Что предполагает неполная взаимозаменяемость

Метод неполной взаимозаменяемости

Сущность метода неполной взаимозаменяемости заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается не во всех изделиях, а у заранее оговоренной их части при включении в РЦ или замене в ней составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их величины.

Отличие рассматриваемого метода от предыдущего заключается в установлении больших по величине допусков на составляющие звенья, что делает изготовление деталей более экономичными. Но при этом идут на риск получения небольшого процента случаев выхода погрешности замыкающего звена РЦ за пределами установленного допуска.

В основе рассматриваемого метода лежит одно из известных положений теории вероятностей, по которому крайние значения всех звеньев РЦ и их погрешностей встречаются гораздо реже, чем средние и близкие к ним размеры. Вследствие этого процент изделий, имеющих выход погрешностей замыкающего звена за пределы требуемого допуска, крайне мал.

Изложенное проиллюстрируем на примере трёхзвенной РЦ (рис.5.1). Для упрощения задачи поля рассеяния ωА₁, ωА₂ и допуски составляющих звеньев ТА₁, ТА₂ взяты равными, причём (ωА₁=ωА₂) ≤ (ТА₁=ТА₂) (см. раздел 2.4). Кроме того, для обоих составляющих звеньев принят закон рассеяния Гаусса. Если для решения задачи использовать метод полной взаимозаменяемости, то при требуемом допуске замыкающего звена ТА₀ допуск каждого из составляющих звеньев должен быть равен ТА₁=ТА₂=ТА₀/2. При решении той же задачи методом неполной взаимозаменяемости допуски обоих составляющих звеньев устанавливаются большими, чем при методе полной взаимозаменяемости (см. рис. 5.14).

Естественно, что поле рассеяния и допуск замыкающего звена в этом случае будет больше на величины:

где, , как это представлено на рис. 5.14,б, а, следовательно, — новый производственный допуск.

Рис. 5.14. Сравнительная схема достижения требуемой точности методами полной (а) и неполной (б) взаимозаменяемости.

Это обстоятельство может вызвать появление некоторой части изделий (определяемой обычно в %), погрешность замыкающего звена которых будет выходить за пределы требуемого допуска ТА₀. Эта погрешность будет определяться заштрихованной областью (подробнее об определении изделий вышедших за пределы допуска мы рассматривали в разделе 2.2.3).

Появление на сборке за пределами установленного конструктором допуска потребует дополнительных затрат, во-первых, на их отбраковку, т.к. для этого придётся организовать 100%-ный контроль всех изделий, во-вторых, на доведение каким-либо способом этих отбракованных изделий до требуемой точности. Очевидно, что допускаемое количество изделий за пределами конструкторского допуска, а следовательно, и степень расширения допусков ограничиваются только экономическим условием: дополнительные затраты не должны превышать экономии, полученной в механообработке за счёт снижения затрат на изготовление менее точных деталей и на сборке. Поэтому, метод полной взаимозаменяемости не целесообразно применять в условиях мелкосерийного и единичного производства, где из-за небольших количеств изготавливаемых изделий и собираемых сборочных единиц адекватность вероятностного описания формирования точности замыкающего звена размерной цепи резко снижается.

Введём понятие коэффициента риска равного , определяющий процент выхода получаемых значений замыкающего звена за требуемые пределы установленного допуска ТА₀, а отношение через коэффициент, характеризующий выбираемый теоретический закон рассеяния i-го составляющего звена , получаем формулу для расчёта величин допусков при использовании метода неполной взаимозаменяемости:

(5.11)

Процент риска является категорией экономической. Он опосредованно определяет дополнительные затраты на сборку по сравнению с методом полной взаимозаменяемости. При этом такие затраты должны покрываться экономией в технологических процессах изготовления деталей с более широкими допусками. Причем, чем больше звеньев в размерной цепи и меньше процент риска, тем больше экономический эффект от использования метода неполной взаимозаменяемости.

В подавляющем большинстве случаев применения метода неполной взаимозаменяемости принимают процент риска [Р]=0,27%, при котором с достаточной для практики точностью получают ТА_i= , т.е. в поле допуска попадает 99,73% собранных изделий. При таком условии негодных изделий появится 3 на 1000 и достигается достаточно высокая степень расширения допусков составляющих звеньев. Так, в размерной цепи с m=10 при нормальных законах распределения составляющих звеньев (что обычно и бывает в крупносерийном и массовом производстве) и при Р=0,27% (что соответствует коэффициенту риска t₀=3) поля допусков составляющих звеньев можно расширить в 3,16 раза. В размерной цепи с m=6 – в 2,45 раза. В редких случаях допускают Р>0,27%, и в этих случаях требуется дополнительное экономическое обоснование более высокого процента риска. В курсовых и дипломных проектах рекомендуется принимать [P]=0,27%, для которого t₀=3.

Из формулы (5.11) можно рассчитать средний допуск составляющего звена:

(5.12)

Величину рассчитывают, выбирая закон рассеяния для описания распределения каждого составляющего звена.

Ввиду принятых допущений формула (5.11) является приближённой, причём степень приближения возрастает с увеличением числа звеньев m. С достаточной для практики точности этой формулой можно пользоваться:

— если составляющие звенья распределены по закону Гаусса при ;

— если составляющие звенья распределены по закону треугольника при ;

— если составляющие звенья распределены по закону равной вероятности при .

Степень расширения допусков составляющих звеньев по сравнению с методом полной взаимозаменяемости можно оценить отношением:

(5.13)

Дальнейшие действия при назначении допусков составляющих звеньев и координат их середин выполняются также как и при методе полной взаимозаменяемости.

Таким образом, метод неполной взаимозаменяемости имеет основное преимущество – возможность установления значительно больших допусков на составляющие звенья РЦ по сравнению с допусками при использовании метода полной взаимозаменяемости. Это обстоятельство значительно упрощает и делает более экономичным изготовление деталей, входящих своими размерами или поворотами поверхностей в качестве составляющих звеньев РЦ. Использование метода неполной взаимозаменяемости эффективно в условиях серийного,Э крупносерийного и массового производств в РЦ с числом звеньев . Но и неполная взаимозаменяемость имеет свои ограничения области применения и они принципиально те же, что и при полной, т.е. техническая невозможность при некотором m получить требуемую точность, соответствующую , и экономическая целесообразность, выраженная допустимым процентом (вероятностью) появления выходящих за установленный допуск изделий (при m>9 метод неполной взаимозаменяемости применять экономически нецелесообразно).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Взаимозаменяемость материалов в промышленности

Выполнение установленных требований к точности деталей

Благодаря коллекционным свойствам и возможности равноценной замены экземпляров взаимозаменяемых сборочных единиц другими сборочными экземплярами, детали могут быть изготовлены в 1 цехе предприятия, а их изделия могут быть собраны в других цехах или других специализированных предприятиях этого предприятия.

Поскольку он полностью совместим, процесс сборки в основном сводится к соединению деталей рабочими с низкой квалификацией. Таким образом, можно точно во времени нормализовать процесс сборки, задать необходимый рабочий темп, применить встроенные методы сборки, создать условия для автоматизации, специализации и совместной работы в производственном процессе.

Совместимость продукта (машины, устройства, механизма и др.), его частей или других видов продукции (сырья) является эквивалентом замены при использовании того же вида продукции, его частей или набора других products. In в общем случае совместимость различают следующим образом:

В большинстве случаев, используется полная совместимость. Это обеспечивает совместимость не приводных узлов или замен при ремонте деталей или изделий, изготовленных независимо с определенной точностью.

Полная совместимость возможна только в том случае, если размеры, форма, элементы и другие качественные и количественные параметры деталей и изделий находятся в заданных пределах и соответствуют установленным техническим требованиям.

Уровень взаимозаменяемости производства обычно характеризуется обменным фактором kv. It равняется соотношению трудоемкости изготовления узлов, конструкций или взаимозаменяемых частей их деталей и соотношению трудоемкости сборки узлов. Значение hf равно

Кроме того, соблюдение установленных требований к точности деталей, узлов, сборных узлов или их элементов является важнейшим и решающим условием обеспечения совместимости.

Взаимозаменяемые детали-это, как правило, детали, сборные блоки и изделия. В первую очередь это должны быть детали и сборные узлы, от которых зависит надежность изделия и другие эксплуатационные характеристики. Данное требование является обязательным для запасных частей (запасных частей) изделия.

Например, при сборке металлорежущего станка выполняется установка и регулировка суппорта или задней бабки, прикрепленной к станине. Коэффициент совместимости hf в этом случае будет ниже, чем полная совместимость.

Коэффициент унификации (стандартизации) производства ku определяется как отношение сложности сборки унифицированного (стандартного) компонента (qct) к сложности сборки исходного компонента (qorg) и тесно связан с коэффициентом взаимозаменяемости (kv).

Использование той или иной совместимости в производстве обусловлено многими факторами, основными из которых являются тип производства, тип производства, степень развития производственных отношений, культура производства.

В целом, увеличение hf улучшает эксплуатационные характеристики изделия, поскольку создает условия для быстрой и эффективной замены или восстановления компонентов, узлов или сборочных единиц изделия в ходе планового технического обслуживания систем ремонта, технического обслуживания и периодического профилактического обслуживания (ppr).

Однако, в индивидуальном мелкосерийном производстве, эта связь проявляется лишь незначительно, поскольку количество выпускаемой продукции ограничен.

Наибольшее влияние кВ на эксплуатационные характеристики оказывает на массовое производство и крупносерийное производство. Влияние ВЧ на эксплуатационные характеристики изделия во многом зависит от типа изделия. Самая крупная-это электронная промышленность, которая несколько меньше в приборостроении и еще меньше в машиностроении.

Экономически целесообразно использовать полную взаимозаменяемость для сборочных единиц и изделий, которые изготавливаются в массовом производстве и имеют точность менее 6, а также состоят из небольшого количества деталей, которые не соответствуют заданному зазору или помехам при сборке изделия со станком. Инструментирование не принято даже для частей.

Качество выпускаемой продукции и управление ею осуществляется на основе технологий, разработанных практикой использования различных видов взаимозаменяемости. Таким образом, совместимость выделяется как самостоятельное научно-производственное направление во многих отраслях промышленности и играет решающую роль в достижении поставленных целей.

Частичная неполная взаимозаменяемость

Внешняя совместимость-это совместимость размеров и формы сборочного узла, основанная на совместном изделии (установленном на других изделиях) и рабочем блоке, а также соединительной поверхности. Например, в электродвигателе внешняя совместимость обеспечивается скоростью вращения приводного вала и размерами соединительного элемента. Surface. In подшипники ролика, наружный диаметр наружного кольца прикрепленного к телу продукта и внутренний диаметр внутреннего кольца прикрепленного к валу, так же, как точность вращения и опознавания нагрузки, обеспечивают внешнюю совместимость.

Внутренняя совместимость-применяется к деталям, сборочным единицам, изделиям, изготовленным на конкретном предприятии или его подразделениях. Например, при выборочной сборке подшипников качения элементы качения и кольца являются внутренними совместимыми по группам.

Функциональная совместимость-обеспечение совместимости машин и других изделий с оптимальными показателями производительности. Это основной принцип совместимости машины с общим products. So, в более обобщенной точке зрения, совместимость, гарантирующая работоспособность изделия или характеристики потребителя с оптимальным и стабильным (в заданных пределах) рабочим показателем во времени или с оптимальным показателем качества функции, называется функциональной.

Эти параметры называются функциональными, поскольку они относятся к сервисным функциям сборочного узла и эксплуатации определенных изделий.

Такая связь может быть либо регулярной (см. Выше), либо random. To для достижения максимальной эффективности совместимости, то есть функциональной совместимости, при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин и изделий необходимо учитывать совокупность научно-технических отправных точек, которые объединяются общими понятиями (базовая совместимость) и определяются»сроком службы»изделия.

Этапы жизненного пути изделия

Новейшее производство машиностроения характеризуется выпуском изделий, которые используются непосредственно для удовлетворения потребностей человека, а также огромным количеством изделий, которые используются в качестве машин (оборудования) для изготовления этих изделий. Объединяющим фактором всех продуктов является» жизненный » путь, включающий проектирование, производство, эксплуатацию и утилизацию продукта.

Структурно»жизненный» путь изделия разделен на несколько этапов, и на каждом этапе значение коэффициента совместимости ВЧ может различаться. Его роль определяется исходными положениями, которые должны быть включены в этап»жизненного»пути изделия и учтены при проектировании, изготовлении и эксплуатации каждого конкретного изделия.

Исходные положения, используемые при проектировании изделий

Показатели эффективности работы машин и оборудования products. It определяется по:

Неизбежные погрешности параметров и изменения свойств материала в процессе эксплуатации влияют на параметры рабочего процесса, поэтому важными составляющими и компонентами являются не только размеры, форма и другие геометрические параметры, но и физико-механические и технические характеристики материала величина технического остатка, структура, напряжение, твердость.

Функциональные параметры

Совместимость является определяющим фактором не только на этапе «жизненного» пути изделия. Ее важнейшая роль заключается в разработке принципов стандартизации, унификации и агрегирования отдельных видов продукции. В конечном счете культура производства и конкурентоспособность его продукции зависят от использования различных методов совместимости.

Новых машин, приборов и другой продукции. Однако в некоторых случаях существует очень широкий спектр выпусков продукции, которые схожи по назначению, немного отличаются по дизайну и size. In с целью рационального сокращения номенклатуры выпускаемой продукции и повышения уровня развития сериализации и специализации производства был разработан стандарт параметрической серии изделий.

Каждая машина обычно характеризуется несколькими параметрами: мощностью, габаритными размерами, производительностью, надежностью, точностью, эффективностью и др. Поэтому из всех параметров продукта выделяется следующее:

Основными параметрами называются механические параметры, которые определяют наиболее важные эксплуатационные показатели изделия и не зависят от технических усовершенствований или технологий изготовления.

Например, основным параметром мостового крана является грузоподъемность, а основным параметром токарного станка являются габаритные размеры обрабатываемой детали: высота центра и расстояние между центром в крайнем положении передней и задней бабки (или шпинделя и гусиного пера).

По основным параметрам будет строиться параметрический ряд изделия. Например, поверните винт, чтобы разрезать стальной мод. Основные параметры 1К62 и 1А620 одинаковы. Расстояние между центром в крайнем положении передней и задней бабки составляет 620 мм.

Выбор основных параметров и определение диапазона значений должны быть обоснованы технически и экономически. Крайние показатели серии следует выбирать с учетом текущих и будущих потребностей конкретного производства, отрасли или отрасли этих продуктов.

Основной параметр — это совокупность числовых значений основных параметров изделия того же функционального назначения, естественно построенных в определенном диапазоне и сходных с основными параметрами в кинематике или технологическом процессе. Например, известны параметрические ряды токарных станков.

Пример применения принципа единства и постоянства

Основной параметр, с другой стороны, служит основой для определения численного значения основного параметра. Например, основными параметрами являются: металлорежущее оборудование-токарный станок-точность обработки, производительность, ограничение скорости резания, производительность. Для измерительных приборов-это погрешность измерения, цена деления шкалы, измерительная сила и другие весовые показатели.

Вариации в параметрических рядах — это размер или диапазоны размеров. Его главным параметром является размер изделия. На основе ряда параметрических и типоразмеров создается конструктивный ряд моделей одинаковой конструкции и определенного типа 1 функционального назначения.

При построении серии изделий параметрического, стандартного размера и структуры желательно соблюдать подобие рабочего процесса, что обеспечивает равенство основных и основных параметров.

Например: в общем машиностроении и приборостроении около 90%, то есть большинство всех используемых зубчатых модулей, находятся в диапазоне от 1 до 6 мм (в общем случае зубчатые модули представляют собой отношение числа шагов Р зуба шестерни К Р :, мм).

В этом случае максимальным охватом зубчатого колеса является диапазон модуля м, который составляет 2-4 мм. Поэтому стандарт параметрической серии зубчатых модулей обеспечивает максимальное количество градиентов, выделяемых этим модулям.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Понятие о взаимозаменяемости. Полная и неполная взаимозаменяемость. Функциональная взаимозаменяеость. Понятие оточности. Точность – основа взаимозаменяемости.

Точность – степень соответствия реальных параметров идеальным. Она необходима для обеспечения взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемость (В) объектов – свойство одноименных, т.е. изготовленных по единой документации, объектов равноценно заменять один экземпляр другим для удовлетворения требованиям. Равноценно заменять один экземпляр другим означает идентичность (И) объектов, а удовлетворять требованиям означает быть качественным (К). Следовательно, В=И+К.

Взаимозаменяемость характеризуется идентичностью параметров: геометрических, механических, химических, электрических и других. Поэтому взаимозаменяемость объекта – это интегральное свойство, складывающееся из различных видов взаимосвязанности: по геометрическим, механическим, химическим и другим параметрам. Количество видов взаимозаменяемости, относящихся к конкретному объекту, определяется его природой и сложностью его структуры. В связи с тем, что различные виды взаимозаменяемости обеспечиваются в разных производствах, то параметры, определяющие разные виды взаимозаменяемости, нормируются различными стандартами, т.е. действуют стандарты на геометрические, механические, химические, электрические и другие параметры, относящиеся к различным объектам.

Взаимозаменяемые объекты должны быть взаимозаменяемыми по всем параметрам.

Для сложных объектов различают внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемости.

Внешняя – это взаимозаменяемость объектов по эксплуатационным и внешним параметрам: присоединительным и габаритным размерам и др.

Внутренняя взаимозаменяемость относится к составляющим объект элементам, т.е. составным частям. Объекты могут обладать полной или неполной взаимозаменяемостью, или одновременно обеими этими взаимозаменяемостями.

Полная взаимозаменяемость охватывает все объекты данного наименования по определенным параметрам.

Неполная взаимозаменяемость охватывает лишь часть объектов данного наименования по определенным параметрам.

Функциональная взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость только по эксплуатационным параметрам.

Рассмотрим эти виды взаимозаменяемости для подшипника качения, который в простейшем случае состоит из наружного кольца 1 (см рис. 3.1), внутреннего кольца 2, тел качения 3 и сепаратора.

Рис. 31. Элементы подшипника качения.

Подшипник по размерам B, d, D и эксплуатационным параметрам обладает полной внешней взаимозаменяемостью, а по составляющим элементам, т.е. размерам d , d_к, d_кв обладает неполной внутренней взаимозаменяемостью, т.к. элементы 1, 2 и 3 при сборке подшипника подбираются друг к другу по наиболее подходящим размерам d , d_к, d_кв, чтобы обеспечить минимальные зазоры между ними. Для этого после изготовления деталей 1,2 и 3 их сортируют на группы по размерам так, чтобы подшипник собранный из деталей одной группы имел минимальные зазоры в соединениях. Сборка с подбором деталей называется селективной. Она обеспечивает высокую точность сборки при невысокой точности изготовления деталей.

Взаимозаменяемость обеспечивается установлением предельных значений параметров путем нормирования, результаты которого оформляются стандартами, отражением этих значений в конструкторской и технической документации, соблюдением требований документации, для чего необходимо наличие соответствующих кадров, оборудования и технологической оснастки: приспособлений, средств измерения и контроля, режущих и деформирующих инструментов и др.

Источник