Tolerància i adaptació a l'enginyeria mecànica

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 13:51

La metrologia és la ciència de les mesures, els mitjans i els mètodes per assegurar-ne la unitat, així com les maneres d'aconseguir la precisió requerida. El seu tema és la selecció d'informació quantitativa sobre els paràmetres dels objectes amb una fiabilitat i precisió determinades. El marc normatiu de la metrologia són els estàndards. En aquest article, considerarem el sistema de toleràncies i aterratges, que és una subsecció d'aquesta ciència.

El concepte d'intercanviabilitat de peces

A les fàbriques modernes, els tractors, els cotxes, les màquines-eina i altres màquines no es produeixen per unitats o desenes, sinó per centenars i fins i tot milers. Amb aquests volums de producció, és molt important que cada peça o conjunt fabricat encaixi exactament al seu lloc durant el muntatge sense ajustaments addicionals de serraller. Al cap i a la fi, aquestes operacions són força laborioses, cares i requereixen molt de temps, cosa que no és acceptable en la producció en massa. És igualment important que les peces que entren al conjunt permetin la substitució.a altres fins comuns amb ells, sense que hi hagi danys en el funcionament de tota la unitat acabada. Aquesta intercanviabilitat de peces, conjunts i mecanismes s'anomena unificació. Aquest és un punt molt important en l'enginyeria mecànica, permet estalviar no només el cost de disseny i fabricació de peces, sinó també el temps de producció, a més, simplifica la reparació del producte com a resultat del seu funcionament. La intercanviabilitat és propietat dels components i mecanismes d'ocupar el seu lloc en els productes sense selecció prèvia i realitzar les seves funcions principals d'acord amb les especificacions.

Peces d'aparellament

Dues parts, fixes o connectades entre si de manera mòbil, s'anomenen aparellament. I el valor pel qual es duu a terme aquesta articulació se sol anomenar mida d'aparellament. Un exemple és el diàmetre del forat de la politja i el diàmetre de l'eix corresponent. El valor pel qual no es produeix la connexió se sol anomenar mida lliure. Per exemple, el diàmetre exterior de la politja. Per garantir la intercanviabilitat, les dimensions d'acoblament de les peces sempre han de ser precises. Tanmateix, aquest processament és molt complicat i sovint poc pràctic. Per tant, en tecnologia, s'utilitza un mètode per obtenir peces intercanviables quan es treballa amb l'anomenada precisió aproximada. Rau en el fet que per a diferents condicions de funcionament, els nodes i les peces estableixen les desviacions permeses de les seves mides, sota les quals és possible el funcionament impecable d'aquestes peces a la unitat. Aquests desplaçaments, calculats per a una varietat de condicions de funcionament, es construeixen en un determinatun determinat esquema, el seu nom és "un sistema unificat de toleràncies i aterratges".

El concepte de toleràncies. Característiques de la quantitat

Les dades calculades de la peça subministrada al dibuix, a partir de les quals es compten les desviacions, s'anomenen habitualment mida nominal. Normalment, aquest valor s'expressa en mil·límetres sencers. La mida de la peça, que en realitat s'obté durant el processament, s'anomena mida real. Els valors entre els quals fluctua aquest paràmetre s'anomenen normalment límit. D'aquests, el paràmetre màxim és el límit de mida més gran i el paràmetre mínim és el més petit. Les desviacions són la diferència entre el valor nominal i el valor límit d'una peça. Als dibuixos, aquest paràmetre s'indica normalment en forma numèrica amb una mida nominal (el valor superior s'indica a d alt i el valor inferior a continuació).

Exemple d'entrada

Si el dibuix mostra el valor 40^{+0, 15}_{-0, 1, això significa que la mida nominal del la part és de 40 mm, el límit més gran és +0,15, el més petit és -0,1. La diferència entre el valor límit nominal i màxim s'anomena desviació superior, i entre el mínim, la inferior. A partir d'aquí, els valors reals es determinen fàcilment. D'aquest exemple es dedueix que el valor límit més gran serà igual a 40+0, 15=40,15 mm, i el més petit: 40-0, 1=39,9 mm. La diferència entre les mides límit més petita i més gran s'anomena tolerància. Calculat de la següent manera: 40, 15-39, 9=0,25 mm.}

Buits i estanquitat

Anem a considerarun exemple concret on les toleràncies i els ajustaments són clau. Suposem que necessitem una peça amb un forat 40^{+0, 1} per encaixar en un eix amb dimensions 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Es pot veure a partir de la condició que el diàmetre de totes les opcions serà inferior al forat, el que significa que amb aquesta connexió necessàriament es produirà un buit. Aquest aterratge se sol anomenar mòbil, ja que l'eix girarà lliurement al forat. Si la mida de la peça és 40^{+0, 2}_{+0, 15, en qualsevol cas serà més gran que el diàmetre del forat. En aquest cas, s'ha de prémer l'eix i hi haurà una interferència en la connexió.}

Conclusions

A partir dels exemples anteriors, es poden extreure les conclusions següents:

• Gap és la diferència entre les dimensions reals de l'eix i el forat, quan aquest últim és més gran que el primer. Amb aquesta connexió, les peces tenen rotació lliure.
• La precàrrega se sol anomenar la diferència entre les dimensions reals del forat i l'eix, quan aquest últim és més gran que el primer. Amb aquesta connexió, les peces es pressionen.

Clases d'ajustament i precisió

Els aterratges solen dividir-se en fixos (calent, premsa, pressa fàcil, sords, atapeïts, densos, tensos) i mòbils (lliscant, corrent, moviment, córrer fàcil, córrer ample). En enginyeria mecànica i instrumentació, hi ha determinades normes que regulen les toleràncies i els aterratges. GOST proporciona determinades classes de precisió en la fabricació de conjunts amb desviacions dimensionals especificades. Des de la pràcticaSe sap que els detalls de les màquines de carretera i agrícoles sense danyar el seu funcionament es poden fabricar amb menys precisió que els torns, els instruments de mesura i els automòbils. En aquest sentit, les toleràncies i els ajustaments en enginyeria mecànica tenen deu classes de precisió diferents. Els més precisos són els cinc primers: 1, 2, 2a, 3, 3a; els dos següents fan referència a una precisió mitjana: 4 i 5; i els tres últims a brut: 7, 8 i 9.

Per saber a quina classe de precisió s'ha de fer la peça, al dibuix, al costat de la lletra que indica l'ajust, poseu un número que indiqui aquest paràmetre. Per exemple, marcar C4 significa que el tipus és lliscant, classe 4; X3 - tipus de carrera, classe 3r. Per a tots els desembarcaments de la segona classe, no es posa una designació digital, ja que és la més habitual. Podeu obtenir informació detallada sobre aquest paràmetre al llibre de referència de dos volums "Tolerances and Fits" (Myagkov V. D., edició de 1982).

Sistema d'eix i forat

La tolerància i els ajustaments solen considerar-se com dos sistemes: forats i eixos. El primer d'ells es caracteritza pel fet que tots els tipus amb el mateix grau de precisió i classe es refereixen al mateix diàmetre nominal. Els forats tenen valors constants de desviacions límit. Com a resultat de canviar la desviació màxima de l'eix, s'obté una varietat d'aterratges en aquest sistema.

El segon d'ells es caracteritza pel fet que tots els tipus amb el mateix grau de precisió i classe fan referència al mateix diàmetre nominal. L'eix té valors límit constantsdesviacions. Es duen a terme una varietat d'aterratges com a resultat de canviar els valors de les desviacions màximes dels forats. Als dibuixos del sistema de forats, s'acostuma a designar la lletra A i l'eix - la lletra B. A prop de la lletra, es col·loca el signe de la classe de precisió.

Exemples de símbols

Si al dibuix s'indica "30A3", significa que la peça en qüestió s'ha de mecanitzar amb un sistema de forats de la tercera classe de precisió, si s'indica "30A" vol dir que s'utilitza el mateix sistema, però la segona classe. Si la tolerància i l'ajust es fan segons el principi de l'eix, el tipus requerit s'indica a la mida nominal. Per exemple, una peça amb la designació "30B3" correspon al processament del sistema d'eix de la tercera classe de precisió.

Al seu llibre, M. A. Paley ("Tolerances and Fits") explica que en enginyeria mecànica el principi d'un forat s'utilitza més sovint que un eix. Això es deu al fet que requereix menys equips i eines. Per exemple, per processar un forat d'un diàmetre nominal determinat segons aquest sistema, només es necessita un escariador per a tots els replà d'aquesta classe i un tap de límit per canviar el diàmetre. Amb un sistema d'eix, calen un escariador i un endoll separats per garantir que cadascun encaixi dins de la mateixa classe.

Toleràncies i ajustos: taula de desviacions

Per determinar i seleccionar classes de precisió, s'acostuma a utilitzar bibliografia de referència especial. Per tant, les toleràncies i els ajustaments (en aquest article es dóna una taula amb un exemple) són, per regla general, valors molt petits. Perper no escriure zeros addicionals, a la literatura es designen en micres (mil·lèsimes de mil·límetre). Una micra correspon a 0,001 mm. Normalment, els diàmetres nominals s'indiquen a la primera columna d'aquesta taula i les desviacions del forat s'indiquen a la segona. La resta de gràfics donen diferents mides d'aterratges amb les seves corresponents desviacions. El signe més al costat d'aquest valor indica que s'ha d'afegir a la mida nominal, el signe menys indica que s'ha de restar.

Fits

La tolerància i els ajustaments de les connexions roscades han de tenir en compte el fet que les rosques s'acoblen només als costats del perfil, només els tipus estancs al vapor poden ser una excepció. Per tant, el paràmetre principal que determina la naturalesa de les desviacions és el diàmetre mitjà. La tolerància i els ajustaments per als diàmetres exterior i interior s'estableixen de manera que s'elimini completament la possibilitat de pessigar al llarg dels abeuradors i la part superior del fil. Els errors de reduir la dimensió exterior i augmentar la dimensió interior no afectaran el procés de maquillatge. No obstant això, les desviacions en el pas de la rosca i l'angle del perfil provocaran que l'element de fixació s'enganxi.

Toleràncies de fil de bretxa

Els ajustaments de tolerància i espai lliure són els més habituals. En aquestes connexions, el valor nominal del diàmetre mitjà és igual al valor mitjà més gran de la rosca de la femella. Les desviacions es compten generalment des de la línia del perfil perpendicular a l'eix de la rosca. Això està determinat per GOST 16093-81. Les toleràncies per al diàmetre de rosca de femelles i cargols s'assignen en funció del grau de precisió especificat (indicat amb un número). Acceptatla següent sèrie de valors per a aquest paràmetre: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. No s'estableixen toleràncies per a ells. Col·locar els camps del diàmetre de la rosca en relació amb el valor del perfil nominal ajuda a determinar les principals desviacions: els superiors per als valors externs dels cargols i els inferiors per als valors interns de les femelles. Aquests paràmetres depenen directament de la precisió i el pas de connexió.

Toleràncies, ajustaments i mesures tècniques

Per a la producció i processament de peces i mecanismes amb paràmetres especificats, el torner ha d'utilitzar una varietat d'eines de mesura. Normalment, per a mesures aproximades i comprovació de les dimensions dels productes, s'utilitzen regles, pinces i calibres interiors. Per obtenir mesures més precises: pinces, micròmetres, calibres, etc. Tothom sap què és un regle, així que no ens detenem.

El calibre és una eina senzilla per mesurar les dimensions exteriors de les peces de treball. Consta d'un parell de potes corbes giratòries fixades en el mateix eix. També hi ha un tipus de pinça de molla, s'ajusta a la mida requerida amb un cargol i una femella. Aquesta eina és una mica més convenient que una de senzilla, perquè conserva el valor especificat.

La pinça està dissenyada per prendre mesures internes. Hi ha un tipus regular i primaveral. El dispositiu d'aquesta eina és similar a una pinça. La precisió de l'instrument és de 0,25 mm.

Una pinça és un dispositiu més precís. Poden mesurar superfícies tant externes com internes.peces processades. El torner, quan treballa en un torn, utilitza una pinça per mesurar la profunditat d'una ranura o cornisa. Aquesta eina de mesura consta d'un eix amb graduacions i mordasses i un marc amb un segon parell de mordasses. Amb l'ajuda d'un cargol, el marc es fixa a la vareta a la posició requerida. La precisió de mesura és de 0,02 mm.

Calibre de profunditat: aquest dispositiu està dissenyat per mesurar la profunditat de les ranures i els retalls. A més, l'eina us permet determinar la posició correcta de les cornisas al llarg de la longitud de l'eix. El dispositiu d'aquest dispositiu és semblant a una pinça.

Els micròmetres s'utilitzen per determinar amb precisió el diàmetre, el gruix i la longitud de la peça. Donen lectures amb una precisió de 0,01 mm. L'objecte mesurat es troba entre el cargol micròmetre i el taló fix, l'ajust es realitza girant el tambor.

Els mesuradors interiors s'utilitzen per mesurar amb precisió les superfícies internes. Hi ha dispositius fixos i lliscants. Aquestes eines són varetes amb extrems de boles de mesura. La distància entre ells correspon al diàmetre del forat que es determina. Els límits de mesura del calibre interior són de 54-63 mm, amb un capçal addicional, es poden determinar diàmetres de fins a 1500 mm.