Вибір посадок і призначення допусків

Вибір полів допусків, посадок і величин допусків для гладких з’єднань є дуже відповідальною операцією. Від правильного їхнього визначення залежить функціонування певного механізму з найкращим виконанням технічних вимог, що передбачені у технічному завданні чи навіть у стандарті за певний період часу до ремонту механізму, тобто з певною довговічністю. Одночасно необхідно враховувати вартість виготовлення механізму та експлуатаційних витрат. Наприклад, величини допусків повинні бути оптимальними, тобто не мають бути дуже малими, оскільки значно збільшиться вартість виготовлення деталей, і не мають бути дуже великими, оскільки значно зменшаться довговічність і зносостійкість деталей механізму, а також точність його роботи.

У першу чергу необхідно обрати тип посадки (з натягом, перехідну або із зазором), який залежить від функцій певного вузла і взаємного положення деталей під час їхньої роботи. Після вибору типу посадки визначають граничні величини зазорів Smin і Smax чи натягів Nmin і Nmax і одночасно квалітет деталей, що з'єднуються.

Граничні величини натягів можна визначати шляхом розрахунків Nmin для передачі певного обертаючого моменту чи осьової сили, а також Nmax, при якому має бути забезпечена міцність (відсутності руйнування) деталей, що з'єднуються. Граничні величини зазорів можна розраховувати із умови гідродинамічної теорії змащення.

Якщо певна машина повинна виготовлятись у масовому виробництві та вузол її є принципово новим, то часто після розрахунків необхідні і експериментальні дослідження.

Поширеним методом визначення посадок, полів допусків і точності виготовлення є проектування за аналогією, коли використовується досвід, накопичений при проектуванні у попередні роки.

Так, у першу чергу визначають: які функції виконує механізм; чи можуть переміщуватись деталі одна відносно іншої; чи вони повинні бути непорушними завжди і при цьому ще передавати певні зусилля, величину яких необхідно знати; чи деталі не завжди повинні бути непорушними, але можлива їхня заміна з більшою або меншою періодичністю.

Необхідно знати: матеріали, з яких виготовляються деталі; види та характер змащувальних речовин, які будуть застосовуватись у процесі експлуатації; шорсткість поверхонь, яку можна досягти в умовах виробництва; точність верстатів, на яких будуть виготовлятись деталі; лінійні швидкості переміщення деталей і частоту їхньо­го обертання; необхідний строк роботи до ремонту; точність роботи готового механізму та деякі інші дані.

Знаючи ці дані, обирають характер посадки, систему посадок (отвору чи вала) і точність виготовлення деталей (квалітет).

Треба пам'ятати, що в машинобудуванні переважно застосовують систему отвору.

Вибір квалітетів (допусків)

При розробленні машин і механізмів важливо вибрати відповідні квалітети (допуски) з'єднуваних розмірів, які визначають величини допусків, а отже, і точність цих розмірів.

При виборі квалітетів потрібно враховувати ряд факторів. З підвищенням точності (зменшенням квалітету) підвищується якість виробів, однак ускладнюється їх виготовлення і різко збільшується вартість їх.

Тому слід призначати таку точність (такий квалітет), яка за найменших затрат забезпечує оптимальну працездатність виробів. Потрібно також враховувати точності можливості наявного технологічного обладнання для виготовлення деталей, які залежать від його стану. На спрацьованому обладнанні не можна одержати таку саму точність, як на новому.

Слід також враховувати середній рівень точності, який забезпечує оптимальну працездатність виробів. Наприклад, більшість з'єднань в машинобудуванні виконують за квалітетами ІТ8, ІТ9.

При виборі квалітетів враховують також рівень метрологічного забезпечення виробництва, тобто наявність вимірювальних засобів для вимірювання і контролювання деталей заданої точності, а також враховують наявність різновидів посадок у вибраному квалітеті. Наприклад, в інтервалі розмірів від 1 до 500 мм посадки із зазором передбачені в квалітетах 4...12, перехідні - в квалітетах 4...7 для валів і 5...8 для отворів, посадки з натягом - в квалітетах 5...8.

Якщо різновид посадки вибирається розрахунковим методом, то квалітет (величину допуску) вибирають одночасно з посадкою.

На практиці при виборі квалітетів часто використовують досвід проектування і експлуатації аналогічних виробів (метод аналогії). Наприклад, 4-й і 5-й квалітети застосовуються порівняно рідко в особливо точних з'єднаннях, наприклад, плаваючий поршневий палець в бобишках поршня і у втулці верхньої головки шатуна; 6-й і 7-й квалітети застосовуються у високоточних з'єднаннях при високих вимогах до обмеження розсіювання зазорів або натягів, наприклад, в посадках кілець підшипників нор­мальної точності на валах і в корпусах, в підшипниках ковзання шатунно-кривошипного механізму двигунів внутрішнього згорання.

8-й і 9-й квалітети застосовуються для посадок, що допускають великі зазори і великі межі їх розсіювання, а також для полегшення їх складання. Ці квалітети переважно використовуються для порівняно точних з'єднань машин і особливо відповідальних вузлів в машинобудуванні.

10-й квалітет застосовується для посадок із зазором в тих випадках, якщо з метою здешевлення оброблення деталей необхідно призначити більші допуски, а умови складання допускають дещо збільшене розсіювання зазорів у з'єднанні.

11-й і 12-й квалітети застосовуються в посадках, у яких необхідні ве­ликі зазори і можливі їх значні розсіювання (грубе складання), наприклад, у з'єднаннях сільськогосподарських машин, в штампованих деталях, де­талях з пластмас.

13-й...18-й квалітети застосовуються для обмеження допусків не з'єднуваних (вільних) розмірів.