ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАВИСИМОГО ДОПУСКА СООСНОСТИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И РЕМОНТЕ ВАЛОВ

Полный текст

Введение Стоимость машины определяет технологичность ее изготовления, поэтому детали, применяемые в машиностроении, имеют простейшую геометрическую форму. В первую очередь это цилиндрические поверхности - их около 70 %, плоские - 12 %, зубчатые колеса -3 % [1]. Отклонения формы, расположения поверхностей деталей приводят к ухудшению эксплуатационных свойств сборочных единиц, в которые они установлены. Так, в подвижных соединениях отклонения от правильной цилиндрической формы приводят к повышенному износу из-за контакта не по всей поверхности, а только по ее части, к повышению сил трения и снижению КПД машины. В неподвижных соединениях эти отклонения приводят к неравномерности натягов в соединениях, снижению прочность посадки, герметичности и точности центрирования [1]. Отклонение формы влияет на рост погрешностей в операциях сборки и повышении трудоемкости пригоночных работ, а также оказывает влияние на погрешность базирования деталей. Отклонения формы и расположения поверхностей деталей приводят и к увеличению погрешности результатов измерений размеров, в связи с чем требуется проводить контроль в нескольких сечениях и плоскостях, как при контроле колец подшипников качения, что приводит увеличению трудоемкости и стоимости работ. Поэтому однократное измерение размера детали в процессе контроля вносит неопределенность в оценку качества геометрии детали и соединения, появляется погрешность выявления действительного размера [2]. Цель исследования Назначить зависимый допуск отклонения от соосности для вала, где соседними поверхностями являются посадка под подшипник качения и посадка под шестерню, рассмотрев это для трех случаев возможного нормирования: действительного размера поверхности под шестерню; действительного размера поверхности под подшипник; действительных размеров поверхности под шестерню и подшипник. Методы, теория и практика Статистика ремонта показывает, что ресурс редукторов и коробок передач, которые отремонтированы с полной заменой зубчатых колес, валов и подшипников, составляет не более 45 % ресурса новых агрегатов, если используется старый корпус, в котором из-за коробления и износа нарушены первоначальные требования на отклонения расположения поверхностей [1]. Нарушения допусков отклонений формы и расположения поверхностей - самый важный фактор негерметичности уплотнений [2]. Допуски расположения или формы, нормируемые для деталей типа «вал» или «отверстие», могут быть зависимыми и независимыми. Зависимые допуски расположения устанавливаются для деталей, которые входят в сопряжение по двум и более поверхностям, а требования полной взаимозаменяемости сводятся к обеспечению собираемости исходя из 100 % вероятности годности соединения деталей по всем сопрягаемым поверхностям. Зависимые допуски связаны с зазорами и натягами, и предельные размеры сопрягаемых поверхностей должны быть между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия. Контроль деталей с зависимыми допусками обычно осуществляется комплексными калибрами, изготовленными в виде прототипов сопрягаемых деталей. Эти калибры всегда проходные, что гарантирует сборку изделий по принципу полной взаимозаменяемости. Зависимый допуск указывается на чертеже или в других технических документах значением, которое допускается превышать на величину, зависящую от отклонения действительного размера рассматриваемого элемента или базы от заданного отклонением предела максимума материала: T = T. + T (1) зав min доп где Zmin - наименьшая часть допуска, связанная с предельным зазором или натягом; Тдоп - дополнительная часть допуска, зависящая от действительных размеров рассматриваемых поверхностей. Выбор средств измерений для контроля величин пределов максимума и минимума материала должен проводиться по методикам, изложенным в ряде работ [3, 4], а дополнительная часть допуска приводит к снижению требований к точности средств измерений, и влияет на качество измерительных процессов [5]. Допуск соосности может изменяться в процессе износа поверхностей деталей и соединений по зависимостям и моделям, представленным в работе О.А. Леонова [6], причем возможен отказ как по пределу максимума, так и по пределу минимума материала [7]. Уже разработаны методики, где при расчете предельных зазоров и натягов вводятся поправки на отклонение формы поверхностей [8], а также поправки на смятие шероховатости поверхности при запрессовке [9], что приводит к значительному улучшению качества посадки и к увеличению долговечности соединений. Результаты и обсуждение Рассмотрим, как назначение зависимого допуска соосности формирует допуск на размеры для валов, где происходит ступенчатое уменьшение размера. На чертеже фрагмента вала унифицированного редуктора завода МОССЕЛЬМАШ, под обозначением Н090.040 (рис. 1), в верхней части рис. 1, указан допуск соосности 0,01 мм для поверхности 0 60k 6(+°'001! мм (посадка подшипника качения) по отношению к базовой поверхности «А» 0 60и6(+0'020) посадка шестерни). Поле отклонения оставлено пустым и рассмотрены три варианта заполнения этого поля: 1) допуск соосности определяется в зависимости от действительного размера 0 60+0022 (рис. 1, а) (если размер вала равен 65,021 мм, тогда допуск соосности составит 0,01 мм, а если 60,002 мм, тогда допуск соосности составит 0,029 мм); 2) допуск соосности определяется в зависимости от действительного размера базы 0 62++00,,002390 (рис. 1, б) (если размер вала равен 62,039 мм, тогда допуск соосности будет составлять 0,01 мм, а если размер вала 62,020 мм, тогда допуск соосности составит 0,029 мм); 3) допуск соосности зависит от действительных размеров поверхностей детали 0 60++00,,002021 и базовой поверхности 62+0029 (рис. 1, в) (если оба размера вала будут равны 60,021 и 62,039 мм, то допуск соосности будет составлять 0,01 мм, а если размеры будут 60,002 и 62,020 мм, то допуск соосности есть сумма 0,019 + 0,019 + + 0,01 = 0,048 мм. Здесь возможно практически любое сочетание действительных размеров элементов детали. а б в Рис. 1. Допуск отклонения от соосности, зависимый от: а - действительного размера поверхности 060& 6(+0 022) ; б - действительного размера базовой поверхности 0 60и6(+0'030) ; в - действительных размеров поверхности 060&6(+о 022) и базовой поверхности 060и6(+0'030) Выводы Такое назначение допуска соосности позволяет, с одной стороны, уменьшить требования к точности оборудования [10] и снизить себестоимость обработки, а с другой - применять полную взаимозаменяемость - бесподгонную сборку. Для нашего примера, применение обозначения, показанного на рисунке 1, в, расширяет допуск соосности двух поверхностей вала от 0,010 до 0,048 мм, что не только экономически целесообразно, но и позволяет грамотно использовать преимущества полной взаимозаменяемости.

Об авторах

О. А Леонов

РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

Email: oaleonov@ya.ru
д.т.н.

Ю. Г Вергазова

РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

Email: oaleonov@ya.ru

У. Ю Антонова

РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

Email: oaleonov@ya.ru

Список литературы

Дополнительные файлы