Порядок выбора и назначения квалитетов точности и посадок

Вы­бор ква­лите­та точ­ности. Оп­ре­деле­ние оп­ти­мальной точ­ности об­ра­бот­ки и вы­бор ква­лите­та точ­ности час­то пред­став­ля­ют со­бой слож­ную за­дачу. При про­из­вольном наз­на­чении не­обос­но­ван­но вы­соко­го ква­лите­та с ма­лыми до­пус­ка­ми уве­личи­ва­ет­ся сто­имость из­го­тов­ле­ния де­талей. При вы­боре бо­лее низ­ко­го ква­лите­та точ­ности сто­имость из­го­тов­ле­ния уменьша­ет­ся, но сни­жа­ют­ся на­деж­ность и дол­го­веч­ность ра­боты де­талей в уз­ле.

Для ре­шения этой за­дачи не­об­хо­димо учесть не только ха­рак­тер по­сад­ки кон­крет­но­го со­еди­нения и ус­ло­вия его ра­боты, но и ре­комен­да­ции, учи­тыва­ющие це­лесо­об­разность наз­на­чения то­го или ино­го ква­лите­та и воз­можность из­го­тов­ле­ния де­талей не­об­хо­димой точ­ности.

Об­щее пред­став­ле­ние о при­мене­нии ква­лите­тов в со­еди­нени­ях ма­шин и ме­ханиз­мов мож­но по­лучить из сле­ду­ющих при­меров.

Ква­лите­ты 5 и 6 при­меня­ют­ся в осо­бо точ­ных со­еди­нени­ях, та­ких как пор­шне­вой па­лец—втул­ка вер­хней го­лов­ки ша­туна дви­гате­ля ав­то­моби­ля, шейки ко­лен­ча­того вала—вкла­дыши под­шипни­ков и т.д.

Ква­лите­ты 7 и 8 при­меня­ют­ся для со­еди­нений зуб­ча­тых ко­лес с ва­лом, ус­та­нов­ки под­шипни­ков ка­чения в кор­пус, фрез на оп­равки и т.д.

Ква­лите­ты 9 и 10 при­меня­ют­ся в тех со­еди­нени­ях, где тре­бова­ния к точ­ности по­ниже­ны, а к со­ос­ности и цен­три­рова­нию они срав­ни­тельно вы­сокие (нап­ри­мер, ус­та­нов­ка пор­шне­вого кольца в ка­нав­ке пор­шня по вы­соте, по­сад­ка звез­до­чек на вал и т.д.).

Ква­лите­ты 11 и 12 рас­простра­нены в под­вижных со­еди­нени­ях сельско­хозяйствен­ных ма­шин, в по­сад­ках час­то сни­ма­емых де­талей, не тре­бу­ющих вы­сокой точ­ности цен­три­рова­ния, в свар­ных со­еди­нени­ях.

По­сад­ки с за­зором. Ха­рак­тер и ус­ло­вия ра­боты под­вижных со­еди­нений от­ли­ча­ют­ся раз­но­об­ра­зи­ем. При­меры обоз­на­чения по­каза­ны на рис. 3.19. Нап­ри­мер, со­еди­нения пор­шень—гильза, шейка ко­лен­ча­того ва­ла—вкла­дыш, пор­шне­вой па­лец—втул­ка верх­ней го­лов­ки ша­туна од­но­го и то­го же дви­гате­ля от­ли­ча­ют­ся друг от дру­га ха­рак­те­ром вза­им­но­го пе­реме­щения де­талей, тем­пе­ратур­ным ре­жимом, действу­ющи­ми наг­рузка­ми и т.д. По­это­му ис­пользо­вать еди­ную ме­тоди­ку рас­че­та за­зоров под­вижных со­еди­нений для кон­крет­но­го слу­чая прак­ти­чес­ки не­воз­можно.

Рис. 3.19.Примеры обозначения разных отклонений на одной детали:
а — шкив насоса; б — редуктор; в — шатун; г — шкив; д — звездочка цепи; е — вкладыш звездочки; ж — фланец

Для со­еди­нений каж­до­го ти­па су­щес­тву­ет своя ме­тоди­ка рас­че­та за­зоров. Так как под­би­рать спе­ци­альную ме­тоди­ку в большинс­тве слу­ча­ев не­целе­со­об­разно, час­то ис­пользу­ют ус­та­нов­ленные прак­ти­чес­ким опы­том при­мер­ные об­ласти при­мене­ния ре­комен­ду­емых по­садок.

По­сад­ки груп­пы H / h ха­рак­терны тем, что ми­нимальный за­зор в них ра­вен ну­лю. Они при­меня­ют­ся для пар с вы­соки­ми тре­бова­ни­ями к цен­три­рова­нию от­вер­стия и ва­ла, ес­ли вза­им­ное пе­реме­щение ва­ла и от­вер­стия пре­дус­матри­ва­ет­ся при ре­гули­рова­нии, а так­же при ма­лых ско­рос­тях и наг­рузках.

По­сад­ку Н 5/ h 4 наз­на­ча­ют для со­еди­нений с вы­соки­ми тре­бова­ни­ями к точ­ности цен­три­рова­ния и нап­равле­нию, в ко­торых до­пус­ка­ет­ся про­вора­чива­ние и про­дольное пе­реме­щение де­талей при ре­гули­рова­нии. Эти по­сад­ки ис­пользу­ют вмес­то пе­реход­ных (в том чис­ле для смен­ных час­тей). Для вра­ща­ющих­ся де­талей их при­меня­ют только при ма­лых наг­рузках и час­то­тах вра­щения.

По­сад­ку Н 6/ h 5 наз­на­ча­ют при вы­соких тре­бова­ни­ях к точ­ности цен­три­рова­ния (на­при­мер, пи­ноли зад­ней баб­ки то­кар­но­го стан­ка, из­ме­рительных зуб­ча­тых ко­лес при их ус­та­нов­ке на шпин­де­ли зу­бо­из­ме­рительных при­боров).

По­сад­ка H 7/ h 6 (пред­почти­тельная) ис­пользу­ет­ся при ме­нее жес­тких тре­бова­ни­ях к точ­ности цен­три­рова­ния (нап­ри­мер, смен­ных зуб­ча­тых ко­лес в стан­ках, кор­пу­сов под под­шипни­ки ка­чения в стан­ках, ав­то­моби­лях и дру­гих ма­шинах).

По­сад­ку Н 8/ h 7 (пред­почти­тельную) наз­на­ча­ют для цен­три­ру­ющих по­вер­хнос­тей, ес­ли мож­но рас­ши­рить до­пус­ки на из­го­тов­ле­ние при нес­колько по­нижен­ных тре­бова­ни­ях к со­ос­ности.

ЕСДП до­пус­ка­ет при­мене­ние по­садок груп­пы H / h, об­ра­зован­ных из по­лей до­пус­ков ква­лите­тов 9—12, для со­еди­нений с низ­ки­ми тре­бова­ни­ями к точ­ности цен­три­рова­ния (нап­ри­мер, для по­сад­ки шки­вов зуб­ча­тых ко­лес, муфт и дру­гих де­талей на вал с креп­ле­ни­ем шпон­кой для пе­реда­чи кру­тяще­го мо­мен­та, при не­высо­ких тре­бова­ни­ях к точ­ности ме­ханиз­ма в це­лом и не­больших наг­рузках).

По­сад­ки груп­пы H / g (H 5/ g 4; H 6/ g 5 и H 7/ g 6 — пред­почти­тельная) име­ют на­именьший га­ран­ти­рован­ный за­зор из всех по­садок с за­зора­ми. Их при­меня­ют для точ­ных под­вижных со­еди­нений, тре­бу­ющих га­ран­ти­рован­но­го, но не­большо­го за­зора для обес­пе­чения точ­но­го цен­три­рова­ния, нап­ри­мер, зо­лот­ни­ка в пнев­ма­тичес­ких ус­тройствах, шпин­де­ля в опо­рах де­лительной го­лов­ки, в плун­жерных па­рах и т.д.

Из всех под­вижных по­садок на­ибо­лее рас­простра­нены по­сад­ки груп­пы H / f (Н 7 / f  7 — пред­почти­тельная, H 8/ f  8 и т.д., об­ра­зован­ные из по­лей до­пус­ков ква­лите­тов 6, 8 и 9). Нап­ри­мер, по­сад­ку Н 7/ f   7 при­меня­ют в под­шипни­ках скольже­ния элек­трод­ви­гате­лей ма­лой и сред­ней мощ­ности, пор­шне­вых ком­прес­со­рах, в ко­роб­ках ско­рос­тей стан­ков, цен­тро­беж­ных на­сосах, в дви­гате­лях внут­ренне­го сго­рания и т.д.

По­сад­ки груп­пы H / e (Н 7/ е 8, Н 8/ е 8 — пред­почти­тельная, Н 7/ е 7 и по­сад­ки, по­доб­ные им, об­ра­зован­ные из по­лей до­пус­ков ква­лите­тов 8 и 9) обес­пе­чива­ют лег­ко­под­вижное со­еди­нение при жид­кос­тном тре­нии. Их при­меня­ют для быс­тров­ра­ща­ющих­ся ва­лов больших ма­шин. Нап­ри­мер, пер­вые две по­сад­ки — для ва­лов тур­бо­гене­рато­ров и элек­трод­ви­гате­лей, ра­бота­ющих с больши­ми наг­рузка­ми. По­сад­ки Н 9/ е 9 и Н 8/ е 8 ис­пользу­ют для круп­ных под­шипни­ков в тя­желом ма­шинос­тро­ении, сво­бод­но вра­ща­ющих­ся на ва­лах зуб­ча­тых ко­лес, и для дру­гих де­талей, вклю­ча­емых муф­та­ми сцеп­ле­ния, для цен­три­рова­ния кры­шек ци­лин­дров.

По­сад­ки груп­пы H / d (H 8/ d 9, H 9/ d 9 — пред­почти­тельная и по­доб­ные им по­сад­ки, об­ра­зован­ные из по­лей до­пус­ков ква­лите­тов 7, 10 и 11) при­меня­ют срав­ни­тельно ред­ко. На­при­мер, по­сад­ка H 7/ d 8 ис­пользу­ет­ся при вы­сокой час­то­те вра­щения и от­но­сительно ма­лом дав­ле­нии в круп­ных под­шипни­ках, а так­же в соп­ря­жении пор­шень—ци­линдр — в ком­прес­со­рах, а по­сад­ка H 9/ d 9 — при не­высо­кой точ­ности ме­ханиз­мов.

По­сад­ки груп­пы H / c (Н 7/ c 8 и Н 8/ с 9) ха­рак­те­ризу­ют­ся зна­чительны­ми га­ран­ти­рован­ны­ми за­зора­ми, и их при­меня­ют для со­еди­нений с не­высо­кими тре­бова­ни­ями к точ­ности цен­три­рова­ния. На­ибо­лее час­то эти по­сад­ки наз­на­ча­ют для под­шипни­ков скольже­ния (с раз­личны­ми тем­пе­ратур­ны­ми ко­эф­фи­ци­ен­та­ми ли­нейно­го рас­ши­рения ва­ла и втул­ки), ра­бота­ющих при по­вышен­ных тем­пе­рату­рах (в па­ровых тур­би­нах, дви­гате­лях, тур­бо­ком­прес­со­рах, дру­гих ма­шинах, в ко­торых при ра­боте за­зоры зна­чительно уменьша­ют­ся вследс­твие то­го, что вал наг­ре­ва­ет­ся и рас­ши­ря­ет­ся больше, чем вкла­дыш под­шипни­ка).

Пе­реход­ные по­сад­ки. Пе­реход­ные по­сад­ки групп H / js, H / k, H / m, H / n при­меня­ют для не­под­вижных разъем­ных со­еди­нений, в ко­торых тре­бу­ет­ся обес­пе­чить цен­три­рова­ние смен­ных де­талей или (при не­об­хо­димос­ти) пе­реме­щение их друг от­но­сительно дру­га. По­сад­ки ха­рак­те­ризу­ют­ся воз­можностью по­яв­ле­ния в соп­ря­жении как за­зоров, так и на­тягов. Не­под­вижность со­еди­нения дос­ти­га­ет­ся до­пол­ни­тельно с по­мощью шпо­нок, штиф­тов и дру­гих ви­дов креп­ле­ний.

Пе­реход­ные по­сад­ки пре­дус­мотре­ны только в ква­лите­тах 4—8, при­чем точ­ность ва­ла в них дол­жна быть на один ква­литет вы­ше точ­ности от­вер­стия.

В пе­реход­ных по­сад­ках на­ибольший на­тяг по­луча­ет­ся при со­чета­нии на­ибольше­го пре­дельно­го раз­ме­ра ва­ла (d _max) и на­именьше­го пре­дельно­го раз­ме­ра от­вер­стия (D _min), а на­ибольший за­зор — при со­чета­нии на­ибольше­го пре­дельно­го раз­ме­ра от­вер­стия (D _max) и на­именьше­го пре­дельно­го раз­ме­ра ва­ла (d _min).

При­мер­ное со­от­но­шение на­тягов и за­зоров в раз­личных пе­реход­ных по­сад­ках пред­став­ле­но в табл. 3.10.

Таблица 3.10. Соотношение зазоров и натягов в переходных посадках
Вид со­еди­нения	Со­от­но­шение за­зоров и на­тягов при по­сад­ке, %
С на­тягом	99	80	37	1
С за­зором	1	20	63	99

Из таб­ли­цы вид­но, что при по­сад­ке H 7/ k 6 большая часть соп­ря­жений бу­дет иметь на­тяги и за­зоры, близ­кие к ну­лю. По­это­му для цен­три­рова­ния де­талей на­ибольшее рас­простра­нение по­лучи­ла имен­но эта по­сад­ка. По­сад­ку H 7/ n 6 ре­комен­ду­ет­ся при­менять в тех слу­ча­ях, ког­да кро­ме цен­три­рова­ния на­тяг не­об­хо­дим для пре­дот­вра­щения осе­вых пе­реме­щений. При час­той раз­борке и сбор­ке со­еди­нения ча­ще все­го ис­пользу­ют по­сад­ку H 7/ js 6.

При­меры наз­на­чения пе­реход­ных по­садок по­каза­ны на рис. 3.20.

Рис. 3.20.Примеры использования переходных посадок:
a — соединение вал—шестерня; б — соединение поршень—поршневой палец—головка шатуна; в — соединение вал—маховик; г — соединение втулка—корпус

По­сад­ки с га­ран­ти­рован­ным на­тягом. По­сад­ки с га­ран­ти­рован­ным на­тягом при­меня­ют для по­луче­ния не­под­вижных не­разъем­ных со­еди­нений, при­чем от­но­сительная не­под­вижность соп­ря­га­емых де­талей обес­пе­чива­ет­ся бла­года­ря уп­ру­гим де­фор­ма­ци­ям, воз­ни­ка­ющим при со­еди­нении ва­ла с от­вер­сти­ем. При этом пре­дельные раз­ме­ры ва­ла больше пре­дельных раз­ме­ров от­вер­стия. В не­кото­рых слу­ча­ях для по­выше­ния на­деж­ности со­еди­нения до­пол­ни­тельно ис­пользу­ют штиф­ты или дру­гие средс­тва креп­ле­ния, при этом кру­тящий мо­мент пе­реда­ет­ся штиф­том, а на­тяг удер­жи­ва­ет де­таль от осе­вых пе­реме­щений.

Бла­года­ря на­деж­ности и прос­то­те конс­трук­ции и сбор­ки уз­лов, вклю­ча­ющих в се­бя со­еди­нения с на­тягом, при­меня­ют­ся во всех от­раслях ма­шинос­тро­ения (нап­ри­мер, при сбор­ке оси с ко­лесом для же­лез­но­дорож­но­го тран­спор­та, вту­лок с ва­лами, сту­пицы чер­вячно­го ко­леса с вен­цом и т.д.).

Вы­бор спо­соба по­луче­ния со­еди­нения (под прес­сом, с наг­ре­вом ох­ва­тыва­ющей или с ох­лажде­ни­ем ох­ва­тыва­емой де­тали и т.д.) оп­ре­деля­ет­ся конс­трук­ци­ей де­талей, их раз­ме­рами, тре­бу­емым на­тягом и дру­гими фак­то­рами.

На­деж­ность по­садок с на­тягом за­висит от мно­гих фак­то­ров: ме­хани­чес­ких свойств ма­тери­алов со­еди­ня­емых по­вер­хнос­тей, ше­рохо­ватос­ти и ге­омет­рии по­вер­хнос­тей, конс­трук­тивных осо­бен­ностей, ве­личи­ны на­тяга, ме­тода сбор­ки и т.д. Од­на часть этих фак­то­ров учи­тыва­ет­ся при рас­че­те по­сад­ки с на­тягом, а дру­гую часть учесть в рас­че­тах труд­но или не­воз­можно, по­это­му в от­ветс­твен­ных слу­ча­ях выб­ранную в со­от­ветс­твии с рас­че­том по­сад­ку ре­комен­ду­ет­ся про­верять эк­спе­римен­тально.

При­меры при­мене­ния по­садок с на­тягом. Час­то­та при­меня­емос­ти пред­почти­тельных по­садок с на­тягом со­от­ветс­тву­ет по­ряд­ку уве­личе­ния га­ран­ти­рован­но­го на­тяга.

Для со­еди­нений тон­костен­ных де­талей, а так­же де­талей со стен­ка­ми большей тол­щи­ны, ис­пы­тыва­ющих не­большие наг­рузки, пред­почти­тельной бу­дет по­сад­ка H 7/ p 6. Для со­еди­нений кон­дуктор­ных вту­лок с кор­пу­сом кон­дукто­ра, за­пор­ных вту­лок с до­пол­ни­тельным креп­ле­ни­ем пред­почти­тельны­ми бу­дут по­сад­ки H 7/ r  6, H 7/ s 6. По­сад­ка H 7/ u 7 при­меня­ет­ся для та­ких со­еди­нений, как втул­ки под­шипни­ков скольже­ния в тя­желом ма­шинос­тро­ении, вен­цы чер­вячных ко­лес, ма­хови­ки. По­сад­ки, ха­рак­те­ризу­емые са­мыми больши­ми ве­личи­нами га­ран­ти­рован­но­го на­тяга — H 8/ x 8, H 8/ z 8, при­меня­ют­ся для тя­жело наг­ру­жен­ных со­еди­нений, вос­при­нима­ющих большие кру­тящие мо­мен­ты и осе­вые си­лы.

Взаимозаменяемость деталей по форме, ориентации, месторасположению и биению поверхностей

• 3.6.1. Ви­ды ге­омет­ри­чес­ких до­пус­ков
• 3.6.2. От­кло­нения фор­мы ци­лин­дри­чес­ких по­вер­хнос­тей
• 3.6.3. От­кло­нения фор­мы плос­ких по­вер­хнос­тей
• 3.6.4. Ука­зание ге­омет­ри­чес­ких до­пус­ков на чер­те­жах
• 3.6.5. Тре­бова­ние мак­си­мума ма­тери­ала. Тре­бова­ние ми­ниму­ма ма­тери­ала. Тре­бова­ние вза­имо­действия