Uvumilivu na ufaafu katika uhandisi wa mitambo

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 14:03

Metrology ni sayansi ya vipimo, njia na mbinu za kuhakikisha umoja wao, pamoja na njia za kufikia usahihi unaohitajika. Somo lake ni uteuzi wa habari za kiasi juu ya vigezo vya vitu vilivyo na uaminifu na usahihi fulani. Mfumo wa udhibiti wa metrology ni viwango. Katika makala haya, tutazingatia mfumo wa uvumilivu na kutua, ambayo ni sehemu ndogo ya sayansi hii.

Dhana ya ubadilishanaji wa sehemu

Katika viwanda vya kisasa, matrekta, magari, zana za mashine na mashine nyinginezo huzalishwa si kwa vitengo au makumi, bali kwa mamia na hata maelfu. Kwa kiasi kama hicho cha uzalishaji, ni muhimu sana kwamba kila sehemu iliyotengenezwa au kusanyiko inafaa kabisa mahali pake wakati wa kusanyiko bila marekebisho ya ziada ya kufuli. Baada ya yote, shughuli hizo ni ngumu sana, ni ghali na huchukua muda mwingi, ambayo haikubaliki katika uzalishaji wa wingi. Ni muhimu pia kwamba sehemu zinazoingia kwenye mkusanyiko ziruhusu uingizwaji.kwa madhumuni mengine ya kawaida pamoja nao, bila uharibifu wowote kwa utendaji wa kitengo chote cha kumaliza. Kubadilishana vile kwa sehemu, mikusanyiko na taratibu huitwa umoja. Hili ni jambo muhimu sana katika uhandisi wa mitambo, hukuruhusu kuokoa sio tu gharama ya kubuni na utengenezaji wa sehemu, lakini pia wakati wa uzalishaji, kwa kuongeza, hurahisisha ukarabati wa bidhaa kama matokeo ya operesheni yake. Kubadilishana ni sifa ya vipengele na taratibu za kuchukua nafasi zao katika bidhaa bila uteuzi wa awali na kutekeleza kazi zao kuu kwa mujibu wa vipimo.

Sehemu za Kuoana

Sehemu mbili, zisizobadilika au zilizounganishwa kwa njia inayohamishika, huitwa kupandisha. Na thamani ambayo utaftaji huu unafanywa kawaida huitwa saizi ya kuoana. Mfano ni kipenyo cha shimo kwenye pulley na kipenyo cha shimoni kinachofanana. Thamani ambayo muunganisho haufanyiki kawaida huitwa saizi ya bure. Kwa mfano, kipenyo cha nje cha pulley. Ili kuhakikisha kubadilishana, vipimo vya kupandisha vya sehemu lazima iwe sahihi kila wakati. Hata hivyo, usindikaji huo ni ngumu sana na mara nyingi hauwezekani. Kwa hiyo, katika teknolojia, njia hutumiwa kupata sehemu zinazoweza kubadilishwa wakati wa kufanya kazi na kinachojulikana usahihi wa takriban. Iko katika ukweli kwamba kwa hali tofauti za uendeshaji, nodi na sehemu huweka upungufu unaoruhusiwa wa ukubwa wao, ambayo utendaji usiofaa wa sehemu hizi kwenye kitengo unawezekana. Vipimo vile, vilivyohesabiwa kwa hali mbalimbali za uendeshaji, hujengwa kwa kupewampango fulani, jina lake ni "mfumo wa umoja wa uvumilivu na kutua".

Dhana ya uvumilivu. Tabia za wingi

Data iliyokokotwa ya sehemu iliyotolewa kwenye mchoro, ambapo mikengeuko inahesabiwa, kwa kawaida huitwa saizi ya kawaida. Kawaida thamani hii inaonyeshwa kwa milimita nzima. Ukubwa wa sehemu, ambayo ni kweli kupatikana wakati wa usindikaji, inaitwa ukubwa halisi. Thamani kati ya ambayo parameta hii inabadilika kawaida huitwa kikomo. Kati ya hizi, parameter ya juu ni kikomo cha ukubwa mkubwa, na parameter ya chini ni ndogo zaidi. Mikengeuko ni tofauti kati ya thamani ya jina na kikomo ya sehemu. Katika michoro, kigezo hiki kwa kawaida huonyeshwa kwa namna ya nambari kwa ukubwa wa kawaida (thamani ya juu imeonyeshwa hapo juu, na thamani ya chini chini).

Mfano wa ingizo

Kama mchoro unaonyesha thamani 40^{+0, 15}_{-0, 1, basi hii ina maana kwamba ukubwa wa kawaida wa sehemu ni 40 mm, kikomo kikubwa ni +0.15, ndogo ni -0.1 Tofauti kati ya thamani ya nominella na ya juu inaitwa kupotoka kwa juu, na kati ya kiwango cha chini - chini. Kuanzia hapa, maadili halisi huamuliwa kwa urahisi. Kutoka kwa mfano huu inafuata kwamba thamani kubwa ya kikomo itakuwa sawa na 40 + 0, 15=40.15 mm, na ndogo zaidi: 40-0, 1=39.9 mm. Tofauti kati ya ukubwa mdogo na mkubwa wa kikomo inaitwa uvumilivu. Imehesabiwa kama ifuatavyo: 40, 15-39, 9=0.25mm.}

Mapengo na kubana

Hebu tuzingatiemfano maalum ambapo uvumilivu na inafaa ni muhimu. Tuseme tunahitaji sehemu yenye tundu 40^{+0, 1} ili kutoshea kwenye shimoni yenye vipimo 40^{-0, 1} _{-0, 2}. Inaweza kuonekana kutoka kwa hali ya kwamba kipenyo cha chaguzi zote kitakuwa chini ya shimo, ambayo ina maana kwamba kwa uhusiano huo pengo litatokea lazima. Kutua kama hiyo kawaida huitwa inayohamishika, kwani shimoni itazunguka kwa uhuru kwenye shimo. Ikiwa ukubwa wa sehemu ni 40^{+0, 2}_{+0, 15, basi chini ya hali yoyote itakuwa kubwa kuliko kipenyo cha shimo. Katika kesi hii, shimoni lazima iingizwe ndani, na kutakuwa na usumbufu katika muunganisho.}

Hitimisho

Kulingana na mifano iliyo hapo juu, hitimisho lifuatalo linaweza kutolewa:

• Pengo ni tofauti kati ya vipimo halisi vya shimoni na shimo, wakati mwisho ni kubwa kuliko ya kwanza. Kwa muunganisho huu, sehemu zina mzunguko wa bila malipo.
• Upakiaji mapema kwa kawaida huitwa tofauti kati ya vipimo halisi vya shimo na shimoni, wakati cha pili ni kikubwa kuliko cha kwanza. Kwa muunganisho huu, sehemu hubonyezwa ndani.

Madarasa ya fit na usahihi

Kutua kwa kawaida hugawanywa katika zisizohamishika (moto, bonyeza, kubofya kwa urahisi, kiziwi, mbana, mnene, mvutano) na rununu (kuteleza, kukimbia, kusogea, kukimbia kwa urahisi, kukimbia kwa upana). Katika uhandisi wa mitambo na vyombo, kuna sheria fulani zinazodhibiti uvumilivu na kutua. GOST hutoa kwa madarasa fulani ya usahihi katika utengenezaji wa makusanyiko kwa kutumia upungufu maalum wa dimensional. Kutoka kwa mazoeziInajulikana kuwa maelezo ya mashine za barabara na kilimo bila madhara kwa utendaji wao yanaweza kutengenezwa kwa usahihi mdogo kuliko lathes, vyombo vya kupimia, na magari. Katika suala hili, uvumilivu na inafaa katika uhandisi wa mitambo ina madarasa kumi tofauti ya usahihi. Sahihi zaidi kati yao ni tano za kwanza: 1, 2, 2a, 3, 3a; mbili zinazofuata zinarejelea usahihi wa kati: 4 na 5; na tatu za mwisho kuwa mbaya: 7, 8 na 9.

Ili kujua ni darasa gani la usahihi sehemu inapaswa kufanywa, kwenye mchoro, karibu na herufi inayoonyesha kufaa, weka nambari inayoonyesha parameta hii. Kwa mfano, kuashiria C4 ina maana kwamba aina ni sliding, darasa 4; X3 - aina ya kukimbia, darasa la 3. Kwa kutua kwa darasa la pili, jina la dijiti halijawekwa, kwani ndio linalojulikana zaidi. Unaweza kupata maelezo ya kina kuhusu kigezo hiki kutoka kwa kitabu cha marejeleo cha juzuu mbili "Tolerances and Fits" (Myagkov V. D., toleo la 1982).

Mfumo wa shimo na shimo

Uvumilivu na kufaa kwa kawaida huzingatiwa kama mifumo miwili: mashimo na vishimo. Wa kwanza wao anajulikana na ukweli kwamba ndani yake aina zote zilizo na kiwango sawa cha usahihi na darasa hurejelea kipenyo sawa cha majina. Mashimo yana maadili ya mara kwa mara ya kupotoka kwa kikomo. Aina mbalimbali za kutua katika mfumo kama huo hupatikana kama matokeo ya kubadilisha kupotoka kwa kiwango cha juu cha shimoni.

Ya pili kati yao ina sifa ya kuwa aina zote zilizo na kiwango sawa cha usahihi na darasa hurejelea kipenyo sawa cha kawaida. Shaft ina maadili ya kikomo ya mara kwa maramikengeuko. Aina ya kutua hufanywa kama matokeo ya kubadilisha maadili ya kupotoka kwa kiwango cha juu cha shimo. Katika michoro ya mfumo wa shimo, ni desturi ya kuteua barua A, na shimoni - barua B. Karibu na barua, ishara ya darasa la usahihi imewekwa.

Mifano ya alama

Ikiwa "30A3" imeonyeshwa kwenye mchoro, hii ina maana kwamba sehemu inayohusika lazima ifanyike kwa mfumo wa shimo la darasa la tatu la usahihi, ikiwa "30A" imeonyeshwa, inamaanisha kutumia mfumo huo huo, lakini darasa la pili. Ikiwa uvumilivu na kufaa hufanywa kulingana na kanuni ya shimoni, basi aina inayotakiwa inaonyeshwa kwa ukubwa wa majina. Kwa mfano, sehemu iliyo na jina "30B3" inalingana na usindikaji wa mfumo wa shimoni wa darasa la tatu la usahihi.

Katika kitabu chake, M. A. Paley (“Tolerances and Fits”) anaeleza kuwa katika uhandisi wa mitambo kanuni ya shimo hutumiwa mara nyingi zaidi kuliko shimoni. Hii ni kutokana na ukweli kwamba inahitaji vifaa na zana kidogo. Kwa mfano, ili kusindika shimo la kipenyo cha majina kulingana na mfumo huu, reamer moja tu inahitajika kwa kutua kwa darasa hili, na kuziba moja ya kikomo inahitajika ili kubadilisha kipenyo. Ukiwa na mfumo wa shimoni, kirekebisha upya tofauti na plagi tofauti zinahitajika ili kuhakikisha kila kitu kinatoshea ndani ya darasa moja.

Uvumilivu na kufaa: jedwali la kupotoka

Ili kubainisha na kuchagua madarasa ya usahihi, ni desturi kutumia fasihi maalum ya marejeleo. Kwa hivyo, uvumilivu na inafaa (meza iliyo na mfano imepewa katika kifungu hiki) ni, kama sheria, maadili madogo sana. Kwaili wasiandike zero za ziada, katika fasihi huteuliwa katika microns (elfu ya millimeter). Micron moja inalingana na 0.001 mm. Kawaida, vipenyo vya majina vinaonyeshwa kwenye safu ya kwanza ya meza kama hiyo, na kupotoka kwa shimo kunaonyeshwa kwa pili. Grafu zingine zinapeana saizi tofauti za kutua na mikengeuko yao inayolingana. Alama ya kujumlisha karibu na thamani kama hiyo inaonyesha kwamba inapaswa kuongezwa kwa saizi ya kawaida, ishara ya kutoa inaonyesha kwamba inapaswa kupunguzwa.

Nzizi

Uvumilivu na utoshelevu wa miunganisho yenye nyuzi lazima uzingatie ukweli kwamba nyuzi zimeunganishwa kwenye kando za wasifu pekee, ni aina zisizo na mvuke pekee zinaweza kuwa tofauti. Kwa hiyo, parameter kuu ambayo huamua asili ya kupotoka ni kipenyo cha wastani. Uvumilivu na inafaa kwa kipenyo cha nje na cha ndani huwekwa ili kuondoa kabisa uwezekano wa kushona kando ya miiko na vilele vya uzi. Hitilafu za kupunguza mwelekeo wa nje na kuongeza mwelekeo wa ndani hautaathiri mchakato wa kufanya-up. Hata hivyo, mikengeuko katika sauti ya nyuzi na pembe ya wasifu itasababisha kifunga kukwama.

Uvumilivu wa nyuzi tofauti

Uvumilivu na utoshelevu ndio unaojulikana zaidi. Katika viunganisho vile, thamani ya majina ya kipenyo cha wastani ni sawa na thamani kubwa ya wastani ya thread ya nut. Upungufu kawaida huhesabiwa kutoka kwa mstari wa wasifu perpendicular kwa mhimili wa thread. Hii imedhamiriwa na GOST 16093-81. Uvumilivu wa kipenyo cha nyuzi za karanga na bolts hupewa kulingana na kiwango maalum cha usahihi (kilichoonyeshwa na nambari). Imekubaliwasafu inayofuata ya maadili ya paramu hii: q1=4, 6, 8; d2=4, 6, 7, 8; D1=4, 6, 7, 8; D2=4, 5, 6, 7. Uvumilivu haujawekwa kwao. Kuweka sehemu za kipenyo cha nyuzi zinazohusiana na thamani ya wasifu wa jina husaidia kuamua kupotoka kuu: zile za juu kwa maadili ya nje ya bolts na zile za chini kwa maadili ya ndani ya karanga. Vigezo hivi hutegemea moja kwa moja kwenye usahihi na hatua ya muunganisho.

Uvumilivu, inafaa na vipimo vya kiufundi

Kwa utengenezaji na uchakataji wa sehemu na mitambo yenye vigezo maalum, kigeuza umeme kitumie zana mbalimbali za kupimia. Kawaida, kwa vipimo vikali na kuangalia vipimo vya bidhaa, watawala, calipers na ndani ya kupima hutumiwa. Kwa vipimo sahihi zaidi - calipers, micrometers, geji, n.k. Kila mtu anajua rula ni nini, kwa hivyo hatutakaa juu yake.

Caliper ni zana rahisi ya kupima vipimo vya nje vya kazi. Inajumuisha jozi ya miguu iliyopinda inayozunguka iliyowekwa kwenye mhimili mmoja. Pia kuna aina ya spring ya caliper, imewekwa kwa ukubwa unaohitajika na screw na nut. Zana kama hii ni rahisi zaidi kuliko rahisi, kwa sababu huhifadhi thamani iliyobainishwa.

Caliper imeundwa kuchukua vipimo vya ndani. Kuna aina ya kawaida na ya spring. Kifaa cha chombo hiki ni sawa na caliper. Usahihi wa chombo ni 0.25mm.

Caliper ni kifaa sahihi zaidi. Wanaweza kupima nyuso za nje na za ndani.sehemu zilizochakatwa. Turner, wakati wa kufanya kazi kwenye lathe, hutumia caliper kupima kina cha groove au daraja. Chombo hiki cha kupima kina shimoni na uhitimu na taya na sura yenye jozi ya pili ya taya. Kwa msaada wa screw, sura ni fasta juu ya fimbo katika nafasi required. Usahihi wa kipimo ni 0.02mm.

Kipimo cha kina - kifaa hiki kimeundwa kupima kina cha grooves na njia za chini. Kwa kuongeza, chombo hukuruhusu kuamua msimamo sahihi wa viunga pamoja na urefu wa shimoni. Kifaa cha kifaa hiki ni sawa na caliper.

Vipimo vidogo hutumika kubainisha kwa usahihi kipenyo, unene na urefu wa kifaa cha kufanyia kazi. Wanatoa usomaji kwa usahihi wa 0.01 mm. Kitu kilichopimwa kiko kati ya skrubu ya micrometer na kisigino kisichobadilika, marekebisho yanafanywa kwa kuzungusha ngoma.

Vipimo vya ndani hutumika kwa vipimo sahihi vya nyuso za ndani. Kuna vifaa vya kudumu na vya kuteleza. Zana hizi ni vijiti vilivyo na ncha za mpira wa kupimia. Umbali kati yao unafanana na kipenyo cha shimo kilichopangwa. Vipimo vya kipimo cha ndani ni 54-63 mm, na kichwa cha ziada, kipenyo cha hadi 1500 mm kinaweza kutambuliwa.