Метрология ЗАДАНИЯ / ЕСДП / Посадки ЕСДП

Характеристика и области применения посадок по ЕСДП СЭВ

На основании исследования применяемых посадок в соединениях разных машин и рациональной замены их посадками ЕСДП СЭВ, а также анализа и обобще­ния литературных данных об опыте применения посадоС" в СССР и за рубежом получены следующие рекомендации по применению посадок.

Посадки с зазором. Посадки с зазором (см. рис. 3.4) наиболее распространены, ЕСДП СЭВ предусматривает 40 рекомендованных посадок в системе отверстия (11 из них предпочтительные) и 39 посадок в системе вала (6 из них предпочтительные). Посадки типа H/h — самые распространенные. Они установлены во всех квалитетах, предусматривающих рекомендуемые посадки, т. е. в 4—12 квалитетах (см. табл. 3.6). Посадки называют скользящими; это самые плотные из всех свободных посадок, они обеспечивают минимальные зазоры в соединении (гарантиро­ванный наименьший зазор равен нулю). Скользящие посадки при средних значениях дают соединения с зазором, пригодные для подвижных соединений цен­трирующих втулок, плунжеров, направляющих штоков и т. п., работающих при малых скоростях. Их широко используют для центрирования легкоразъемных неподвижных соединений; если требования к точности центрирования невелики, передача усилий или моментов обеспечивается дополнительным креплением (штифты, шпонки и т. д.).

Посадки Н5/h4и H6/h5 (высокой точности) применяются для особо точного центрирования, например для соединения панели с корпусом задней бабки токарного станка. В общем машиностроении применяются редко.

Посадка H7/h6 применяется при высоких требованиях к центрированию часто разбираемых или регулируемых соединений. Примеры использования: сменные зубчатые колеса на валах станков, центрирующие корпуса под подшипники каче­ния, поршневой шток в направляющих втулках, кулачки на валах, фрезы на оправ­ках,' фрикционные муфты, центрирующие выступы в гнездах. Кроме того, эту посадку иногда применяют для подвижных соединений с короткими рабочими хо­дами, с целью повышения точности направления вместо посадки с гарантирован­ным зазором H7/g6.

Посадка Н8/h7 используется для центрирующих поверхностей при пониженных требованиях к соосности. Обеспечивает большую легкость сборки и регулирова­ния узла.

Посадки H8/h8, H8/h9, H9/h8, H9/h9 широко применяются для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, неболь­ших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (шкивы, муфты, зубча­тые колеса и другие детали, соединяющиеся с валом при помощи шпонок; кор­пуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений и т. п.); в по­движных соединениях — при медленных или редких вращательных и поступатель­ных перемещениях (ползуны на шпонках включающих механизмов, соединитель» ные муфты, поршни и поршневые золотники в цилиндрах).

Посадки Н10/h9, H10/h10, HI l/hl1, H12/h12(пониженной точности) применяются для неточных соединений, центрирования фланцев и крышек, соединения арма­туры, для крышек насосов, для крышек сальников в корпусах, для звездочек тяго­вых цепей и цепных передач на валах, для независимых сопряжений распорных втулок с валами, для соединений под расклепку, пайку, сварку. В подвижных соеди­нениях — для соединений роликов на валах, для посадок при большой длине сопряжения, например шпиндель-гильза шпиндельной бабки токарного автомата.

Посадки типа H/g гарантируют небольшой зазор, изменяющийся с увеличением диаметра. Это посадки свободные, обеспечивающие взаимное осевое перемещение сопряженных деталей при сохранении высокой точности центрирования; они очень чувствительны к увеличению зазора, поэтому их применяют лишь в точных ква-литетах. Рекомендованных посадок в системе отверстия три: H5/g4, H6/g5 и H7/g6, последняя предпочтительная.

Посадка H6/g5 является дорогостоящей, поэтому в случаях, допускающих сни­жение требований к точности центрирования подвижных деталей, она заменяется посадкой H7/g6 сравнительно легкой технологической выполнимости. Применяют ее в подвижных соединениях для обеспечения герметичности (золотник во втулке дневматической сверлильной машины),уточного направления или при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке); для установки сменных кондукторных вту­лок и заготовок на установочных пальцах приспособлений, поршней в цилиндрах (пневматических и др.), шпинделей точных станков и делительных головок в направ­ляющих; для центрирующих соединений подвижных элементов в штампах, пере­движных шестерен на валах коробок передач.

Посадки типа H/f гарантируют зазор, достаточный для вращения соединяемых деталей со средней скоростью.

Посадка H7/f7 является типичной ходовой и предназначается для подвижных соединений, когда необходимо обеспечить легкодостижимую посадку высокого качества. В системе ЕСДП СЭВ эта посадка предпочтительна. Типовые случаи применения этой посадки: подшипники скольжения для всех легких и средних машин, например подшипники в коробках передач; подшипники зубчатых колес и шкивов, свободно вращающихся на осях; подшипники центробежных насосов;

коренные подшипники в двигателях внутреннего сгорания и поршневых компрес­сорах.

В других квалитетах эти посадки рекомендуются в следующих сочетаниях: H6/f6 — в подвижных соединениях с повышенными требованиями*» точности цен­трирования. Если требования к точности центрирования снижены, то применяют посадки H8/f7, H8/f8, H8/f9, H9/f8, H9/f9, например для направления поршневых и золотниковых штоков в сальниках, центрирования крышек цилиндров, в подшип­никах скольжения, работающих в жидкостном или полужидкостном режимах трения. Более подробно рекомендации по применению посадок H/f приведены в работе [37]. ~

Посадки типа Н/е — свободные, могут применяться в 6, 7, 8, 9-м квалитетах в зависимости от интенсивности режима, точности центрирования, относительной трудоемкости обработки посадочных поверхностей отверстия и вала, требуемой долговечности.

Оптимальной посадке соответствует комбинация полей допусков Н8/е8. Она предпочтительна в ЕСДП СЭВ и применяется в качестве легкоходовой посадки, обеспечивающей легкоподвижное соединение, допускающее радиальное перемещение без значительных перепадов (например, в опорах, удаленных друг от друга), биение сопрягаемых поверхностей (например, в подшипниках многоопорных валов). При­меняется также в механизмах малой точности: как в подшипниках скольжения, работающих в жидкостном или полужидкостном режимах трения, так и в направля­ющих осевых перемещений, в опорах валов турбогенераторов и центробежных на­сосов, в подшипниках коренных шеек коленчатых валов.

Посадки пониженной точности Н8/е9, Н9/е8 и Н9/е9 применяются в под­шипниках скольжения неответственных машин.

Посадки типа H/d дают легкоподвижные соединения общего применения, которые допускают радиальное перемещение в компенсируют погрешности взаимного расположения трущихся поверхностей вследствие перекоса и прогиба вала, по-грешности формы в осевом и радиальном сечениях, эксцентриситетов опор и шеек вала в многоопорных конструкциях. Они используются в тех случаях, когда необходимо компенсировать погрешности сборки или температурные деформации. Точные посадки H7/d8, H8/d8 имеют ограниченное использование. Они применяются для точных соединений, работающих при значительном перепаде температур и тяжелых режимах работы, например в подшипниках турбин, валков прокатных станов и т. д.

Посадки H8/d9 и H9/d9 (предпочтительные) используются при монтаже приводных валов в подшипниках, для соединения холостых шкивов с валами и в других аналогичных случаях.

Посадки низкой точности H10/dl0, Hll/dll применяются в случае неточных подвижных соединений.

Посадки типов Н/а, Н/b, Н/с характеризуются очень большими гарантирован­ными зазорами. Применяются в основном в грубых квалитетах (11-м и 12-м), в связи с чем колебания зазоров очень велики. Они используются для грубых со­единений, требующих свободной сборки, для обеспечения относительного переме­щения деталей в условиях загрязнения, для компенсации погрешностей сборки температурных деформаций.

Посадки с натягом. Посадки с натягом (см. рис. 3.5) в цилиндрических соединениях применяются для образования неподвижных соединений без дополнительных креплений и с дополнительными креплениями шпонками, штифтами и другими средствами. Неподвижность соединения достигается за счет напряжений, возника­ющих в материале сопрягаемых деталей вследствие деформации контактных поверх­ностей. Выбор посадки производится из условия, что при наименьшем натяге обеспечивается прочность соединения и передача нагрузки, а при наибольшем - Точность деталей. Для выбора посадок с натягом производится расчет и рекомендуется экспериментальная проверка, особенно в массовом производстве. Специфика выбора посадок с натягом для соединений деталей малых размеров, cpeдних и больших изложена в работе [37]

ЕСДП СЭВ предусматривает для размеров от 1 до 500 мм тринадцать рекомендуемых посадок с натягом в системе отверстия (см.табл. 3.6) и шесть рекомендуемых посадок в системе вала (см. табл. 3.7). Рекомендуемые посадки с натягом могут быть разделены на три rpуппы.

Тяжелые и особо тяжелые посадки, к которым относятся Н/u, H/x, H/z, характеризуются большим гарантированным натягом и значительным его колебанием. Предназначаются они для передачи больших усилий и моментов при тяжелых условиях работы без дополнительного крепления. Посадки этой группы обычно не рассчитывают: рекомендуется опытная проверка назначенной посадки. Для умень­шения колебания натяга в соединении практикуется сортировка деталей по размерам и селективная сборка. ЕСДП СЭВ предусматривает в системе отверстия четыре рекомендуемые посадки. Посадки Н7/u7, H8/u8 применяются чаще в соединениях без крепежных деталей при значительных нагрузках, в том числе знакопеременных, или с крепежными деталями при очень больших нагрузках, например, в вагонных колесах на осях, в установочных штифтах в станочных приспособлениях, в несъем­ных муфтах на концах валов прокатных станов, в седле клапана в головке блока цилиндров грузового автомобиля и др. Посадки Н8/х8 и H8/z8 применяются в не-пазъемных соединениях, работающих в условиях переменных нагрузок, ударов и вибраций. Среди этой группы посадок предпочтительных нет.

Средние посадки Н/г, H/s, H/t и аналогичные посадки в системе вала гаранти-руют получение натяга средней величины. Соединение в состоянии передать до­вольно значительные крутящие моменты и усилия без дополнительного крепления. В системе отверстия к ним относятся семь рекомендуемых посадок: Н6/r5, Н7/r6, H6/s5 H7/s6, H7/s7, H8/s7 и H7/t6, из которых две (Н7/r6 и H7/s6) являются предпочтительными. Средние посадки применяются для запрессовки втулок в шкивы и зубчатые колеса, для соединения кондукторных втулок с корпусом кондуктора, для закрепления зубчатых колес на валах коробок скоростей, для установки бронзовых венцов червячных колес и т. п.

Легкие посадки Н/р обеспечивают минимальный гарантированный натяг и применяются для соединения тонкостенных деталей при передаче небольших момен­тов и усилий. Посадки очень чувствительны к изменению натяга, в связи с чем встре­чаются в более точных квалитетах. Посадка Н7/р6 является предпочтительной, более точная посадка Н6/р5 применяется редко. Так соединяются, например* тонкостенное втулки с корпусами, установочные кольца на валу электродвигателя* втулки с зубчатыми колесами металлорежущих станков.

Переходные посадки. Переходные посадки предназначаются для неподвижных соединений деталей, требующих легкой сборки и разборки при высокой точности центрирования. Совместить эти требования не так легко, так как для легкости сборки и разборки в, соединении требуется зазор, наличие которого снижает точ­ность центрирования. Неподвижность деталей в соединении для передачи усилий и моментов обеспечивается шпонками, штифтами, нажимными винтами и т. п. В переходных посадках поля допусков отверстия и вала перекрываются (см, рис. 3.6), и в соединении возможно появление как зазора, так и натяга. Эти посадки очень чувствительны к изменению зазора и натяга, поэтому предусматри­ваются (см. табл. 3.6) только в точных квалитетах (4...7-й квалитеты).

Посадки типа H/j_s применяются в легкоразъемных неподвижных центрирующих соединениях, подвергающихся частой разборке. Как правило, они применяются в сочетаниях полей допусков, в которых точность вала на один квалнтет выше, чем отверстия: H8/j_s7, H7/j_s6, H6/j_s5, H5/j_s4. Последние две посадки трудно дости­жимы технологически и применяются для оcобо точных центрирующих соединений: в ответственных узлах точных приборов и машин. Указанные посадки имеют ве­роятность зазора в пределах 92—99 % [37]. Посадка Н7/}£ — предпочтительная* Она используетея в сменных зубчатых колесах на валах, в съемных шкивах и муф­тах на концах валов малых электромашин, в шпиндельных головках шлифоваль­ных станков и т.д. Посадка H8/j_s7 применяется при снижении требований к точ­ности центрирования.

Посадка H/j_s («плотная» по ОСТ) применяется вместо посадки H/h («сколь­зящей») в тех случаях, когда необходимо получить более высокую точность цен­трирования при сохранении технологической точности изготовления деталей в том же квалитете.

Посадки типа Н/к широко применяются в неподвижных разъемных соединениях для точного центрирования соединяемых деталей в тех случаях, когда охватыва­ющая деталь вместе, с охватываемой является подвижной сборочной единицей, например неподвижные закрепляемые зубчатые колеса, шкивы, муфты монтируются на валах по этой посадке. Посадки характеризуются тем, что вероятность появле­ния в соединении зазора или натяга примерно одинакова. Они обеспечивают хоро­шее центрирование при достаточно легкой сборке (с помощью молотка). По этой причине они применяются чаще других переходных посадок. Посадки повышенной точности H5/k4, H6/k5 имеют ограниченное применение в ответственных соедине­ниях или высокоточных приборах. Посадка Н7/k6 -предпочтительная. Эта посадка характеризуется как посадка, фактически не имеющая зазора, особенно при боль­шой длине сопряжения. Она применяется в соединениях зубчатых колес, звездочек, шкивов, муфт с валами, причем передача крутящего момента обеспечивается штиф­тами, шпонками, винтами. Посадка меньшей точности Н8/k7 может применяться при сниженных требованиях к точности центрирования.

Посадки типа H/m занимают промежуточное положение между посадками Н/к и Н/п. Они характеризуются значительно большей вероятностью появления в со­единении натяга (около 95 %), чем зазора. Практически посадка обеспечивает точное центрирование с эксцентриситетом, равным в большинстве соединений нулю. Однако это усложняет сборку и разборку соединения по сравнению с посадками Н/к, которые обеспечивают вполне удовлетворительное центрирование. Кроме того, натяги в соединении сравнительно малы и не позволяют передавать заметных крутящих моментов без дополнительного крепления. Среди четырех рекомендуе­мых посадок типа H/m (см. табл. 3.6) предпочтительных нет, так как поле до­пуска т не вошло в число предпочтительных (см. табл. 3.2). Они применяются в посадках штифтов, в соединении тонкостенных втулок с валами, в посадках кулачков на валу, в посадках втулок подшипников в стенки редукторов и станков и т. п.

Посадки типа Н/n дают натяг в 99 % соединений и являются наиболее прочными из переходных посадок. Могут передавать усилия и моменты средней величины без дополнительного крепления при спокойных условиях работы. Разборка соеди­нений производится редко. Из четырех рекомендованных (см. табл. 3.6) две (Н7/п6 и Н8/п7) являются переходными, причем первая — предпочтительная. Эти две посадки применяются для соединения кондукторных втулок с корпусом приспо­собления или кондукторной плитой (планкой), муфт на валах электродвигателей, червячных колес на валах и т. п. Посадка Н6/п5 является посадкой с натягом, относительные величины которого незначительны [37]. Она применяется для посадки зубчатых колес и других деталей, воспринимающих ударные нагрузки, работа­ющих при реверсивном движении под большими нагрузками. Неподвижность соеди­нения достигается дополнительными средствами крепления.

' 3.9. Предельные отклонения размеров

с неуказанными допусками

^Размерами с неуказанными допусками называются размеры, предельные отклонения которых не указаны непосредственно у номинальных размеров, а ого­ворены общей записью (в технических требованиях чертежа). Как правило, это размеры несопрягаемых элементов относительно низкой точности, к которым не предъявляется существенныйфункциональных требований. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками называют также неуказанными предельными отклонениями размеров.

Требования относительно предельных отклонений размеров с неуказанными допусками являются составной, частью технических требований к изделию и опре­деляют уровень точности изготовления.

СТ СЭВ 302—76 распространяется на линейные и угловые размеры с неука­занными допусками элементов металлических деталей, обработанных резанием. Рекомендуется применение этого стандарта для других способов обработки и формообразования (например, для обработки давлением, литья, сварки и т. д.), а также для, деталей из неметаллических материалов.

Числовые значения неуказанных предельных отклонений линейных размеров (кроме радиусов закругления и фасок) могут назначаться на основе рядов допу­сков, установленных двумя спсобами:

1) по квайитетам ГОСТ 25346—82 и ГОСТ 25348—82, причем для размеров до 1 мм могут использоваться квалитеты от 11-го до 13-го, а для размеров от 1 до 10 000 мм — квалитеты от 12-го до 17-го;

2) по специальным классам точности, установленным в СТ СЭВ 302—76, условно называемым «точный», «средний», «грубый" и «очень грубый». Числовые значения предельных отклонений этих ^классов точности определены в укрупнен­ных по сравнению с принятыми в ГОСТ 25346—82 и ГОСТ 25348—82 интервалах номинальных размеров и представляют собой грубо округленные значения предельных отклонений по квалитетам соответственно 12, 14, 16 и 17-му.

Допуски по классам точности обозначаются буквой t с индексом 1, 2, 3 или 4 для классов точности соответственно «точный», «средний», «грубый» и «очень грубый» (t₁, t₂, t₃, t₄).

Согласно СТ СЭВ 302—76, допускаются четыре варианта назначения неуказанных предельных отклонений линейных размеров (табл. 3.11), Предпочтительность

применения того или иного варианта стандартом не устанавливается. В соответ­ствии с зтими вариантами для размеров валов и отверстий предельные отклонения допускается назначать как односторонними («в тело» материала: для валов от нуля в минус, для отверстий от нуля в плюс), так и симметричными. Для размеров эле­ментов, не относящихся к отверстиям и валам, назначаются только симметричные предельные отклонения. При этом неуказанные односторонние предельные отклоне­ния могут назначаться по квалитетам или классам точности, а неуказанные симме­тричные предельные отклонения — только по классам точности* Исключение сделано для общих записей, распространяющихся только на размеры менее 1 мм — в них допускается оговаривать неуказанные симметричные предельные отклонения по квалитетам.

При каждом из выбранных вариантов по табл. 3.11 в общей записи может быть oговорен любой уровень точности, предусмотренный квалитетами или клас­сами точности для неуказанных отклонений. Но в одной записи о неуказанных предельных отклонениях, согласно СТ СЭВ 302—76, уровень точности для раз­личных элементов должен быть единым, т. е. ссылка может быть только на один квалитет, один класс |точности или один квалитет и соответствующий ему класс точности.

11-му (при размерах менее 1 мм) и 12-м^квалитетам соответствует класс точ­ности «точный», 13-му и 14-мy квалитетам — класс «средний», 15-му и 16-му ква­литетам— класс «грубый» 17-му квалитету — класс «очень грубый».

Для размеров металлических деталей, обработанных резанием, рекомендуется 14-й квалитет и класс точности «средний».

Все предельные отклонения, которые по конструктивным особенностям или технологическим условиям должны отличаться от установленных в общей записи (в сторону увеличения или уменьшения допуска или иным расположением поля допуска), следует указывать непосредственно у номинальных размеров. Например, если общая запись соответствует варианту 3 по табл. 3.11 (все неуказанные откло­нения размеров симметричные), то все необходимые односторонние отклонения должны быть указаны у размеров и должны назначаться только по квалитетам ГОСТ 25346—82 и ГОСТ 25348—82, а не по классам точности. Отклонения по 13-му и 15-му квалитетам не могут сочетаться в одной общей записи с классом точности («точный», «средний» и т. д.) и поэтому при необходимости также ука­зываются непосредственно у размеров.

верстий по квалитетам способствуют снижению массы деталей, а следовательно, экономии материалов, гарантируют соблюдение предписанных зазоров, свободное введение одних деталей в другие при сборке. Кроме того, они обеспечивают унификацию технологических процессов, размеров заготовок, межоперационных размеров, инструментов и калибров, применяемых для однотипных элементов с неуказанными и указанными предельными отклонениями, так как последние, как правило, назначают также «в тело» и по квалитетам. Таким образом, не ре­комендуется применение варианта 2 по табл. 3.11.

Для размеров элементов, не относящихся к валам и отверстиям, приведенные выше соображения необязательны, поэтому для них удобней пользоваться сим­метричными предельными отклонениями по классам точности, получившими рас­пространение в мировой практике.

Классификация конструктивных элементов деталей по трем группам показана на рис. 3.16. В первой объединены валы и элементы, относящиеся к ним (рис. 3.16, а); во второй — отверстия и элементы, относящиеся к ним (рис. 3.16, б); в третьей (рис. 3.16, в) — уступы, глубины отверстий, высоты выступов, расстоя­ния между осями отверстий или плоскостями симметрии, размеры, определяющие расположение осей или плоскостей симметрии элементов (отверстий, пазов, уступов). Вариант 3 по табл. 3.11 следует применять лишь в обоснованных случаях, например, когда из расчета размерной цепи или по условиям обработки или формо­образованиям все размеры должны иметь симметричные отклонения.

верхности^