Расчет размерных цепей при компенсации погрешностей

При рассмотрении методов расчета размерных цепей исходили из условия выполнения всех основных уравнений размерной цепи. Не всегда это требование согласуется с технико-экономическими возможностями производства. В определенных условиях возникает необходимость обеспечения заданных значений замыкающего звена путем компенсации погрешностей размерной цепи. Причем под компенсацией понимают конструктивные, технологические и организационные способы обеспечения заданных значений замыкающего звена цепи при величинах допусков на составляющие звенья, превосходящих требования полной взаимозаменяемости.

В современных конструкциях изделий машиностроения компенсаторы находят все большее распространение.

Исходя из функционального назначения, компенсаторы можно разделить на следующие основные группы: компенсаторы для компенсации погрешностей линейных размеров; диаметральных размеров; угловых размеров; отклонений расположения; отклонений формы и комбинированные компенсаторы.

С точки зрения существующих способов регулировки компенсаторы можно разделить на неподвижные; подвижные; упругие и самоустанавливающиеся.

К неподвижным компенсаторам относятся такие детали, подбором или сменой которых суммарная погрешность составляющих звеньев сводится до минимума. К таким компенсаторам можно отнести различного вида прокладки, шайбы, дистанционные кольца, втулки и т. п.

К подвижным компенсаторам относятся такие устройства, перемещением которых (ступенчатым или непрерывным) компенсируются погрешности составляющих звеньев размерной цепи. Подвижные компенсаторы нашли широкое применение благодаря, как правило, несложной конструкции их устройств, удобству изменения величины компенсации. Наиболее широкое распространение нашли резьбовые механизмы, эксцентрики, клинья, зубчатые и червячные передачи.

К упругим компенсаторам относятся такие устройства, которые компенсируют погрешности составляющих звеньев размерной цепи за счет сил упругости пружин различного типа (сжатия, растяжения, изгиба, кручения и др.). Упругие компенсаторы обеспечивают непрерывную компенсацию отклонений размеров.

К самоустанавливающимся компенсаторам относятся устройства, которые устраняют суммарную погрешность составляющих звеньев размерной цепи автоматически и непрерывно в процессе работы изделия. В процессе эксплуатации изделия происходит износ деталей, следовательно, изменяются размеры составляющих звеньев. Использование самоустанавливающихся компенсаторов позволяет скомпенсировать эти изменения размеров, что обеспечивает нормальное функционирование изделия в течение длительного времени.

В табл.5.71 приведены некоторые примеры конструкций с компенсаторами различного исполнения [14].

5.71. Примеры конструкций с компенсаторами

Конструктивные способы компенсации основаны на использовании избыточных степеней свободы звеньев (или звена) размерной цепи. Они обеспечивают взаимозаменяемость всех деталей, образующих размерную цепь, в условиях заводской регулировки и в процессе эксплуатации.

Технологические способы компенсации базируются на механической или ручной обработке сопрягаемых поверхностей деталей, образующих размерную цепь, и обеспечивают только собираемость деталей. Взаимозаменяемость сборочных единиц при этом нарушается. Технологические способы компенсации находят применение в индивидуальном производстве, особенно в условиях зависимой обработки деталей.

Организационные способы компенсации предусматривают сортировку деталей на группы по размерам, обеспечивающим взаимозаменяемость деталей в пределах каждой группы (групповая взаимозаменяемость или селективная сборка); подбор деталей в комплекты, при котором достигается внешняя взаимозаменяемость комплектов; индивидуальный подбор деталей, не обеспечивший их взаимозаменяемости.

Конструктивные способы компенсации наиболее универсальные, получили широкое распространение в современных изделиях.

Селективная сборка является одной из форм организационных способов компенсации. Получила широкое распространение в массовом производстве (например, производство подшипников и др.). Находит применение в ряде типов производств при индивидуальном подборе деталей в комплекты.

Особенности расчета размерных компенсируемых цепей заключаются в том, что при использовании конструктивных компенсаторов рассчитывают также их элементы; применение технологических компенсаторов требует расчета предварительных размеров пригоняемых деталей и, наконец, при организационных способах компенсации определяют точностные параметры группируемых деталей.

Расчет компенсаторов может выполняться с использованием одного из приведенных выше методов (полной или ограниченной взаимозаменяемости).

Основными параметрами компенсаторов, подлежащими определению при расчете, являются: величина изменения звена компенсатора К — наименьшая величина компенсации (на эту величину необходимо уменьшить погрешность замыкающего звена, превышающую допустимый предел); величина исполнительного размера звена-компенсатора.