что такое полная взаимозаменяемость

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЕ ВИДЫ;

Таким образом, как качество, так и точность изделий характеризуется соответствием их параметров некоторым заданным значениям, т.е. соответствием, установленным на них технических требований. Регулирование качества предусматривает комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение необходимой точности размерных или других параметров деталей и изделий. Одним из основных путей получения заданной точности (качества) является применение принципов взаимозаменяемости.

В чем сущность взаимозаменяемости?

На современных заводах детали, как правило, изготавливаются независимо друг от друга. Изготовленные по заданным размерам и форме детали собираются без дополнительной обработки. Также без всякой дополнительной обработки или подготовки ведется сборка машин и приборов из отдельных агрегатов и узлов, каждый из которых может быть поставлен на любое одноименное изделие. Эти детали, узлы и агрегаты взаимозаменяемы.

Взаимозаменяемость определяется как принцип конструирования, изготовления и эксплуатации изделий, обеспечивающих возможность беспригоночной сборки (или замене при ремонте) независимо от изготовленных с заданной точностью деталей и узлов при соблюдении технических требований, предъявляемых к данному изделию, а также экономически и технически оптимальных показателей его работы.

Следует отметить, что взаимозаменяемость обеспечивает не только требования к монтажу (собираемость механизмов, замена одноименных деталей), но и функциональные (работоспособность изделия, сохранение его эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение установленного срока службы).

Каковы условия для взаимозаменяемости?

Для осуществления взаимозаменяемости необходимо соблюдать следующие условия и требования:

1) правильное и рациональное конструирование изделий;

2) правильная разработка и оформление чертежей;

3) разработка рациональной, экономически обоснованной технологии производства;

4) соблюдение технологического процесса при изготовлении деталей и сборки машин, приборов;

5) необходимая точность измерения;

6) применение и соблюдение стандартов;

7) обеспечение единства мер.

Какова роль взаимозаменяемости на стадии проектиро­вания, изготовления и эксплуатации?

Применение принципов взаимозаменяемости в течение всего жизненного цикла изделий позволяет существенно снизить материальные затраты с одновременным выполнением оптимальных технико-экономических показателей.

При проектировании в документацию на изделие вносят уже существующие технические решения, закладывают типовые технологии изготовления, типовые методики измерения и контроля, эксплуатации и ремонта изделия, выбирают широко распространенные материалы, защитные покрытия. Удельный вес оригинальных решений стремятся снизить по возможности до минимума.

В производстве взаимозаменяемость позволят построить производственный процесс по принципу организации высокопроизводительных независимых узкоспециализированных участков по изготовлению деталей, узлов, сборки их с высоким уровнем автоматизации и механизации. Широко используется кооперация заводов. Важную роль играет разработка методов профилактического контроля точности станков, приспособлений, инструмента.

При эксплуатации благодаря взаимозаменяемости упрощается и облегчается ремонт изделий. Во многих случаях он сводится к простой замене изношенных частей.

Какие существуют виды взаимозаменяемости?

Взаимозаменяемость может быть полная и неполная (ограниченная), функциональная, внутренняя, внешняя.

Полная взаимозаменяемость обеспечивается тогда, когда размеры выполнены с точностью, позволяющей проводить сборку машин, прибора или замены деталей при ремонте без какой-либо дополнительной обработки, подбора или регулирования.

Полная взаимозаменяемость предусматривает идентичность не только по геометрическим параметрам, но и по физико-механическим. Например, электродвигатели одного типа обладают полной взаимозаменяемостью не только по габаритам и присоединительным размерам, но и эксплуатационным показателям; напряжению питания, частоте вращения, мощности и т.д.

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость применяется в тех случаях, когда технология производства деталей не может обеспечивать заданную точность сборки. Эта взаимозаменяемость предполагает дополнительные технологические или конструктивные приемы.

Пример неполной взаимозаменяемости можно проследить при сборке радиальных роликовых и шариковых подшипников. Согласно техническим условиям, радиальный зазор подшипников колеблется от 1 до 5 мкм. Для того чтобы такую точность обеспечить в собранном подшипнике, пользуясь полной взаимозаменяемостью, нужно тела качения и кольца изготовить с такой высокой точностью, которая практически недоступна в массовом и серийном производстве. Получить заданную точность сборки при точности деталей подшипника, соответствующей экономической точности (точности, обеспечиваемой приобычных условиях выполнения обработки), можно, пользуясь неполной взаимозаменяемостью, при которой изготовленные кольца и тела качения сортируются по действительным размерам на группы, а затем производится сборка подшипника из деталей, входящих в группы с размерами, обеспечивающими предусмотренный зазор. Такая сборка называется селективной.

При неполной взаимозаменяемости наряду с групповым подбором деталей (селективной сборкой) допускается применение подвижных и неподвижных компенсаторов (шайбы, клинья, прокладки), регулирования положения одних деталей относительно других.

Функциональная взаимозаменяемость позволяет установить точность изготовления деталей в зависимости от их служебного назначения. функциональной понимают взаимозаменяемость, при которой в заданныx пределах обеспечиваются экономически оптимальные эксплуатационные показатели изделий на основании установления связей этих показателей с функциональными параметрами и выполнение этих функциональных параметров с определенной точностью. Например, на величину крутящего момента (эксплуатационный параметр), передаваемого неподвижным коническим соединением, оказывает влияние точность изготовления углов конусов (функциональный параметр). Установив на основе эксперимента эту зависимость, конструктор, задавшись допустимыми отклонениями крутящего момента, может совершенно обоснованно назначить допуски (точность) на изготовление углов конусов.

Функциональная взаимозаменяемость обеспечивает соблюдение геометрических, механических, электрических, химических и других параметров, которые называются функциональными, чтобы подчеркнуть их органическую связь со служебными функциями деталей, узлов, изделий.

Для обеспечения функциональной взаимозаменяемости проводится следующая работа. Выявляются функциональные параметры, влияющие на эксплуатационные показатели, и путем аналитического или экспериментального исследования определяются возможные изменения этих параметров в процессе длительной эксплуатации (из-за износа, пластических деформаций и т.д.). На основе полученных данных и допустимых пределов изменения эксплуатационных показателей находятся допустимые пределы изменения функциональных параметров.

Источник

Основные понятия о взаимозаменяемости

Описание презентации по отдельным слайдам:

Bзаимозаменяемость ДОПУСКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ G.A.Rundina

1. Размеры Номинальный размер – размер, полученный в результате расчетов на прочность, жесткость, выбранный из конструктивных и технологических соображений и проставленный на чертеже, служит началом отсчета предельных отклонений. Номинальный размер обозначается D для отверстий, d для валов, l – линейные размеры. Для деталей, входящих в соединения, номинальный размер является общим, обозначается D. Изготовить абсолютно точно указанный на чертеже номинальный размер практически невозможно. Причины неточности изготовления детали: неточность оборудования, неточность режущего инструмента, температурные деформации, неточности измерений и т. д. Общие понятия основных норм взаимозаменяемости G.A.Rundina

dmax ≥ dд ≥ dmin Dmax ≥ Dд ≥ Dmin G.A.Rundina

2. Предельные отклонения Верхнее предельное отклонение (ES, es) – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. для отверстия: ES= Dmax – D для вала: es= dmax – d. Нижнее предельное отклонение (EI, ei) – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. для отверстия: EI = Dmin –D для вала: ei = dmin – d. Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. для отверстия: Eд = Dд – D; для вала: eд = dд–d G.A.Rundina

На чертежах номинальные размеры, а также их отклонения указывают в миллиметрах, их сокращенное обозначение (мм) не ставится. Правила нанесения предельных отклонений установлены ЕСКД, в частности входящим в нее ГОСТ 2.307-68. Предельные отклонения указываются непосредственно после номинальных размеров со своим знаком: верхнее отклонение (ES, es) вверху, нижнее (EI, ei) внизу. Предельные отклонения, равные нулю, не указываются (нуль не ставится), а место для отклонения остается свободным. Если поле допуска располагается симметрично относительно нулевой линии, абсолютное значение предельных отклонений указывается один раз со знаками ±, причем высота шрифта, которым они записываются, должна быть равна высоте шрифта, которым указывается номинальный размер. G.A.Rundina

Допуск (TD; Td)- разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижнимотклонениями. Для отверстия TD=Dmax-Dmin или TD=ES-EI Для вала Td=dmax-dmin или Td=es-ei Поле допуска – поле ограниченно верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которого откладывается отклонении размеров при графическом изображении допусков и посадок. G.A.Rundina

Посадки с зазором, натягом, переходные. Обозначение на чертеже Две детали элементы, которых входят друг в друга образуют соединения, такие детали наз. сопрягаемыми. Посадкой наз. характер соединения деталей определяемый величиной получающихся зазоров и натягов. Посадка характеризует степень свободы относительного смещения деталей. В зависимости от функционального назначения посадки могут быть подвижными (с зазором между отверстием и валом), неподвижными (с натягом) и переходными (с возможными зазором или натягом). Для обеспечения различных посадок требуются соответствующие расположения полей допусков сопрягаемых поверхностей (отверстия и вала). G.A.Rundina

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН И УГЛОВ Штангенинструменты применяют для измерения линейных размеров, не требующих высокой точности, абсолютным методом. К штангенинструментам общего назначения относятся: штангенциркуль, штангенрейсмус, штангенглубиномер. Измерение в штангенинструментах основано на применении нониуса, который позволяет отсчитывать дробные деления основной шкалы. В настоящее время выпускают штангенинструменты с ценой деления нониуса 0,1, 0,05, 0,02 мм.

Пределы измерения выпускаемых штангенинструментов: штангенциркулей до 2000 мм; штангенглубиномеров- до 500 мм; штангенрейсмусов до 1000 мм. Погрешность измерения штангенинструментов в диапазоне от 1 до 500 мм составляет от 50 до 200 мкм. При нулевом положении нулевые штрихи основной и нониусной шкал совпадают. При этом последний штрих шкалы нониуса также совпадает со штрихом основной шкалы, определяющим длину шкалы нониуса «1». При измерении шкала нониуса смещается относительно основной, и по положению нулевого штриха нониуса определяют величину этого смещения, равную измеряемой величине (N).

Микрометрические измерительные инструменты основаны на использовании точной винтовой пары (винт-гайка), которая преобразует вращательные движение микровинта в поступательные. К микрометрическим инструментам относятся: микрометры, микрометрические глубиномеры, микрометрические нутромеры

Микрометрические инструменты предназначены для абсолютного контактного метода измерения. Цена деления прибора 0.01 мм. Погрешность измерения зависит от пределов измерения микрометра и составляет: от 3 мкм для микрометров 0-25 мм до 50 мкм для микрометров с пределами измерения 400-500 мм. Принцип микрометрической пары используется в конструкциях многих измерительных приборов.

Источник

Понятие о взаимозаменяемости деталей

материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

Взаимозаменяемость – свойство составных частей изделия обеспечивать возможность его сборки в процессе изготовления и ремонта при эксплуатации с соблюдением установленных технических требований к готовому изделию. [1]

Составными частями изделия являются детали, сборочные единицы (узлы) и агрегаты, которые изготавливаются отдельно в нужном количестве, в зависимости от размера партии изделий и необходимости в запасных частях. Свойство взаимозаменяемости создаётся путём изготовления составных частей изделия с установленной точностью. Детали и узлы будут взаимозаменяемы, только тогда, когда их размеры, форма, физические свойства материала и другие, количественные и качественные характеристики находятся в заданных пределах.

В зависимости от технико-экономических условий взаимозаменяемость может быть полной и неполной (ограниченной).

Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, физико-механических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку (или замену при ремонте) любых сопрягаемых деталей и сборочных единиц (узлов) без какой бы то ни было дополнительной их обработки, подбора или регулирования и получать изделия требуемого качества.

Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять, когда имеются условия, которые позволяют изготавливать детали с точностью не выше 6 квалитета точности (стандартом установлено 20 квалитетов – 01, 0, 1, 2…18 – с возрастанием номера квалитета допуск увеличивается, а точность убывает:

Это встречается, например:

В тех случаях, когда полная взаимозаменяемость становится экономически нецелесообразной, применяют неполную взаимозаменяемость. При неполной взаимозаменяемости для достижения требуемой точности функциональных параметров (зазоров, натягов) допускается групповой подбор деталей (селективная сборка), сборка по паспорту-формуляру, применение компенсаторов, регулирование положения некоторых составных частей изделия, пригонка по месту и другие дополнительные технологические мероприятия.

Составные части изделия могут обладать внешней и внутренней взаимозаменяемостью.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых деталей и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам, форме и качеству присоединительных поверхностей, то есть таких, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия соединяются между собой и с покупными и кооперируемыми изделиями. Например:

Внутренняя взаимозаменяемость является относительной и распространяется на детали, которые входят в конкретные сборочные единицы (узлы, механизмы), как правило, собираемые методом селективной сборки.

Примером изделий, в которых есть внешняя и внутренняя взаимозаменяемость являются подшипники качения. Все подшипники качения обладают внешней взаимозаменяемостью по наружному и внутреннему кольцам. Любой стандартный подшипник может быть заменен на аналогичный без потери качества. Тела качения и кольца имеют внутреннюю взаимозаменяемость, это означает, что они не могут быть использованы в любом другом аналогичном подшипнике.

Функциональная взаимозаменяемость – принцип проектирования, производства и эксплуатации, при котором требования к точности ответственных деталей и сборочных единиц назначаются исходя из установления взаимосвязи показателей качества изделия с функциональными параметрами. Функциональными параметрами являются геометрические, физико-механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели изделий или служебные функции их деталей и узлов. Например, от величины зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность и КПД двигателей (эксплуатационные показатели), а в поршневых компрессорах – коэффициент подачи. Эти параметры названы функциональными, чтобы подчеркнуть их связь со служебными функциями деталей, узлов и изделий.

Источник

Взаимозаменяемость деталей

Технически невозможно и экономически нецелесообразно добиваться абсолютной точности изготовления элементов детали и нецелесообразно устанавливать высокие требования к точности во всех случаях.

Существует еще один момент, по которому для промышленности необходимо нормировать требования к точности по всем указанным ранее геометрическим параметрам. Это связано с необходимостью обеспечения принципа взаимозаменяемости деталей. Взаимозаменяемостью называется принцип нормирования требований к размерам элементов деталей, узлов, механизмов, используемый при конструировании, благодаря которому представляется возможным изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Можно выделить несколько видов взаимозаменяемости по разным классификационным признакам.

В случаях, когда при сборке или замене узлов требуется подбирать всевозможные компенсаторы, шайбы, прокладки или необходима какая-то доработка, то это неполная взаимозаменяемость.

Источник

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

На взаимозаменяемость соединений оказывает влияние не только размер, но и точность геометрической формы, и точность геометрических элементов, образующих деталь.

Взаимозаменяемость должна обеспечить функционирование изделия надлежащим образом.

Размер (номинальный, предельный)

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

Допуск размера. Поле допуска

Допуск всегда > 0. Допуск на чертеже (в тексте) изображается в виде прямоугольника, высота которого в некотором масштабе соответствует величине допуска.

Примеры: 1) . Т = 0.05мм.

Отклонения равные 0 не записываются на чертеже.

3) Æ . Т = +0.42-0 = +0.42мм.

Если одно из отклонений размеров равно нулю, то допуск равен численному значению другого отклонения.

Исполнительный (истинный) размер

Действительный размер

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

Вал. Отверстие

Номинальный размер отверстий и вала, а также поперечное сечение отверстий и вала одинаковы (поперечное сечение может быть любым).

Поле допуска отверстий и вала предпочтительно направлять в тело деталей.

Сопряжения вала и отверстия

Соединение отверстий с валами образует сопряжение (посадку). В зависимости от размеров соединяемых валов и отверстий они могут после сборки иметь различную степень свободы относительного взаимного смешения. В одних случаях после соединения одна деталь может смещаться относительно другой на определённую величину, а в других такой возможности нет.

В зависимости от возможности относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки разделяют на три вида: посадки с зазором, посадки с натягом, переходные посадки.

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

9. Зазор, натяг, посадка, образование посадок

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для «свободных размеров». На чертеже для «свободных размеров» указаны только номинальные значения.

Допуск посадки

Рассмотрим переходную посадку: допуск посадки (допуск натяга или допуск зазора) для переходной посадки

Аналогично для посадки с натягом, посадки с зазором определяются из рассмотрения предельных отклонений допуски натяга, допуски зазора (также равны T _D + T _d).

Таким образом, для любой посадки, независимо от её типа, допуск посадки есть сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Квалитеты

Для механически обрабатываемых деталей предусмотрено 19 квалитетов:

Допуски для квалитетов второго и четвёртого рассчитываются, как округлённые значения членов геометрической прогрессии от 1-ого по 5-ый квалитет.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для «свободных размеров». На чертеже для «свободных размеров» указаны только номинальные значения.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

18-ый и 19-ый квалитет и допуски этих квалитетов используются только для неметаллических деталей или металлических деталей, не обработанных резанием.

Интервалы размеров

Интервалы размеров включают в себя размеры, имеющие одинаковый допуск при одинаковой точности обработки. Для диапазона до 500мм назначены следующие интервалы:

15. Принцип образования стандартного поля допуска

По основному отклонению и допуску определяется второе предельное отклонение, ограничивающее данное поле допуска. Для тех полей допусков, у которых основным является верхнее отклонение, нижнее отклонение вычисляют по формулам:

Размерные цепи

Размерная цепь – совокупность размеров, образующих замкнутый контур и определяющих взаимное положение поверхностей или осей одной или нескольких деталей. Состоит из отдельных звеньев.

Звено – каждый из размеров образующих размерную цепь.

Цепь состоит из одного исходного (замыкающего) и одного или нескольких составляющих звеньев.

1) Область применения

— конструкторская – обеспечение точности при конструировании деталей

— измерительная – измерение величин, характеризующих точность изделия.

— детальная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали

— сборочная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали, одной сборочной единицы.

3) Расположение деталей

— линейная – звенья цепи – линейные размеры, расположены на параллельных прямых

— угловая – звенья – угловые размеры, откл-я могут быть заданы в линейных величинах, отнесенных к условной длине или в градусах.

— плоская – звенья расположены произвольно водной или нескольких параллельных плавкостях.

— пространственная – звенья расположены произвольно в пространстве.

Исходное звено – звено, к которому предъявляются основные требования точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. Замыкающее звено не выполняется, а является результатом выполнения всех остальных звеньев.

Составляющее звено – звено, с изменением которого изменяется и замыкающее звено.

— уменьшающие – с ­ размера звена размер замыкающего звена ¯.

— увеличивающие – с ­ размера звена размер замыкающего звена ­.

Определение уменьшающих и увеличивающих звеньев можно провести применив правило обхода по контуру.

Исходному звену приписываем определенное направление. Далее все составляющие звенья обозначаются стрелками, начиная от звена, соседнего с исходным, и должны иметь один и тот же замкнутый поток направлений. Тогда звенья имеющие тоже направление, что и у исходного звена будут уменьшающими, а остальные – увеличивающими.

Сертификация производства.

Сертификация производств считается временным явлением, т.к. производится только в России, причём сертификация производств предшествует сертификации качества.

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

На взаимозаменяемость соединений оказывает влияние не только размер, но и точность геометрической формы, и точность геометрических элементов, образующих деталь.

Взаимозаменяемость должна обеспечить функционирование изделия надлежащим образом.

Источник