DETALIØ MATMENØ, PAVIRÐIØ IR FORMØ TIKSLUMAS

Transcript

1 VILNIAUS PEDAGOGINIS UNIVERSITETAS Techniniø disciplinø katedra Jonas Tiðkevièius DETALIØ MATMENØ, PAVIRÐIØ IR FORMØ TIKSLUMAS Vilnius,

2 UDK 531.7(075.8) Ti135 2

3 Pratarmë Knygelëje pateikiami detaliø matmenø tolerancijø ir suleidimø sudarymo bei apskaièiavimo principai. Apraðytos formø tolerancijos ir jø þymëjimas brëþiniuose. Mokymo priemonë paraðyta pagal technologijos mokytojø rengimo programà. Ja taip pat galës naudotis moksleiviai ir studentai, studijuojantys maðinø mokslo disciplinas. 3

4 1. Matmenys Bet koks gaminys turi matmenis. Jie reikalingi gaminant ir kontroliuojant detales. Brëþiniuose nurodomi linijiniai bei kampiniai matmenys, detaliø forma ir pagaminimo tikslumas. Sudëtingos formos detalëms paþymimi koordinuojantys matmenys. Pagrindinis detalës matmuo vadinamas nominaliniu. Jis surandamas pagal apskaièiavimus, gautuosius rezultatus suapvalinus iki sveiko milimetrø skaièiaus. Taèiau nominalinis matmuo parenkamas ne bet koks, o pagal normaliniø linijiniø matmenø eiles. Standartais VST ir ST SEV nustatytos keturios pagrindinës - R5, R10, R20, R40 ir viena papildoma R80 skaièiø eilës (1.1 lentelë). Kuo stambesnë eilë, tuo tame paèiame intervale maþiau matmenø. Pavyzdþiui, lentelë. Normaliniø matmenø reikðmës intervale nuo 1 iki 10 mm R5 R10 R20 R40 R5 R10 R20 R40 1,00 1,00 1,00 1,00 3,4 1,05 3,6 3,6 1,1 1,1 3,8 1,15 4,0 4,0 4,0 4,0 1,2 1,2 1,2 4,2 1,3 4,5 4,5 1,4 1,4 1,4 4,8 1,5 5,0 5,0 5,0 1,6 1,6 1,6 1,6 5,3 1,7 5,6 5,6 1,8 1,8 6,0 1,9 6,3 6,3 6,3 6,3 2,0 2,0 2,0 6,7 2,1 7,1 7,1 2,2 2,2 7,5 2,4 8,0 8,0 8,0 2,5 2,5 2,5 2,5 8,5 2,6 9,0 9,0 2,8 2,8 9,5 3,0 10,00 10,00 10,00 10,00 3,2 3,2 3,2

5 eilës R5 intervale yra 5 skaièiai, R10-10, R20-20 ir t.t. Jei matmuo yra intervale nuo 10 iki 100, tai eilei R5 jo reikðmës galëtø bûti 10, 16, 25, 40, 63, 100. Pasirenkant skaièiø eilæ, pirmenybë teikiama stambesnei eilei. Toks matmenø eiliø sudarymas sumaþina pjovimo ir matavimo árankiø ávairovæ, medþiagø asortimentà, o tuo paèiu ir gamybos iðlaidas. Visus matmenis sàlyginai galima suskirstyti á dvi grupes - gaubianèiuosius (vidinius) ir gaubiamuosius (iðorinius). Pirmieji vadinami skylëmis ir þymimi D, antrieji - velenais ir þymimi d. Nepriklausomai nuo detaliø matmenø tipo ir dydþio, jas pagaminti absoliuèiu tikslumu neámanoma. Todël darbo brëþinyje turi bûti nurodytos matmens kitimo ribos. Pavyzdþiui, strypelio matmuo d gali keistis nuo maþiausio ribinio d min iki didþiausio ribinio d max (1 pav., a). Ðiuo atveju jis gali bûti tik didesnis uþ nominaliná matmená d. Didþiausio ribinio ir nominalinio matmenø algebrinis skirtumas vadinamas virðutine nuokrypa ir þymimas es. es = d max - d, (1.01) arba d max = d + es (1.02) Maþiausio ribinio ir nominalinio matmenø algebrinis skirtumas vadinamas apatine nuokrypa ir þymimas ei. ei = d min - d (1.03) arba d min = d + ei (1.04) Didþiausio ir maþiausio ribiniø matmenø skirtumas vadinamas tolerancija ir þymimas Td. Td = d max - d min (1.05) 1. 1 pav. 5

6 Tolerancija visada yra teigiamas dydis ir nustato leidþiamà tikrojo (iðmatuoto) matmens svyravimo ribas. Ástatæ á formulæ (1.05) didþiausio ir maþiausio ribiniø matmenø reikðmes, surandame Td = es - ei (1.06) Nuokrypos ir tolerancijos skylëms apskaièiuojamos pagal tas paèias formules, tik jos þymimos didþiosiomis abëcëlës raidëmis: ES = D max - D (1.07) D max = D + ES (1.08) EI = D min - D (1.09) D min = D + EI (1.10) TD = D max - D min (1.11) TD = ES - EI (1.12) Brëþiniuose matmenys uþraðomi milimetrais, nuokrypos - tûkstantosiomis milimetro dalimis (mikrometrais). Todël, savaime aiðku, tuo paèiu masteliu jas atvaizduoti neámanoma. Pagal susitarimà grafiðkai nominalinis matmuo vaizduojamas kaip dydis iki nulinës linijos, þiûrint ið apaèios, o nuokrypos pasirinktu masteliu atidedamos nuo ðios linijos - teigiamos á virðø (+), neigiamos - á apaèià (-). Plotas, kurá apriboja linijos, einanèios per virðutinës ir apatinës nuokrypø ribas, vadinamas tolerancijos lauku (1, 2 pav. b). Nuokrypa, esanti arèiau nulinës linijos, vadinama pagrindine. Ji nurodo tolerancijos lauko padëtá nulinës linijos atþvilgiu pav.

7 Pagal tai galima spræsti apie tikrøjø matmenø dydá. Jei tolerancijos laukas yra aukðèiau nulinës linijos, tai tikrieji matmenys visuomet bus didesni ir atvirkðèiai, jei tolerancijos laukas þemiau nulinës linijos, tikrieji matmenys - maþesni uþ nominaliná matmená. Tolerancijos turi kompensuoti detaliø gamybos ir matavimo paklaidas. Tyrimais nustatyta, kad gamybinës paklaidos kinta pagal dësnáσ = c x D. Laipsnio rodiklis x priklauso nuo apdirbimo bûdo ir esti nuo 2,5 iki 3,5, c - koeficientas, D - matmens reikðmë. Matavimo paklaidos priklauso nuo matuojamø dydþiø ir aplinkos temperatûros. Matmenims iki 500 mm jos sudaro apie 0,001D. Todël paèiu aukðèiausiu tikslumo laipsniu pagamintø detaliø matmenø tolerancijos neturi bûti maþesnës uþ minëtø paklaidø sumà. Ðiuo tikslu ávesta tolerancijos vieneto (i) sàvoka. Matmenims iki 500 mm 3 i = 0,45 Dm + 0,001 Dm, mm (1.13) matmenims nuo 500 iki mm i = 0,004 D m + 2,1, µ m (1.14) D m - geometrinis intervalo vidurkis, D m = D1 D2. Èia D 1 ir D 2 yra kraðtinës intervalo reikðmës. Pavyzdþiui, matmuo 25 yra intervale tarp 18 ir 30. Tuomet D m = = 23,2 mm. Tolerancijos vienetas minëtam matmeniui i = 0, , 2 + 0,001 23,2 = 1,31 mm. Apskaièiuotoji i reikðmë nusakytø matmens 25 kitimo intervalà. Taèiau jis yra labai maþas dydis, ir toká tikslumà pasiekti praktiðkai bûtø neámanoma ir neekonomiðka. Standartais yra nustatyti tam tikri tikslumo laipsniai, vadinami kvalitetais. Jø yra 19 ir þymimi IT01, IT0, IT1, IT2...IT17. Kvalitetas - tai tolerancijø visuma, kurios kinta priklausomai nuo nominalinio matmens, iðliekant pastoviam tikslumo laipsniui. Kiekvieno kvaliteto tolerancija charakterizuojama pastoviu koeficientu a, kuris vadinamas tolerancijos vienetø skaièiumi. Þinodami tolerancijos vieneto i reikðmæ ir jø skaièiø a, galime apskaièiuoti bet kurio kvaliteto matmens tolerancijà: T = a i. (1.15) Kaip matome ið 1.2 lentelës, matmens tolerancijos gali bûti deðimtimis ir ðimtais kartø didesnës uþ tolerancijos vienetà. Maðinø gamyboje jungiamøjø detaliø tolerancijos bûna nuo 7 iki 13 kvaliteto. Labai tiksliø matmenø (kalibrø) tolerancijos nustatytos 2-4 kvalitetuose. Aukðèiausiu tikslumo laipsniu gaminami tik galiniai ilgio matai. Pagal Vieningàjà tolerancijø ir suleidimø sistemà visi matmenys iki mm suskirstyti á tris grupes: iki 500 mm, nuo 500 mm iki 3150 mm ir nuo 3150 iki 7

8 mm. Matmenys iki 500 mm suskirstyti á 13 pagrindiniø intervalø: iki 3 mm, nuo 3 iki 6 mm, nuo 6 iki 10 mm ir t.t. Be to, grupëse matmenys, didesni negu 10 mm suskirstyti á tarpinius intervalus. Pvz., pagrindinis intervalas nuo 10 iki 18 mm turi du tarpinius intervalus nuo 10 iki 14 mm ir nuo 14 iki 18 mm. Matmenys nuo 500 iki 3150 mm suskirstyti á 8 pagrindinius ir 16 tarpiniø intervalø, matmenys nuo 3150 iki mm - atitinkamai á 5 ir 10 intervalø. Pagal technines sàlygas tikrieji matmenys gali bûti lygûs nominaliniam matmeniui, arba skirtis nuo jo didëjimo (maþëjimo) kryptimi. Norint iðvengti painiavos standartais nustatytos pagrindiniø nuokrypø reikðmës, nuo kuriø priklauso tolerancijos lauko padëtis nominalinio matmens atþvilgiu. Pagrindinës nuokrypos dydis priklauso nuo matmens ir yra pastovus visiems kvalitetams (1.3 lentelë). Jos pavadintos viena arba dviem lotyniðko alfabeto raidëmis - didþiosiomis skylëms ir maþosiomis - velenams. Skylëms nuokrypos nuo A iki H yra teigiamos apatinës (+EI), velenams a-h - neigiamos virðutinës (-es); skylëms K - ZC - neigiamas virðutinis (-ES), velenams k - zc - teigiamos apatinës. Pagrindinës nuokrypos skylëms ir velenams tam paèiam nominaliniam matmeniui yra vienodo dydþio bet prieðingø þenklø : EI (A) = - es (a), EI (D) = - es (d), ei (p) = - ES (P), ei (t) = - ES (T) ir t.t. (1.3 pav.) Lentelëse bûna nurodytos tolerancijø reikðmës matmenims ir viena pagrindinë nuokrypa. Kita nuokrypa nustatoma taip: 1) kai pagrindinë nuokrypa yra virðutinë, tai apatinë nuokrypa velenams ei = es -Td, skylëms EI = ES - TD; 2) kai pagrindinë nuokrypa yra apatinë, virðutinë nuokrypa velenams es = ei + Td, skylëms ES= EI+TD. Tolerancijos laukai þymimi nurodant pagrindinæ nuokrypà ir kvalitetà, pvz., lentelë.tolerancijos vienetø skaièius (a) kvalitetams Kvalitetas a Kvalitetas a , , , ,

9 1. 3 pav. h6, g8, H8, P9 ir t.t. Brëþiniuose jie uþraðomi ðalia nominalinio matmens, pvz., 25B6, 60f8, 85Js6 ir t.t. Apskaièiuokime ðiø matmenø ribines reikðmes ir atvaizduokime grafiðkai: 1) 25B lentelëje surandame matmens 25 tolerancijà TD = 13 mm. Uþraðytas matmuo yra skylë, nes pagrindinë nuokrypa paþymëta didþiàja raide B. 3 lentelëje matome, kad B pagrindinë nuokrypa yra teigiama 9

10 lentelë. Pagrindinës nuokrypos skylëms ir velenams iki 3 ir virð S

11 1.4 lentelë. Tolerancijø reikðmës matmenims iki 1600 mm Matmenø intervalai, Tolerancijos kvalitetams, mm mm Iki 3 0,3 0,5 0,8 1, Virð 3 iki 6 0,4 0,6 1 1,5 2, Virð 6 iki 10 0,4 0,6 1 1,5 2, Virð 10 iki 18 0,5 0,8 1, Virð 18 iki 30 0,6 1 1,5 2, Virð 30 iki 50 0,6 1 1,5 2, Virð 50 iki 80 0,8 1, Virð 80 iki ,5 2, Virð 120 iki 180 1,2 2 3, Virð 180 iki , Virð 250 iki 315 2, Virð 315 iki Virð 400 iki Virð 500 iki 630 4, Virð 630 iki Virð 800 iki , Virð 1000 iki , Virð 1250 iki

12 12 apatinë EI= 160mm (0,160 mm). Virðutinë nuokrypa ES = EI+TD =160+13=173mm (0,173 mm). Didþiausias ribinis skylës matmuo Dmax = D+ES = 25,0+ 0,173 = = 25,173mm; maþiausias ribinis skylës matmuo D min = D + EI = = 25,0 + 0,160 = 25,160 mm. Brëþinyje nuokrypos su savo þenklais uþraðomos ðalia nominalinio 1. 4 pav pav. matmens, ðiuo atveju , , 160 mm. Nuokrypos, kurios lygios nuliui, ðalia nominalinio matmens neuþraðinëjamos, pvz., 60 +0,030 mm, 75-0,030 mm. Tolerancijos laukas grafiðkai atvaizduojamas taip: ið pradþiø nubrëþiame nulinæ linijà (1.4 pav.). Matmuo iki ðios linijos, þiûrint ið apaèios, yra nominalinis. Toliau laisvai pasirinktu masteliu nuo nulinës linijos atidedame nuokrypø EI ir ES reikðmes. Iðvedæ per jas linijas, lygiagreèias nulinei linijai, ir jas sujungæ, gauname staèiakampá plotelá, kuris vadinamas tolerancijos lauku. Ðio plotelio aukðtis yra ne kas kita, kaip matmens tolerancija (13mm, arba 0,013 mm). Plotelio ilgis neturi jokios reikðmës ir pasirenkamas laisvai. Matmuo iki tolerancijos lauko virðaus yra didþiausias ribinis, iki apaèios - maþiausias ribinis. Tikrieji matmenys negali iðeiti ið tolerancijos lauko ribø. 2) Matmuo 60f8 yra iðorinis (velenas), nes pagrindinë nuokrypa f. Jo tolerancija Td = 46mm (1.4 lentelë), pagrindinë nuokrypa yra virðutinë neigiama; es = -30mm (1.3 lentelë). Apatinë nuokrypa ei = es - Td = = -76mm. Vaizduojant grafiðkai, jos atidedamos á apaèià nuo nulinës linijos (1.5 pav.). Apskaièiuojame ribinius matmenis: d max = d +es = 60 + (-0,030) = 59,970 mm; d min = d + ei = 60 + (-0,076) = 59,924 mm.

13 Kaip matome ið skaièiavimø ir paveikslo, ðis matmuo gali bûti tik maþesnis uþ nominaliná. Brëþinyje jis bûtø uþraðytas , 0076, mm. Matmuo 85Js6 pagrindinës nuokrypos neturi. Jo virðutinë ir apatinës nuokrypos yra vienodo dydþio, tik prieðingø þenklø: ES = +0,5TD = 0,5 22 =11 mm; EI = - 0,5TD = -0,5 22 = - 11mm. Ribiniai matmenys D max = D + EI = ,011 mm = 85,011 mm; D min = D + EI = 1. 6 pav. = 85 + (-0,011) = 84,989 mm. Tolerancijos laukas yra simetriðkas nulinës linijos atþvilgiu (1.6 pav.). Darbo brëþiniuose vietoje matmens 85Js6 bus uþraðyta 85 ± 0,011 mm. Ið ðiø pavyzdþiø galima padaryti tokias iðvadas: 1) matmenys, kuriø tolerancijø laukai yra virð nulinës linijos, visuomet yra didesni uþ nominalinius; 2) matmenys, kuriø tolerancijø laukai yra þemiau nulinës linijos, visuomet yra maþesni uþ nominalinius; 3) matmenys, kuriø tolerancijø laukai yra simetriðki nulinës linijos atþvilgiu, gali bûti lygûs, maþesni ar didesni uþ nominalinius. 2. Suleidimai Gaminiai sudaryti ið detaliø. Detalës tarpusavyje gali bûti sujungtos judamai arba nejudamai. Matmenys, kuriais detalës susijungia, vadinami jungiamaisiais. Sujungimo nominalinis matmuo yra bendras abiems detalëms. Tikrieji jungiamøjø detaliø matmenys praktiðkai visuomet bûna skirtingi. Ðis skirtumas ir parodo detaliø tarpusavio sujungimo pobûdá, kuris vadinamas suleidimu. Suleidimai skirstomi á judamuosius, nejudamuosius ir tarpinius. Panagrinëkime ðiuos suleidimus atskirai. Judamiesiems suleidimams yra garantuotas tarpelis, t.y. skylës matmuo visuomet didesnis uþ veleno matmená. Tarpelio dydis gali keistis nuo didþiausio iki maþiausio, priklausomai nuo jungiamøjø skylës ir veleno tikrøjø matmenø reikðmiø. S max = D max - d min, arba ES- ei, (2.01) S min = D min - d max, arba EI- es. (2.02) Maþiausias tarpelis gali bûti lygus nuliui. Tarpelio tolerancija TS = S max - S min. Ástatæ S max ir S min reikðmes, gauname 13

14 TS= TD+Td (2.03) Apskaièiuokime judamàjá suleidimà 56 H 8 ir grafiðkai já atvaizduokime. Èia e sujungimo nominalinis matmuo, H8 - skylës tolerancija, e7 - veleno tolerancija. 1.4 lentelëje surandame, kad TD = 46 mm, Td = 30 mm. Ið 1.3 lentelës: EI = 0, es = - 60 mm. ES = EI + TD = 46 mm; ei = es - Td = = - 90 mm; S max = ES - ei = 46 - (-90) = 136 mm; S min = EI - es = 0 - (-60) = 60 mm; TS = TD + Td = = 76 mm. Kaip matome 2.1 pav., skylës tolerancijos laukas yra aukðèiau uþ veleno tolerancijos laukà. Tarpelio dydis priklauso nuo skylës ir veleno tolerancijos laukø tarpusavio padëties: kuo laukai arèiau vienas kito, tuo tarpelis 2. 1 pav. maþesnis ir, atvirkðèiai, - kuo toliau, tuo tarpelis didesnis. Maþiausi suleidimo tarpeliai bûtø sujungimui H h, didþiausi - H zc. Nejudamieji suleidimai charakterizuojami garantuota ávarþa. Ðiuo atveju veleno tikrieji matenys turi bûti didesni uþ skylës matmenis. Didþiausia ávarþa N max = d max - D min, arba es - EI (2.04) maþiausia ávarþa N min = d min -D max, arba ei - ES (2.05) Ávarþos tolerancija TN = N max - N min = TD + Td (2.06) Pavyzdþiui, nejudamojo suleidimo 80 H 7 ávarþa bûtø apskaièiuojama taip: u 7 TD = Td = 30 mm; EI = 0; ES = 30 mm; ei = 102 mm; es = ei + Td = = 132 mm; N max = es - EI = = 132 mm; N min = ei - ES = = 72 mm; TN = TD + Td = = 60 m m. Ðiuose suleidimuose velenø tolerancijø laukai visuomet iðsidëstæ aukðèiau uþ skyliø tolerancijø laukus. Ávarþos dydis taip pat priklauso nuo veleno ir skylës tolerancijos laukø tarpusavio padëties : jiems suartëjant, ávarþa maþëja, atitolstant - ávarþa didëja. Pavyzdþiui, sujungimas H pasiþymi maþesne ávarþa, negu u sujungimas H ir t.t. x 14

15 2. 2 pav pav. Kai detalës turi bûti sujungtos su nedideliu laisvumu arba ávarþa, jø tikrieji matmenys turi nedaug skirtis. Tokie suleidimai vadinami tarpiniais. Ðiuo atveju skaièiuojamas didþiausias galimas tarpelis ir didþiausia galima ávarþa. Pavyzdþiui, suleidimas 75 H j s 8 7 : TD = 46 mm; Td = 30 mm; EI = 0; ES = 46 mm ei = -15 mm; es = +15 mm; S max = ES - ei = 46 - (-15) = 61 mm; N max = es - EI = 15-0 = 15 mm. Maþiausi tarpeliai ir ávarþos ðiems suleidimams neskaièiuojami. Kaip matyti 2.3 pav., skylës ir veleno tolerancijø laukai dalinai vienas kità dengia (susikerta), todël suleidimø tarpeliai ir ávarþos bûna maþi. Suleidimai atliekami skylës arba veleno sistemoje. Skylës sistemoje suleidimai gaunami, sujungus skirtingø ribiniø matmenø velenus su pastovaus matmens skyle, vadinama pagrindine. Pagrindinë skylë - tai skylë, kurios apatinë nuokrypa lygi nuliui (EI= O). Veleno sistemoje suleidimai gaunami sujungus skirtingø ribiniø matmenø skyles su pastovaus matmens velenu. Toks velenas vadinamas pagrindiniu. Jo virðutinë nuokrypa lygi nuliui (es =0). Maðinø gamyboje plaèiausiai naudojama skylës sistema, kaip ekonomiðkesnë. 2.1 lentelë. Pagrindinës nuokrypos suleidimams skylës ir veleno sistemose Suleidimai Skylës sistema Veleno sistema Skylës Velenai Skylës Velenai Judamasis H a-h A-H h Nejudamasis H p-zc P-Z h Tarpinis H j s, k, m, n J s, K, M, N h 15

16 Brëþiniuose detaliø jungiamieji matmenys daþniausiai uþraðomi ðalia nominalinio matmens nurodant nuokrypas - skaitiklyje skylëms, vardiklyje velenams, pvz., , 046 0, mm, , 030 0, 132 mm, , 046 ± 0, 015 mm ir t. t., 0, Pavirðiø ir formø tikslumas Pavirðius, apdirbtas paèiu aukðèiausiu tikslumo laipsniu, nëra absoliuèiai lygus. Jame pasikartojantys nelygumai charakterizuojami þingsniu Sw ir aukðèiu Wz. Pagal ðiø dydþiø santyká nustatytos trys pavirðiø tikslumo normos: ðiurkðtumas, banguotumas ir formos nuokrypos. Kai santykis S w yra maþesnis negu 40, W z sakoma, kad pavirðius ðiurkðtus; kai jis didesnis negu 1000, pavirðiai turi formos nuokrypas; tarpinës ðio santykio reikðmës (1000> S w > 40) rodo pavirðiaus W z banguotumà. Pavirðiø formø nuokrypas galima suskirstyti á tris grupes: formos, tarpusavio padëties ir sumines. Formos nuokrypos yra netiesumas (-), neapskritumas (O), neplokðtumas ( ) ir necilindriðkumas (/o/). Tai didþiausias atstumas nuo pavirðiaus iki glaustinës tiesës arba plokðtumos. Jis gali bûti nurodytas visam pavirðiui, arba tam tikrai jo daliai. Brëþiniuose ðios nuokrypos þymimos rëmelyje, nurodant jø simbolá ir reikðmæ (mm). Kai ðios nuokrypos susietos su matmenø tolerancijomis, tuomet papildomai priraðoma M (3.1 pav.). Pavirðiø tarpusavio padëties nuokrypø yra daugiau. Daþniausiai pasitaikanèios yra pavirðiø nelygiagretumas (//), nestatmenumas ( ), nesimetriðkumas ( ),aðiø nesusikirtimas ( ), aðiø nesutapimas ( ) ir t.t. Brëþiniuose gali bûti nurodytas bazinis pavirðius A, kurio atþvilgiu ðios nuokrypos yra nustatytos (3.2 pav.). Suminës nuokrypos yra: radijalinis ir galinis muðimas ( ).Radijalinis muðimas matuojamas kryptimi, statmena sukimosi aðiai, galinis - lygiagreèia. Ðios nuokrypos gali bûti nurodytos visam pavirðiui arba jo daliai (3.3 pav.). Pavirðiø formos ir tarpusavio padëties nuokrypoms standartu SEV nustatyta 16 tikslumo laipsniø (nuo 1 iki 16 tikslumo maþëjimo kryptimi). Pavirðiø ðiurkðtumas apibûdinams aukðèio, þingsnio ir kontakto rodikliais. Ðie rodikliai apskaièiuojami, iðmatuojant pavirðiaus profilio nuokrypas tam tikrame (baziniame) ilgyje, kuris parenkamas ið tokios eilës: (0,01); (0,03); 0,08; 0,25; 0,8; 2; 5; 8; (25) mm (reikðmës, nurodytos skliausteliuose, naudojamos iðimtinais atvejais). Bazinis ilgis matuojamas ant vidurinës pavirðiaus profilio linijos m. Tai 16

17 3. 1 pav. Pavirðiø formos tolerancijos 17

18 pav. Pavirðiø padëties tolerancijos

19 3. 3 pav. Pavirðiaus suminës tolerancijos linija, lygiagreti nominaliniam profiliui ir dalijanti já taip, kad profilio taðkø atstumø kvadratø suma bûtø maþiausia. Aukðèio rodikliams priklauso vidutinë aritmetinë profilio nuokrypa Ra, mikronelygumø aukðtis Rz, ir didþiausias profilio nelygumø aukðtis Rmax. Ra - tai vidutinë profilio absoliutiniø atstumø iki jo vidurinës linijos reikðmë R a = 1 n y i ; (3.01) n i= 1 èia n iðmatuotø nuokrypø y skaièius, R z - tai baziniame ilgyje iðmatuotø penkiø aukðèiausiø profilio virðûniø taðkø (Hi max ) ir penkiø þemiausiø ádubø taðkø (Hi min ) absoliutiniø atstumø nuo vidurinës linijos sumos vidutinë reikðmë 5 H i max i= 1 5 H + i min i 1 R z =. ( 3.02) 5 Didþiausias profilio nelygumø aukðtis R max - tai atstumas tarp profilio aukðèiausios virðûnës ir þemiausio ádubos taðkø baziniame ilgyje. Þingsnio rodikliai yra du: vienas matuojamas ant profilio vidurinës linijos ir 19

20 þymimas S m, kitas - ant profilio virðûniø (S). Vidutinis profilio nelygumø þingsnis Sm - tai profilio nelygumø þingsnio reikðmë baziniame ilgyje: S m = 1 n S mi. (3.03) n i= I Vidutinis nelygumø þingsnis S - tai baziniame ilgyje nustatytas vidutinis atstumas tarp charakteringiausiø profilio virðûniø: 1 n s = si. (3.04) n i= 1 Esant tokio pat dydþio aukðèio ir þingsnio rodikliams, pavirðiø kontaktas gali bûti labai skirtingas. Jis priklauso nuo santykinio atraminio profilio ilgio p t p = η 100%, (3.05) l η p - atraminis profilio ilgis, gaunamas kertant profilá linija, lygiagreèia vidurinei linijai ir einanèia atstumu p nuo virðûniø linijos. Jis lygus atkarpø b i sumai η =. (3.06) p n b i i=1 Atstumas p parenkamas ið eilës: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90% R max reikðmës. Mikronelygumai detaliø pavirðiuje gali turëti kryptis: lygiagreèià (=), kryþminæ ( ), radijalinæ ( R ), apskritiminæ (C) ir laisvà (M). Pavirðiø ðiurkðtumas priklauso nuo jø apdirbimo baigiamøjø operacijø. Pavyzdþiui, rodiklis Ra, liejant detalæ á smëlio formà, bûna apie 50 mm, frezuojant mm, græþiant ir pusiau glotniai tekinant - 3,2...6,3 mm, ðlifuojant labai glotniai - 0,1...0,2 mm ir t.t. Ðiurkðtumo rodikliai parenkami atsiþvelgiant á detaliø darbo sàlygas: 1) riedëjimo ir slydimo pavirðiams - R a, R z, t p ir mikronelygumø kryptis; pav. Pavirðiaus tikrasis profilis ir nelygumus charakterizuojantieji rodikliai

21 2) nejudamiems suleidimams - R a arba R z ; 3) hermetiniø sujungimø pavirðiams - R a arba R z ir tp; 4) pavirðiams, kuriuos veikia kintamos apkrovos - R max, S m arba S ir mikronelygumø kryptis ir t.t. Pagrindiniu pavirðiaus ðiurkðtumo kriterijumi laikomas rodiklis R a. Detaliø, kuriø matmenys yra tikslesniø kvalitetø, ðiurkðtumo rodikliai taip pat parenkami maþesni. Pavyzdþiui, rodiklis R a gali sudaryti nuo 1 iki 5% matmens tolerancijos, rodiklis R z - nuo 5 iki 20%. Brëþiniuose pagal standartus VST ir ST SEV pavirðiø ðiurkðtumo reikðmës nurodomos virð grafiniø þenklø (3.5, 3.6, 3.7 pav.) 3. 5 pav pav pav. Detaliø pavirðiai, kuriems apdirbimo bûdas nenurodomas, þymimi pirmuoju, kai nurodomas apdirbimo bûdas - antruoju, o kai pavirðiai neapdirbami - treèiuoju þenklais. Visiems rodikliams, iðskyrus Ra, prieð skaitmeninæ ðiurkðtumo rodiklio reikðmæ nurodomas simbolis. Kai nurodomas apdirbimo bûdas, bazinis ilgis, nelygumø kryptis, rodikliai uþraðomi tokia tvarka, kaip parodyta 3.8 pav. Þymint pavirðiø ðiurkðtumà brëþiniuose, reikia laikytis ðiø pagrindiniø taisykliø: 3. 8 pav. 21

22 1. Gaminio pavirðiø ðiurkðtumo þenklai atvaizde þymimi ant kontûro linijø (Ra = 1,25 mm ), iðkeltiniø linijø (Ra = 0,63 mm) arba ant iðnaðø linijø lentynëliø (Rz = 20 mm ). Kai trûksta vietos, tai ðiurkðtumo þenklus leidþiama þymëti ant matmenø linijø (Ra = 2,5 mm ) arba jø tæsinio (3.9 pav.). 2. Pavirðiaus ðiurkðtumo þenklas, kuris turi lentynëlæ, pagrindinio áraðo lentelës atþvilgiu þymimas taip, kaip pavaizduota 3.10 ir 3.11 paveiksluose, o kuris neturi lentynëlës - þymimas taip, kaip 3.12 paveiksle. 3. Jei visi gaminio pavirðiai yra vienodo ðiurkðtumo, tai brëþinio deðiniajame kampe braiþomas ðiurkðtumo þenklas. Ðiuo atveju gaminio atvaizduose ðiurkðtumas nenurodomas. 4. Jei gaminio pavirðiø ðiurkðtumas yra skirtingas, tai deðiniajame virðutiniame brëþinio kampe þymima vyraujanèio pavirðiaus ðiurkðtumo reikðmë ir skliausteliuose - þenklas (3.13 pav.). 5. Vienos detalës skirtingo ðiurkðtumo pavirðiaus ruoþai brëþinyje atskiriami plona iðtisine linija ir nurodomas matmuo (3.14 pav.). 6. Nurodant keletà pavirðiaus ðiurkðtumo rodikliø, jø reikðmës raðomos nuo virðaus þemyn tokia tvarka: pirmiausia uþraðomi profilio nelygumø aukðèio rodikliai, paskui þingsnio ir profilio santykinio atraminio pavirðiaus ilgio rodikliai. 4. Sudëtingos formos detaliø tikslumas Maðinø detaliø forma daþniausiai bûna sudëtinga. Judesys nuo vienos detalës kitai perduodamas krumpliais, iðdroþomis, sriegiais, pleiðtais ir t.t. Detalës tarpusavyje tvirtinamos sraigtais. Kiekvienas ðiø detaliø pavirðiaus elementas turi matmenis, kuriø tikslumas gali bûti labai ávairus. Standartais yra nustatytos ðiø matmenø tolerancijos ir suleidimai. Panagrinëkime keletà ið jø atskirai Krumpliaraèiø pavarø tolerancijos 22 Eksploatacijos poþiûriu krumpliaraèiø pavaros skirstomos á tokias grupes: 1. Kinematinës pavaros, kurios turi perduoti tikslius judesius. Svarbiausias reikalavimas, keliamas ðioms pavaroms, yra kinematinis tikslumas. Krumpliaraèiai yra nedidelio modulio, juos veikia taip pat nedidelës jëgos. 2. Greitinës pavaros naudojamos turbinø reduktoriuose ir kituose mechaniz-

23 3. 9 pav pav pav pav pav pav. 23

24 muose, kurios perduoda didelius galingumus. Krumpliaraèiø apskritiminis greitis gali bûti labai didelis. Ðiø pavarø krumpliaraèiai esti vidutinio modulio. Jose svarbu iðlaikyti didelá tikslumà ir nuoseklø darbà be vibracijos ir triukðmo. 3. Jëgos pavaros perduoda dideles jëgas, sukasi lëtai. Jø krumpliaraèiai yra didelio modulio. Pagrindinis reikalavimas ðioms pavaroms - geras krumpliø kontaktas, taisyklinga aðiø padëtis, tiksli kryptis. 4. Bendrosios paskirties pavaroms nekeliami aukðtesni tikslumo reikalavimai. Krumpliaraèiai ir pavaros suskirstytos á dvylikà tikslumo laipsniø - nuo 1 iki 12 tikslumo maþëjimo kryptim. Jø tolerancijos ir suleidimai nustatyti standartais ST SEV ir ST SEV Atsiþvelgiant á paskirtá, pavarø tolerancijoms nustatytos tokios tikslumo normos: kinematinio tikslumo, kabinimo tolygumo ir krumpliø kontakto. Kiekviena ið ðiø normø apibûdinama kompleksiniu tikslumo rodikliu, kuris ir paþymimas vienu ið tikslumo laipsniø. Kinematinis tikslumas priklauso nuo krumpliaraèiø apskritiminio þingsnio paklaidø, radijalinio krumpliaraèio vainiko muðimo, krumpliaraèiø tarpcentrinio atstumo svyravimo ir kt. Paþymint brëþinyje, jis nurodomas pirmuoju skaitmeniu. Pavyzdþiui, uþraðas C ST SEV reiðkia, kad kinematinis tikslumas yra 8 (ið dvylikos galimø). Antrasis skaitmuo (7) apibûdina kabinimo tolygumà, t.y. kaip tiksliai perduodamas judesys nuo vieno krumplio kitam. Krumpliø kontaktas nusako pavirðiø lietimàsi, kai judesys perduodamas nuo vieno krumplio kitam. Jo tikslumas uþraðomas treèiuoju skaitme pav. Ðoninis tarpelis (a) ir jo tolerancijos laukø iðsidëstymas (b)

25 4.1 lentelë. Pagrindinës krumpliø sujungimo tipø charakteristikos Tikslumo Maþiausias Rekomen- Tarpcentrinio Sujungi- Pavadinimas laipsnis (pagal ðoninis duojama atstumo mo tipas kabinimo tarpelis tolerancija nuokrypos sàlygas) klasë A Padidintas 3-12 IT 11 a VI B Normalus 3-11 IT 10 b V C Sumaþintas 3-9 IT 9 c IV D Maþas 3-8 IT 8 d III E Labai maþas 3-7 IT 7 h II H Nulinis h II niu (6). Krumpliaraèiai pavaroje sujungiami, paliekant tam tikro dydþio ðoniná tarpelá tarp krumpliø nedarbiniø pavirðiø (4.1 pav.). Ðoninis tarpelis reikalingas tam, kad krumpliaraèiø pavarai bûtø galima sudaryti normalias tepimo sàlygas, kompensuoti temperatûrines deformacijas, surinkimo paklaidas ir kt. Nepriklausomai nuo krumpliaraèiø tikslumo laipsnio, standarte nustatyti ðeði sujungimo tipai (4.1 lentelë), kurie nurodomi uþraðo gale. Kai ðoninio tarpelio tolerancija yra kita, negu pateikta 4.1 lentelëje, tuomet ji nurodoma uþraðe, pvz., Ba ST SEV Kai visos normos yra vienodo tikslumo laipsnio ir ðoninio tarpelio tolerancija atitinka rekomenduojamà, krumpliaraèiai gali bûti paþymëti taip: 7-C ST SEV Esant reikalui, gali bûti nurodyta tarpcentrinio atstumo nuokrypos klasë (VI) ir j nmin reikðmë (151 mm), pvz., Ba/VI-151 ST SEV Iðdroþiniø sujungimø tolerancijos ir suleidimai Iðdroþiniai sujungimai labai plaèiai naudojami velenams sujungti su krumpliaraèiø stebulëmis ir movomis. Jais galima perduoti didelius sukimo momentus, be to, jungiamosios detalës tiksliai centruojamos. Pagal krumpliø profilá iðdroþiniai sujungimai skirstomi á staèiakampius, evolventinius ir trikampius. Staèiakampiai sujungimai turi lyginá krumpliø skaièiø (nuo 6 iki 20) ir centruojami trejopai: pagal iðoriná skersmená D, pagal vidiná skersmená d ir pagal krumpliø ðonus b (4.2 pav.). Centravimas pagal D rekomanduojamas nejudamiems sujungimams. Ðis centravimo bûdas yra paprasèiausias ir ekonomiðkiausias, nes velenø reikiamas matmuo pasiekiamas ðlifuojant apvalaus ðlifavimo staklëmis. Centravimas pagal d naudojamas sujungimams, kai ávorë ir velenas grûdinami ir ðlifuojami. Centravimas pagal b 25

26 taikomas pavarose, kuriose sukimosi ir jëgø kryptys kinta. Iðdroþiniai suleidimai su staèiakampiu profiliu atliekami skylës sistemoje. Centruojant sujungimà pagal D, nustatomi suleidimai ir tolerancijos matmenims D ir b, centruojant pagal d, - atitinkamai matmenims d ir b, o centruojant pagl krumpliø ðoninius pavirðius, - tik matmeniui b. Necentruojamø dydþiø tolerancijos bûna kvalitetø, jø suleidimai gaunami su dideliais tarpais (ST SEV , ST SEV ). Iðdroþø formos ir iðdëstymo paklaidos atskirai nenormuojamos. Brëþiniuose staèiakampiai iðdroþiniai sujungimai þymimi taip: pirmiausia nurodomas centravimo bûdas, toliau - krumpliø skaièius ir nominaliniai matmenys D, d ir b, bei jø suleidimai. Pavyzdþiui, centruojant pagal d: d H 7 H12 D9 40 7, e8 a11 f 8 èia 8 - krumpliø skaièius, 36 - skersmuo d, 40 - skersmuo D, 7 - krumplio plotis, H 7 e8, H 12 a11, D 9 f 8 - suleidimai. Necentruojamø elementø suleidimai gali bûti nenurodyti, pvz., centruojant H12 D9 pagal b: b a1 h8 Atskiros detalës (centruojant pagal d) brëþiniuose gali bûti uþraðomos taip: velenas d 8 36e8 40a11 7f 8; skylë d 8 36H7 40H12 7D9. Evolventinio profilio iðdroþiniai sujungimai naudojami, esant krumpliø skaièiui nuo 6 iki 82 ir moduliui nuo 0,5 iki 10 mm. Pagrindiniai jø parametrai ir matmenys nurodyti standartuose ST SEV , ST SEV ir ST SEV , o tolerancijos ir suleidimai - ST SEV Ðiuose sujungimuose jungiamosios detalës centruojamos pagal krumpliø ðoninius pav. Staèiakampio profilio iðdroþiniø sujungimø centravimas: a) - pagal vidiná skersmená; b) - pagal iðoriná skersmená; c) - pagal krumpliø ðonus.

27 4. 3 pav. Evolventinio profilio iðdroþiniø sujungimø centravimo bûdai pavirðius (4.3 pav., a) arba pagal iðoriná skersmená (4.3 pav., b). Plaèiausiai paplitæs pirmasis centravimo bûdas. Ávorës iðdroþos ploèiui e nustatyta viena pagrindinë nuokrypa H 7, 9 ir 11 tikslumo laipsniø, o krumplio storiui - deðimt pagrindiniø nuokrypø - a, c, d, f, g, h, k, n, p, r 7-11 tikslumo laipsniø. Suleidimai atliekami tik skylës sistemoje. Brëþiniuose evolventiniai iðdroþiniai sujungimai þymimi, nurodant nominaliná sujungimo skersmená D, modulá m ir suleidimà. Pvz., centruojant pagal ðoninius krumpliø pavirðius, kai D=50 mm, modulis m=2 mm: H/9g; centruojant pagal ðoniná skersmená: 50 H7/g6 2. Trikampio profilio iðdroþiniai sujungimai daþniausiai naudojami vietoje presuojamøjø sujungimø, ypaè kai reikia sujungti nedidelio skersmens velenëlá su spalvoto lydinio detale ar plonasiene ávore. Jø krumpliø skaièius bûna nuo 15 iki 70, modulis - nuo 0,3 iki 0,8 mm. Trikampio profilio iðdroþiniai sujungimai nestandartizuoti, centruojami pagal krumpliø ðonus. Tolerancijos ir suleidimai parenkami vadovaujantis normatyviniais dokumentais ir ST SEV rekomendacijomis Pleiðtiniø sujungimø tolerancijos ir suleidimai Pleiðtai naudojami velenams sujungti su skriemuliais, movomis, rankenomis ir kitomis detalëmis, kai reikia perduoti tam tikrà sukimo momentà ir kai sujungimui nekeliami aukðti centravimo reikalavimai. Pleiðtas dedamas á griovelius velene ir ávorëje (4.4 pav). Pagal standartà ST SEV suleidimai atliekami tik veleno sistemoje. Pleiðto 27

28 plotis gaminamas su tolerancija h9. Grioveliø ploèiø tolerancijos parenkamos pagal norimà gauti sujungimo tipà: laisvà, normalø arba glaudø. Kitiems pleiðtiniø sujungimø matmenims leidþiamos didelës tolerancijos (nuo 11 iki 17 kvaliteto). Brëþiniuose pleiðtiniai sujungimai þymimi nurodant detaliø matmenis ir suleidimà. Pavyzdþiui, 14H9/h9, 14D10/h9; èia 14 - pleiðto ir grioveliø plotis velene ir ávorëje; D10 - griovelio ávorëje tolerancija Srieginiø sujungimø tolerancijos ir suleidimai Sriegiai ir srieginiai sujungimai technikoje yra labai paplitæ. Eksploataciniu poþiûriu jie skirstomi á bendrosios paskirties ir specialiuosius. Detalëms tarpusavyje sujungti naudojami tvirtinimo sriegiai. Tiksliems judesiams perduoti naudojami sriegiai vadinami kinematiniais. Hermetiniai sujungimai sudaromi, naudojant vamzdþiø sriegius. Sriegiai gali bûti vienpradþiai ir daugiapradþiai, deðininiai ir kairiniai. Sriegiø geometriniø dydþiø sàvokos yra nustatytos pagal standartà ST SEV (4.5 pav.). Jos bendros iðoriniam ir vidiniam sriegiams. Sriegiams nustatyti trys skersmenys: iðorinis (D, d), vidinis (D 1, d 1 ), vidurinis (D 2, d 2 ), þingsnis (p) ir profilio kampas (α ). Metriniams sriegiams profilio kampas α = 60, coliniams α = 55. Kitø tipø sriegiams (trapeciniams, atraminiams ir kt.) profilio kampø reikðmës nurodytos standartuose. Pagal standartà ST SEV sriegiams nustatyta 10 tikslumo laipsniø (nuo 1 iki 10 tikslumo maþëjimo kryptimi). Tolerancijos nurodomos ne visiems sriegiø elementams. Pavyzdþiui, labiausiai paplitusiems tvirtinimo sriegiams tolerancijos nurodomos tik viduriniajam skersmeniui D 2, d 2 (4.6 pav.) pav.

29 4. 5 pav. metrinio sriegio profilis ir jo elementai 4. 6 pav. 29

30 Kai sujungimams naudojamos smeigës, tolerancijos nurodomos viduriniajam D 2, d 2, iðoriniam d ir vidiniam D 1 skersmenims (4.7 pav.). Ðiuose sujungimuose smeigë á korpusà ásukama su tam tikro dydþio ávarþa. Atsukant verþlæ, smeigë ið korpuso neturi iðsisukti. Brëþiniuose srieginiø detaliø suleidimai þymimi nurodant sriegio tipà, nominaliná matmená, þingsná ir suleidimà (4.2 lentelë). Uþraðant srieginá sujungimà verþlës tolerancija nurodoma skaitiklyje, varþto - vardiklyje. Kai sujungimo ilgis nestandartinis, uþraðo gale nurodomas jo ilgis mm, 6H pvz., M g Sriegiai su ávarþa brëþiniuose uþraðomi nurodant skersmená, lizdo vidurinio, vidinio skersmens tolerancijas (skaitiklyje) ir smeigës vidurinio skersmens tolerancijà (vardiklyje), pvz. M12-2H5C/3p pav.

31 4.2 lentelë. Sriegiø þymëjimo pavyzdþiai Sriegiø tipas ir Tipo sutartinis Brëþinyje nurodomi Sriegiø þymëjimo standartø Nr. þymëjimas matmenys pavyzdþiai Metrinis stambaus þingsnio, M Iðorinis skersmuo M24-6H (verþlë) deðininis (VST 87-81) M24-6g (varþtas) Metrinis smulkaus þingsnio, M Iðorinis skersmuo M24 2-6H (verþlë) deðininis (VST ) ir þingsnis M24 2-6g(varþtas) Vamzdinis cilindrinis G Sutartinis sriegiø matmens G2-A (VST ) þymuo coliais ir vidutinio skersmens tikslumo klasë Trapecinis vienapradis Tr Iðorinis skersmuo ir Tr50 8-6H(verþlë) (VST ) þingsnis Specialiøjø srieginiø sujungimø matmenys ir þymëjimas nurodyti atskiruose standartuose. Kitos sudëtingos formos detalës sudarytos ið ávairiø pavirðiø. Jø matmenø, pavirðiø bei formø tolerancijos parenkamos pagal standartus ir Tarptautinës standartizavimo organizacijos (ISO) rekomendacijas. Literatûra 1. A.Baltrimas. Inþinerinë grafika. V., Mokslo ir enciklopedijø leidykla, 1995, 344 psl. 2. H C.Êîçëîâñêèé, À.Í.Âèíîãðàäîâ. Îñíîâû ñòàíäàðòèçàöèè, äîïóñêè, ïîñàäêè è òåõíè åñêèå èçìåðåíèÿ. Ì., Ìàøèíîñòðîå - íèå, À.È.ßêóøåâ. Âçàèìîçàìåíÿåìîñòü, ñòàíäàðòèçàöèÿ è òåõíè åñêèå èçìåðåíèÿ. Ì., Ìàøèíîñòðîåíèå, 1979, 287 ñòð. 31

32 Turinys Pratarmë Matmenys Suleidimai Pavirðiø ir formø tikslumas Sudëtingos formos detaliø tikslumas Krumpliaraèiø pavarø tolerancijos Iðdroþiniø sujungimø tolerancijos ir suleidimai Pleiðtiniø sujungimø tolerancijos ir suleidimai Srieginiø sujungimø tolerancijos ir suleidimai Literatûra Jonas Tiðkevièius DETALIØ MATMENØ, PAVIRÐIØ IR FORMØ TIKSLUMAS 32 SL 605. Tir. 150 egz. Sp. l. 2. Uþsak. Nr. 35 Maketavo, spausdino ir iðleido VPU leidykla. Kaina sutartinë