Главная » 2014»Июль»25 » Точность сборки машин и источники погрешностей, влияющих на точность сборки.
20:43
Точность сборки машин и источники погрешностей, влияющих на точность сборки.
ТОЧНОСТЬ СБОРКИ МАШИН И ИСТОЧНИКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ, ВЛИЯЮЩИХ НА ТОЧНОСТЬ СБОРКИ
В общем комплексе вопросов производства машин определенного качества точность сборки является одним из основных условий, определяющих безотказность выполнения машиной основных функций, для которых она предназначена. Все конструктивные и технологические решения, связанные с нормами точности, должны быть направлены к осуществлению взаимодействия всех частей механизмов машины в соответствии с заданными техническими требованиями наиболее производительными и экономичными методами и способами. Для того чтобы собрать машину или механизм из отдельных деталей, необходимо эти детали скомпоновать в звенья и кинематические пары, т. е. ввести их во взаимное сопряжение, обеспечив им определенное относительное движение или неподвижность, определенный контакт сопрягаемых поверхностей и взаимодействие их. Совокупность деталей, соединенных кинематическими парами с одним неподвижным звеном в замкнутую цепь и совершающих определенное движение, образует механизм. Заданная определенность движений механизма возникает в результате точного взаимодействия всех его звеньев. Это взаимодействие должно обеспечиваться при сборке машин и механизмов. Действительные, механизмы в отличие от идеальных, работа которых совершается абсолютно точно, всегда имеют погрешности, которые могут быть допущены при конструировании машины, методические погрешности, и при изготовлении деталей производственные погрешности. Примерами методических погрешностей могут служить часто применяемая замена синуса или тангенса малого угла самим углом, которая вносит ничтожные ошибки в точность работы механизма (если угол не больше 5°), или приближенность расчета относительного расположения зазоров в сочленениях, влияющие на точность взаимного относительного расположения или движения звеньев механизма. Причинами производственных погрешностей, влияющих на точность сборки, являются разного рода отступления от номинальных размеров и формы деталей при их изготовлении, например: 1) отклонения в диаметральных, линейных и угловых размерах деталей; 2) отклонения от правильной геометрической формы деталей (конусность, овальность, изгиб, искажения профиля и т. п.);3) отклонения от параллельности и перпендикулярности поверхностей, нарушения величин требуемых углов между линиями и плоскостями в деталях и собранных узлах; 4) эксцентриситеты и отклонения от соосности цилиндрических и эвольвентных поверхностей; отступления от заданных значений зазоров при сборке механизмов; 5) отклонения от плоскостности или прямолинейности и т. д. Высокие требования к точности взаимодействия отдельных звеньев механизмов заставляют весьма тщательно назначать до-пуски на изготовление деталей, выбирая их в соответствии с конеч-ными допускаемыми погрешностями положения ведомых звеньев машин. Однако излишне жесткие допуски усложняют и удорожают производственный процесс. Такие допуски часто не выдерживаются в производстве, что, в свою очередь, приводит к необходимости подгонки деталей при сборке, т. е. к удлинению цикла сборки и повышению себестоимости машины. Сказанное в еще большей степени относится к сборке таких механизмов, у которых допуски выражаются в микронах, а иногда и в десятых долях микрона. В первую очередь здесь можно отметить приборостроение и точное машиностроение, где от машины или механизма требуется почти полное отсутствие погрешностей при перемещении рабочих органов, а также все механизмы с устано-вившимся равномерным движением, в которых вследствие неточностей обработки и сборки возвратно-поступательных звеньев может возникать неравномерность хода. Одним из критериев оценки качества технологических процессов изготовления деталей может служить время на их сборку. Если обозначить: Г, — время, затрачиваемое непосредственно на сборку и фиксирование деталей, выполненных с такой степенью точности, что при соединении все их элементы занимают автоматически правильное (точное) взаимное расположение; Тг — время технологических потерь на пригонку деталей при сборке для обеспечения требуемого взаимного расположения или перемещения их; Т3 — время организационных потерь, затрачиваемое на ожидание деталей; инструмента, вспомогательных материалов и т. п., то общее время сборки (Г) будет Т
Т, + Тг + Г3. Потери времени на пригонку деталей при сборке их ; Тг практически определяют при помощи так называемых контрольных сборок, в задачу которых входит нахождение технически возможного сборочного времени, т. е. времени, необходимого непосредственно на сборку, без каких-либо технологических и организационных потерь. Для этой цели производят сборку узлов или машин из нормальных деталей, поступающих в сборочный цех. После этого окончательно собранный узел или машину разбирают и производят повторную сборку из тех же деталей. В обоих случаях трудоемкость сборочных операций хронометрируют. Очевидно трудоемкость повторной сборки и будет представлять время, затрачиваемое непосредственно на сборку без подгонки, т. е. Т1. По данным М. П. Новикова, отношение трудоемкости повторной сборки к фактической трудоемкости составляет по чулочному авто-мату 26,4%, по обтяжной машине 43,0%, по гребнечесальной ма-шине 25,5%, по ткацкому станку 41,3%. Технически необходимое время повторной сборки, однако, не является минимальным возможным временем сборки, так как при большём оснащении сборочных работ специальными приспособлениями и инструментами это время можно значительно снизить. Для определения способов снижения времени пригоночных работ необходимо проанализировать причины возникновения потребности в пригоночных работах при сборке. При этом надо уточнить следующие основные вопросы; 1) установлены ли чертежами допуски для всех деталей, потребовавших дополнительной пригонки, и удовлетворяют ли имеющиеся допуски требованиям сборки; при отсутствии в чертежах допусков или их неудовлетворительности следует установить опытным или расчетным путем точность выполнения деталей, достаточную для устранения пригонки; 2) все ли детали, требующие дополнительной пригонки, выполнены в пределах предусмотренных допусков и не являются ли при-гоночные работы случайными при контрольной сборке, например, вследствие подачи на сборку забракованных деталей; отклонения должны быть отнесены к числу устойчивых только в том случае, если они повторяются при нескольких контрольных сборках, имея одинаковый характер и порядок величин; 3) какая из сопряженных деталей является источником ошибки и не являются ли пригоночные операции следствием неправильной установки сопряженных деталей; правильно ли выдержаны установленные техническими условиями зазоры между сопряженными деталями при соединении их на сборке; 4) не являются ли причиной пригонки несогласованность технологического процесса обработки одной детали с процессом обработки сопряженных с ней деталей, несмотря на достаточную точность обработки каждой детали в отдельности; в случае необходимости дополнительных операций над сопряженными деталями следует выбирать из них деталь, пригонка которой наименее трудоемка. Метод контрольных сборок показывает, что все этапы технической подготовки серийно-массового производства, как-то: конструирование машин, разработка технологических процессов, проектирование их оснастки и т. д., нуждаются в значительно большем уточнении, чем это в ряде случаев встречается в действительности. Так, по данным В. Б. Гокуна , действительная норма времени на сборку шпульного автомата при крупносерийном производстве с учетом дополнительных пригонок составляла 267 мин., а цеховая норма времени 281 мин. После проведения всех мероприятий. установленных в результате изучения данных вторичной и первичной сборок, была достигнута технически возможная норма времени, составившая 81 мин. Помимо точностных характеристик, определенные требования предъявляют к качеству поверхностей собираемых деталей, что обусловливается необходимостью довести трение до возможного мини¬мума и обеспечить высокую износоустойчивость и антикоррозионную стойкость. По исследованиям проф. П. Е. Дьяченко, проф. А. И. Каширина и др. износоустойчивость поверхности возрастает при повышении чистоты обработки (уменьшении величины гребешков, уменьшении повреждений поверхностных слоев материала и пр.). Советские ученые показали, что существует оптимальная степень шероховатости поверхностей, при которой трение и износ получаются наименьшими. Чистовая обработка поверхностей (шлифование, притирка, чистовое развертывание и др.) способствует повышению износоустойчивости трущихся поверхностей. Кроме того, качество поверхностей деталей оказывает исключительно большое влияние на предел усталости, так как дефекты на поверхности являются источником зарождения трещин усталости и причиной усталостных разрушений. Трещины, царапины, риски, возникающие при небрежной обработке деталей и их сборке, значительно снижают предел усталости и являются очагами концентрации напряжений. Точность и производительность работы машин и их долговечность зависят не только от конструкции машин, но и от применения передового опыта при их изготовлении. Там, где до выполнения сборки производился тщательный анализ факторов, обусловливающих получение заданной точности, и были проведены необходимые технические и организационные мероприятия, удавалось получать более высокую точность сборки, чем ранее считавшуюся нормальной.
