Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання. СИСТЕМИ ДОПУСКІВ І ПОСАДОК

Системою допусків і посадок називається закономірно побу­дована сукупність стандартизованих допусків і граничних від­хилень розмірів деталей, а також посадок, утворених отвора­ми та валами зі стандартними граничними відхиленнями.

Системи допусків і посадок розроблені на окремі типи з'єд­нань незалежно від конкретних видів машин, приладів, мате­ріалів деталей та інших умов.

За допомогою системи допусків і посадок кількість різних полів допусків для розмірів зведена до технічно і економічно обґрунтованого мінімуму. Це скорочує кількість типорозмірів деталей та виробів, підвищує їхню уніфікацію, дозволяє орга­нізовувати спеціалізований випуск різального та вимірюваль­ного інструменту.

Умовні позначення допусків і посадок, встановлені в стан­дартних системах, спрощують оформлення конструкторської та іншої технічної документації, полегшують маркірування ін­струментів та калібрів.

Різні системи допусків і посадок мають деякі загальні по­няття:

• поля допусків;

• градація значень допусків встановлюється у вигляді набо­ру степенів точності (квалітетів), допуски яких при заданому номінальному розмірі утворюють геометричну прогресію. Тому допуск сусіднього, менш точного квалітету, дорівнює відомому допуску, помноженому на знаменник геометричної прогресії:

T_IT(q+1) = T_Itq * φ, тощо

- для скорочення об'єму таблиць весь діапазон розрядів роз­
битий на декілька інтервалів, в кожному з них прийняте по­
стійне значення допусків, що обчислюється за середнім гео­метричним та середнім арифметичним граничними розмірами інтервалу. Такий допуск називається допуском системи (стан­дартним допуском).

Для отримання посадок в системі допусків визначені (ГОСТ 25347-89):

• набори полів допусків валів та отворів;

• встановлена величина допуску;

• встановлене розміщення його відносно нульової лінії;

• поєднанням полів допусків вала та отвору утворюють різ­ні посадки;

• існує система отвору та система вала.

Посадки в системі отвору - посадки, в яких зазори та натяги отримуються з'єднанням різних за розміром валів з основним отвором.

В системі отвору поле допуску основного отвору T_D розміщено незмінно відносно нульової лінії так, що нижнє відхилення ЕІ=0, а верхнє відхилення ES дорівнює допуску основного отвору зі знаком "+". Йому відповідає поле допуску "Н".

Посадки в системі вала - посадки, в яких різні зазори S і натяги N отримуються з'єднанням різних за розміром отворів з основним валом.

Основний вал - вал, у якого верхнє відхилення es = 0, а нижнє еі - дорівнює допуску основного вала зі знаком "—". Йомувідповідає поле допуску "h".

При використанні на виробництві системі отвору надають перевагу у порівнянні з системою вала, виходячи з більш про­стої і дешевої технології обробки зовнішніх поверхонь.

Градація допусків у системі встановлюється у вигляді набо­ру степенів або квалітетів точності.

Степінь (квалітет) точності — сукупність допусків, які відпо­відають одному рівню точності для всіх номінальних розмірів. Степені позначають числами — порядковими номерами. Для визначення допуску розміру в кожному степені точності всі розміри розбиваються на інтервали. Для кожного інтервалу встановлюють постійне значення допуску. Підрахований за рі­вняннями системи будь-який допуск називається допуском си­стеми або стандартним допуском.

Стандартні допуски використовуються в шкалі для визна­чення точності обладнання, способів обробки, засобів та мето­дів вимірювання тощо.

ЄСДП для гладких деталей і з'єднань була розроблена для країн - членів Ради Економічної Взаємодопомоги (СЗВ). Вона є частиною комплексу нормативно-технічних документів, який має назву "Основні норми взаємозамінності". Комплекс охоплює загальнотехнічні норми, які визначають взаємозамін­ність типових з'єднань в машинобудуванні: гладких (циліндри­чних та плоских), конічних, різьбових, шпонкових, зубчастих передач, включає допуски форми, розташування та шорсткос­ті поверхонь.

Комплекс розроблений в тісному узгодженні зі стандартами та рекомендаціями Міжнародної організації зі стандартизації (ISO), Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК), з іншими міжнародними нормами. Тому державні стандарти України (ДСТУ), які розроблені і розробляються нині, використовують вимоги стандартів ЄСДП безпосередньо в своїх визначеннях і текстах.

Це складає передумови для України забезпечувати у міжна­родному масштабі:

• взаємозамінність деталей, вузлів і машин;

• єдине оформлення технічної документації;

• єдиний парк інструментів, калібрів та іншого технологіч­ного оснащення.

Ці стандарти розповсюджені на гладкі циліндричні та пло­скі з'єднання, а також на гладкі елементи деталей, що не спрягаються, з номінальними розмірами до 10000 мм неза­лежно від видів матеріалів деталей та способів обробки.

Основою ЄСДП є система допусків і посадок ISO (Inter­national Organization of Standardization). Національні стандар­ти розробляються на основі рекомендацій і стандартів ISO.

Основи побудови ЄСДП викладені в ГОСТ 25346-89 (для розмірів до 3150 мм) та ГОСТ 25348-89 (для розмірів понад 3150 мм до 10 000 мм). Вони цілком відповідають основам по­будови системи ISO і включають: терміни і визначення, інтер­вали номінальних розмірів, формули і числові значення допу­сків і відхилень, правила утворення і умовні позначення полів допусків і посадок.

Вироби, що відрізняються за призначенням та умовами ро­боти, виготовлені з неоднаковою точністю. Степінь точності згідно з ЄСДП називається квалітетом.

Квалітет (степінь точності) - степінь градації значень до­пусків системи.

Кожен квалітет містить ряд допусків, які в системі допус­ків та посадок розглядаються як такі, що відповідають при­близно однаковій точності для всіх номінальних розмірів.

В ЄСДП встановлено 19 квалітетів: 01, 0, 1, 2, 3, ..., 16, 17,

де 01 - має найвищу точність, а 17 - найнижчу.

Допуск квалітету умовно позначається латинськими літе­рами IT (International Tolerance) та номером квалітету q, де q = 01; 0; 1; ..., 17, тобто: ITq, IT6,ІТ16.

Допуски в квалітетах 5 ... 17 розраховують за формулою:

ITq = a • і

де q - номер квалітету, q = 5 ... 17;

а - безрозмірний коефіцієнт, встановлений для даного квалітету та незалежний від номінального розміру, цей коефі­цієнт називають числом одиниць допуску;

і - одиниця допуску (мкм) - множник, що залежить від номінального розміру, який підраховується за формулою:

- для розмірів від 1 до 500 мм:

і = 0,45 + 0,001 D_і ;

- для розмірів від 500 до 10 000 мм:

і = 0,004 D_і +2,1;

де D_і= - середнє геометричне відхилення гра­ничних значень інтервалу номінальних значень розмірів, мм;

D_imin, D_imax- найменше та найбільше граничне значення інтервалів номінальних розмірів, мм.

Таблиця 1. Число одиниць допуску а для квалітетів 5... 17

При заданому квалітеті q та інтервалі номінальних роз­мірів значення допусків валів та отворів є рівними: TD = Td. Починаючи з q = 5 (з п'ятого квалітету) допуски при переході до сусіднього, менш точного квалітету, збільшуються на 60 % (тобто U = 1,6):

(TD_(q+1) ≡ Td_(q+1)) = l,6 * (TD_q ≡ Td_q))

Через кожні 5 квалітетів допуски збільшуються в 10 разів.

З двох меж інтервалу тільки верхня межа (D_{і max}) включена до даного інтервалу, нижня (D_{і min}) відноситься до попередньо­го, наприклад, 10 мм відноситься до інтервалу розмірів від 6 до 10 мм.