Tolerantie en fit in de werktuigbouwkunde

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-02 14:00

Metrologie is de wetenschap van metingen, middelen en methoden om hun eenheid te verzekeren, evenals manieren om de vereiste nauwkeurigheid te bereiken. Het onderwerp is de selectie van kwantitatieve informatie over de parameters van objecten met een bepaalde betrouwbaarheid en nauwkeurigheid. Het regelgevend kader voor metrologie is normen. In dit artikel zullen we het systeem van toleranties en landingen beschouwen, dat een onderafdeling is van deze wetenschap.

Het concept van uitwisselbaarheid van onderdelen

In moderne fabrieken worden tractoren, auto's, werktuigmachines en andere machines niet in eenheden of tientallen geproduceerd, maar in honderden en zelfs duizenden. Met dergelijke productievolumes is het erg belangrijk dat elk gefabriceerd onderdeel of assemblage precies op zijn plaats past tijdens de montage zonder extra aanpassingen van de slotenmaker. Dergelijke bewerkingen zijn immers vrij arbeidsintensief, duur en nemen veel tijd in beslag, wat bij massaproductie niet acceptabel is. Het is net zo belangrijk dat de onderdelen die de assemblage binnenkomen, kunnen worden vervangen.voor andere gemeenschappelijke doeleinden met hen, zonder enige schade aan de werking van de gehele afgewerkte eenheid. Een dergelijke uitwisselbaarheid van onderdelen, samenstellingen en mechanismen wordt unificatie genoemd. Dit is een zeer belangrijk punt in de machinebouw, het stelt u in staat om niet alleen de kosten van het ontwerpen en vervaardigen van onderdelen te besparen, maar ook de productietijd, bovendien vereenvoudigt het de reparatie van het product als gevolg van de werking ervan. Uitwisselbaarheid is het eigendom van componenten en mechanismen om hun plaats in producten in te nemen zonder voorafgaande selectie en hun belangrijkste functies uit te voeren in overeenstemming met de specificaties.

Koppelingsonderdelen

Twee delen, vast of beweegbaar met elkaar verbonden, worden paring genoemd. En de waarde waarmee deze articulatie wordt uitgevoerd, wordt meestal de paringsgrootte genoemd. Een voorbeeld is de diameter van het gat in de poelie en de bijbehorende asdiameter. De waarde waarmee de verbinding niet optreedt, wordt meestal de vrije grootte genoemd. Bijvoorbeeld de buitendiameter van de poelie. Om uitwisselbaarheid te garanderen, moeten de passende afmetingen van onderdelen altijd nauwkeurig zijn. Een dergelijke verwerking is echter zeer gecompliceerd en vaak onpraktisch. Daarom wordt in de technologie een methode gebruikt om uitwisselbare onderdelen te verkrijgen bij het werken met de zogenaamde geschatte nauwkeurigheid. Het ligt in het feit dat knooppunten en onderdelen voor verschillende bedrijfsomstandigheden de toegestane afwijkingen van hun afmetingen instellen, waaronder een onberispelijke werking van deze onderdelen in de unit mogelijk is. Dergelijke offsets, berekend voor verschillende bedrijfsomstandigheden, zijn ingebouwd in een gegeveneen bepaald schema, de naam is "een verenigd systeem van toleranties en landingen".

Het concept van toleranties. Kwantiteitskenmerken

De berekende gegevens van het op de tekening geleverde onderdeel, waarvan de afwijkingen worden geteld, wordt gewoonlijk de nominale maat genoemd. Meestal wordt deze waarde uitgedrukt in hele millimeters. De maat van het onderdeel, dat tijdens de bewerking daadwerkelijk wordt verkregen, wordt de werkelijke maat genoemd. De waarden waartussen deze parameter fluctueert, worden meestal de limiet genoemd. Hiervan is de maximale parameter de grootste limiet en de minimale parameter de kleinste. Afwijkingen zijn het verschil tussen de nominale en grenswaarde van een onderdeel. In de tekeningen wordt deze parameter meestal in numerieke vorm aangegeven met een nominale grootte (de bovenste waarde is hierboven aangegeven en de onderste waarde hieronder).

Invoervoorbeeld

Als de tekening de waarde 40^{+0, 15}_{-0, 1 weergeeft, dan betekent dit dat de nominale grootte van de deel is 40 mm, de grootste limiet is +0,15, de kleinste is -0,1. Het verschil tussen de nominale en maximale grenswaarde wordt de bovenste afwijking genoemd, en tussen de minimale - de onderste. Vanaf hier kunnen de werkelijke waarden eenvoudig worden bepaald. Uit dit voorbeeld volgt dat de grootste grenswaarde gelijk zal zijn aan 40+0, 15=40,15 mm, en de kleinste: 40-0, 1=39,9 mm. Het verschil tussen de kleinste en grootste limietgrootte wordt de tolerantie genoemd. Als volgt berekend: 40, 15-39, 9=0,25 mm.}

Hiaten en strakheid

Laten we eens nadenkeneen specifiek voorbeeld waar toleranties en passingen centraal staan. Stel dat we een onderdeel nodig hebben met een gat 40^{+0, 1} om te passen op een as met afmetingen 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Uit de voorwaarde blijkt dat de diameter voor alle opties kleiner zal zijn dan het gat, wat betekent dat bij een dergelijke verbinding noodzakelijkerwijs een opening zal optreden. Zo'n landing wordt meestal een beweegbare genoemd, omdat de as vrij in het gat kan draaien. Als de afmeting van het onderdeel 40^{+0, 2}_{+0, 15 is, dan zal het onder alle omstandigheden groter zijn dan de gatdiameter. In dit geval moet de as worden ingedrukt en zal er een storing zijn in de verbinding.}

Conclusies

Op basis van bovenstaande voorbeelden kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

• Gap is het verschil tussen de werkelijke afmetingen van de as en het gat, wanneer de laatste groter is dan de eerste. Met deze verbinding hebben de onderdelen vrije rotatie.
• Voorspanning wordt meestal het verschil genoemd tussen de werkelijke afmetingen van het gat en de as, wanneer de laatste groter is dan de eerste. Bij deze verbinding worden de onderdelen ingedrukt.

Past- en nauwkeurigheidsklassen

Landingen zijn meestal onderverdeeld in vast (heet, druk, gemakkelijk drukken, doof, strak, dicht, gespannen) en mobiel (glijdend, rennend, bewegend, gemakkelijk rennend, breedlopend). In de machinebouw en instrumentatie zijn er bepaalde regels die toleranties en landingen regelen. GOST voorziet in bepaalde nauwkeurigheidsklassen bij de vervaardiging van assemblages met behulp van gespecificeerde maatafwijkingen. uit de praktijkHet is bekend dat de details van weg- en landbouwmachines zonder hun werking te schaden, met minder nauwkeurigheid kunnen worden vervaardigd dan bij draaibanken, meetinstrumenten en auto's. Toleranties en passingen in de machinebouw kennen daarbij tien verschillende nauwkeurigheidsklassen. De meest nauwkeurige daarvan zijn de eerste vijf: 1, 2, 2a, 3, 3a; de volgende twee verwijzen naar gemiddelde nauwkeurigheid: 4 en 5; en de laatste drie te ruw: 7, 8 en 9.

Om erachter te komen tot welke nauwkeurigheidsklasse het onderdeel moet worden gemaakt, zet u op de tekening naast de letter die de pasvorm aangeeft, een nummer dat deze parameter aangeeft. Markering C4 betekent bijvoorbeeld dat het type glijdend is, klasse 4; X3 - hardlooptype, klasse 3e. Voor alle landingen van de tweede klasse wordt geen digitale aanduiding geplaatst, omdat dit de meest voorkomende is. Gedetailleerde informatie over deze parameter vindt u in het tweedelige naslagwerk "Tolerances and Fits" (Myagkov V. D., uitgave 1982).

As- en gatensysteem

Tolerantie en passingen worden meestal als twee systemen beschouwd: gaten en assen. De eerste wordt gekenmerkt door het feit dat daarin alle typen met dezelfde mate van nauwkeurigheid en klasse verwijzen naar dezelfde nominale diameter. Gaten hebben constante waarden van limietafwijkingen. Een verscheidenheid aan landingen in een dergelijk systeem wordt verkregen als gevolg van het veranderen van de maximale afwijking van de as.

De tweede wordt gekenmerkt door het feit dat alle typen met dezelfde mate van nauwkeurigheid en klasse verwijzen naar dezelfde nominale diameter. De as heeft constante grenswaardenafwijkingen. Een verscheidenheid aan landingen wordt uitgevoerd als gevolg van het wijzigen van de waarden van de maximale afwijkingen van de gaten. In de tekeningen van het gatensysteem is het gebruikelijk om de letter A en de as aan te duiden - de letter B. In de buurt van de letter wordt het teken van de nauwkeurigheidsklasse geplaatst.

Voorbeelden van symbolen

Als "30A3" is aangegeven op de tekening, betekent dit dat het betreffende onderdeel moet worden bewerkt met een gatensysteem van de derde nauwkeurigheidsklasse, als "30A" is aangegeven, betekent dit dat hetzelfde systeem wordt gebruikt, maar de tweede klas. Indien de tolerantie en passing volgens het schachtprincipe worden gemaakt, dan wordt bij de nominale maat het gewenste type aangegeven. Een onderdeel met de aanduiding "30B3" komt bijvoorbeeld overeen met de verwerking van het assysteem van de derde nauwkeurigheidsklasse.

In zijn boek legt M. A. Paley ("Tolerances and Fits") uit dat in de machinebouw het principe van een gat vaker wordt gebruikt dan een as. Dit komt doordat er minder apparatuur en gereedschap voor nodig is. Om bijvoorbeeld een gat met een bepaalde nominale diameter volgens dit systeem te verwerken, is slechts één ruimer nodig voor alle bordessen van deze klasse en is één limietplug nodig om de diameter te wijzigen. Bij een assysteem zijn een aparte ruimer en een aparte plug nodig om ervoor te zorgen dat ze allemaal in dezelfde klasse passen.

Toleranties en pasvormen: afwijkingstabel

Voor het bepalen en selecteren van nauwkeurigheidsklassen is het gebruikelijk om speciale referentieliteratuur te gebruiken. Toleranties en passingen (een tabel met een voorbeeld staat in dit artikel) zijn dus in de regel zeer kleine waarden. Voorom geen extra nullen te schrijven, worden ze in de literatuur aangeduid in microns (duizendsten van een millimeter). Eén micron komt overeen met 0,001 mm. Gewoonlijk worden de nominale diameters aangegeven in de eerste kolom van een dergelijke tabel en de afwijkingen van het gat in de tweede. De rest van de grafieken geven verschillende groottes van landingen met hun overeenkomstige afwijkingen. Het plusteken naast een dergelijke waarde geeft aan dat deze moet worden opgeteld bij de nominale grootte, het minteken geeft aan dat deze moet worden afgetrokken.

Draden

Toleranties en passingen van schroefdraadverbindingen moet rekening houden met het feit dat de schroefdraad alleen aan de zijkanten van het profiel is gekoppeld, alleen dampdichte typen kunnen een uitzondering zijn. De belangrijkste parameter die de aard van de afwijkingen bepa alt, is daarom de gemiddelde diameter. Tolerantie en passingen voor de buiten- en binnendiameters zijn zo ingesteld dat de mogelijkheid van beknelling langs de troggen en toppen van de draad volledig wordt geëlimineerd. De fouten bij het verkleinen van de buitenmaat en het vergroten van de binnenmaat hebben geen invloed op het make-upproces. Afwijkingen in de schroefdraadspoed en profielhoek zorgen er echter voor dat de bevestiger vastloopt.

Gap-draadtoleranties

Tolerantie- en spelingpassingen komen het meest voor. Bij dergelijke verbindingen is de nominale waarde van de gemiddelde diameter gelijk aan de grootste gemiddelde waarde van de schroefdraad van de moer. Afwijkingen worden meestal geteld vanaf de profiellijn loodrecht op de draadas. Dit wordt bepaald door GOST 16093-81. Toleranties voor de schroefdraaddiameter van moeren en bouten worden toegekend afhankelijk van de gespecificeerde nauwkeurigheidsgraad (aangegeven met een cijfer). Geaccepteerdde volgende reeks waarden voor deze parameter: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Er zijn geen toleranties voor ingesteld. Het plaatsen van de draaddiametervelden ten opzichte van de nominale profielwaarde helpt om de belangrijkste afwijkingen te bepalen: de bovenste voor de externe waarden van de bouten en de onderste voor de interne waarden van de moeren. Deze parameters zijn rechtstreeks afhankelijk van de nauwkeurigheid en verbindingsstap.

Toleranties, pasvormen en technische afmetingen

Voor de productie en verwerking van onderdelen en mechanismen met gespecificeerde parameters moet de draaier verschillende meetinstrumenten gebruiken. Meestal worden voor ruwe metingen en het controleren van de afmetingen van producten linialen, schuifmaten en binnenmaten gebruikt. Voor nauwkeurigere metingen - schuifmaten, micrometers, meters, enz. Iedereen weet wat een liniaal is, dus we zullen er niet bij stilstaan.

De schuifmaat is een eenvoudig hulpmiddel voor het meten van de buitenafmetingen van werkstukken. Het bestaat uit een paar draaibare gebogen poten die op dezelfde as zijn bevestigd. Er is ook een veertype remklauw, deze wordt met een schroef en moer op de gewenste maat ingesteld. Zo'n tool is iets handiger dan een simpele, omdat het de opgegeven waarde behoudt.

De schuifmaat is ontworpen om interne metingen te doen. Er is een regelmatig en een lentetype. Het apparaat van deze tool is vergelijkbaar met een schuifmaat. Instrumentnauwkeurigheid is 0,25 mm.

Een schuifmaat is een nauwkeuriger apparaat. Ze kunnen zowel externe als interne oppervlakken meten.bewerkte onderdelen. De draaier gebruikt bij het werken op een draaibank een schuifmaat om de diepte van een groef of richel te meten. Dit meetinstrument bestaat uit een schacht met schaalverdeling en bekken en een frame met een tweede paar bekken. Met behulp van een schroef wordt het frame in de gewenste positie op de stang bevestigd. De meetnauwkeurigheid is 0,02 mm.

Dieptemeter - dit apparaat is ontworpen om de diepte van groeven en ondersnijdingen te meten. Bovendien kunt u met de tool de juiste positie van de richels langs de lengte van de schacht bepalen. Het apparaat van dit apparaat is vergelijkbaar met een schuifmaat.

Micrometers worden gebruikt om de diameter, dikte en lengte van het werkstuk nauwkeurig te bepalen. Ze geven aflezingen met een nauwkeurigheid van 0,01 mm. Het gemeten object bevindt zich tussen de micrometerschroef en de vaste hiel, de afstelling wordt uitgevoerd door de trommel te draaien.

Binnenmeters worden gebruikt voor nauwkeurige metingen van interne oppervlakken. Er zijn vaste en glijdende apparaten. Deze gereedschappen zijn staven met meetkogeluiteinden. De onderlinge afstand komt overeen met de diameter van het te bepalen gat. De meetlimieten voor de binnenmaat zijn 54-63 mm, met een extra kop kunnen diameters tot 1500 mm worden bepaald.