книги из ГПНТБ / Зиновьев, Владимир Андреевич. Детали машин учебник для немеханических специальностей высших технических учебных заведений

22 Введение

Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что переходные посадки для неподвижного соединения деталей без дополнительных крепле­ ний применять нельзя. Основное назначение их — обеспечивать соосность отверстия и вала. Лучше всего эта цель достигается при посадках Г и Т, но следует иметь в виду, что сборка и в особенности разборка при этих посадках связаны с большими трудностями. Наиболее часто применяемой можно считать посадку Н.

Переходные посадки предусмотрены только в классах 1-м, 2-м и 2а во избежание больших натягов и зазоров, пределы для которых в следующих классах получились бы слишком широкими.

Из приведенной выше выдержки из стандартных таблиц можно усмотреть, что определенная посадка не гарантирует определенного характера сопряжения: так, например, зазор 0,009 мм и натяг 0,008 мм могут получиться во всех четырех посадках. Это замечание относится и к посадкам остальных групп. Для ослабления этого общего недостатка всех стандартных посадок и с целью получения

более определенного характера сопряжений применяют иногда сор­ тировку обработанных деталей на две или несколько групп для по­ следующего сопряжения деталей, входящих в одну из групп. Разу­ меется, такая операция усложняет производство, но в некоторых случаях является необходимой.

Из посадок 3-й группы только в посадке G, исключающей возмож­ ность получения натягов, зазор при предусмотренных стандартных предельных отклонениях для отверстий и валов в разных классах точности может получиться равным нулю. Поэтому посадка С зани­ мает особое место и в некоторой степени является промежуточной между посадками 2-й и 3-й групп. Посадка С является единственной, имеющейся во всех классах точности и единственной посадкой класса За.

Остальные посадки 3-й группы называются подвижными и могут быть названы посадками с гарантированным зазором. Поэтому они

находят применение в сопряжениях деталей, которые должны пе­ редвигаться одна относительно другой в процессе работы. Посадка Д

с наименьшими зазорами предусмотрена только для 1-го и 2-го

классов точности.

Для сопряжений часто применяются посадки разных классов точности для отверстия и вала: например, допуск для отверстия мо­

жет быть взят по 3-му, а для вала по 2-му классу точности.

На чертежах посадки обозначаются сокращенно, как указано

в табл. 2, С прибавлением нижнего индекса, указывающего класс точности. Индекс 2 не ставится.

Рассеяние размеров при обработке деталей. При обработке под­

лежащих сопряжению деталей в соответствии с указанными в стан­ дартах предельными отклонениями вследствие ряда причин проис­ ходит рассеяние размеров, в результате чего в одинаковых узлах получаются при одной и той же посадке и одном и том же классе точности сопряжения различного характера. Выше было отмечено,

Взаимозаменяемость деталей. Краткие сведения о допусках и посадках 23

что совершенно одинаковые по характеру сопряжения, т. е. с одина­ ковым зазором или натягом, могут получиться в таких далеко от­ стоящих одна от другой посадках, каковыми являются посадки Г и П, не говоря уже о смежных посадках.

Это, однако, может происходить в сравнительно редких слу­ чаях. Практикой установлено, что если колебания размеров внутри поля допуска происходят от случай­ ных, а не каких-либо постоянных не-

устраненных причин, то большинство действительных размеров получается близким к среднему арифметическому между наибольшим и наименьшим до­ пустимым. Рассеяние действительных размеров находится в довольно точном соответствии с кривой вероятностей Гаусса, изображенной на фиг. 3. По оси абсцисс отложена разность Д между

наибольшим и наименьшим предельными отклонениями, по оси

ординат — числа деталей с соответствующими абсциссам откло­

нениями от номинального размера.

Кривая имеет симметричную форму. По обе стороны от средней

максимальной ординаты на расстоянии Д от нее находятся точки

перегиба кривой. На участок кривой, находящийся между точками перегиба, приходится около 70% деталей. Это значит, что основная масса деталей получается с отклонениями, близкими к среднему

арифметическому из наибольшего и наименьшего предельных от­ клонений. Такая закономерность наблюдается даже при сравни­ тельно небольших количествах деталей.

Контроль посадочных размеров при изготовлении деталей. Поса­

дочные размеры при изготовлении деталей контролируются так на­

зываемыми предельными калибрами. Для вала предельный калибр

обычно представляет собой изображенную на фиг. 4, а двусторон­

нюю скобу. Одна сторона скобы предназначена для контроля наи­ большего предельного отклонения, а другая — наименьшего. Первая сторона называется проходной и маркируется на калибре буквами ПР,

вторая называется непроходной и маркируется буквами НЕ. Кроме

проходной и непроходной сторон, на калибре отмечаются номи­

24 Введение

нальный размер, система допуска, посадка и класс точности (напри­ мер, 40Х3 для вала в системе отверстия, 40В3 для вала в системе вала).

Для контроля отверстий применяются двусторонние калибры, называемые пробками (фиг. 4, б). Назначения сторон предельной

пробки и маркировка такие же, как и предельных скобок.

Следует иметь в виду, что посадочные размеры на чертежах должны быть обязательно стандартными (ГОСТ 6636-53), так как предельные калибры изготовляются только для стандартных размеров.

Эти размеры легко запомнить: от 1 до 6 мм — все выражаемые

целыми числами в миллиметрах; от 8 до 100 мм — все размеры в миллиметрах, выражаемые числами, оканчивающимися на 0, 2, 5, 8; от 100 до 200 мм стандартными являются все размеры в милли­ метрах кратные 5, а от 200 до 500 мм кратные 10.

Посадочные размеры на чертежах. На сборочном чертеже, где обе детали изображены в сопряженном виде, указываются номи­

нальный размер, система допусков, посадка и класс точности. , Например, при номинальном диаметре 50 мм, системе отверстия", 4-м классе точности и ходовой посадке размер должен быть пока­

зан так: 0 50 .

В числителе пишется то, что относится к отверстию, а в знамена­

В системе отверстия на рабочем чертеже охватывающей детали указывается только номинальный размер, система отверстия и класс точности: 0 50А4.

Посадка не указывается, так как в системе отверстия для отвер­ стия предусматривается одно наибольшее предельное отклонение для всех посадок. На чертеже вала в этом случае должно быть;

0 50X4.

Указание только посадки и класса точности является достаточ­ ным, так как если указывается посадка, то это значит, что вал не

известно, что изготовление и сборка деталей будут производиться на заводе, имеющем предельные калибры. В противном случае ря­ дом с буквенными обозначениями можно ставить в скобках предель­

Нулевое отклонение на чертежах не проставляется.

ГЛАВА I

СОЕДИНЕНИЯ

§1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Общие сведения. Сваркой называется соединение в одно целое' металлических деталей при нагревании свариваемых участков ме­ талла до тестообразного или жидкого состояния.

При нагревании до тестообразного состояния соединение полу­ чается в результате прижатия одной детали к другой; при нагрева­ нии до жидкого состояния соединение получается без прижатия.

В машиностроении и строительном деле сварные соединения за:

последние десятилетия получили весьма широкое распространение.

В настоящее время из всех видов неразъемных соединений сварные-

соединения являются самыми распространенными. Еще некотороевремя назад широкое применение сварных соединений в разного рода устройствах, выполняющих особо ответственные назначения, тормо­ зилось из-за того, что качество сварных швов не поддавалось кон­ тролю. Теперь это препятствие устранено, так как имеются надежныеспособы контроля.

Сварку не следует смешивать с пайкой. При пайке соединениеметаллических деталей осуществляется при помощи припоев, пред­ ставляющих собой металлы или сплавы с температурой плавления: более низкой, чем температура плавления металлов соединяемых деталей.

Разработаны и получили практическое применение многие виды

сварки. Мы рассмотрим ниже лишь наиболее распространенные,, ограничившись самыми элементарными сведениями о них.

Газовая сварка. При этой сварке нагревание свариваемых местдеталей производится до жидкого состояния пламенем горючегогаза, сжигаемого в кислороде. Для сварки могут быть использованы многие горючие газы, но чаще всего применяют ацетилен.

Для образования ацетилено-кислородной смеси и сжигания ее- с получением пламени с высокой (выше 3000° С) температурой при­

меняется специальный инструмент — сварочная горелка. Ацети­ лен и кислород поступают в горелку по гибким шлангам. На фиг. 5- приведена схема сварочного поста с питанием горелки газами иэ

баллонов.

26 Соединения

Ацетилен для сварки доставляется в баллонах, где он содержится под давлением 15—16 ати в растворенном в ацетоне виде. Баллон заполняется ацетоном до 40% его объема (коэффициент раствори­ мости ацетилена в ацетоне равен 23). По мере расходования ацети­ лена давление в баллоне понижается до 1—2 ати. Кислород для сварки доставляется в баллонах, в которые он нагнетается под давле­ нием 150 ати. В гибкие шланги и затем в сварочную горелку газы поступают через редукционные вентили при значительно понижен­ ном давлении.

Манометры

Фиг. 5.

Между деталями оставляется небольшой промежуток (фиг. 6), заполняемый металлом, стекающим со вводимого в пламя свароч­ ного пункта.

Чтобы предохранить глаза от действия яркого света пламени и брызг металла, сварщик обязан применять защитные очки.

Этот вид сварки успешно применяется для сварки очень тонких стальных листов и для листов толщиной больше 8—10 мм обыкно­

венно не применяется. На применении кислорода основан родствен­ ный газовой сварке и более важный для машиностроения процесс кислородной резки металлов. Ацетилено-кислородное пламя исполь­ зуется широко и для поверхностной термической обработки (закалки)

стальных изделий.

Электродуговая сварка. При этой сварке нагревание металла до жидкого состояния осуществляется электрической дугой. Явление дугового разряда и возможность использования его теплового действия были открыты академиком В. В. Петровым еще в 1802 г., но впервые сварка при помощи электрической дуги была применена русским инженером Н. Н. Бенардосом лишь в 1882 г. В настоящее время во всем мире основным видом дуговой

“Сварки является сварка по способу, предложенному и впервые осу­ ществленному в 1888 г. также русским инженером Н. Г. Славяновым. Сварка этого вида осуществляется и вручную, и с примене­ нием разной полуавтоматической и автоматически действующей аппаратуры.

Принципиальная схема процесса сварки по способу Н. Г. Славянова очень проста (фиг. 7): металлический электрод 7, зажатый

в держателе 2, присоединяется гибким кабелем 3 к одному полюсу

источника тока 4 и к другому полюсу присоединяются свариваемые изделия 5. Дуга возникает после соприкосновения электрода со

свариваемыми деталями, при котором происходит короткое замы-

Фиг. 6. Фиг. 7.

кание электрической цепи, и отвода электрода от места соприкос­ новения на небольшое (2—5 мм) расстояние. Для сварки исполь­ зуется обыкновенно переменный ток напряжением 50—60 в, но воз­

можно использование и постоянного тока. Промежуток между по­

верхностями свариваемых деталей заполняется металлом, стекаю­ щим с конца постепенно расплавляемого электрода.

Для предохранения глаз от действия ослепительно яркого

света дуги и брызг металла применение защитных очков так же,

как и при газовой сварке, обязательно.

Электродуговая сварка является пригодной для получения лю­ бого вида сварных швов, применяемых в машиностроении и строи­ тельных металлических конструкциях. Она не пригодна лишь для сварки тонких листов (порядка 1 мм).

Электрическая контактная сварка. При этой сварке свариваемые места деталей быстро разогреваются до тестообразного состояния пропускаемым через них очень сильным током (десятки и сотни тысяч ампер) при малом напряжении (порядка 10 в) и затем при­

жимаются одно к другому.

На фиг. 8 приведена схема стыковой сварки. Одна из сваривае­ мых деталей зажата в неподвижном электроде Н, а другая в подвиж­ ном электроде П, который может передвигаться и прижимать за­ крепленную в нем деталь к детали, закрепленной в электроде Н.

28 Соединения

подлежащие сварке, так как сопротивление в месте соприкосновения деталей вследствие касания их только в отдельных точках получается

значительно большим, чем в остальных частях электрической цепи.

Точечная сварка осуществляется в основном так же: ток из вто­ ричной обмотки трансформатора подводится к установленным один против другого электродам (фиг. 9). Сварка происходит по неболь­

шой площадке, примыкающей к точке пересечения общей оси элек­ тродов с поверхностью соприкосновения деталей. Этот вид сварки применяется главным образом для соединения тонких листов ме­ талла и имеет весьма широкое применение (например, при изгото­ влении цельнометаллических

вагонов, самолетов, кузовов автомобилей).

Шовная или роликовая сварка отличается от точечной тем, что свариваемые места располагаются в непосредственной близости одно к другому: каждое следующее место перекрывает частично

предыдущее, в результате чего получается непрерывный герметич­

ный шов.

Все виды контактной сварки выполняются на специальных ап­

паратах и применяются в крупносерийных и массовых производ­ ствах.

Сварные швы. Типы сварных швов многочисленны и разнооб­ разны. Основным и наиболее рациональным видом сварного соеди­ нения является соединение в стык. Для доступа к поверхностям, которые при сварке должны оплавляться, кромки листов обраба­ тываются по-разному в зависимости от их толщины. Детали толщи­ ной до 6 мм обработке не подвергаются, так как кромки их могут быть проварены по всей толщине и без обработки (фиг. 10, а). При большей толщине листов кромки их скашиваются, как показано на фиг. 10, б. Получающийся при этом шов называется V-образным.

При очень большой толщине листов такой шов становится невыгод­ ным из-за большого расхода приварного металла. В этом случае скашивание кромок производится с двух сторон, и получается так

называемый Х-образный шов (фиг. 10, в). Получение такого шва связано с необходимостью производить сварку с двух сторон, что не всегда оказывается удобным и даже возможным, в таком случае применяют U-образный шов, показанный на фиг. 10, г. Двусто­