Лекция 13

Лекция № 13. Взаимозаменяемость как принцип стандартизации

13.1. Понятие взаимозаменяемости, ее виды

Взаимозаменяемость - основополагающий принцип конструирования, изготовления и эксплуатации, позволяющий производить эквивалентную замену одного элемента конструкции аналогичным другим при сборке или ремонте без дополнительных технологических операций при соблюдении всех технических требований.

Взаимозаменяемостью называют свойство независимо изготовленных с заданной точностью деталей и составных частей обеспечивать возможность беспригоночной сборки сопрягаемых деталей в составные части, а составных частей в изделие в целом при соблюдении всех технических требований.

Строго говоря, данное определение можно отнести только к одному виду взаимозаменяемости - полной взаимозаменяемости. На практике применяются также другие виды взаимозаменяемости, которые для обеспечения эквивалентной замены требуют произвести дополнительные технологические операции; такая взаимозаменяемость называется неполной (ограниченной); например, групповая взаимозаменяемость.

По отношению к узлу машины различают две формы взаимозаменяемости. Если замене подлежит деталь этого узла, взаимозаменяемость будет внутренней, если же заменяется узел целиком - внешней.

Высшей формой взаимозаменяемости является функциональная (параметрическая) взаимозаменяемость, когда заменяющий элемент обладает взаимозаменяемостью по всем основным параметрам (размерам, прочностью, твердостью, электрическим и оптическим свойствам и т.д.).

Полная взаимозаменяемость обеспечивает:

-гарантированное качество продукции;

- упрощение процесса сборки (монтажа) и ремонта;

- предпосылки к широкой специализации и кооперированию, удешевлению производства;

- возможность организации поточного производства.

Обеспечение взаимозаменяемости по геометрическим параметрам требует достаточно точного изготовления сопрягаемых поверхностей: линейных и угловых размеров, формы, взаимного расположения и шероховатости поверхностей.

13.2. Стандартизация основных норм взаимозаменяемости

В России действуют Основные нормы взаимозаменяемости (ОНВ), которые базируются на стандартах и рекомендациях Международной организации по стандартизации (ИСО). ОНВ включают системы допусков и посадок на гладкие поверхности (Единая система допусков и посадок, ЕСДП; конические сопряжения), а также на типовые элементы и виды сопряжений - подшипники качения, шпоночные, шлицевые и резьбовые сопряжения, зубчатые колеса и передачи и др.

13.3. Единая система допусков и посадок для линейных размеров

Системой допусков и посадок (ЕСДП) называют совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей приборов и машин. Она дает возможность:

- стандартизовать режущие и измерительные инструменты;

- облегчает процессы конструирования, производство и ремонт изделий;

- обусловливает качество изделий.

Основные понятия ЕСДП:

Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранной единице измерения.

(см. след. стр.)

Две детали, соединяемые друг с другом, называют сопряженными. При этом различают две контактирующие поверхности: охватывающую и охватываемую.

Охватывающую поверхность называют отверстием. Этот термин условно принят для обозначения внутренних элементов деталей, при этом все параметры отверстий обозначаются прописными (заглавными) буквами латинского алфавита.

Охватываемую поверхность называют валом. Этот термин условно принят для обозначения наружных элементов деталей, при этом все параметры валов обозначаются строчными буквами латинского алфавита.

Посадкой называется характер сопряжения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей или степень сопротивления деталей взаимному смещению.

Свобода относительного перемещения деталей определяется величиной зазора S. Под зазором понимают положительную разность между размером отверстия и размером вала:

; при этом D > d, S > 0,

где D – размер отверстия;

d – размер вала.

Степень сопротивления деталей взаимному смещению определяется величиной натяга N. Под натягом понимают положительную разность между размером вала и размером отверстия:

; при этом d > D, N > 0.

По характеру сопряжения посадки разделяются на три группы:

1. Подвижные посадки (с зазором);

2. Неподвижные посадки (с натягом);

3. Переходные посадки (возможно образование как зазора, так и натяга).

Подвижные посадки характеризуются наличием гарантированного зазора. Отличительной особенностью этих посадок является то, что поле допуска отверстия (на схеме расположения полей допусков) всегда располагается выше поля допуска вала.

Схема расположения полей допусков для подвижных посадок

Неподвижные посадки характеризуются наличием гарантированного натяга. Отличительной особенностью этих посадок является то, что поле допуска вала (на схеме расположения полей допусков) всегда располагается выше поля допуска отверстия.

Схема расположения полей допусков для неподвижных посадок

()

Переходные посадки характеризуются тем, что в сопряжении возможно получение как зазора, так и натяга, в зависимости от соотношения действительных размеров отверстия и вала. Отличительной особенностью этих посадок является то, что поля допусков (на схеме расположения полей допусков) отверстия и вала перекрываются.

Схема расположения полей допусков для переходных посадок

или

Семь базовых принципов ЕСДП

Необходимо особо отметить, что все значения предельных отклонений и допусков, установленные стандартами ЕСДП, определены для нормальных условий измерений, в частности, измерения в целях оценки точности изготовления должны выполняться при .