета.
Рассмотрим в качестве примера методику расчета одного из наиболее распространенных типов подвижных соединений вал - подшипник скольжения. В состоянии покоя под действием силы тяжести вал находится в крайнем нижнем положении (штриховая линия на рис. 11.1.1.). При вращении силы трения увлекают смазку в узкую клинообразную щель между валом и отверстием. Под действием возникающего в клине давления при определенном соотношении размеров соединения, частоты вращения, вязкости смазки и давления вал как бы всплывает, опираясь на масляный клин и несколько смещаясь в сторону вращения.
Схема положения цапфы вала
Рис.11.1.1.
Из гидродинамической теории смазки известно, что соотношение между величинами h и S в подшипниках конечной длины выражается зависимостью:
|
(11.1.1.) |
где h - толщина масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей вала и подшипника в рабочем состоянии, м;
S - зазор между валом и подшипником в состоянии покоя, м;
d - номинальный диаметр соединения, м;
l - длина подшипника, м;
w - угловая скорость, рад/с;
h - абсолютная вязкость смазочного масла при рабочей температуре, Па× с;
q - среднее удельное давление в подшипнике (в Па), определяемое через нагрузку R (в H) на цапфу из выражения:
|
(11.1.2.) |
Известно также, что если при установившемся движении h = 0,25S, то коэффициент трения получается наименьшим, следовательно, и тепловой режим работы подшипника будет наилучшим. Подставив это значение h в формулу, найдем значение наивыгоднейшего зазора (в м)
|
(11.1.3.) |
При расчете и выборе подвижных посадок необходимо учитывать, что в процессе работы происходит износ поверхностей вала и отверстия, в результате чего зазор увеличивается. Целесообразно первоначальный зазор уменьшить на сумму высот шероховатостей вала и отверстия, что обеспечит больший технический ресурс сопряжения. Расчетный зазор, по которому следует выбирать посадку, можно определить из выражения:
Spacч = Sнaив - 2 (RzA + RzB), |
(11.1.4.) |
где RzA и RzB - высоты неровностей отверстия и вала, мкм.
Чтобы большая часть сопряжении при сборке имела зазор, близкий к расчетному, при выборе стандартной посадки необходимо выдержать условие:
Scр.ГОСТ » Spacч |
(11.1.5.) |
Выбор посадки производят в первую очередь из числа предпочтительных, помня, что для соединения вал - подшипник скольжения посадки с минимальным зазором, равным нулю, применять нельзя. Выбранную посадку необходимо проверить, исходя из условия обеспечения наименьшего слоя смазки при наиболее неблагоприятных условиях. В этом случае:
|
(11.1.6.) |
Чтобы избежать сухого трения, наименьшая толщина масляного слоя должна быть больше суммы высот шероховатостей вала и отверстия, т. е.
hmin > RzA + RzB |
(11.1.7.) |
Если выдерживаются оба условия, посадка выбрана правильно. Если посадка не удовлетворяет второму условию, нужно выбрать другую посадку и вновь произвести проверку. Только если ни одна из предпочтительных посадок не удовлетворяет обоим условиям, следует выбирать посадку из числа рекомендуемых.
Предпочтительные посадки с зазором. Посадки H7/h6 и H8/h7 образованы полями допусков основного вала и основного отверстия. Наименьший зазор равен нулю, а наибольший - сумме допусков вала и отверстия. Эти посадки соответствуют скользящим посадкам системы ОСТ. Их применяют преимущественно для неподвижных соединении, часто подвергаемых разборке и регулированию, и допускающих проворачивание или продольное перемещение одной детали относительно другой (для установки сменных зубчатых колес в станках и механизмах, сменных кондукторных втулок, фрез на оправках, центрирующих корпусов под подшипники качения, шпинделя в корпусе сверлильного станка).
Посадку H8/h8 используют при установке на валы деталей, передающих крутящие моменты через штифты и шпонки, для неподвижных осей и пальцев в опорах, для соединения деталей, которые должны легко передвигаться при настройке и регулировании с последующей затяжкой в рабочем положении.
Посадка H11/h11 низкой точности и предназначена для относительно грубо центрированных неподвижных соединений (для центрирующих фланцев крышек и корпусов арматуры, для соединений, детали которых подлежат сварке; для крышек сальников в корпусах, для соединений распорных втулок и др.). В неподвижных соединениях эти посадки применяют для неответственных шарниров и роликов.