Измерение полей допусков отверстия и вала

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Для сопряжения 25 Н8/s7, определить посадку, квалитеты точности, систему, предельные размеры и допуски для отверстия и вала, натяги и допуск натяга. Вычертить графическое изображение полей допусков для данного соединения

Решение:

Квалитет - характеристика точности изготовления детали, изделия, определяющая значение допусков на изготовление, а следовательно, и соответствующие методы и способы обработки.

В России для валов и отверстий действует Единая система допусков и посадок (ЕСДП).

Размер - это числовое значение линейной величины в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные.

Предельные размеры - это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер (размер, установленный измерением с допустимой погрешностью). Предельные размеры на предписанной длине истолковываются следующим образом:

Ш для отверстий - диаметр наибольшего правильного воображаемого цилиндра, который может быть вписан в отверстие так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности (без зазора), не должен быть больше, чем проходной предел размера. Дополнительный минимальный диаметр в любом месте вала не должен быть меньше, чем непроходной предел вала;

Ш для валов - диаметр наименьшего правильного воображаемого цилиндра, который может быть описан вокруг тела вала, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими точками поверхности (без зазора к валу), не должен быть больше, чем проходной предел размера. Дополнительно минимальный диаметр в любом месте вала не должен быть меньше, чем непроходной предел размера.

Наибольший предельный размер - это больший из двух предельных, наименьший - это меньший из двух предельных размеров. ГОСТ 25346-89 установлены связанные с предельными размерами термины - «проходной» и «непроходной» пределы.

Термин «проходной предел» применяют к тому из двух предельных размеров, который соответствует максимальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала, нижнему - для отверстия. «Непроходной предел» соответствует нижнему пределу для вала и верхнему - для отверстия.

Допуск - это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями (В ГОСТ 25346-89 приняты условные обозначения: верхнее отклонение отверстия - ES, вала - es, нижнее отклонение отверстия - EI, вала - ei, мкм в таблицах).

Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонением. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (рис. 2,1).

Рис. 2.1. Поля допусков отверстия и вала при посадке с зазором (отклонения отверстия положительны, отклонения вала отрицательны).

б - упрощённое изображение.

Посадкой называют характер соединения, определяемый величиной получающихся в нём зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть: с зазором (рис.2.2, а), натягом (рис. 2.2, б) и переходной (рис 2.2,в):

Рис 2.2.. Схемы полей допусков посадок (вал/отверстие).

Зазор S - разность размеров отверстий и вала, если размер отверстия больше размера вала. Наибольший, наименьший и средний зазоры определяют по формулам:

S_max = D_max - d_min S_min = D_min - d_max S_m = .

Натяг N - разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Наибольший, наименьший и средний натяг определяются по формулам:

N_max = d_max - D_min;

N_min = d_min - D_max;

N_m = .

Допуск насадки - разность между наибольшим и наименьшим допускаемыми зазорами (допуск зазора TS в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допускаемыми натягами (допуск натяга TN в посадках с натягом):

TS = S_max - S_min;

TN = N_max - N_min.



Определим предельные размеры, допуски, зазоры в соединении при посадке Ш25Н8/s7 по ГОСТ 25347-82 - это посадка в системе отверстия, в которой различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием. У основного отверстия нижнее отклонение равно 0, а основное отверстие обозначается Н:

Таким образом, в полное обозначение посадки входят: номинальный размер (25 мм), общий для обоих соединяемых деталей (отверстия и вала); за ним следует обозначение полей допусков соединяемых деталей в виде дроби (в числителе - для отверстия (Н8), в знаменателе - для вала (s7)). Величину допуска, который зависит от номинального размера, обозначают числом - номером квалитета (для отверстия - номер квалитета - 8, для вала - 7). Тогда…

Отверстие:

номинальный размер 25 мм;

EI = 0;

ES = +33 мкм;

D_min = 25мм ;

D_max = 25.000 + 0.033 = 25.033 мм;

TD = 25.033 - 25.000 = 0.033 мм - допуск отверстия.

Вал:

номинальный размер 25 мм;

ei = + 35 мкм;

es = + 56 мкм;

d_min = 25.000 + 0.035 = 25.035 мм;

d_max = 25 + 0.056 = 25.056 мм;

Td = 25.056 - 25.035 = 0.021 мм - допуск вала.

Соединение:

номинальный размер 25 мм;

натяги: N_max = 25.056 - 25.000 = 0.056 мм;

N_min = 25,035 - 25.033 = 0.002 мм;

допуск натяга: TN = 0.056 - 0.002 = 0 .054 мм. или

TN = TD + Td = 0.033 + 0.021 = 0.054 мм.

N_m = = = 0,029 мм.

Примеры:

3. Радиальный однорядный подшипник класса точности 0 с внутренним диаметром d = 50 мм посажен на вал по посадке k6. Подсчитать натяги в соединении. Вычертить графическое изображение полей допусков подшипника и вала

отверстие вал допуск натяга

Радиальные однорядные подшипники воспринимают радиальные и осевые нагрузки, если последние не превышают 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.

Основные присоединительные размеры подшипников качения, по которым они монтируются на валах (осях) и в корпусах машин и приборов, установлены ГОСТ 25256-82, ГОСТ 3225-85 и ГОСТ 520-89*:

d - диаметр отверстия внутреннего кольца радиальных и радиально-упорных подшипников или тугого кольца одинарных упорных подшипников.

d_m = - средний диаметр отверстия внутреннего кольца, причём d_min , d_max - наименьшее и наибольшее значения диаметра d, определённое двухточечным измерением в одной радиальной плоскости (перпендикулярной оси).

D - наружный диаметр наружного кольца радиальных и опорно-радиальных подшипников или свободного кольца упорных подшипников. D_m = - средний наружный диаметр наружного кольца, причём D_max , D_min - наибольшее и наименьшее значение диаметра D, определённые двухточечным измерением в одной радиальной плоскости (перпендикулярной оси).

По ГОСТ 520-89* установлены девять классов точности, обозначаемых в порядке её возрастания: 8; 7; 0; 6Х; 6; 5; 4; 2; Т. в большинстве узлов машин применяют подшипники качения класса точности 0.

В зависимости от требований по уровню вибрации, волнистости и отклонений по круглости поверхности качения установлены три категории: А, В, С.

Класс точности 0 входит в категории В (с дополнительными требованиями по моменту трения: углу контакта; осевому и радиальному биению;, соответствующему следующему более точному классу точности) и к категории С (к которой не предъявляются требования по уровню вибрации, моменту трения и др).

Рассмотрим подшипник качения радиальный однорядный:

Серия.	Обозначение.	d	D	B	r	Динамическая грузоподъёмность, С, kH	Статическая грузоподъёмность, С0, kH
особо лёгкая	110	50	80	16	1,5	21,6	13,2
лёгкая	210	50	90	20	2,0	27,0	19,7
средняя	310	50	110	27	3,0	47,6	35,6
тяжёлая	410	50	130	31	3,5	67,2	53,0

Рис.3.1. Основные размеры шарикоподшипника радиального однорядного (по ГОСТ 8338-75)

Задано: радиальный однорядный шарикоподшипник класса точности 0, насаженный на вал с номинальным диаметром 50 мм, с полем допуска к6. По ГОСТ 25347-82:

Посадка: Ш50L0/k6 - циркуляционное нагружение колец подшипника при отсутствии регулировки на валу.

Согласно ГОСТ 3325-85:

1. Допуск формы посадочных поверхностей валов (осей), мкм не более:

Диаметр вала	Допуск круглости	Допуск профиля продольного сечения	Допуск непостоянства диаметра
			В поперечном сечении	В продольном сечении
50	4,0	4,0	8,0	8,0

2. Допуск торцевого биения заплечников валов - 25 мкм;

3. Параметр шероховатости валов для номинального диаметра подшипника d = 50 мм, класса точности 0: 1,25 мкм;

4. Численные значения предельных отклонений натягов (+) и зазоров (-) при посадке подшипника к6

предельные отклонения сопрягаемых диаметров:

ѕ предельные отклонения диаметра отверстия подшипника d, мкм:

o верхнее - 0;

o нижнее - -12.

ѕ предельные отклонения вала для полей допуска к6, мкм:

o верхнее - +18;

o нижнее - +2.

5. Натяги (+) и зазоры (-) при посадке на вал класса точности 0 для посадки L0/k6

предельные отклонения сопрягаемых диаметров:

ѕ предельные отклонения диаметра отверстия подшипника d, мкм:

o верхнее - 0;

o нижнее - -12.

ѕ натяги (+), зазоры (-), мкм:

o верхнее - +30;

o нижнее - +2.



4. Объяснить дифференциальный и комплексный методы измерений

Ответ:

Измерение - совокупность операций по применению системы измерений для получения значения измеряемой физической величины.

Существуют следующие классификации методов измерения:

1. По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерений:

· статические;

· динамические.

2. По способу получения результатов измерения (виду уравнения измерений):

· прямые;

· косвенные;

· совокупные;

· совместные.

3. По условиям, определяющим точность результата измерений:

· измерения максимально возможной точности;

· контрольно-поверочные измерения;

· технические измерения.

4. По способу выражения результатов измерений:

· абсолютное, основанное на прямых измерениях величин;

· относительное.

5. В зависимости от совокупности измеряемых параметров изделия:

· поэлементный;

· комплексный метод, который характеризуется измерением суммарного показателя качества (а не физической величины), на который оказывают влияние отдельные его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияет эксцентриситет, овальность и т. д).

6. По способу получения значений измеряемых величин:

· метод непосредственной оценки;

· метод сравнения с мерой. Существует несколько разновидностей метода сравнения:

ѕ метод противопоставления;

ѕ дифференцированный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Этим методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины;

ѕ нулевой метод;

ѕ метод совпадений.

7. При измерении линейных величин:

· контактный;

· бесконтактный.

8. В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения:

· инструментальный;

· экспертный;

· эвристический;

· органолептический (с использованием органов чувств).

Для объяснения дифференцированного и комплексного методов измерения рассмотрим способы контроля и измерения резьбы.

Применение дифференцированного и комплексного методов измерений для контроля и измерения резьбы.

Точность резьбы можно контролировать дифференцированным (контроль каждого параметра в отдельности) и комплексным (контроль расположения контура резьбы в предписанном поле допуска) методами. Метод контроля каждого параметра резьбы в отдельности (среднего диаметра, шага и угла профиля) трудоёмок, поэтому его применяют для точных резьб: ходовых винтов, резьбовых калибров, метчиков и т. п. Иногда по результатам контроля отдельных параметров судят (после вычислений) о комплексном параметре, например, о приведённом среднем диаметре резьбы. Комплексный контроль резьб выполняют либо с помощью предельных калибров, либо с помощью проекторов и шаблонов с предельными контурами.

1. Контроль резьбы калибрами

В систему калибров входят рабочие гладкие и резьбовые проходные (Р-ПР) и непроходные (Р-НЕ) калибры, а также контркалибры (КПР-ПР, КНЕ-ПР, У-ПР, КНЕ-НЕ, КИ-НЕ, У-НЕ) для проверки и регулирования (установки) рабочих резьбовых скоб и колец.

Свинчиваемость рабочего резьбового проходного калибра с резьбой или вхождение на нее скобы означает, что приведённый средний, наименьший внутренний для болта и наибольший наружный для гайки диаметры не выходят за проходные предельные значения. Непроходными резьбовыми калибрами контролируют только собственно средний диаметр резьбы, в случае годности резьбы они не должны свинчиваться с проверяемой резьбы более чем на два оборота.

Резьбу гаек проверяют с помощью предельных резьбовых калибров - пробок; резьбу болтов - жёсткими или регулируемыми резьбовыми кольцами или скобами.

Переходные резьбовые калибры (ПР) имеют полный профиль и длину свинчивания. Они являются как бы прототипами сопрягаемых деталей. Ими контролируют приведённый средний диаметр и одновременно наибольший внутренний диаметр наружной резьбы и наименьший наружный диаметр внутренней резьбы. Непроходные резьбовые калибры (НЕ) имеют укороченный профиль и служат для проверки собственно среднего диаметра резьбы - наименьшего для болта и наибольшего для гайки.

Наружный диаметр наружной резьбы и внутренний диаметр внутренней резьбы контролируют гладкими калибрами или универсальными средствами измерений.

Резьбовые и гладкие калибры для метрической резьбы цилиндрической и конической, трубной цилиндрической, соединяемой с трубной конической, изготовляют по ГОСТ 24939-81.

Износ калибра-кольца контролируется контрольным калибром-пробкой К-И. Калибр-скоба Р-ПР устанавливается по контркалибру-пробке У-ПР, а Р-НЕ - по контркалибру-пробке У-НЕ.

Допуски резьбовых калибров.

Расположение полей допусков среднего диаметра калибров для контроля наружной резьбы показано на рис. 1, а, внутренней - на рис. 1.б.

Допуски и величины, определяющие положение полей допуска и предел износа калибров, регламентируются по ГОСТ 24997-81. Допуски всех контркалибров, приведённых на рис. 1, одинаковы и равны Т_ср

Обозначения:

T_PL - допуск наружного и среднего диаметра резьбового проходного и непроходного калибров-пробок;

T_R - допуск внутреннего и среднего диаметра резьбового проходного и непроходного калибров-колец;

W_GO - величина среднедопустимого износа резьбовых проходных калибров-пробок и калибров колец;

W_NG - величина среднедопустимого износа резьбовых непроходных калибров-пробок и калибров-колец;

F₁ - расстояние между линией среднего диаметра и вершиной укороченного профиля резьбы;

Z_PL - расстояние от середины поля допуска Т_Р резьбового проходного калибра-пробки до проходного (нижнего) предела среднего диаметра внутренней резьбы;

Z_R - расстояние от середины поля допуска T_R резьбового проходного калибра до верхнего предела среднего диаметра наружной резьбы.

Рис. 1. Схемы полей допусков резьбовых калибров.

2. Дифференцированный (поэлементный) контроль параметров резьбы

Все основные параметры резьбы (собственно средний диаметр, наружный и внутренний диаметры, шаг и угол профиля) можно контролировать с помощью универсальных или специализированных контрольных средств. При этом контролируемый параметр измеряют многократно. Что позволяет путём последующей обработки результатов по известным методикам уменьшить влияние погрешностей других параметров резьбы.

Средний диаметр наружной резьбы контролируют с помощью универсальных средств без дополнительных приспособлений или с использованием резьбовых вставок, ножей, проволочек, роликов, а для внутренней резьбы - ещё шариков или оттисков.

Для малых образующих резьб при измерении среднего диаметра применяют метод трёх, двух или одной проволочки (рис. 2), закладываемых во впадины резьбы. Таким образом, контрольное средство позволяет измерить некоторый размер М, зависящий от среднего диаметра резьбы d₂ и диаметра d_n проволочек (рис. 3).

Рис. 2 Схемы измерения резьб методами: а - трёх проволочек; б - двух проволочек; в - одной проволочки.

Для уменьшения влияния погрешностей угла профиля выбирают проволочки наивыгоднейшего диаметра d_nm , котрый обеспечивает их касание со впадиной резьбы по линии среднего диаметра

d_nm = 0,5Р/Cos(/2).

тогда при методе трёх проволочек

d₂ = M - + .

для метрической резьбы ( = 60⁰): d₂ = M + 3d_nm + 0.866P.

Рис. 3. Конструктивное выполнение проволочек.

В ГОСТ 8.128 - 74 приведена таблица для выбора d_nm в зависимости от типа и шага резьбы.

Для измерения размера М используют длинномеры, оптимеры, микрометры (рис. 4) и т. п.

Рис.4. Гладкий микрометр с проволочками для измерения резьбы

Для повышения точности измерения учитывают погрешности диаметра проволочек, шага, угла профиля, угла подъёма резьбы, деформации витков и др. при небольшом числе витков применяют метод двух проволочек, тогда

d₂ = M -3d_nm + 0.866P - P²/[8(M - d_nm)].



Для контроля резьб с D 100 мм применяют одну проволочку.

В цеховых условиях и при ремонте используют микрометры с резьбовыми вставками (рис. 5). Погрешность этого метода 0,025 - 0,2 мм.

Рис. 5. Резьбовые вставки.

Шаг резьбы измеряют с помощью универсальных или специальных средств. Из универсальных средств используют главным образом микроскопы.

Средний диаметр внутренних резьб измеряют с помощью штихмасов с резьбовыми вставками, индикаторных приборов с раздвижными полупробками или сферических вставок, а также путём получения оттисков и отливок с последующим их измерением универсальными средствами.

На рис. 7. представлен один из вариантов измерения среднего диаметра индикаторным нутромером с измерительными головками.

Рис. 7 Измерение внутренней резьбы индикаторным внутримером.



Для этого на нижнюю часть трубки внутримера надевается резьбовая пробка 2, в которой расположены сферические вставки 1, раздвигаемые конусом 3, связанные через шток внутримера с измерительной головкой.

Измерение среднего диаметра шариками или шариковыми наконечниками аналогично измерению проволочками. При этом используют горизонтальные и вертикальные оптиметры, индикаторы и т. п. все параметры внутренней резьбы можно также измерять с помощью специального микроскопа ИЗК - 59.

5. Объяснить устройство микрометра. Для измерения каких размеров применяется микрометр?

Микрометры принадлежат к классу микрометрических приборов. К ним относят микрометры гладкие (рис. 1,а), рычажные (рис.1, д), зубомерные (рис. 2), некоторыми зарубежными фирмами выпускаются микрометры с цифровым отсчётом (рис. 1, г).

Рис. 1. Микрометры: а - гладкий; б - вставка для мягких материалов; в - вставки для резьбовых микрометров; г - с цифровым отсчётом; д - рычажный;

1 - корпус; 2- микрометрический винт; 3 - стопор; 4 - стебель; 5 - барабан; 6 - храповый механизм (трещётка); 7 - гайка; 8 - неподвижная пятка; 9 - цифровой отсчёт; 10 - арретир; 11 - теплоизолирующая накладка; 12 - пятка; 13 - шкала; 14 - труба; 15 - сектор; 16 и 17 - рычаги; 18 - направляющие; 19 - пружина; 20 - контакт.

Рис 2. Микрометр зубомерный для измерения и контроля кинематической точности.

Принцип действия его заключается в следующем (рис 1, а). Корпус-скоба 1 соединяет неподвижную пятку 8 и стебель 4, имеющий внутреннюю резьбу. В стебель ввинчивается винт 2, один конец которого, гладкий, называется шпинделем, а другой соединён с барабаном 5. Если повернуть барабан на один оборот, то стебель приблизится к пятке (или удалится от неё) точно на шаг резьбы винта(у микрометров шаг резьбы равен 0,5 мм). При измерении деталь зажимается между пяткой и шпинделем, а отсчёт осуществляется по двум шкалам: одна из них, с рисками через 0,5 мм, выгравирована на стебле, а другая - на барабане (50 делений. Таким образом, поворот барабана на одно деление его шкалы приводит к перемещению шпинделя относительно пятки на 0,04 мм ,5:50). Это и есть цена деления барабана. Очевидно, что внутренняя резьба винта должна быть очень точными (их так и называют - микрометрические резьбы). Поэтому, чтобы предохранить резьбу от излишних нагрузок и, следовательно, продлить срок службы инструмента, на микрометре устанавливают специальное приспособление 6 (трещотку), которое выключает винт, если усилие превышает допустимое (обычно 5 - 9 Н).

Микрометры изготовляют нескольких типоразмеров для измерения длин от 0 до 25 мм; от 25 до 50 мм и т. д.

По назначению различают микрометры:

· гладкие - для измерения наружных размеров изделий;

· листовые с циферблатом - для измерения толщины листов и лент;

· трубные - для измерений толщины стенок труб;

· зубомерные - для измерений длины общей нормали зубчатых колёс.

Изготовляют также микрометры с плоскими, резьбовыми и шаровыми вставками (рис. 1, б, в) для измерений деталей из мягких материалов, стандартных резьб, сферических поверхностей.

Размещено на Allbest.ru