Взаимозаменяемость при ремонте нас

Взаимозаменяемость деталей

Технически невозможно и экономически нецелесообразно добиваться абсолютной точности изготовления элементов детали и нецелесообразно устанавливать высокие требования к точности во всех случаях.

Существует еще один момент, по которому для промышленности необходимо нормировать требования к точности по всем указанным ранее геометрическим параметрам. Это связано с необходимостью обеспечения принципа взаимозаменяемости деталей. Взаимозаменяемостью называется принцип нормирования требований к размерам элементов деталей, узлов, механизмов, используемый при конструировании, благодаря которому представляется возможным изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Человек, как правило, не знающий, что такое взаимозаменяемость деталей, постоянно сталкивается с ней на производстве или в быту. Так, ни у кого не вызывает удивления возможность замены электрической лампочки или сломанной иглы в швейной машинке, хотя патрон для лампочки и лампочка, швейная машинка и игла были изготовлены в разное время, на разных предприятиях и даже, может быть, в разных странах. Возможность таких замен возникла потому, что при конструировании этих устройств требования к точности их элементов устанавливались исходя из соблюдения принципа взаимозаменяемости. Это и дало возможность изготавливать детали по разным чертежам независимо друг от друга.

Можно выделить несколько видов взаимозаменяемости по разным классификационным признакам.

1. Полная и неполная (ограниченная) взаимозаменяемость деталей. Полная взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость, соответствующая приведенному выше определению, а именно, полностью взаимозаменяемыми называются детали и узлы, которые устанавливают при сборке без дополнительных операций по обработке, без регулировок и без подбора, т.е. только закрепляют, если это требуется.

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость имеет место, когда при сборке может потребоваться установка детали, либо узла только с определенными размерами (размерами определенной группы) — групповая взаимозаменяемость (селективная сборка, которая применяется, например, при производстве подшипников качения) или требуется дополнительная обработка одного из элементов детали. Если, например, в телевизоре вышла из строя какая-либо плата или другой элемент и при ремонте достаточно лишь заменить их, то, следовательно, по этим элементам телевизор обладает полной взаимозаменяемостью. А если в телевизоре сгорел кинескоп, то новый кинескоп устанавливают в старый корпус, на то же место (полная взаимозаменяемость по размерам), но, как правило, требуется регулировать некоторые характеристики, подстраивать их до требуемого уровня, т.е. по таким элементам телевизор обладает ограниченной взаимозаменяемостью.

В случаях, когда при сборке или замене узлов требуется подбирать всевозможные компенсаторы, шайбы, прокладки или необходима какая-то доработка, то это неполная взаимозаменяемость.

Источник



Основные методы обеспечения взаимозаменяемости

Взаимозаменяемостью называется свойство одних и тех же деталей, узлов или агрегатов машин и т. д., позволяющее устанавливать детали (узлы, агрегаты) в процессе сборки или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом.

Различают 5 видов взаимозаменяемости:

Полная – взаимозаменяемость всех деталей и узлов прибора

Неполная– вз части детали или сборочных единиц детали. Характеризуется коэф вз – ти (должен стремиться к 1). Это отношение трудоемкости вз – мых деталей к общей трудоемкости изготовления изделий.

Внутренняя – вз – ть отдельных или всех деталей сборочной единицы

Внешняя – вз – ть самих сборочных единиц

Функциональная – вз – ть, при которой точность геометрических и других параметров рассчитывается по зависимостям связывающих их отклонение с допустимыми отклонениями эксплуатационных показателей в целом.

Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и др.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов) называется их свойство равноценно заменять при использовании любого множества изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. В общем случае различают взаимозаменяемость:

– частичную (не полную).

Наиболее часто применяют полную взаимозаменяемость,которая обеспечивает совместимость беспригонной сборки или замены при ремонте любых независимо изготовленных с заданной точностью деталей или изделий. Полная взаимозаменяемостьвозможна только тогда, когда размеры, форма, элементные и другие качественные и количественные параметры деталей и изделий находятся в заданных пределах и удовлетворяют установленным техническим требованиям. Уровень взаимозаменяемости производства обычно характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости КВ, равным отношению трудоемкости изготовления и сборки взаимозаменяемых деталей узлов, конструкций или их частей QВ к общей трудоемкости изготовления сборочной единицы QΣ. Величина КВ изменяется в пределах

При этом выполнение установленных требований к точности деталей, узлов, сборных единиц или их элементов является важнейшим и определяющим условием обеспечения взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборные единицы, от которых зависит надежность и другие эксплуатационные свойства изделия. В обязательном порядке это требование распространяется на запасные части изделия (ЗИП).

Свойства собираемости и возможности равноценной замены любого экземпляра взаимозаменяемой и сборочной единицы любым другим сборочным экземпляром позволяет изготовлять детали в одних цехах предприятия, а собирать из них изделия в других цехах этого предприятия или даже других профильных предприятиях. При полной взаимозаменяемости процесс сборки сводиться к соединению деталей преимущественно рабочими не высокой квалификации. Поэтому появляется возможность точно нормировать процесс сборки по времени, устанавливать необходимый темп работы, применять поточный метод сборки и создавать условия для автоматизации, специализирования и кооперирования производственных процессов.

Читайте также:  Ремонт под финишную отделку что это

Частичная (неполная) взаимозаменяемость применяется в тех случаях, когда не возможна сборка изделия при пригонки или регулировки входящих в него деталей, узлов или сборочных единиц. Такая взаимозаменяемость широко используется в мелкосерийном и серийном производствах. Например, при сборке металлорежущего станка осуществляется пригонка и регулировка устанавливаемых на станине суппорта или задней бабки. Коэффициент взаимозаменяемости КВ в этом случае ниже, чем при полной взаимозаменяемости.

С коэффициентом взаимозаменяемости КВ тесно связан коэффициент унификации (стандартизации) производства Ку, определяемый как отношение трудоемкости сборки унифицированных (стандартных) деталей Qcт к трудоемкости сборки оригинальных деталей Qорг:
. (1)
Применение той или иной взаимозаменяемости на производстве обусловлено многими факторами, основными из которых являются: тип производства, вид выпускаемой продукции, степень развитости производственных отношений, культура производства.

В общем случае с повышением КВ эксплуатационные характеристики изделия улучшаются, так как создаются условия для быстрой и эффективной замены или восстановления деталей, узлов или сборочных единиц изделия в период проведения ремонтов, технического обслуживания и регламентных работ по системе планово-предупредительного ремонта (ППР). Однако в индивидуальном и мелкосерийном производствах эта связь проявляется слабо в связи с ограниченным количеством выпускаемых изделий. Наибольшее влияние КВ на эксплуатационные свойства оказывает в массовом и крупносерийном производстве. Влияние КВ на эксплуатационные свойства изделий в большой степени зависит от вида изделия: наибольшее – в радиоэлектронной промышленности, несколько меньше – в приборостроении, еще меньше – в машиностроении.

Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять для деталей, изготовленных в массовом и серийном производствах и имеющих точность не выше шестого квалитета, а также для сборочных единиц и изделий, состоящих из небольшого числа деталей, для которых несоблюдение заданныхзазоров или натягов при сборке изделий в машино- и приборостроении недопустимо даже у части деталей.

Современная промышленность не может развиваться без широкой кооперации, для которой основой является взаимозаменяемость. Разработка эффективных технологических процессов и их практическое осуществление также невозможно без учета взаимозаменяемости деталей, узлов и конструкций. Качество изделий и его контроль осуществляется на основе приемов, выработанных практикой использования различных видов взаимозаменяемости. Таким образом, взаимозаменяемость выделилась в самостоятельное научно-производ-ственное направление во многих отраслях промышленности, играющее определяющую роль в достижении высокого качества выпускаемой продукции и обеспечения ее конкурентоспособности на мировом рынке.

Помимо полной и неполной взаимозаменяемости существуют следующие виды взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц:

1. ^ Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных кооперируемых изделий (монтируемых в другие изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных плоскостей. Например, в электродвигателе внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения приводящего вала, а также по размерам присоединительных плоскостей. В подшипниках качения внешняя взаимозаменяемость обеспечивается по наружному диаметру наружного кольца, устанавливаемого в корпусе изделия, и внутреннему диаметру внутреннего кольца, устанавливаемого на валу, а также по точности вращения и восприятию нагрузок.

2. ^ Внутренняя взаимозаменяемость – распространяется на детали, сборочные единицы, изделия, изготавливаемые на конкретном предприятии или его подразделении. Например: при селективной сборке подшипников качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.

При рассмотрении вопроса о взаимозаменяемости изделий вводится понятие совместимости– свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной работе этих объектов в заданных эксплуатационных условиях. При этом под объектом понимают автономные блоки, приборы или другие изделия, входящие в более сложные изделия.

3. ^ Функциональная взаимозаменяемость – обеспечение взаимозаменяемости машин и других изделий по оптимальным эксплуатационным показателям, что является основным принципом взаимозаменяемости изделий и машин в целом. Поэтому в более обобщенном представлении взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность изделий или их потребительские свойства с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени эксплуатационными показателями или оптимальными показателями качества функционирования, называютфункциональной.

При этом функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на надежность или экономические показатели машин и других изделий, или служебные функции сборочных единиц. Например: от зазора между поршнем и цилиндром (функциональный показатель, определяемый допуском на размер деталей) зависит мощность двигателей (эксплуатационный показатель). Эти параметры названы функциональными, так как существует их связь со служебными функциями сборочных единиц и эксплуатации заданного изделия.

Такая связь может быть как закономерной (см. выше), так и случайной. Чтобы получить наибольшую эффективность взаимозаменяемости, т.е. добиться функциональной взаимозаменяемости, необходимо при конструировании, производстве и эксплуатации машин и изделий учитывать комплекс научно-технических исходных положений, которые объединяются общим понятием – принципиальная взаимозаменяемость – и которые обусловлены «жизненным» путем изделия.

Читайте также:  Приморский региональный оператор капитального ремонта

Источник

Понятие о взаимозаменяемости деталей

Взаимозаменяемость – свойство составных частей изделия обеспечивать возможность его сборки в процессе изготовления и ремонта при эксплуатации с соблюдением установленных технических требований к готовому изделию. [1]

Составными частями изделия являются детали, сборочные единицы (узлы) и агрегаты, которые изготавливаются отдельно в нужном количестве, в зависимости от размера партии изделий и необходимости в запасных частях. Свойство взаимозаменяемости создаётся путём изготовления составных частей изделия с установленной точностью. Детали и узлы будут взаимозаменяемы, только тогда, когда их размеры, форма, физические свойства материала и другие, количественные и качественные характеристики находятся в заданных пределах.

В зависимости от технико-экономических условий взаимозаменяемость может быть полной и неполной (ограниченной).

Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, физико-механических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку (или замену при ремонте) любых сопрягаемых деталей и сборочных единиц (узлов) без какой бы то ни было дополнительной их обработки, подбора или регулирования и получать изделия требуемого качества.

Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять, когда имеются условия, которые позволяют изготавливать детали с точностью не выше 6 квалитета точности (стандартом установлено 20 квалитетов – 01, 0, 1, 2…18 – с возрастанием номера квалитета допуск увеличивается, а точность убывает:

  • квалитеты от 01 до 5 предназначены преимущественно для калибров;
  • для посадок предусмотрены квалитеты с 5 по 12).

Это встречается, например:

  • в изделиях, состоящих из небольшого количества деталей;
  • в изделиях к точности функциональных параметров (зазоров, натягов) которых не предъявляются высокие требования;
  • в изделиях для которых главным является недопустимость выхода из границ допуска функциональных зазоров или натягов даже у части изделий.

В тех случаях, когда полная взаимозаменяемость становится экономически нецелесообразной, применяют неполную взаимозаменяемость. При неполной взаимозаменяемости для достижения требуемой точности функциональных параметров (зазоров, натягов) допускается групповой подбор деталей (селективная сборка), сборка по паспорту-формуляру, применение компенсаторов, регулирование положения некоторых составных частей изделия, пригонка по месту и другие дополнительные технологические мероприятия.

Составные части изделия могут обладать внешней и внутренней взаимозаменяемостью.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых деталей и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам, форме и качеству присоединительных поверхностей, то есть таких, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия соединяются между собой и с покупными и кооперируемыми изделиями. Например:

  • в электродвигателях внешняя взаимозаменяемость осуществляется по числу оборотов вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей;
  • в подшипниках качения – по диаметрам наружного и внутреннего колец, а также по классу точности.

Внутренняя взаимозаменяемость является относительной и распространяется на детали, которые входят в конкретные сборочные единицы (узлы, механизмы), как правило, собираемые методом селективной сборки.

Примером изделий, в которых есть внешняя и внутренняя взаимозаменяемость являются подшипники качения. Все подшипники качения обладают внешней взаимозаменяемостью по наружному и внутреннему кольцам. Любой стандартный подшипник может быть заменен на аналогичный без потери качества. Тела качения и кольца имеют внутреннюю взаимозаменяемость, это означает, что они не могут быть использованы в любом другом аналогичном подшипнике.

Функциональная взаимозаменяемость – принцип проектирования, производства и эксплуатации, при котором требования к точности ответственных деталей и сборочных единиц назначаются исходя из установления взаимосвязи показателей качества изделия с функциональными параметрами. Функциональными параметрами являются геометрические, физико-механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели изделий или служебные функции их деталей и узлов. Например, от величины зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность и КПД двигателей (эксплуатационные показатели), а в поршневых компрессорах – коэффициент подачи. Эти параметры названы функциональными, чтобы подчеркнуть их связь со служебными функциями деталей, узлов и изделий.

Источник

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЕ ВИДЫ

Понятия точность и качество связаны между собой. Под качеством машин, приборов и других изделий понимают совокупность свойств и показателей, определяющих их пригодность для удовлетворения определенных потребностей в соответствии с назначением изделий. Точность — это степень приближения истинного значения свойств и показателей изделия к их теоретическому номинальному значению.

Таким образом, как качество, так и точность изделий характеризуется соответствием их параметров некоторым заданным значениям, т.е. соответствием, установленным на них технических требований. Регулирование качества предусматривает комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение необходимой точности размерных или других параметров деталей и изделий. Одним из основных путей получения заданной точности (качества) является применение принципов взаимозаменяемости.

В чем сущность взаимозаменяемости?

На современных заводах детали, как правило, изготавливаются независимо друг от друга. Изготовленные по заданным размерам и форме детали собираются без дополнительной обработки. Также без всякой дополнительной обработки или подготовки ведется сборка машин и приборов из отдельных агрегатов и узлов, каждый из которых может быть поставлен на любое одноименное изделие. Эти детали, узлы и агрегаты взаимозаменяемы.

Читайте также:  Шевроле нива система вентиляции салона ремонт

Взаимозаменяемость определяется как принцип конструирования, изготовления и эксплуатации изделий, обеспечивающих возможность беспригоночной сборки (или замене при ремонте) независимо от изготовленных с заданной точностью деталей и узлов при соблюдении технических требований, предъявляемых к данному изделию, а также экономически и технически оптимальных показателей его работы.

Следует отметить, что взаимозаменяемость обеспечивает не только требования к монтажу (собираемость механизмов, замена одноименных деталей), но и функциональные (работоспособность изделия, сохранение его эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение установленного срока службы).

Каковы условия для взаимозаменяемости?

Для осуществления взаимозаменяемости необходимо соблюдать следующие условия и требования:

1) правильное и рациональное конструирование изделий;

2) правильная разработка и оформление чертежей;

3) разработка рациональной, экономически обоснованной технологии производства;

4) соблюдение технологического процесса при изготовлении деталей и сборки машин, приборов;

5) необходимая точность измерения;

6) применение и соблюдение стандартов;

7) обеспечение единства мер.

Какова роль взаимозаменяемости на стадии проектиро­вания, изготовления и эксплуатации?

Применение принципов взаимозаменяемости в течение всего жизненного цикла изделий позволяет существенно снизить материальные затраты с одновременным выполнением оптимальных технико-экономических показателей.

При проектировании в документацию на изделие вносят уже существующие технические решения, закладывают типовые технологии изготовления, типовые методики измерения и контроля, эксплуатации и ремонта изделия, выбирают широко распространенные материалы, защитные покрытия. Удельный вес оригинальных решений стремятся снизить по возможности до минимума.

В производстве взаимозаменяемость позволят построить производственный процесс по принципу организации высокопроизводительных независимых узкоспециализированных участков по изготовлению деталей, узлов, сборки их с высоким уровнем автоматизации и механизации. Широко используется кооперация заводов. Важную роль играет разработка методов профилактического контроля точности станков, приспособлений, инструмента.

При эксплуатации благодаря взаимозаменяемости упрощается и облегчается ремонт изделий. Во многих случаях он сводится к простой замене изношенных частей.

Какие существуют виды взаимозаменяемости?

Взаимозаменяемость может быть полная и неполная (ограниченная), функциональная, внутренняя, внешняя.

Полная взаимозаменяемость обеспечивается тогда, когда размеры выполнены с точностью, позволяющей проводить сборку машин, прибора или замены деталей при ремонте без какой-либо дополнительной обработки, подбора или регулирования.

Полная взаимозаменяемость предусматривает идентичность не только по геометрическим параметрам, но и по физико-механическим. Например, электродвигатели одного типа обладают полной взаимозаменяемостью не только по габаритам и присоединительным размерам, но и эксплуатационным показателям; напряжению питания, частоте вращения, мощности и т.д.

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость применяется в тех случаях, когда технология производства деталей не может обеспечивать заданную точность сборки. Эта взаимозаменяемость предполагает дополнительные технологические или конструктивные приемы.

Пример неполной взаимозаменяемости можно проследить при сборке радиальных роликовых и шариковых подшипников. Согласно техническим условиям, радиальный зазор подшипников колеблется от 1 до 5 мкм. Для того чтобы такую точность обеспечить в собранном подшипнике, пользуясь полной взаимозаменяемостью, нужно тела качения и кольца изготовить с такой высокой точностью, которая практически недоступна в массовом и серийном производстве. Получить заданную точность сборки при точности деталей подшипника, соответствующей экономической точности (точности, обеспечиваемой приобычных условиях выполнения обработки), можно, пользуясь неполной взаимозаменяемостью, при которой изготовленные кольца и тела качения сортируются по действительным размерам на группы, а затем производится сборка подшипника из деталей, входящих в группы с размерами, обеспечивающими предусмотренный зазор. Такая сборка называется селективной.

При неполной взаимозаменяемости наряду с групповым подбором деталей (селективной сборкой) допускается применение подвижных и неподвижных компенсаторов (шайбы, клинья, прокладки), регулирования положения одних деталей относительно других.

Функциональная взаимозаменяемость позволяет установить точность изготовления деталей в зависимости от их служебного назначения. функциональной понимают взаимозаменяемость, при которой в заданныx пределах обеспечиваются экономически оптимальные эксплуатационные показатели изделий на основании установления связей этих показателей с функциональными параметрами и выполнение этих функциональных параметров с определенной точностью. Например, на величину крутящего момента (эксплуатационный параметр), передаваемого неподвижным коническим соединением, оказывает влияние точность изготовления углов конусов (функциональный параметр). Установив на основе эксперимента эту зависимость, конструктор, задавшись допустимыми отклонениями крутящего момента, может совершенно обоснованно назначить допуски (точность) на изготовление углов конусов.

Функциональная взаимозаменяемость обеспечивает соблюдение геометрических, механических, электрических, химических и других параметров, которые называются функциональными, чтобы подчеркнуть их органическую связь со служебными функциями деталей, узлов, изделий.

Для обеспечения функциональной взаимозаменяемости проводится следующая работа. Выявляются функциональные параметры, влияющие на эксплуатационные показатели, и путем аналитического или экспериментального исследования определяются возможные изменения этих параметров в процессе длительной эксплуатации (из-за износа, пластических деформаций и т.д.). На основе полученных данных и допустимых пределов изменения эксплуатационных показателей находятся допустимые пределы изменения функциональных параметров.

Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость, главным образом, комплектующих изделий по эксплуатационным показате­лям и геометрическим параметрам присоединительных поверхностей. Например, в подшипнике качения внешняя взаимозаменяемость обеспе­чивается по присоединительным размерам (наружному и внутреннему диаметрам и ширине кольца) и параметрам вращения.

Внутренняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость от­дельных деталей, сборочных единиц и механизмов внутри каждого изде­лия (например, взаимозаменяемость тел качения в подшипнике),

Источник