книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

Выбор классов точности. Классы точности размеров сопрягае­ мых поверхностей определяются одновременно с расчетом посадок исходя из величин требуемых зазоров и натягов я необходимости установления запаса точности. В дополнение к указанному можно дать следующие общие рекомендации по применению классов точ­ ности.

1- й класс точности — для высокоточных ответственных сое­ динений, влияющих на эксплуатационные показатели изделий, требования к которым не позволяют установить большой запас точности (например, посадка подшипников качения на шпинделях точных станков и т. п.).

2- й класс точности — для ответственных соединений, от кото­ рых зависит качество изделий и его узлов (например, подшип­ ники скольжения, соединение поршня с цилиндром в двигателях и т. п.). Этот класс наиболее распространен.

Класс точности 2а — в тех же случаях, что и 2-й, но тогда, когда может быть установлен больший запас точности (например, соединение поршня с цилиндром в компрессорах).

3- й класс точности — для малоответственных соединений, точ­ ность которых мало изменяется в процессе эксплуатации и не влияет на качество изделий (например, посадка поршневых колец в канавках поршня и т. п.).

Классы точности За и 4-й — для неответственных соединений, где допускаются большие зазоры, колебание которых не влияет на качество изделий.

Учитывая необходимость повышения точности, надежности, долговечности и других показателей качества изделий, при­ менение для размеров сопрягаемых поверхностей классов точ­ ности За и 4-го и особенно 5-го должно быть технически обосно­ вано.

Наиболее широко следует использовать 2-й, 2а и 3-й классы. Изготовление деталей по 2-му классу на современных отечествен­ ных станках не представляет большой трудности.

Допуски размеров несопрягаемых (свободных) поверхностей. Для неответственных размеров несопрягаемых поверхностей, которые не входят в размерные цепи и не влияют непосредственно на характер сопряжения деталей или на эксплуатационные пока­ затели изделий, устанавливают более широкие допуски: для раз­ меров от 0,1 до 1 мм — по 6 и 7-му классам точности; для разме­ ров от 1 до 500 мм — по 7—10-му классам точности и для разме­ ров свыше 500 мм — по 7—11-му классам точности. В тех слу­ чаях, когда требуется облегчить конструкцию, обеспечить проч­ ность деталей при малом коэффициенте запаса прочности, при малых толщинах стенок деталей и в некоторых других случаях (в приборостроении, в радиотехнической промышленности, в про­ изводстве летательных аппаратов и других отраслях) допуски несопрягаемых неответственных размеров устанавливают по 5-му классу точности.

232

§ 30. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ISO ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ДИАМЕТРОМ ДО 500 мм

Система JSO создана для возможной унифнкацшш националь­ ных систем допусков и посадок с целью облегчения международных технических связей в металлопромышленности. Эта система при­ нята в стандартах ГДР, ЧССР, Франции, Италии, ФРГ, Японии, США, Англии и других стран. Включение международных реко­ мендации ISO в национальные стандарты создает условия для обеспечения взаимозаменяемости однотипных деталей, узлов и из­ делий, изготовленных в разных странах.

Система ISO так же, как и система ОСТа и ГОСТа, является односторонней предельной, допускающей применение как системы отверстия, так и системы вала. Нормальная температура измере­ ния установлена равной 20° С. Единица допуска по ISO для квалитетов от 5 до 16-го равна

разделены на интервалы и для них даны одни и те же допуски) и размеров 180—500 мм, для которых ОСТ устанавливает три интер­ вала (180—260 мм, 260—360 мм; 360—500 мм), а- по ISO четыре интервала (180—250 мм; 250—315 мм; 315—400 мм; 400—500 мм).

Расхождение в градации интервалов диаметров вызывает различие

вдопусках и отклонениях до 10%.

Всистеме ISO установлено 18 квалитетов точности, обозна­ чаемых от IT01, 1Т0, 1Т1 и до ГГ16. Иногда применяют квалитеты УТ17 и УТ18, образованные по закономерностям ISO. Для размеров менее 1 мм допуски по квалитетам 14—16 не назначаются. Ч пело единиц допуска при переходе от одного квадитета к другому, начи­ ная с 5-го, изменяется приблизительно по геометрической прогрес­

сии (7; 10; 16; 25; 40; 64 и т. д.) со знаменателем j/"i0 1,6.

Система ISO устанавливает большой ряд допусков размеров, который может быть использован при нормировании точности, начиная от самых точных концевых мер до самых грубых неответ­ ственных размеров, тогда как но ОСТу и ГОСТу допуски калибров

иконцевых мер устанавливаются особыми стандартами.

Втабл. 20 дано сравнение классов точности ОСТа и ГОСТа

сквалитетами ISO и их назначенце. Наиболее существенное рас­

соответственно между 8 н 9, 12 и 13-м квалитетами ISO (табл. 20). Допуски классов точности 2а, За, 7, 8, I) и 10, а также до­ пуски точнее 1-го класса точ­ ности для размеров до 180 мм полностью совпадают с допус­ ками ISO. Для размеров свыше 180 до 500 мм допуски ука­ занных классов точности от­ личаются примерно на 10%. Поля допусков предпочтитель­ ного применения также близки к соответствующим полям ISO.

Система ISO устанавливает 21 иоле допусков валов и от­ верстий. Палы обозначаются строчными буквами латинского алфавита, отверстия — пропис­ ными буквами. Основное отвер­

(рис. 89).

Кроме того, дополнительно введено по три промежуточных поля допусков валов и отвер­

посадок с натягом (za, zb, zc и ZA, ZB, ZC), обозначаемых двумя буквами. Промежуточ­ ные поля допусков применяют, в частности, в точной механике и часовой промышленности для деталей диаметром до 10 мм. Имеются также поля допусков вала js и отверстия JS, кото­ рые располагаются симметрич­ но по обе стороны от нулевой линии.

Для образования посадок с зазором используются поля допусков от а (И) до g (G), для переходных посадок — от / (/) до п (N), для посадок с натя­ гом — от р (Р) до z (Z), для скользящих посадок — h и Н.

235

Название посадок, принятое в национальных системах, в си­ стеме ISO не применяется, так как не всегда отвечает действи­ тельному характеру сопряжений.

Методика построения посадок ISO отличается от построе­ ния посадок ОСТа. В системе ISO для сопрягаемых деталей уста­ новлена лишь величина расстояния е от ближайшей границы поля допуска до нулевой линии, определяемая в большинстве случаев по формуле

где коэффициент с и показатель степени п различны для раз­ ноименных, т. е. определяемых разными буквенными индексами

Рис. 89. Схема расположения нолей допусков по системе ISO (для диаметров (5—10 мм)

полей допусков, но постоянны для одноименных полей всех квалитетов точности.

Таким образом, величина е для любого поля не зависит от квалитета. Верхнее отклонение (если поле допуска расположено выше нулевой линии) или нижнее отклонение (если поле допуска расположено ниже нулевой линии) определяется исходя из соот­ ветствующей величины е и допуска для выбранного квалитета.

236

Верхние отклонения нолей донускон валов (от а до g) и ниж­ ние отклонения соответствующих отверстий (от А до G), приме­ няемые для посадок с зазором, приняты одинаковыми по абсо­ лютной величине. Они определяются но формуле (110). Следова­ тельно, зазоры в одноименных посадках в СА и СВ будут оди­ наковы.

Поля допусков для посадок с натягом в системе ISO построены таким образом, что верхние отклонения валов в системе отвер­ стия и нижние отклонения отверстий в системе вала, соответствую­ щие тем же буквам алфавита, одинаковы но абсолютной вели­ чине, а следовательно, наибольшие натяги в СА пСВ одинаковы, так как допуски валов и отверстий в обеих системах одинаковы.

Посадки в системе ISO могут быть образованы в принципе сочетанием любых полей допусков отверстия и вала одного или разных квалитетов. Но чтобы создать условия для унификации применяемых в разных странах посадок в ISO, рекомендованы предпочтительные поля допусков.

Страны — члены СЭВ приняли решение о постепенном переходе на единую систему допусков и посадок в течение 1975—1980 гг. Едипая система допусков и посадок должна базироваться на системе ISO (как наиболее распространенную в мире) и включать только те поля допусков из системы ОСТа, которые не имеют удовлетворительной замены в системе ISO и без которых затруднено обеспечение функциональной взаимозаменяемости. Переход на единую систему допусков и посадок, основанную на системе ISO, вызван необходимостью развития специа­ лизации и кооперирования промышленности стран — членов СЭВ, развития международной торговли и устранения технических препятствий этому как в рамках СЭВ, так и вне его. Это обеспе­ чивает также повышение конкурентоспособности продукции стран членов СЭВ на мировом рынке.

В настоящее время международная торговля и научно-техни­ ческие связи нашей страны с другими государствами все более расширяются. Вместе с этим в советскую промышленность внедря­ ется и система допусков ISO. Так, на Волжском автозаводе в г. Тольятти автомобили «Жигули» выпускаются в основном с при­ менением системы допусков и посадок ISO. Многие заводы, по­ ставляющие для производства автомобилей «Жигули» коопери­ руемые изделия и инструмент, также используют систему ISO. С пуском Камского автозавода, часть оборудования которому поставляют зарубежные фирмы, объем производства, основанного на системе ISO, значительно возрастает. Кроме того, наша страна использует рекомендации других международных организаций, основанные на этой системе. Например, ГОСТ 8592—71 «Машины электрические. Допуски на устаиовочно-присоединительные раз-

237

ит. д.

Внастоящее время разрабатываются основы единой системы допусков для стран — членов СЭВ. В рекомендации по стандарти­ зации СЭВ PC 508—06 установлена номенклатура полей допусков ISO для предпочтительного применения. Как видно из рис. 90, этим полям близко соответствуют многие поля допусков ОСТа.

Анализ показал, что 53,6% полей допусков ОСТа и ГОСТа для размеров 1—500 мм полностью совпадают с соответствующими по­ лями ISO, указанными в PC 508—66; 21,4% полей ОСТа отлича­ ются от соответствующих полей ISO не более чем на 10% и только 251о полей допусков ОСТа выходят за поля ISO более чем на 10%. Это свидетельствует о технической возможности постепен­ ного перехода пашей промышленности на единую систему до­ пусков и посадок, основанную на системе ISO.

Обозначение допусков и посадок на чертежах по ISO ана­

логично принятому в системе ОСТа. Например, 0 50 ^ (Н605,

как в ISO скользящие посадки обозначаются сочетанием основ­ ного отверстия с основным валом.

Имеется временная рекомендация ISO по допускам и посад­

§ 31. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения являются наиболее распространенными стандартными узлами, изготавляемые на специализированных заводах. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диа­ метром D наружного и внутренним диаметром d внутреннего колец и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Вследствие малых допусков зазоров тела качения и кольца подшипников подбирают селективным методом. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшип­ ники качения.

239

Классы точности подшипников качения. Качество подшипника при прочих равных условиях определяется точностью изготовле­ ния его деталей и точностью сборки.

Основные показатели точности подшипников и их деталей: 1) точность размеров присоединительных поверхностей; 2) точ­ ность формы и расположения поверхностен колец (радиальное п торцовое биения, непараллолыюсть торцов колец) и шерохо­ ватость их поверхностей (особенно дорожек качения); 3) точ­ ность формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шеро­ ховатость их поверхности; •'i) величина бокового биения по до­ рожкам качения внутреннего и наружного колец (в сферических п радиальных роликоподшипниках не контролируется). Ути пока­ затели определяют равномерность распределения нагрузки на тела качения, точность вращения и в значительной степени срок службы подшипника.

В зависимости от указанных показателей точности и точно­ сти сборки были установлены следующие основные классы точности подшипников: нормальный И, повышенный II, высокий В, особо высокий Л, сверхвысокий С и промежуточные классы точности ВГГ, АВ и СА. В промежуточных классах первая буква указывает класс точности внутреннего, а вторая — класс точности наружного колец. В соответствии с рекомендациями ISO Р 199/11-68 и других рекомендаций СЭВ но стандартизации PC 434-70 значительно повышены требования ко всем показателям качества подшипников качения (ГОСТ 520—71 « П о д ш и п н и к и шариковые и роликовые. Технические требования»).

Установлено нить классов точности, обозначаемых (в порядке

внутренних и наружных колец подшипников допустимые откло­ нения на все контролируемые параметры для каждого из пяти классов точности установлены разной величины, причем класс 2 точнее класса С. Для иллюстрации различий в требованиях к точности радиальных и радиально-упорных подшипников указан­

Из этих данных видно, что например, радиальное биение до­ рожки качения внутренних колец 2-го класса диаметром до

240

120 мм может быть не более 2,5 мкм. Для всех классов верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным нулю. Класс точности по-прежнему будет указываться через тире перед условным обозначением подшипника, например 5—205.

ГОС’Г 520—71 регламентирует методы контроля отдельных колец и подшипников к сборе, а во вновь введенном справочном приложении" устанавливает единые условные обозначения раз­ меров и других элементов, дает определения употребляемых понятий и терминов.

Согласно требованиям ГОСТ 1.5—68 (ГСС) в стандарт вклю­ чены показатели величины обязательного ресурса, который у серийно выпускаемых подшипников подлежит периодической проверке на стендах.

Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности вращения и условиям работы механизма. Подшипники особо высокого и сверхвысокого классов точности применяют при больших числах оборотов и в тех случаях, когда требуется высокая точность при вращении вала (например, для шпинделей шлифовальных и других прецизионных станков, для авиационных двигателей и приборов и т. п.).

Для гироскопических и других прецизионных приборов и ма­ шин будут использоваться п о д ш и п н и к и класса 2.

Допуски и посадки подшипников качения. Для сокращения номенклатуры подшипники изготовляют с отклонениями размеров внутреннего и наружного диаметров, не зависящими от посадки, по которой они будут монтироваться в машину или прибор. Таким образом, диаметры наружного кольца D и внутреннего кольца d приняты соответственно за диаметры основного вала и основ­ ного отверстия, а следовательно, посадки наружного кольца с корпусом осуществляются по системе вала, а посадки внутрен­ него кольца с валом — по системе отверстия. Однако ноле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца расположено в «минус» от номинального размера, а ас в «плюс», как у обычного основного отверстия, т. е. не «в тело» кольца, а вниз от нулевой линии

(рис. 91).

При таком перевернутом расположении поля допуска отвер­ стия внутреннего кольца для получения соединений колец с ва­ лами с небольшим натягом не нужно прибегать к специальным посадкам, а можно получать их, используя для валов ноля до­ пусков Г, Т, II, II или /'], У',, //,, и /У,. Например, соединение вала, имеющего ноле допуска 11, с внутренним кольцом подшип­ ника даст посадку с гарантированным натягом (типа 11л). Стан­ дартные посадки с натягом не применяют из-за большого допуска натяга и ажурной конструкции колец подшипников.

Допускаемые отклонения от правильной геометрической фор­ мы посадочных поверхностей валов и корпусов не должны превы­ шать но овальности или конусности: 1/3 допуска на диаметр для посадочных мест иод подшипники классов 0 и 6 и */4 допуска на

241