التسامح والملاءمة في الهندسة الميكانيكية

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-02 13:49

علم القياس هو علم القياسات ووسائل وطرق ضمان وحدتها ، وكذلك طرق تحقيق الدقة المطلوبة. موضوعها هو اختيار المعلومات الكمية حول معلمات الكائنات بموثوقية ودقة معينة. الإطار التنظيمي للقياس هو المعايير. في هذه المقالة ، سننظر في نظام التفاوتات والإنزال ، وهو قسم فرعي لهذا العلم.

مفهوم التبادلية للأجزاء

في المصانع الحديثة ، لا يتم إنتاج الجرارات والسيارات والأدوات الآلية وغيرها من الآلات بواسطة الوحدات أو العشرات ، بل بالمئات وحتى الآلاف. مع مثل هذه الأحجام من الإنتاج ، من المهم جدًا أن يتلاءم كل جزء أو مجموعة مُصنَّعة تمامًا مع مكانها أثناء التجميع دون إجراء تعديلات إضافية في صانع الأقفال. بعد كل شيء ، هذه العمليات شاقة للغاية ومكلفة وتستغرق الكثير من الوقت ، وهو أمر غير مقبول في الإنتاج الضخم. من المهم بنفس القدر أن تسمح الأجزاء التي تدخل التجميع بالاستبدال.للأغراض المشتركة الأخرى معهم ، دون أي ضرر لعمل الوحدة النهائية بالكامل. تسمى قابلية التبادل هذه للأجزاء والتجمعات والآليات التوحيد. هذه نقطة مهمة للغاية في الهندسة الميكانيكية ، فهي تتيح لك ليس فقط توفير تكلفة تصميم وتصنيع الأجزاء ، ولكن أيضًا وقت الإنتاج ، بالإضافة إلى أنها تبسط عملية إصلاح المنتج نتيجة لتشغيله. القابلية للتبادل هي خاصية للمكونات والآليات لأخذ أماكنها في المنتجات دون اختيار مسبق وأداء وظائفها الرئيسية وفقًا للمواصفات.

أجزاء التزاوج

جزءان ، ثابتان أو متصلين ببعضهما البعض ، يسمى التزاوج. وعادة ما تسمى القيمة التي يتم بها هذا التعبير بحجم التزاوج. مثال على ذلك هو قطر الفتحة في البكرة وقطر العمود المقابل. عادةً ما تسمى القيمة التي لا يحدث بها الاتصال بالحجم المجاني. على سبيل المثال ، القطر الخارجي للبكرة. لضمان قابلية التبادل ، يجب أن تكون أبعاد تزاوج الأجزاء دقيقة دائمًا. ومع ذلك ، فإن هذه المعالجة معقدة للغاية وغالبًا ما تكون غير عملية. لذلك ، في التكنولوجيا ، يتم استخدام طريقة للحصول على أجزاء قابلة للتبديل عند العمل بما يسمى الدقة التقريبية. إنه يكمن في حقيقة أنه بالنسبة لظروف التشغيل المختلفة ، تحدد العقد والأجزاء الانحرافات المسموح بها لأحجامها ، والتي بموجبها يمكن تشغيل هذه الأجزاء في الوحدة بشكل لا تشوبه شائبة. هذه التعويضات ، المحسوبة لمجموعة متنوعة من ظروف التشغيل ، مبنية في معطىمخطط معين اسمه "نظام موحد للتفاوتات والإنزال".

مفهوم التسامح. خصائص الكمية

البيانات المحسوبة للجزء الموفر في الرسم ، والتي يتم حساب الانحرافات منها ، تسمى عادةً بالحجم الاسمي. عادة ما يتم التعبير عن هذه القيمة بالمليمترات الكاملة. يُطلق على حجم الجزء ، الذي تم الحصول عليه بالفعل أثناء المعالجة ، الحجم الفعلي. عادة ما تسمى القيم التي تتقلب بين هذه المعلمة بالحد. من بين هذه المعلمات ، الحد الأقصى للمعلمة هو أكبر حد للحجم ، والحد الأدنى للمعلمة هو الأصغر. الانحرافات هي الفرق بين القيمة الاسمية والقيمة الحدية للجزء. في الرسومات ، عادة ما يشار إلى هذه المعلمة في شكل رقمي بالحجم الاسمي (القيمة العليا موضحة أعلاه ، والقيمة الأدنى أدناه).

مثال الإدخال

إذا أظهر الرسم القيمة 40^{+ 0 ، 15}_{-0 ، 1، فهذا يعني أن الحجم الاسمي الجزء 40 مم ، أكبر حد هو +0.15 ، الأصغر هو -0.1.الفرق بين القيمة الاسمية والحد الأقصى يسمى الانحراف الأعلى ، وبين الحد الأدنى - الأدنى. من هنا ، يتم تحديد القيم الفعلية بسهولة. من هذا المثال ، يترتب على ذلك أن القيمة الحدية الأكبر ستكون 40 + 0 ، 15=40.15 ملم ، والأصغر: 40-0 ، 1=39.9 ملم. يسمى الفرق بين أحجام الحد الأصغر والأكبر التسامح. محسوبة كالتالي: 40، 15-39، 9=0.25 مم}

فجوات وضيق

دعونا ننظرمثال محدد حيث التفاوتات والنوبات هي المفتاح. لنفترض أننا بحاجة إلى جزء به ثقب 40^{+ 0 ، 1}ليلائم عمودًا بأبعاد 40^{-0 ، 1}_{-0 ، 2}. يمكن أن نرى من الشرط أن قطر جميع الخيارات سيكون أقل من الفتحة ، مما يعني أنه مع مثل هذا الاتصال ستحدث فجوة بالضرورة. عادة ما يسمى هذا الهبوط بالهبوط المتحرك ، لأن العمود سوف يدور بحرية في الحفرة. إذا كان حجم الجزء 40^{+ 0 ، 2}_{+ 0 ، 15، فسيكون أكبر من قطر الفتحة تحت أي ظرف. في هذه الحالة ، يجب الضغط على العمود ، وسيكون هناك تداخل في الاتصال.}

الاستنتاجات

بناءً على الأمثلة المذكورة أعلاه ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:

• الفجوة هي الفرق بين الأبعاد الفعلية للعمود والحفرة ، عندما يكون الأخير أكبر من الأول. مع هذا الاتصال ، الأجزاء لها دوران حر.
• عادة ما يُطلق على التحميل المسبق الفرق بين الأبعاد الفعلية للفتحة والعمود ، عندما يكون الأخير أكبر من الأول. مع هذا الاتصال ، يتم الضغط على الأجزاء.

فئات النوبات والدقة

عادةً ما يتم تقسيم عمليات الهبوط إلى ثابتة (ساخنة ، مكبس ، ضغط سهل ، أصم ، ضيقة ، كثيفة ، متوترة) ومتحركة (انزلاق ، تشغيل ، حركة ، تشغيل سهل ، تشغيل واسع). في الهندسة الميكانيكية والأجهزة ، هناك قواعد معينة تنظم التفاوتات وعمليات الإنزال. يوفر GOST فئات دقة معينة في تصنيع التجميعات باستخدام انحرافات أبعاد محددة. من الممارسةمن المعروف أن تفاصيل الطرق والآلات الزراعية دون الإضرار بوظائفها يمكن تصنيعها بدقة أقل من المخارط وأدوات القياس والسيارات. في هذا الصدد ، فإن التفاوتات والتلائم في الهندسة الميكانيكية لها عشرة فئات دقة مختلفة. أدقها الخمسة الأولى: 1 ، 2 ، 2 أ ، 3 ، 3 أ ؛ يشير الاثنان التاليان إلى دقة متوسطة: 4 و 5 ؛ والأخيرة تقريبية: 7 و 8 و 9.

من أجل معرفة فئة الدقة التي يجب أن يتم عمل الجزء عليها ، في الرسم ، بجانب الحرف الذي يشير إلى الملاءمة ، ضع رقمًا يشير إلى هذه المعلمة. على سبيل المثال ، يعني وضع علامة C4 أن النوع ينزلق ، الفئة 4 ؛ X3 - نوع الجري ، الدرجة الثالثة. بالنسبة لجميع عمليات الهبوط من الدرجة الثانية ، لا يتم وضع التعيين الرقمي ، لأنه الأكثر شيوعًا. يمكنك الحصول على معلومات مفصلة حول هذه المعلمة من الكتاب المرجعي المكون من مجلدين "التسامح والملاءمة" (Myagkov V. D. ، إصدار 1982).

نظام رمح وفتحة

عادة ما يعتبر التسامح والنوبات نظامين: الثقوب والأعمدة. يتميز أولها بحقيقة أن جميع الأنواع بنفس الدرجة من الدقة والفئة تشير إلى نفس القطر الاسمي. الثقوب لها قيم ثابتة للانحرافات الحدية. يتم الحصول على مجموعة متنوعة من عمليات الإنزال في مثل هذا النظام نتيجة لتغيير أقصى انحراف للعمود.

والثاني يتميز بحقيقة أن جميع الأنواع التي لها نفس الدرجة من الدقة والفئة تشير إلى نفس القطر الاسمي. يحتوي العمود على قيم حد ثابتةالانحرافات. يتم إجراء مجموعة متنوعة من عمليات الإنزال نتيجة لتغيير قيم الانحرافات القصوى للفتحات. في رسومات نظام الفتحات ، من المعتاد تعيين الحرف A ، والعمود - الحرف B. بالقرب من الحرف ، يتم وضع علامة فئة الدقة.

أمثلة على الرموز

إذا تمت الإشارة إلى "30A3" على الرسم ، فهذا يعني أنه يجب تشكيل الجزء المعني بنظام ثقب من فئة الدقة الثالثة ، إذا تمت الإشارة إلى "30A" ، فهذا يعني استخدام نفس النظام ، ولكن الدرجة الثانية. إذا تم إجراء التسامح والملاءمة وفقًا لمبدأ العمود ، فسيتم تحديد النوع المطلوب بالحجم الاسمي. على سبيل المثال ، يتوافق الجزء الذي يحمل التصنيف "30B3" مع معالجة نظام العمود من فئة الدقة الثالثة.

في كتابه ، يوضح M. A. Paley ("التسامح والملاءمة") أنه في الهندسة الميكانيكية ، يتم استخدام مبدأ الثقب في كثير من الأحيان أكثر من العمود. هذا يرجع إلى حقيقة أنه يتطلب معدات وأدوات أقل. على سبيل المثال ، من أجل معالجة ثقب بقطر اسمي معين وفقًا لهذا النظام ، هناك حاجة إلى مخرطة واحدة فقط لجميع عمليات الإنزال من هذه الفئة ، وهناك حاجة إلى سدادة حدية واحدة لتغيير القطر. مع نظام عمود الدوران ، يلزم وجود موسع ثقوب منفصل وقابس منفصل لضمان ملاءمة كل منها داخل نفس الفئة.

التسامح والتناسبات: جدول الانحراف

لتحديد فئات الدقة واختيارها ، من المعتاد استخدام الأدبيات المرجعية الخاصة. لذا ، فإن التفاوتات والتلائم (يرد جدول بمثال في هذه المقالة) هي ، كقاعدة عامة ، قيم صغيرة جدًا. إلى عن علىمن أجل عدم كتابة أصفار إضافية ، تم تحديدها في الأدبيات بالميكرونات (جزء من ألف من المليمتر). ميكرون واحد يتوافق مع 0.001 مم. عادة ، يشار إلى الأقطار الاسمية في العمود الأول من هذا الجدول ، ويشار إلى انحرافات الفتحة في العمود الثاني. تعطي بقية الرسوم البيانية أحجامًا مختلفة للهبوط مع الانحرافات المقابلة لها. تشير علامة الجمع الموجودة بجانب هذه القيمة إلى أنه يجب إضافتها إلى الحجم الاسمي ، وتشير علامة الطرح إلى أنه يجب طرحها.

خيوط

يجب أن يأخذ التسامح ونوبات التوصيلات الملولبة في الاعتبار حقيقة أن الخيوط تتزاوج فقط على جوانب ملف التعريف ، ويمكن أن تكون الأنواع الضيقة بالبخار فقط استثناءً. لذلك ، فإن المعلمة الرئيسية التي تحدد طبيعة الانحرافات هي متوسط القطر. يتم ضبط التسامح والملاءمة للأقطار الخارجية والداخلية للتخلص تمامًا من إمكانية القرص على طول أحواض وقمم الخيط. لن تؤثر أخطاء تقليل البعد الخارجي وزيادة البعد الداخلي على عملية المكياج. ومع ذلك ، فإن الانحرافات في خطوة الخيط وزاوية الملف الشخصي ستؤدي إلى انحشار القفل.

تفاوتات مؤشر ترابط الفجوة

نوبات التسامح والتخليص هي الأكثر شيوعًا. في مثل هذه الوصلات ، تساوي القيمة الاسمية لمتوسط القطر أكبر قيمة متوسطة لخيط الجوز. عادة ما يتم حساب الانحرافات من خط الملف الشخصي عموديًا على محور الخيط. تم تحديد ذلك بواسطة GOST 16093-81. يتم تحديد تفاوتات قطر السن اللولبي للصواميل والمسامير اعتمادًا على درجة الدقة المحددة (المشار إليها برقم). وافقتسلسلة القيم التالية لهذه المعلمة: q1=4 ، 6 ، 8 ؛ د 2=4 ، 6 ، 7 ، 8 ؛ د 1=4 ، 6 ، 7 ، 8 ؛ D2=4 ، 5 ، 6 ، 7. لم يتم تعيين التفاوتات بالنسبة لهم. يساعد وضع حقول قطر الخيط بالنسبة لقيمة الملف الشخصي الاسمية على تحديد الانحرافات الرئيسية: الانحرافات العلوية للقيم الخارجية للبراغي والأقل منها للقيم الداخلية للصواميل. تعتمد هذه المعلمات بشكل مباشر على الدقة وخطوة الاتصال.

التسامح والنوبات والقياسات التقنية

لإنتاج الأجزاء والآليات ومعالجتها بمعلمات محددة ، يجب أن يستخدم القاذف مجموعة متنوعة من أدوات القياس. عادة ، للقياسات التقريبية وفحص أبعاد المنتجات ، يتم استخدام المساطر والفرجار والمقاييس الداخلية. لمزيد من القياسات الدقيقة - الفرجار ، والميكرومترات ، والمقاييس ، وما إلى ذلك ، يعلم الجميع ما هو المسطرة ، لذلك لن نتطرق إليها.

الفرجار أداة بسيطة لقياس الأبعاد الخارجية لقطع الشغل. يتكون من زوج من الأرجل المنحنية الدوارة مثبتة على نفس المحور. يوجد أيضًا نوع زنبركي من الفرجار ، يتم ضبطه على الحجم المطلوب بمسمار وصمولة. هذه الأداة أكثر ملاءمة من الأداة البسيطة ، لأنها تحتفظ بالقيمة المحددة.

الفرجار مصمم لأخذ القياسات الداخلية. هناك نوع منتظم وربيعي. يشبه جهاز هذه الأداة الفرجار. دقة الجهاز 0.25 مم.

الفرجار هو جهاز أكثر دقة. يمكنهم قياس كل من الأسطح الخارجية والداخلية.الأجزاء المجهزة. يستخدم القاذف عند العمل على مخرطة الفرجار لقياس عمق الأخدود أو الحافة. تتكون أداة القياس هذه من عمود به تدرجات وفكوك وإطار به زوج ثانٍ من الفكين. بمساعدة المسمار ، يتم تثبيت الإطار على القضيب في الموضع المطلوب. دقة القياس 0.02 مم.

مقياس العمق - تم تصميم هذا الجهاز لقياس عمق الأخاديد والسفلى. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح لك الأداة تحديد الموضع الصحيح للحواف بطول العمود. جهاز هذا الجهاز يشبه الفرجار

ميكرومتر تستخدم لتحديد قطر وسمك وطول قطعة العمل بدقة. يعطون قراءات بدقة 0.01 مم. يقع الجسم المقاس بين برغي الميكرومتر والكعب الثابت ، ويتم التعديل عن طريق تدوير الأسطوانة.

تستخدم المقاييس الداخلية لقياسات دقيقة للأسطح الداخلية. هناك أجهزة ثابتة و منزلقة. هذه الأدوات عبارة عن قضبان ذات نهايات كروية قياس. المسافة بينهما تتوافق مع قطر الحفرة التي يتم تحديدها. حدود القياس للمقياس الداخلي 54-63 مم ، مع رأس إضافي ، يمكن تحديد أقطار تصل إلى 1500 مم.