Что такое взаимозаменяемость метрология

Что такое взаимозаменяемость метрология

Колчков В.И. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ. М.: Учебное пособие, 2009

1. Понятие о взаимозаменяемости и её видах (Подробнее ЗДЕСЬ)

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-го квалитета точности. Это встречается, например: в изделиях, состоящих из небольшого количества деталей; в изделиях к точности функциональных параметров (зазоров, натягов) которых не предъявляются высокие требования к точности; в изделиях для которых главным является недопустимость выхода из границ допуска функциональных зазоров или натягов даже у части изделий.

В тех случаях, когда полная взаимозаменяемость становится экономически нецелесообразной, применяют неполную (ограниченную) взаимозаменяемость. При неполной (ограниченной) 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 или внутренней взаимозаменяемостью.

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 заменён 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.

Источник

Понятие о взаимозаменяемости и стандартизации. Основы принципа взаимозаменяемости.

Современное машиностроение характеризуется:

— непрерывным увеличением мощностей и производительности машин;

— постоянным совершенствованием конструкций машин и других изделий;

— повышением требований к точности изготовления машин;

— ростом механизации и автоматизации производства.

Для успешного развития машиностроения по этим направлениям большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости и стандартизации.

Цель дисциплины: знакомство с методами обеспечения взаимозаменяемости, стандартизацией, а также методами измерения и контроля применительно к современным изделиям машиностроения.

Из истории развития взаимозаменяемости и стандартизации.

Элементы взаимозаменяемости и стандартизации появились очень давно.

Так, например, водопровод, построенный рабами Рима, был выполнен из труб строго определенного диаметра. Для строительства пирамид в Древнем Египте использовались унифицированные каменные блоки.

В 18 веке по указу Петра 1 была построена серия военных судов с одинаковыми размерами, вооружением, якорями. В металлообрабатывающей промышленности взаимозаменяемость и стандартизация впервые были применены в 1761 году на Тульском, а затем Ижевском оружейных заводах.

Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.

Взаимозаменяемость – это возможность сборки независимо изготовленных деталей в узел, а узлов в машину без дополнительных операций обработки и пригонки. При этом должна обеспечиваться нормальная работа механизма.

Для обеспечения взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц они должны быть изготовлены с заданной точностью, т.е. так, чтобы их размеры, форма поверхностей и другие параметры находились в пределах заданных при проектировании изделия.

Комплекс научно – технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости.

Различают полную и неполную взаимозаменяемость деталей, собираемых в сборочные единицы.

Полная взаимозаменяемость обеспечивает возможность беспригонной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочную единицу. (Например, болты, гайки, шайбы, втулки, зубчатые колеса).

Ограниченно взаимозаменяемыми называются такие детали, при сборке или смене которых может потребоваться групповой подбор деталей (селективная сборка), применение компенсаторов, регулирование положения деталей, пригонка. (Например, сборка редуктора, подшипников качения).

Уровень взаимозаменяемости производства изделия характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей к общей трудоемкости изготовления изделия.

Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.

Внешняя – это взаимозаменяемость покупных или кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, по размерам и форме присоединительных поверхностей. (Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала, мощности, а также по диаметру вала; в подшипниках качения – по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения).

Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. (Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца).

Базой для осуществления взаимозаменяемости в современном промышленном производстве является стандартизация.

Понятия о стандартизации. Категории стандартов

Крупнейшей международной организацией в области стандартизации является ИСО (до 1941 г. называлась ИСА, организована в 1926 г.) Высшим органом ИСО является Генеральная Ассамблея, которая собирается раз в 3 года, принимает решения по наиболее важным вопросам и избирает Президента организации. Организация состоит из большого количества клиентов. В Уставе указывается основная цель ИСО – «содействовать благоприятному развитию стандартизации во всем мире для того, чтобы облегчить международный обмен товарами и развивать взаимное сотрудничество в различных областях деятельности.

Основные термины и определения в области стандартизации установлены Комитетом ИСО по изучению научных принципов стандартизации (СТАКО).

Стандартизация – это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требований, выполнение которых повышает качество продукции и производительность труда.

Стандарт – это нормативно – технический документ, устанавливающий требования к группам однородной продукции и правила, обеспечивающие её разработку, производство и применение.

Технические условия (ТУ) – нормативно – технический документ, устанавливающий требования к конкретным изделиям, материалу, их изготовлению и контролю.

Для усиления роли стандартизации разработана и введена в действия государственная (державна) система стандартизации ДСС. Она определяет цели и задачи стандартизации, структуру органов и служб стандартизации, порядок разработки, оформления, утверждения, издания и внедрения стандартов.

Основными целями стандартизации являются:

— повышение качества продукции;

В зависимости от сферы действия ДСС предусматривает следующие категории стандартов:

— ГОСТ (ДСТ) – государственные;

Основные термины и определения принципа взаимозаменяемости

Основные термины и определения установлены в ГОСТ 25346 – 82.

Соединение – это две или несколько деталей подвижно или неподвижно сопряженные друг с другом.

Рисунок 1 – Примеры соединений

Номинальный размер – это общий для деталей соединения размер, полученный в результате расчета и округленный в соответствии с рядами нормальных линейных размеров установленных ГОСТ 6636 – 69 и распространенных на базе рядов предпочтительных чисел ГОСТ 8032 – 56.

Ряды предпочтительных чисел (ряды Ренара) представляют собой геометрические прогрессии.

R5: = 1,6 – 10; 16; 25; 40; 63; 100

R10: = 1,25 – 10; 12,5; 16; 20; 25

Действительный размер – это размер, полученный в результате обработки детали и измеренный с допустимой погрешностью.

При выполнении чертежей размер удобнее всего проставлять в виде номинального размера с отклонениями.

Æ55

Предельные размеры – это два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться действительный размер годной детали. ( )

Рисунок 2 – Предельные размеры отверстия, вала

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами (Т – Tolerance)

Допуск является мерой точности размера и определяет трудоемкость изготовления детали. Чем больше допуск, тем проще и дешевле изготовление детали.

Понятия о номинальном размере и отклонениях упрощает графическое изображение допусков в виде схем расположения полей допусков.

Рисунок 3 – Схема гладкого цилиндрического соединения

Зона, заключенная между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям, называется полем допуска.

Поле допуска более широкое понятие, чем допуск. Поле допуска характеризуется своей величиной (допуском) и расположением относительно номинального размера.

Таким образом, поле допуска может задаваться двумя способами:

а) в виде верхнего (es, ES) и нижнего (ei, EI) отклонения;

б) в виде основного отклонения и допуска (Т).

Рассмотрим соединение отверстия и вала.

Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей, или посадку.

Если (зазор)

Если (натяг)

В соединениях, где необходим зазор, действительный зазор должен находиться между двумя предельными значениями – наибольшим и наименьшим зазорами (S ). Соответственно в соединениях с натягом – между .

Предельные зазоры и натяги на чертежах не указывают. Конструктор назначает посадку в виде определенного сочетания полей допусков отверстия и вала. При этом номинальный размер отверстия и вала является общим и называется номинальным размером соединения d .

Типы посадок.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки трех типов: с зазором, натягом и переходные.

Источник

ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ

И ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Назарова Т.К. Основы взаимозаменяемость и технических измерений: конспект лекций, Челябинск, 2006. Конспект лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальностям 230100, 311500, 311900, изучающих дисциплину «Метрология, стандартизация и сертификация».

Ольховацкий А.К.– к.т.н., профессор ЧГАУ

Дудин Б.М. – к.т.н., доцент (ИА)

Печатается по решению редакционно-издательского

Ó ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный

Лекция 1 Взаимозаменяемость – основные понятия 5

Лекция 2 Принципы построения системы допусков и посадок 15

Лекция 3 Точность обработки при изготовлении и ремонте деталей машин 24

Лекция 4 Посадки гладких цилиндрических соединений 45

Лекция 5 Основы технических измерений 54

Список использованной и рекомендуемой литературы 73

Каждое изделие характеризуется рядом выходных параметров, определяющих показатели его качества. Показатели качества характеризуют самые разнообразные свойства изделий и среди них важное значение отводится взаимозаменяемости и сопутствующим ей показателям: точности, надежности, ремонтопригодности.

Большое значение для развития машиностроения имеет организация производства и, в том числе, организация контроля с применением надежных, производительных средств технического контроля и измерений.

В первых двух лекциях даны термины и определения, связанные с понятием «точность размера», рассмотрены принципы построения и обозначения соединений в системе «Допуски и посадки» в соответствии с ГОСТ 25346-82.

В третьей лекции представлены параметры точности формы и расположения поверхностей, которые существенно влияют на однородность посадок, а также изменения в ГОСТе 2789-73 по обозначению шероховатости на чертежах деталей. Четвертая лекция содержит общие сведения по применению посадок в машиностроении.

Так как точность не может быть подтверждена без измерений, в пятой лекции рассмотрены вопросы метрологии, связанные с выбором средств измерений и средства измерения, применяемые при изготовлении и ремонте деталей машин.

В конспекте представлены списки используемой рекомендуемой литературы, имеющейся на абонементе ЧГАУ.

Данный конспект лекций рассчитан на 14 часов лекционного курса, в том числе на 6 часов по основам технических измерений.

ЛЕКЦИЯ 1 ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ – ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Взаимозаменяемость – это способность одного изделия, процесса или услуги быть использованным вместо другого изделия, процесса или услуги и при этом выполнять те же функции.

Первоначально взаимозаменяемости добивались с целью быстрой замены вышедших из строя деталей новыми или отремонтированными. Это ускоряло, облегчало и удешевляло эксплуатацию и ремонт машин.

С развитием крупносерийного и массового производства преимущества взаимозаменяемости стали шире использовать и при производстве машин. В настоящее время сборка большинства машин осуществляется на конвейере, а это возможно лишь при изготовлении взаимозаменяемых деталей.

Каждый рабочий на конвейере выполняет комплекс закрепленных за ним сборочных работ за определенное время, после чего все машины перемещаются к очередным рабочим постам, а с последнего рабочего поста с конвейера сходит собранная машина. Эта согласованность может быть выдержана только при условии, что на сборке будут исключены операции подгонки, т.е. на сборку будут поступать взаимозаменяемые детали, узлы.

Обеспечить взаимозаменяемость можно, решив весь комплекс вопросов конструирования, технологии изготовления, контроля, эксплуатации.

По классификационным признакам можно выделить несколько видов взаимозаменяемости.

Полная взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость, которая обеспечивает сборку независимо изготовленных с заданной точностью изделий, без дополнительной обработки, подбора, подгонки при соблюдении технологических требований к ним по всем показателям качества.

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость, для обеспечения которой могут быть использованы операции подбора, регулировки, подгонки, дополнительной обработки.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость по присоединительным размерам и эксплуатационным параметрам.

Внутренняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость деталей, входящих в узел, или узлов, входящих в изделие.

Примером всех видов взаимозаменяемости может служить подшипник качения, узел, который обладает полной внешней взаимозаменяемостью по наружному и внутреннему диаметру колец и неполной внутренней взаимозаменяемостью. Зазор, соответствующий точности подшипника между телами качения и кольцами, обеспечивается подбором тел качения.

Главная цель взаимозаменяемости – обеспечение качества продукции и повышение производительности труда. Но качество не обеспечивается только точностью размера и геометрическими параметрами, поэтому более полным будет определение функциональной взаимозаменяемости.

Функциональная взаимозаменяемость – это принцип конструирования, производства, эксплуатации и ремонта изделий, обеспечивающий не только сборку и замену при ремонте любых деталей и узлов, но и их экономически оптимальные служебные функции.

Например, подшипник качения при замене должен обеспечить не только соединение по наружному и внутреннему кольцу, но и точность вращения, долговечность, грузоподъемность.

Для функциональной взаимозаменяемости очень важно обеспечить взаимозаменяемость исходного сырья, материала, заготовок, однородность и стабильность механических, физических, химических и других свойств. Функциональная взаимозаменяемость начинается со стадии проектирования изделий.

1.1 Точность размера – основные понятия

Основные термины и определения установлены ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-88).

Геометрические параметры деталей количественно оцениваются размерами.

Размер – числовое значение линейной величины (диаметр, длина, угол…) в выбранных единицах измерения.

Размерная взаимозаменяемость предусматривает необходимую точность выполнения линейных и угловых размеров, а также допустимые погрешности при воспроизведении формы и расположения поверхностей деталей. Под точностью изготовления понимают соответствие реальной детали (узла, изделия) проектной.

Размеры разделяют на свободные и сопрягаемые. Свободные размеры определяют поверхности, по которым детали не соединяются в изделии с другими деталями (корпус редуктора – наружный размер; диаметр колес автомашин и т.д.).

Две или несколько деталей, соединяемые друг с другом, называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит сопряжение (соединение деталей), называются сопрягаемыми поверхностями. При этом в сопряжении одна поверхность будет охватывающая, а другая – охватываемая. Для упрощения понятий охватывающие поверхности называют отверстиями, а охватываемые – валами. Эти понятия относятся не только к цилиндрическим поверхностям, но и к любым другим.

Детали, которые образуют соединения, характеризуются следующими размерами: номинальный, предельный, действительный.

Условные обозначения размеров, относящихся к отверстиям, обозначают прописной (заглавной) буквой латинского алфавита, а к валам – строчной буквой.

Условные обозначения, относящиеся к взаимозаменяемости, представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Принятые термины и обозначения

Обозначения	Наименование обозначений (термины)
DN	Номинальный размер
Dmax, Dmin (dmax, dmin)	предельные размеры отверстия (вала): наибольший или максимальный, наименьший или минимальный
De (de)	действительный размер отверстия (вала)
ES (es)	верхнее предельное отклонение отверстия (вала)
EI (ei)	нижнее предельное отклонение отверстия (вала)
Smax, Smin,	зазор максимальный, зазор минимальный, зазор средний
Nmax, Nmin	натяг максимальный, натяг минимальный
TD, Td	допуск отверстия, допуск вала
TS, TN,TSN	допуск посадки с зазорами, с натягами, переходной;
IT	допуск размера по соответствующему квалитету, например: IT5, IT14
А∆, Б∆.	номинальный размер замыкающего звена
А1, А2. ; Б1, Б2.	номинальный размер составляющего звена размерной цепи
∆S∆, ∆I∆	верхнее предельное отклонение замыкающего звена, нижнее предельное отклонение замыкающего звена
	звенья увеличивающие
	звенья уменьшающие
i, a	единица допуска, число единиц допуска (коэффициент точности)
∆0	координата середины поля допуска
CH, Ch	система отверстия, система вала
a	относительная геометрическая точность
∆f	погрешность формы
ui	поправка, учитывающая реальные условия работы
Nзс, Nзэ	запас прочности технологический, запас прочности эксплуатационный

Продолжение таблицы 1.1

Номинальный размер (D_N) – размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений.

Номинальный размер определяют в соответствии с функциональным назначением детали: расчетом на жесткость, прочность, кручение и т.д., или назначают, исходя из конструктивных соображений.

Номинальный размер одинаков для отверстия и вала, образующих соединение. Номинальный размер должен выбираться по ГОСТ 6636-69 (СТ СЭВ 514-87).

Действительный размер (D_e) – размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью.

Разность между действительным и расчетным (заданным) размерами называется погрешностью размера. Допустимые для действительных размеров наибольшее и наименьшее их значения называют наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Предельные размеры задаются, как правило, в виде отклонений от номинального размера. Относительно номинального размера задается два предельных отклонения.

ES (es) – верхнее предельное отклонение отверстия (вала) – большее из двух предельных отклонений.

EI (ei) – нижнее предельное отклонение отверстия (вала) – меньшее из двух предельных отклонений.

Предельные отклонения определяют по ГОСТ 25347-89 (СТ СЭВ 144-88).

Предельное отклонение имеет знак (+) или (–), одно из предельных отклонений может быть равно нулю. Написание знака перед предельным отклонением обязательно, предельное отклонение нольне пишется, каждое предельное отклонение пишется строго на своем месте относительно номинального размера.

Например: Ø, Ø, Ø, Ø, Ø.

Предельные размеры – это два предельно допустимых размера, между которыми находится или которым может быть равен действительный размер годной детали.

D_max (d_max) – наибольший предельный размер для отверстия (вала) – больший из двух предельных размеров.

D_min (d_min) – наименьший предельный размер отверстия (вала) – меньший из двух предельных размеров.

Предельные размеры определяются как алгебраическая сумма номинального размера и предельного отклонения.

Алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами называется действительным отклонением.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском размера

Допуск размера может быть определен как алгебраическая разность между верхним и нижним предельными отклонениями

Поле допуска размера – это поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями.

Различные соединения полей допусков валов и отверстий образуют посадки.

Посадка – характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Зазор – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.

Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

В Единой Системе Допусков и Посадок (ЕСДП) определено три вида посадок: посадка с зазором, посадка с натягом, посадка переходная.

Посадка с зазором – посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении.

Посадка с натягом – посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении.

Посадка переходная – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга.

Для анализа характера соединений важно знать предельные значения зазоров и натягов. Их можно определить по формулам

Графическое изображение деталей соединения дает возможность легче усвоить соотношение предельных размеров, упрощает восприятие посадки.

При графическом изображении посадки поля допусков строят относительно нулевой линии, см. рисунок 1.1.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются предельные отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок.

Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от неё, а отрицательные – вниз.

1

3

1 – Схема посадки с зазором; 2 – Схема посадки с натягом;

3 – Схема посадки переходной

Рисунок 1.1 – Графическое изображение посадок

Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединению.

Допуск посадки можно определить и через предельные размеры соединения (зазоры или натяги).

Допуск посадки с зазором – это разность между зазором наибольшим и зазором наименьшим.

Допуск посадки с натягом – это разность между наибольшим натягом и наименьшим натягом.

Допуск переходной посадки – это сумма максимально зазора и максимального натяга.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник