Розмірний аналіз конструкції та уточнення методів досягнення точності замикальних ланок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розмірний аналіз конструкції та уточнення методів досягнення точності замикальних ланок

1. Основні положення розмірного аналізу конструкції

Розмірний аналіз - це комплекс робіт по виявленню та побудові схем розмірних зв'язків машин чи складальної одиниці, раціонального проставлення розмірів, призначення раціональних допусків та їх ув'язки, а також оцінки одержання результатів.

Розмірний аналіз дозволяє обґрунтовано задавати розмірно-точнісні характеристики елементів машин і економічно забезпечувати потрібну якість конструкцій, що виготовляються.

Розмірний аналіз конструкції машин при розробці технології потрібний для того, щоб розібратися у взаємозв'язках деталей та складальних одиниць, які створюють машину, визначити методи досягнення необхідної точності машин, проаналізувати правильність проставлення розмірів і допусків у кресленнях машини і внести, за необхідності, зміни розмірів і допусків відповідно до намічених технологічних методів і засобів забезпечення необхідної точності різних параметрів машини.

Розмірні зв'язки конструкції та технологічного процесу виявляються у вигляді розмірних ланцюгів, тому розмірний аналіз базується на основних положеннях теорії розмірних ланцюгів та методах їх розрахунку.

2. Основні методичні положення розмірного аналізу машини чи складальної одиниці

Для зручності обліку розмірів деталей в процесі побудови розмірних зв'язків складальної одиниці і зручності та швидкості складання розмірних зв'язків деталей на основі зафіксованих даних розмірного аналізу складальної одиниці необхідно при фіксації цих даних дотримуватись таких основних положень [1]:

1. Для того щоб показати взаємозв'язок деталей, складальну одиницю необхідно представити в необхідній кількості проекцій і дати її розрізи в певних площинах. Якщо цих (складених в процесі проектування складальної одиниці) проекцій та розрізів достатньо для розуміння взаємозв'язку деталей, то їх буде достатньо і для розмірного аналізу складальної одиниці. За необхідності можуть бути складені додаткові спеціальні проекції.

2. Розмірний аналіз складальної одиниці повинен бути проведений в двох площинах з проектуванням всіх взаємозв'язаних розмірів на три осі координат.

3. В складальний розмірний ланцюг повинен входити тільки один розмір деталі.

4. Розмірні зв'язки повинні забезпечувати можливість їх виконання простими технологічними методами.

5. Необхідно представити графічно основні та найбільш складні розмірні ланцюги і системи розмірів. Прості та несуттєві складальні ланцюги можуть бути зафіксовані безпосередньо у вигляді рівнянь.

6. Кожна розмірна схема повинна супроводжуватись поясненням, що представляє собою параметр складальної одиниці (замикальна ланка), який увійшов в даний складальний ланцюг чи систему розмірів (наприклад, зазор, відносне зміщення поверхонь чи осей тощо), із указанням його граничних значень, які можуть бути допущені конструкцією складальної одиниці. Ці відомості необхідні для вибору методу досягнення точності та визначення послідовності розв'язання складальних ланцюгів.

7. Для з'ясування та врахування взаємозв'язку складальних розмірних ланцюгів даного механізму необхідно забезпечити їх порівняння, для чого необхідно розташовувати цю схему на одному аркушу (чи на декількох зручних для порівняння аркушах), не розділяючи їх розрахунками і викладками, зв'язаними зі складанням розрахункових рівнянь.

8. Розрахункові рівняння потрібно розміщувати для кожного ланцюга на окремому аркуші, показуючи на ньому також і схему цього ланцюга. На тому ж аркуші потрібно проводити потім розв'язання даного складального ланцюга чи системи розмірів.

9. Для зручності орієнтації в розмірних схемах, легкості пошуку на них потрібних розмірів тощо потрібно під розмірною лінією, що відображає на схемі ланку складального ланцюга, проставити номер деталі (за специфікацією), якій належить даний розмір.

Система позначень повинна сприяти легкості та швидкості переходу від розмірного аналізу складальної одиниці в цілому до аналізу кожної окремої деталі, що входить до складу даної складальної одиниці. Вона повинна бути вибрана таким чином, щоб розглядаючи загальну схему розмірних зв'язків, було легко бачити, яку деталь представляє той чи інший розмір.

Система позначень повинна забезпечувати можливість легко орієнтуватись в розмірних схемах при побудові на їх основі розмірних зв'язків деталей, з достатньою швидкістю виявляти загальні ланки складальних ланцюгів, що необхідно для з'ясування послідовності їх розв'язання, легко координувати складальні розмірні ланцюги, в процесі побудови розмірної схеми деталі вибирати із зафіксованих даних розмірного аналізу складальної одиниці розміри, що належать даній деталі.

3. Порядок проведення розмірного аналізу конструкції машини чи складальної одиниці

У загальному вигляді порядок розмірного аналізу наступний [1].

1. Виявлення параметрів.

Наприклад, для забезпечення нормальної роботи конічно-циліндричного редуктора необхідно при виготовленні та складанні виконати наступні вимоги щодо точності відносного положення деталей, тобто розв'язати такі конструкторсько-технологічні задачі:

а) зміщення А, В вершин ділильних конусів шестерні та колеса відносно осей обертання відповідно колеса і шестерні повинні бути у заданих межах;

б) кут М між осями обертання конічних коліс повинен бути витриманий у визначених межах;

в) відстань Б між осями циліндричних зубчастих коліс, що обертаються, повинна бути в заданих межах;

г) осі обертання циліндричних зубчастих коліс повинні бути паралельні в площині креслення (допуск паралельності осей Т ) і в площині, перпендикулярній до площини креслення (допуск на перекіс осей Т??);

д) для нормальної роботи підшипників між кришками і торцями зовнішніх кілець підшипників при складанні необхідно забезпечити зазори (Н, К, М), достатні для компенсації теплового розширення вала і які не перевищують допустиме осьове зміщення валів.

2. Виявлення розмірних ланцюгів.

3. Виявлення характеру взаємозв'язків між ланцюгами та визначення послідовності їх розрахунку.

Розмірні ланцюги можуть бути незалежними, паралельно зв'язаними (мають одну чи кілька спільних ланок), послідовно зв'язаних (мають одну спільну базу) і комбіновано зв'язаними (мають спільні ланки і бази). При розв'язанні незалежних і послідовно зв'язаних розмірних ланцюгів порядок їх розрахунку не впливає на остаточний результат.

4. Вибір методу досягнення точності замикальної ланки.

Точність замикальної ланки може бути забезпечена методами повної взаємозамінності, неповної взаємозамінності, групової взаємозамінності, припасування та регулювання. При виборі методу досягнення точності насамперед встановлюють придатність методу повної взаємозамінності. Якщо кількість ланок не велика (3…4), а призначений конструктором допуск на замикальну ланку даного розмірного ланцюга дорівнює сумі допусків на всі його складові ланки або перевищує їх, то застосування методу повної взаємозамінності можливе.

При багатоланковому ланцюгу й жорсткому допуску на замикальну ланку метод повної взаємозамінності непридатний, оскільки допуски на складові ланки виходять дуже жорсткими, що нерентабельно спробувати здійснити складання методом неповної взаємозамінності, передбачаючи певний відсоток браку при складанні через недотримання допуску на замикальній ланці розмірного ланцюга. Підрахунки показують, що при порівняно невеликому ризику браку (0,27 %) і при кількості ланок m 5 допуски на складові ланки ланцюга можуть бути розширені в 1,5…2,5 рази. У цьому випадку економія від значного зниження точності обробки деталей може перевищувати витрати виробництва на розкладання і перекомплектацію порівняно невеликої кількості некондиційних виробів.

При високій точності замикальної ланки в триланковому ланцюгу може застосовуватися метод групової взаємозамінності. Всі дані щодо цього методу складання (допуски на виготовлення сполучених деталей і кількість розмірних груп, на які розбиваються деталі) повинні бути повно й чітко викладені в складальних кресленнях і технічних умовах.

Якщо методи повної, часткової та групової взаємозамінності непридатні, можна використовувати метод припасування або метод регулювання. Таке рішення завжди знаходить відображення в конструкції виробу. У першому випадку на кресленнях виробу потрібно застерегти, на яких поверхнях проводиться припасування і який припуск на нього треба залишити. У другому випадку в конструкції передбачають жорсткий або регульований компенсатор. При розмірному аналізі технолог може внести зміни в прийнятий конструктором метод досягнення точності замикальної ланки. Звісно, такі зміни погоджуються з конструктором.

5. Розрахунок розмірних ланцюгів.

Відповідно до вибраного методу досягнення точності розраховують розмірні ланцюги, використовуючи при цьому ту чи іншу методику розрахунку [1, 2].

Розмірний аналіз і остаточне встановлення методів досягнення точності замикальних ланок зумовлюють вид складання:

а) за принципом індивідуального припасування (одиничне і дрібносерійне виробництво);

б) за принципом взаємозамінності (великосерійне і масове виробництво);

в) за принципом неповної взаємозамінності індивідуальним (одиничне і дрібносерійне виробництво) або груповим (великосерійне і масове виробництво) добором.

розмірний аналіз конструкція машина

Рис. 1. Схеми приводу машини (а) і його розмірних ланцюгів (б, в )

Приклад аналізу складальної одиниці

Необхідно забезпечити точність взаємного розташування електродвигуна 2 і редуктора 1, що встановлені на загальній рамі 3 (рис. 1, а, б) [1]. Відносне їх розташування повинно забезпечити правильне розташування з'єднуваних валів, яке визначається трьома параметрами: допустимими зміщеннями в радіальному і осьовому напрямках і допустимим кутом повороту. Оскільки вали з'єднуються муфтою, то ці три вихідні параметри залежать від типу з'єднувальної муфти. В залежності від цього можуть бути допущені більш чи менш значні зміщення і перекіс з'єднуваних валів.

Для зручності розгляду та розрахунку радіальне і кутове зміщення, які є просторовими похибками, приводимо до вертикальної та горизонтальної площин, здійснюючи тим самим перехід від двох складальних просторових ланцюгів до чотирьох більш простих.

Тоді задача формулюється так: необхідно забезпечити точність А, Б розташування осей І та ІІ валів у вертикальній і горизонтальній площинах, точність ??, ?? кутового розташування осей І та ІІ в цих площинах і точність В розташування валів в осьовому напрямку (рис. 1, в).

Отже, розв'язання задачі забезпечується п'ятьма розмірними ланцюгами.

Розмірні ланцюги А, ? (рис. 1, а) визначають точність розташування осей валів електродвигуна і редуктора у вертикальній площині. Таким чином, відхилення від співвісності валів у вертикальній площині визначається похибками розмірів А1-А4, а також відхиленнями від паралельності ?1-?4.

Граничні відхилення розмірів А1 і А4 встановлені державним стандартом і для розмірів до 250 мм складають - 0,5, від 250 до 630 мм - 1,0 мм. Граничні відхилення кута ?1 для електродвигунів нормальної точності складають 0,15/100 мм/мм, а кута ?4 - 0,1/100 мм/мм.

Розмір В4 (рис. 1, в), що зв'язує на рамі системи кріпильних отворів під електродвигун і редуктор, безпосередньо впливає на точність осьового положення цих вузлів. Тому на кресленні рами обидві системи повинні бути зв'язані між собою по двох координатних напрямках.

За складеними розрахунковими схемами і призначеними допусками замикальних ланок оцінюють попереднє значення допусків на виготовлення деталей і складальних комплектів і вибирають метод досягнення потрібної точності при загальному складанні виробу. Так, співвісність валів у горизонтальній площині забезпечують при складанні переміщенням і поворотом вузлів по базових площинах.

Радіальне зміщення у вертикальній площині за необхідності зменшують за допомогою компенсуючих прокладок А2 (рис. 1, а). Під кожну лапу електродвигуна ставлять по одній прокладці, які потім фрезерують чи шліфують до потрібного розміру, чи набір з 2-3 прокладок, вибраних з ряду товщин: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8 мм.

Радіальне зміщення в горизонтальній площині зменшують вивіренням положення вузлів при їх переміщенні по базових площинах. В цьому випадку можливе сумарне радіальне зміщення А осей валів при нормальній точності складання може бути забезпечене в межах 0,3-0,7 мм, при підвищеній та високій - 0,05-0,15 мм.

При підвищеній точності складання під кожну лапу електродвигуна ставлять прокладки різної товщини чи шліфують їх з нахилом, а при високій точності складання шабрують.

Паралельність осей валів в горизонтальній площині підвищують вивіренням положення вузлів при їх повороті на базових площинах. В цьому випадку можливе сумарне кутове зміщення осей може бути забезпечене при складанні за високою та підвищеною точністю в межах 0,05/100 - 0,25/100 мм/мм.

Осьове зміщення В за необхідності зменшують вивіренням осьового положення вузлів. В залежності від потрібної точності складання воно може бути забезпечене в цьому випадку в межах 0,1…0,5 мм.

На кресленні загального виду приводу необхідно проставити значення складових ланок всіх розмірних ланцюгів виробу, що проектується. На робочі креслення деталей повинні бути нанесені розміри, які входять у виявлені розмірні ланцюги.

Список використаної літератури

1. Размерный анализ конструкций: Справочник / Под общ. ред. Бондаренко С.Т. - Киев: Техника, 1989. - 150 с.

2. Солонин И.С., Солонин С.И. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. - М., 1980. - 110 с.

Размещено на Allbest.ru