Анализ качества изделия транспортного машиностроения

Анализ качества изделия транспортного машиностроения

Анализ качества изделия транспортного машиностроения

Реферат

стандартизация сертификация посадка

Курсовая работа содержит страницы текста, рисунков, таблиц и чертёж формата А3.

В курсовой работе приведена оценка технического уровня типовых соединений деталей транспортных машин: гладкие, резьбовые и шпоночные соединения, подшипники качения. Установлены требования к отклонениям формы, расположения и шероховатости поверхностей. Назначены отклонения линейных размеров с использованием, в том числе, размерных цепей. Выбраны измерительные средства. Рассмотрена предложенная схема сертификации вала и охарактеризован документ, используемый для подтверждения соответствия.

1.     
Национальная система стандартизации НСС. Привести пример стандарта (нормативного документа), используемого на вашем предприятии, дать определения стандартизации, технического регулирования и технического регламента

стандартизация сертификация посадка

ГОСТ 7409-90 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия для разработки технологий получения лакокрасочных покрытий

Категории ГОСТ 7409-90 по ОКС:

. Железнодорожная

.60. Подвижной состав железных дорог

.60.20 Прицепной состав, *включая вагоны-цистерны Вид стандарта: Стандарты на продукцию (услуги)

Статус документа: Заменен, введён в действие 01.07.1991

Срок действия ограничен:01.07.2010

Коды документа ГОСТ 7409-90:

Код ОКП:318200

Код КГС:Д56

Число страниц: 15

Назначение ГОСТ 7409-90: Настоящий стандарт устанавливает технические требования к получению лакокрасочных покрытий (защитных и декоративных) для всех видов универсальных строящихся грузовых вагонов (крытых, полувагонов и платформ), а также их деталей и сборочных единиц в климатическом исполнении У1 по ГОСТ 15150, предназначенных для эксплуатации на магистральных железных дорогах колеи 1520 мм

ГРНТИ индекс(ы):554137;732997

Документ разработан организацией: Министерство путей сообщения СССР

Ключевые слова документа: грузовые вагоны, защита окружающей среды, лакокрасочные покрытия, методы контроля, технические требования - тяговых приборах железнодорожного подвижного состава

Стандартизация - это деятельность, направленная на разработку и добровольное применение требований, норм, правил, характеристик как обязательных для выполнения, так и рекомендуемых, обеспечивающая право потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а также право на безопасность и комфортность труда. Цель стандартизации - достижение оптимальной степени упорядочения в той или иной области посредством широкого и многократного использования установленных положений, требований, норм для решения реально существующих, планируемых или потенциальных задач. Основными результатами деятельности по стандартизации должны быть повышение степени соответствия продукта (услуги), процессов их функциональному назначению, устранение технических барьеров в международном товарообмене, содействие научно-техническому прогрессу и сотрудничеству в различных областях.

Преимущественное изменение в порядок разработки и утверждения подзаконных нормативных актов вносит федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», который регулирует отношения, возникающие при:

· разработке, принятии, применении и исполнении обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации;

· разработке, принятии, применении и исполнении на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг;

· оценке соответствия (прямое или косвенное определение соблюдения требований, предъявляемых к объекту).

Вводится новый тип документов - технический регламент (ТР).

Технические регламенты призваны заменить существующую систему нормативных правовых актов в области охраны труда, промышленной и других видов безопасности.

Технические регламенты должны быть приняты в течение семи лет со дня вступления в силу Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».

Закон «О техническом регулировании» вступил в силу с 1 июля 2003 г.

Обязательные требования к объектам технического регулирования устанавливает технический регламент:

· продукции,

· зданиям, строениям и сооружениям,

· процессам производства,

· эксплуатации, хранения, перевозки,

· реализации,

· утилизации.

Виды технических регламентов:

· общие технические регламенты - обязательны для применения и соблюдения в отношении любых видов продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации;

· общие технические регламенты принимаются по вопросам:

· безопасной эксплуатации и утилизации машин и оборудования;

· безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасного использования прилегающих к ним территорий;

· пожарной безопасности;

· биологической безопасности;

· электромагнитной совместимости;

· экологической безопасности;

· ядерной и радиационной безопасности.

2.      Расчёт и выбор посадки с натягом.

1)      Рассчитать натяги и выбрать стандартную посадку с натягом

)        Обозначить посадку и поля допусков

)        Выполнить анализ полученной посадки и построить схему

Таблица 2.1 - Исходные данные

Название и размерность параметров вала и колеса	Вал	Зубчатое колесо
Длина соединения, мм	L=160
Диаметр соединения, мм	d=D = 95
Диаметр впадин зубчатого колеса, мм		d2=204
Модуль упругости, Па	E=2,06×1011
Коэффициент Пуассона	m=0,3
Предел текучести, Па	sT= 32×107
Шероховатость поверхности, мкм	Rzd = 6,3	RzD = 8
Частота вращения, об/мин	1000
Крутящий момент, Нм	2000

2. Расчёт посадки

Вычисляем значения наибольшего и наименьшего натягов, которые должны удовлетворять условиям

N_minф ³ N_min N_maxф£ N_max (2.1)

где N_minф и N_maxф - наименьший и наибольший функциональные натяги

Значение наименьшего натяга определяется по формуле

(2.2)

где Рэ - удельное контактное эксплуатационное давление при действии крутящего момента

(2.3)

где: п - коэффициент запаса сцепления деталей (в зависимости от соединения). Для валов с консольной нагрузкой: К=3 - установлена полумуфта; К=3,5 - звёздочка цепной передачи или шестерня; К=4 - шкив. Для промежуточных валов редукторов К=4,5. Для колеса К=2.

М_кр - крутящий момент на валу, М_кр = 2000 Нм;

D - диаметр посадочной поверхности, D = 95 мм;

L - длина посадочной поверхности, l = 160 мм;

f - коэффициент трения, f - 0,15.

 Па

Коэффициенты Ламэ С_d и С_D:

 Па(2.4)

(2.5)

где d - посадочный диаметр, d = 95 мм;

d₁ - диаметр отверстия охватываемой детали (для сплошного вала d₁ = 0 мм);

d₂ - диаметр охватывающей детали, d₂ =160 мм;

m_d и m_D - коэффициенты Пуассона охватываемой и охватывающей деталей;

По формуле (2.2) имеем

 мкм

Наибольший натяг определяется по формуле

(2.6)

где Р_доп - наибольшее допускаемое давление на поверхности вала или втулки.

На поверхности втулки отсутствуют пластические деформации при

Р_max^вт = 0,58 s_т [1- (d/d₂)²] =0,58 ×32×10⁷× (1-(0,095/0,204)²) = 14662400 Па

На поверхности вала отсутствуют пластические деформации при

Р_max^вал = 0,58 s_т [1- (d₁/d)²] =0,58 ×32×10⁷× (1-(0,0/0,095)²) = 18560000 Па

Максимальный расчётный натяг с учётом наименьшего давления на поверхности

 мкм

Определяем поправку на обмятие микронеровностей U, мкм

U = 2k (R_zd + R^zD) = 2×0,5 (6,3 + 8) = 14,3 мкм

R_zd и R_zD - средние шероховатости поверхностей вала и отверстия.

k - коэффициент учитывающий высоту смятия неровностей отверстия и втулки. Для сборки при нормальной температуре без смазочного материала k = 0,5.

Определяем минимальный натяг N_min, мкм необходимый для передачи крутящего момента:

N_minф = N_minрасч + U = 44,83+ 14,3 = 59,13 мкм

Определяем максимальный натяг, допускаемый прочностью охватывающей детали

N_maxф = N_{max расx} + U = 172+ 25,4= 197,4 мкм

Выбор стандартной посадки по наибольшему натягу

Исходя из условия, что наибольший натяг должен быть меньше

функционального

N_max = es -EI < N_maxф(2.7)

определяем верхнее отклонение вала

es = Nmax -EI = 197 мкм

Минимальный натяг

N_min = ei -ES > N_minф = 149 мкм

Принимаем 7 квалитет точности, принимаем посадку в системе отверстия, у которой EI =0 мм, 95Н7 (+0,035), ES = 0,035 мкм.

Выписываем посадки

 es = 93 < 197 ei = 71 > 59 мкм

 es = 113 < 197 ei = 91 > 59 мкм

Выбираем посадку с натягом, у которой

N_{min ф} ³ N_min

N_maxф £ N_max

Посадка

Строим схему полей допусков посадки

Рисунок 2.1 - Схема посадки

Выполняем анализ посадки и строим схему допусков

Находим предельные отклонения размеров по ГОСТ 25347-82

Отверстие Ш95Н7мм

Для отверстия

Верхнее и нижнее предельные отклонения 95Н7(+0,035)

ES=35 мкм EI = 0 мкм

Наибольший размер отверстия

D_max = D+ES = 95+0,035 = 95,035 мм

Наименьший размер отверстия

D_min = D+EI = 95+0 = 95 мм

Допуск отверстия

TD= ES-EI = 35-0 = 35 мкм

Координата середины поля допуска

 мкм

Для вала

Вал Ш95s6мм

Верхнее отклонение es = 0,113 мм, нижнее ei = 0,091 мм.

d_max = d + es = 95,113 мм _min = d + ei = 95,091 мм = d_max - d_min = 95,113 -95,091 = 0,022 мм

Из схемы расположения полей допусков видно, посадка с натягом, находим максимальный и минимальный натяг:

N_max = es - EI = 0,113 - 0 = 0,113 мм _min = ei - ES = 0,091 - 0,035 = 0,056 мм

Таблица 2.2 - Анализ посадки

Наименование	Отверстие	вал
Обозначение поля допуска	95H7	110s7
Верхнее отклонение, мкм Нижнее отклонение, мкм	ES=35 EI=0	es= 114 ei = 79
Наибольший предельный размер, мм	Dmax = 95,035 Dmin=95,00	dmax=110,114 dmin=110,079
Допуск размера, мм	TD=Dmax-Dmin=0,022	Td=dmax-dmin = 0,035
Наибольший натяг, мм Наименьший натяг, мм	Nmax=dmax-Dmin=95,113- 95,0=0,113 Nmin=dmin-Dmax=95,091-95,035=0,056
Допуск посадки	TN=TD+Td = 0,035+0,022 = 0,057

Рисунок 2.2 - Схема полей допусков посадки

Рисунок 2.3 - Эскизы соединений сопрягаемых деталей с обозначением посадки

3.      Расчёт и выбор посадок подшипников качения

.        Определить интенсивность нагрузки на посадочные поверхности и по ГОСТ 3325-85 подобрать посадки подшипника 5-214. Вал вращается, корпус неподвижен, вид нагружения наружного кольца - местный, внутреннего - циркуляционный, осевая нагрузка на опору отсутствует.

.        Обозначить на эскизах посадки и поля допусков

.        Выполнить анализ полученных посадок, построить схемы расположения полей допусков

Таблица 3.1 - Исходные данные к задаче 3

Название и размерность параметра подшипника	Величина
Обозначение	5-214
Класс точности	5
Диаметр наружного кольца, мм	125
Диаметр внутреннего кольца, мм	70
Ширина кольца, мм	24
Радиус фаски, мм	2,5
Расчётная радиальная реакция опоры, Н	14000
Перегрузка подшипника, %	300
Осевая нагрузка на опору	Отсутствует

Рисунок 3.1 - подшипник 214

Согласно ГОСТ 3325-55 существует три вида нагружения подшипников. Посадку с зазором назначают для кольца, которое испытывает местное нагружение. Посадку с натягом назначают преимущественно для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение. При таком подходе к выбору посадок в подшипнике обеспечивается необходимый рабочий зазор между телами качения и дорожками качения при установившемся рабочем режиме и температуре.

Интенсивность нагрузки подсчитывается по формуле

 (3.1)

Где R- радиальная нагрузка на опору, 6900 Н;

К₁ - динамический коэффициент, зависящий от характера нагрузки, 1,8 - при умеренных толчках и вибрации, при 300% перегрузке;

К₂ - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, 1 - при сплошном вале;

К₃ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между тел качения в двухрядных подшипниках, 1 - для подшипника с одним рядом колец;

b - рабочая ширина посадочного места, b = B-2r = 24 - 2 × 2,5 = 19 мм

В - ширина подшипника, 24 мм;

r- координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника, 2,5 мм

 H

Схема нагружения подшипника представлена на рисунке 3.2. Внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. Радиальная нагрузка С постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса (рис. 3.2а).

В этом случае внутреннее кольцо воспринимает радиальную нагрузку С последовательно всей окружностью дорожки качения, такой вид нагружения кольца называется циркуляционным. Наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, такой характер нагружения кольца называется местным (рис. 3.2б).

Дорожки качения внутренних колец подшипников изнашиваются равномерно, а наружных - только на ограниченном участке. При назначении посадок подшипников качения существует правило: кольца, имеющие местное нагружение, устанавливаются с возможностью их проворота с целью более равномерного износа дорожек качения; при циркуляционном нагружении, напротив, кольца сажают по более плотным посадкам.

Рисунок 3.2 - Схема нагружения подшипника

Нагружение внутреннего кольца подшипника циркуляционное. Вал вращается вместе с внутренним кольцом подшипника, а наружное медленно проворачивается в корпусе - нагружение местное.

Таблица 3.2. - Поля допусков посадочных поверхностей валов и отверстий для сопряжения с кольцами подшипников

Класс точности	Поле допуска вала	Поле допуска отверстия
5	n5, m5, k5, js5	G6, H6 Js6

При нагружении от 300 Нм до 1400 выбираем посадку вала -k5

При циркуляционном нагружении внутреннего кольца

Отверстия 125Н6/l5 при местном нагружении наружного кольца

Расчёт соединения Æ70L5/k5

Выполним расчеты предельных размеров, допусков и посадку для соединения вторичного вала с внутренним кольцом подшипника Æ70L5/k5. Для этого определим предельные отклонения мм:

ES = 0; EI = -9; es=+0,015; ei=0,002.

Предельные размеры: D_max, D_min, d_max, d_min, мм, допуски T_D, T_d, мм, зазор S_max,

D_max = D+ES = 70 + 0 = 70 мм._min = D+EI= 70 + (-0,009) = 69,991 мм._D = ES-EI=0 - (-0,009) = 0,009 мм._max = d+es = 70 + 0,0015 = 70,015 мм.   _min = d+ei = 70+0,002 = 70,002 мм._d =es-ei = 0,015 -0,002 = 0,013 мм. _max= es-EI = 15 - (-9 )= 24 мкм.

Рисунок 3.3 - Схема полей допусков вала и внутреннего кольца подшипника

Таблица 3.3 - Анализ посадки 70L5/k5

Наименование	Отверстие	вал
Обозначение поля допуска	70L5	70k5
Верхнее отклонение, мкм Нижнее отклонение, мкм	ES=0 EI=-9	es= 15 ei = 2
Наибольший предельный размер, мм	Dmax =70,0 Dmin=69,991	dmax= 70,015 dmin=70,002
Допуск размера, мм	TD=Dmax-Dmin=0,009	Td=dmax-dmin = 0,013
Наибольший натяг, мм Наименьший натяг, мм	Nmax = dmax-Dmin = 0,024 Nmin= dmin-Dmax = 0,002
Допуск посадки	TN=TD+Td = 0,009+0,013 = 0,024

Расчёт соединения Æ125 Н6/l5

Выполним расчеты предельных размеров, допусков и посадку для соединения задней крышки с наружным кольцом подшипника Æ125 H6/l5.

Для этого определим предельные отклонения, мм:

ES = +0.025; EI = 0; es = 0; ei =- 0,013.

_max = 125 + 0.025 = 125.025 мм_min = 125 + 0 = 125 мм._D = 25 - 0 = 25 мкм ._max = 125 + 0 = 125 мм_min = 125 + (-0.013) = 124.987 мм._d = 0 - (-0,013) = 0,013 мм._max = 0,025 - (-0,013) = 0,038 мм._min = 0 - 0 = 0 мм.

Строим схему полей допусков

Рисунок 3.4 - Схема полей допусков корпуса и наружного кольца подшипника

Таблица 3.4 - Анализ посадки 125H6/l5

Наименование	Отверстие	вал
Обозначение поля допуска	125H6	125l5
Верхнее отклонение, мкм Нижнее отклонение, мкм	ES=25 EI=0	es= 0 ei = -13
Наибольший предельный размер, мм	Dmax =125,025 Dmin=125,00	dmax= 125,000 dmin=124,987
Допуск размера, мм	TD=Dmax-Dmin=0,025	Td=dmax-dmin = 0,013
Наибольший натяг, мм Наименьший натяг, мм	Smax = Dmax-dmin = 0,038 Smin= Dmin-dmax = 0,0
Допуск посадки	TN=TD+Td = 0,025+0,013 = 0,038

Рисунок 3.5 - Обозначение посадок подшипника качения

.       
Выбор размеров и посадок шпоночного соединения

1.      Привести эскиз шпоночного соединения. Подобрать размеры шпонки.

.        Назначить посадки

.        Построить схемы полей допусков

.        Выполнить анализ посадок

Таблица 4.1 - Исходные данные

Наименование и размерность параметров	величина
Диаметр вала, мм	60
Длина ступицы, мм	85
Вид шпоночного соединения	нормальное

Соединение ступицы колеса диаметром d = 60 мм осуществляется шпонкой 18x11x70

Учитывая характер соединения, посадка для паза на валу - 18, в ступице колеса редуктора - 18.

Рисунок 4.1 - Шпоночное соединение

 

расчет посадки для паза на валу 18

Определяем из таблиц [2] предельные отклонения для «отверстия» - вала ES=0,000 мм, EI=-0,052, предельные отклонения для «вала» - шпонки es = 0, ei = -0,052 мм.

Расчет предельных размеров B_max, B_min, мм, и допуск T_B, мм, для ширины паза на валу рассчитывается по формулам.

B_max = b_h+ES = 18 - 0,00 = 18,00 мм.

B_min = b_h+EI = 18 - 0,052 = 17,948 мм.

T_B = ES-EI =0,052 - 0 = 0,052 мм.

Предельные размеры b_max, b_min, мм, и допуск T_b, мм, для ширины шпонки рассчитаем по формулам

b_max = b_h +es = 18 + 0 = 18,0 мм.

b_min = b_h +ei= 18 + (-0,052) = 17,948 мм.

T_b = es-ei =0 - (-0,052) = 0,052 мм.

Определяем соответственно натяг N и зазор S, мм, и допуск T_S, мм.

N = ei - EI = 0,0 - (-0,052) = 0,052 мм.= ES - ei = 0,0- 0 = 0 мм.

_S = 0052+0,052 = 0,104 мм.

Схема полей допусков соединения 18 представлена на рисунке 7.

Рисунок 4.2 - Схема полей допусков соединения 18

Расчет посадки для паза в ступице колеса редуктора 18

Определяем предельные отклонения для «отверстия» - ступицы колеса ЕS = +0,026 мм, EI = - 0,026 мм.

Расчет предельных размеров B_max, B_min, мм, и допуск T_B, мм, для ширины паза на валу рассчитывается по формулам.

B_max = 18 + 0,026 = 18,026 мм.

B_min = 18 - 0,026 = 17,975 мм.

T_B = 0,26 - (-0,026) = 0,052 мм.

Предельные размеры b_max, b_min, мм, и допуск T_b, мм, для ширины шпонки рассчитаны выше.

Рисунок 4.3 - Схема полей допусков соединения 18

По формулам определяем соответственно зазор S, натяг N, мм, и допуск T_S, мм.

S = ES-ei = 0,026 - (-0,052) = 0,086 мм._min = es - EI = 0 - (-0,026) = 0,026 мм._S = 0,052 + 0,052 = 0,104 мм.

Таблица 4.2. - Анализ шпоночного соединения

Наименование	Паз вала	Паз шпонки	Паз втулки
Наименование посадки	18N9	18h9	18Js9
Верхнее отклонение, мкм Нижнее отклонение, мкм	ES=0 EI=-52	es=0 ei=-52	ES=26 EI=-26
Наибольший предельный размер, мм Наименьший предельный размер, мм	Bmax =18,00 Bmin=17,948	bmax =18,00 bmin=17,948	Bmax =18,026 Bmin=17,974
Допуск размера, мм	TB=Bmax-Bmin=0,052	Tb=bmax-bmin=0,052	TB=Bmax-Bmin=0,052
Наибольший натяг, мм Наибольший зазор, мм	Nmax = Dmax-dmin = 0,052 S=0		Smax = Dmax-dmin = 0,086 N=0,026
Допуск посадки		TS=TB+Tb = 0,052+0,052 = 0,104

5.      Назначение размеров вала

Назначить недостающие осевые и радиальные размеры ступеней вала

Таблица 5.1 - Размеры вала

Диаметр ступени	Заданные размеры сопрягаемых деталей, мм	Конструктивно назначенные размеры вала, мм
Æ70	Ширина подшипника В=24	Ширина ступени 24 мм
Æ95	Ширина зубчатого венца 160 мм	Ширина ступени равна ширине ступицы зубчатого колеса - 160 мм
Æ100	Буртик - упор для зубчатого колеса	Ширина 5 мм
Æ79	Ступень для съёмника	Ширина 10 мм
Æ70	Ширина подшипника В= 24	Ширина ступени 24 мм
Æ70	Ступень под манжету	Принимаем 26 мм
Æ60	Ширина шкива 85 мм	Принимаем ширину 82 мм
Общая длина вала		351

Рисунок 5.1 - Эскиз вала

.        Размерные цепи

При обработке вала необходимо обеспечить отклонения размера между опорами под подшипник по 12 квалитету (h12). Для этого необходимо:

.        Составить схему размерной цепи;

.        Решить прямую задачу методом полной взаимозаменяемости

.        Составляем схему размерной цепи с учётом того, что допуск на ширину стандартного подшипника известен

Рисунок 6.1- Схема размерной цепи

Размер А₁ увеличивающий; размеры А₂, А₃ и А_D - уменьшающие.

2. Определим номинальное значение замыкающего звена по формуле

 мм

. Допуск на размер равен

ТA_D = 0,46 мм

. Верхнее предельное отклонение замыкающего звена ES А₀ равно

А_Dmax - А₀ = 185-185 = 0 мм

. Нижнее предельное отклонение EI Б_S равно

А_{D min} - А_D = 185 - 179,54 = 0,46 мм

Таким образом, значение зазора можно записать как

6. Координата середины поля допуска ЕсA_D равна

 мм

Используя данные табл. 6.1 найдём число единиц допуска, содержащихся в допуске замыкающего звена (без учёта допуска на ширину подшипника, т.к. подшипник является комплектующим изделием и поставляется с определённым допуском. По формуле  [7, стр. 256 ] имеем

Используя данные табл. 6.1 [7, стр. 256 ] имеем

Таблица 6.1 - Значения интервалов 1…500 мм

Интервал размеров, мм	До 3	3…6	6…10	10…18	18…30	30…50	50…80
Значения, мкм	0,55	0,73	0,9	1,08	1,31	1,56	1,86
Интервал размеров, мм	80…120	120…180	180…250	250…315	315…400	400…500
Значения, мкм	2,17	2,52	2,9	3,23	3,54	3,89

Сравнивая значения а_расч с а_таб (табл.6.2), определяем требуемый квалитет, из которого назначаем допуски на составляющие звенья. При этом учитываем координаты полей допусков.

Таблица 6.2 - Зависимость а от квалитета допуска

Квалитет	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Значение	16	25	40	64	100	160	250	400	640

Из табл. 6.2 видно, что а_расч находится между 9 и 10 квалитетами и, следовательно, допуски и составляющие размеры следует выбирать из указанных квалитетов, в основном из 9.

Назначение допусков на составляющие размеры- задача, как правило с многовариантным решением. По существу мы имеем два уравнения со столькими неизвестными, сколько неизвестных составляющих звеньев в цепи.

Последовательность решения в данном случае заключается в следующем:

а) выбираем составляющее звено РЦ, имеющее большой размер, в нашем случае А₁;

б) назначаем допуски на составляющие размеры из 9 квалитета, кроме размера А₁. При этом для охватывающих размеров пользуемся таблицами полей допусков для отверстий (обычно Н соответствующего квалитета), а для охватываемых размеров - таблицами полей допусков для валов (обычно h соответствующего квалитета).

в) рассчитаем поле допуска и координату середины поля допуска A₃, таким образом, чтобы обеспечить получение требуемого интервала изменения замыкающего звена всей цепи;

г) подберём для А₁ стандартное поле близкое к расчётному. Назначим для всех, кроме А₁ составляющих звеньев РЦ допуски по таблицам допусков стандарта.

Для 9-го квалитета соответствующих интервалов размеров получим:

А₃= 142H9(^+0,100); 

Допуски равны (мкм) ТA₂ = 120; ТA₃ = 100

Координаты середин полей допусков равны, (мкм)

EсA₂ = -60; ecA₃ = 50

. Определим допуск ТA_D.

ТA_D = ТA₁ + ТA₂ + ТA₃

Откуда ТA₁ = ТA_D - (ТA₂ + ТA₃) = 460 -(120+100) = 240 мкм

. Определим координату середины поля допуска размера

Из формулы имеем

ЕсA_D = ЕсA₁ - (есA₂+есA₃)

откуда

ЕсA₁ = ЕсA_D + ЕсA₂ + есA₃ = -230 - 60 + 50 = -240 мкм

. Определим предельные отклонения размера A₁ по формулам

 мкм

 мкм

. Подберём ближайшее стандартное поле допуска на размер A₁.

; ТA₁ = 140 мкм; eсA₁ = -195 мкм,

es= -125 ei = -265

 

Проверочный расчёт РЦ на максимум-минимум:

а) Номинальное значение замыкающего звена равно:

A_D = A₁ - (A₂ + A₃) = 351 -(24+142)=185 мм

б) Поле допуска замыкающего размера равно:

ТA_D = ТA₁ + ТA₂ + ТA₃ = 0,12+0,100+0,140 = 0,336 мм

в) Значения нижнего и верхнего предельных отклонений замыкающего звена равны:

 мкм

 мкм

г) Наибольший и наименьший размеры равны:

A_-Dmax = A_D + ESA₀ = 351 - 0,017 = 350,983 мкм_{D min} = A_D + EI A₀ = 351 - 0,352 = 350,648 мкм

Результаты сводим в таблицу 6.3

Таблица 6.3- Результат расчёта размерной цепи методом полной взаимозаменяемости

Номинальный размер,	Допуск размера, TAi	Верхнее отклонение ES (es)	Нижнее отклонение EI (ei)	Координата середины Ec (ec)	Передаточное отношение звена i	произведение AiEcAi
А1=351e9	140	-125	-265	-195	+	-195
A2=24-0,12	120	0	-120	-60	-	60
A3=142Н9	100	100	0	50	-	-50
AD=185h12	400	0	-400	-200

Выбрать метод простановки размеров и указать на эскизе полученные поля допусков осевых и диаметральных размеров вала.

Выбираем комбинированный метод простановки размеров. Простановку линейных размеров проводим от конструкторских и технологических баз (торцы вала).

Отклонения диаметральных размеров назначаем из приведенных выше расчётов. Размеры, не принимающие участия в сборке, принимаем по средним и грубым квалитетам точности ГОСТ 25670-83.

Рисунок 7.1 - Эскиз вала

.Выбор измерительных средств для контроля размеров вала под посадку с натягом

1.      Определить допускаемую погрешность измерения и рекомендуемые средства измерения под посадку с натягом ГОСТ 8.051-81.

.        Охарактеризовать выбранное измерительное средство: наименование, ГОСТ, цена шкалы, диапазон измерений, погрешность измерения, температурный режим, вариант использования РД-50-98-86.

Таблица 8.1 - Данные к задаче 2

Номинальный диаметр, мм	Поле допуска вала
95	t6

Точность измерительных средств должна соответствовать точности изделий и быть несколько выше. Литые, кованные и штампованные изделия контролируют кронциркулем, нутромером, линейкой. Для контроля деталей после грубой обработки (отливание, черновая обточка и т.п.) можно использовать штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм. Грубо обработанные поверхности не следует контролировать точными инструментами, т.к. измерительные поверхности инструментов будут быстро изнашиваться.

Технология контроля определяется также характером производства. В массовом и крупносерийном производствах следует пользоваться калибрами, контрольными приспособлениями автоматическими средствами контроля. В условиях единичного и мелкосерийного производства целесообразно применять универсальные средства (штангенциркули, микрометры, индикаторы и т.п.).

Точные измерительные инструменты и приборы применяются во всех видах производств, если требуется определить численные величины отклонений, отклонения от правильной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей (при отсутствии специальных приспособлений), при наладке станков, а также особо ответственных измерениях.

Погрешности средств для контроля наружных, внутренних линейных размеров и отклонений от геометрической формы приведены в табл. 8.1.

Находим допуски вала Ш95 по табл. 1.8 [2]:

T_D = 1T6= 22 мкм

По табл. 1.60 [2] в интервале размеров 80…120 мм для 6-го квалитета находим погрешность измерений  Затем по заданному диаметру и найденной погрешности в табл. 8.2 находим средство измерения -скоба рычажная с погрешностью измерения 4,5 мкм, температурный режим 5, вид контакта - отсутствует, закреплён на стойке.

Таблица 8.1 - Предельные погрешности средств измерения

Измерительные средства	Предельные погрешности измерения (±Д мм, мкм) для интервалов размеров, мм
	До 10	11… 50	51… 80	81… 120	121… 180	181… 260	261… 360	361… 500
Оптиметры, измерительные машины (при измерении наружных размеров)	0,7	1,0	1,3	1,6	1,8	2,5	3,5	4,5
То же (при измерении внутренних размеров)	-	0,9	1,1	1,3	1,4	1,6	-	-
Микроскоп инструментальный	1,5	2,0	2,5	2,5	3,0	3,5	-	-
Рычажная скоба с ценой деления: 2 мкм 10 мкм	3,0 7,0	3,5 7,0	4,0 7,5	4,5 7,5	- 8,0	- -	- -	- -
Микрометр рычажный	3,0	4,0	-	-	-	-	-	-
Микрометр МК	7,0	8,0	9,0	10	12	15	20	25
Индикатор	15	15	15	15	15	16	16	16
Штангенциркуль с ценой деления 0,02 мм 0,05 мм 0,1 мм	40 80 150	40 80 150	45 90 160	45 100 170	45 100 190	50 100 200	60 110 210	70 110 230

Таблица 8.2 - Характеристика выбранного средства измерения

Наименование	ГОСТ	Пределы измерения	Цена, деления, мм	Погрешность измерения, мкм	Метод измерения
Скоба рычажная	11098-75	50-250	0,002	4,5	Непосредственная оценка

.        Назначение допусков формы и расположения поверхностей вала

По ГОСТ 24643-81 назначить допуски формы и расположения поверхностей вала. Используя ГОСТ 2.308-79 указать эти допуски на эскизе вала. Пояснить содержание отклонений формы и расположения.

Назначение допусков формы и расположения зависит от конструкторских и технологических требований к элементам узла. Рабочей осью вала является ось, проходящая через шейки подшипников (базы А и Б).

Относительно этой базы назначаем допуски торцового и радиального биения, симметричности и параллельности шпоночного паза. Ограничение торцового биения ставится в случае, если L/d<0,5. При установлении допусков к посадочным местам подшипников, колёс и шкивов назначаются допуски цилиндричности или круглости профиля продольного сечения, которые назначаются по ГОСТ 24643-81.

Для шпоночного соединения назначается допуски параллельности и симметричности шпоночного паза.

Таблица 9.1 - Численные значения допусков

Поверхность	Наименование допуска	Степень точности	Численное значение*	Обозначение допуска
Æ70k5	Радиальное биение	5	25
	цилиндричность	5	10
Æ95t6	Радиальное биение	6	40
	цилиндричность	6	16
Æ70h9	Радиальное биение	9	32
	цилиндричность	9	12
Æ60h9	цилиндричность	9	80
Бурт подшипника	Тоцовое биение	5	20
Шпоночный паз	Параллельность	9	14
	симметричность	9	18
*Примечание. Допуски формы назначаются: по ГОСТ 24643-81 - цилиндричности, биения, параллельности; ГОСТ 6449.1-82 - симметричности

Рисунок 9.1 - Эскиз вала с допусками формы и расположения поверхностей

.       
Назначение требований к шероховатости поверхностей вала

Назначить шероховатости поверхностей вала и пояснить содержание.

Основные параметры и числовые значения рекомендованы ГОСТ 2789-73. Числовые значения шероховатости назначаются по связи с допуском формы Ra<0,05T. Полученные значения округляются до стандартного числа.

Для некоторых видов сопряжения (подшипники, манжеты) информация приведена в литературе.

Таблица 10.1 - Назначение шероховатости поверхностей вала

Поверхность	допуск	Рекомендуемая шероховатость	Ra ГОСТ 2789-73	Обозначение по ГОСТ 2.309-79
Æ70k5	19	0,95	0,63	0,63
Æ95t6	22	1,5	1,6	1,6
Æ60h9	74	3,7	1,6	1,6
Æ70h9	190	9,5	1,25	1,25
Бурт подшипника	46	2,3	1,6	1,6 ГОСТ 520-200
Шпоночный паз	52	2,6	3,2	3,2

Рисунок 10.1 - Чертёж вала

.       
Анализ точности резьбового соединения

1.      Привести эскизы резьбового соединения.

.        Пояснить содержание условных обозначений

.        По ГОСТ 8724-2002 определить номинальные размеры параметров резьбы

.        Установить предельные отклонения, размеры и допуски резьбы по ГОСТ 16093-2004.

.        Построить схему расположения полей допусков.

Проанализируем точность резьбового соединения M24x3- 6G/5g6g-30. На рис. 11.1 приведены эскизы резьбового соединения. Условное обозначение показывает, что резьба метрическая, шаг резьбы 3 мм, угол профиля свинчивания a=60°, длиной свинчивания 30 мм.

· 6G/5g6g - обозначение посадки резьбового соединения;

· 6G - поле допуска среднего и внутреннего диаметров резьбы гайки;

· 5g6g - поле допуска среднего и наружного диаметров резьбы болта;

· 5, 6 - степень точности диаметров болта и гайки;

· G, g - основные отклонения полей допусков гайки и болта.

Рисунок 11.1 - Обозначение резьбового соединения

Назначаем поля допусков резьбы: для болта - 6g и для отверстия картера - 6G. Определяем значения размеров среднего d₂ (D₂), мм, и внутреннего d₁ (D₁), мм, диаметров, по формулам

d₂ (D₂) = d - 0,6495∙Р; = 24 - 0,6495∙3 = 22,0515 мм;

d₁ (D₁) = d - 1,0825∙Р. = 24 - 1,0825∙3 = 20,7525 мм.

По данным справочников, находим предельные отклонения для диаметров d₂ (D₂), d и d₁ (D₁), которые представим в виде таблицы.

Рисунок 11.2 - Профиль резьбы

Таблица 11.1 - Предельные отклонения для диаметров d₂ (D₂),d,d₁(D₁), мкм

Обозначение	D2	D1	Обозначение	d2	d	d1
ESD2 (ESD1)	+313	+548	esd2 (esd), (esd1)	-48	-48	-48
EID2 (EID1)	+48	+ 48	eid2 (eid), (eid1)	-208	-423	-

 

Определение предельных размеров отверстия

Определяем предельные размеры для отверстия картера: D_2max, D_2min, D_max, D_min, D_1max, D_1min, мм, по формулам

D_2max = D₂ + ES_D2= 22,0515 + 0,313 = 22,3645 мм;_2min = D₂ + EI_D2 = 22,0515 + 0 = 22,0515 мм;_max - не нормируется;

D_min = D -EI_D1= 24 - 0,048 = 23,952 мм;

D_1max = D₁ + ES_D1 = 20,7525 + 0,548 = 21,3005 мм;_1min = D₁ + ES_D1 = 20,7525 + 0 = 20,7525 мм.

Определение предельных размеров болта

Предельные размеры для болта: d_2max, d_2min, d_max, d_min, d_1max, d_1min, мм, определяются по формулам

d_2max = d₂ + es_d2 = 22,0515 - 0,048 = 22,0035 мм;_2min = d₂+ ei_d2 = 22,0515 - 0,208 = 21,8435 мм;_max = d + es_d =24 - 0,048 = 23,952 мм;_min = d + ei_d = 24 - 0,423 = 23,577 мм;_1max = d₁ + es_d1 = 20,7525 - 0,048 = 20,7045 мм;

d_1min - не нормируется.

Определение предельных зазоров

Расчет предельных зазоров S_2max, S_2min, S_1min, S_min, мм, выполним по формулам

S_2max = D_2max - d_2min =22,3645 - 21,8435= 0,521 мм;_2min= D_2min - d_2max = 22,0515 - 22,035 = 0,048 мм;_1min = D_1min - d_1max = 20,7525 - 20,7045 = 0,048 мм;_min = D_min - d_max =24 - 23,952 = 0,048 мм.

где S_2max, S_2min - соответственно наибольший и наименьший предельные зазоры по среднему диаметру, мм;

S_1min - наименьший предельный зазор по внутреннему диаметру, мм; S_min - наименьший предельный зазор по наружному диаметру, мм.

По результатам расчетов строим схему полей допусков, представленную на рисунке 11.3.

      а   б    в

Рисунок 11.3 - Схема полей допусков резьбы М24х3-6G/6g5g:

а - по среднему диаметру; б - по внутреннему диаметру; в - по наружному диаметру

.        Характеристика схемы сертификации и документа о подтверждении соответствия

.        Описать схему сертификации вала - схема 1a сертификата соответствия

.        Привести перечень пунктов, которые должна содержать декларация

Согласно принятой в России стандартизированной терминологии, сертификат соответствия (certificate of conformity) - документ, изданный в соответствии с правилами системы сертификации, указывающий, что обеспечивается необходимая уверенность в том, что должным образом идентифицированная продукция, процесс или услуга соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу.

По правилам Международной организации по стандартизации (ИСО) и в соответствии с Руководством №2 ИСО от 1992г. "Общие термины и их определения в области стандартизации, сертификации и аккредитации испытательных лабораторий" сущностное содержание представлено в следующей формулировке: "Сертификация на соответствие представляет собой действие, проводимое с целью подтверждения посредством сертификата соответствия, что изделие или услуга соответствует определенным стандартам или техническим условиям".

Таблица 12.1 - Схема сертификации продукции

Номер схемы	Испытания в аккредитованных испытательных центра	Проверка производства (системы качества)	Инспекционный контроль сертифицированной продукции (системы качества, производства)
1а	Испытания выпускаемой продукции на основе оценивания одного или нескольких образцов, являющихся ее типовыми представителям	Анализ состояния производства	--

Схему 1 применяют при ограниченном, заранее оговоренном объеме реализации продукции, который будет поставляться (реализовываться) в течении короткого промежутка времени отдельными партиями по мере их серийного производства (для импортной продукции - при краткосрочных контрактах; для отечественной продукции - при ограниченном объеме выпуска.)

Схему 1а рекомендуется применять вместо соответствующей схемы 1, если у органа по сертификации нет информации о возможности производства данной продукции, стабильности ее характеристик, подтвержденных испытаниями.

Необходимым условием применения схемы 1а является участие в анализе состояния производства экспертов по сертификации систем качества (производств) или экспертов по сертификации продукции, прошедших обучение по программе, включающей вопросы анализа производства.

При проведении обязательной сертификации по этой схеме и наличия у изготовителя сертификата соответствия на систему качества (производства) анализ состояния производства не проводят.

Вал проверяют по следующим показателям:

· твёрдость;

· допуски на размеры (квалитеты);

· допуски формы поверхностей (цилиндричность);

· допуски расположения поверхностей (биение, перпендикулярность, симметричность, параллельность);

· шероховатость.

В качестве документов, являющихся основанием для принятия изготовителем (продавцом, исполнителем) декларации о соответствии, могут использоваться:

а) протоколы приемочных, приемо-сдаточных и других контрольных испытаний продукции, проведенных изготовителем (продавцом, исполнителем) и/или сторонними компетентными испытательными лабораториями;

б) сертификаты соответствия или протоколы испытаний на сырье, материалы, комплектующие изделия;

в) документы, предусмотренные для данной продукции соответствующими федеральными законами и выданные уполномоченными на то органами и организациями (гигиенические заключения, ветеринарные свидетельства, сертификаты пожарной безопасности и др.);

г) сертификаты на систему качества или производства;

д) другие документы, прямо или косвенно подтверждающие соответствие продукции установленным требованиям.

Декларация о соответствии может приниматься в отношении конкретной продукции или группы однородной продукции, на которую установлены единые требования, подлежащие подтверждению.

В пункте 5 статьи 24 Закона №184-ФЗ установлены основные требования к содержанию декларации. Согласно этому пункту декларация о соответствии оформляется на русском языке и должна содержать следующие сведения:

· наименование и местонахождение заявителя;

· наименование и местонахождение изготовителя;

· информацию об объекте подтверждения соответствия, позволяющую идентифицировать этот объект;

· наименование технического регламента, на соответствие требованиям которого подтверждается продукция;

· указание на схему декларирования соответствия;

· заявление заявителя о безопасности продукции при ее использовании в соответствии с целевым назначением и принятии заявителем мер по обеспечению соответствия продукции требованиям технических регламентов;

· сведения о проведенных исследованиях (испытаниях) и измерениях, сертификате системы качества, а также документах, послуживших основанием для подтверждения соответствия продукции требованиям технических регламентов;

· срок действия декларации о соответствии;

· иные предусмотренные соответствующими техническими регламентами сведения.

Библиографический список

1. Иванов И.А., Урушев С.В. Основы метрологии, стандартизации, взаимозаменяемости и сертификации. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодородном транспорте», 2008. - 287 с.

2.      Серый И. С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: Колос, 1981.

.        Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для ВУЗов / Я.М.Радкевич, А.Г.Схиргладзе, Б.И.Лактионов.-М.: Высш.шк., 2004.-767с.

.        Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. для ВУЗов. 2-е изд.- СПб.: Питер, 2006.- 432с.

.        Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учеб. для вузов /Под ред. акад. Н.С.Соломенко.-М.: Изд-во стандартов, 1990.-342с.

6. Допуски и посадки: справочник под ред. Д.В. Мягкова- Л.: Машиностроение, 1982. Ч1 - 544, Ч2 - 448 с.

7.      Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

.        Козловский Н.С, Виноградов А.Н. Основы стандартизации, допуски и посадки, технические измерения. -М.: Машиностроение. 1982. 284 с.

.        Зябрева Н.Н., Перельман Е.И., Шегал Я.М. Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». - М.: Высшая школа, 1977. 176 с.