Выбор средств измерений

Для контроля вала(4а,5б):

[Δ] = 10 мкм – допускаемая погрешность

IT = 43 мкм – допуск IT

4а – микрометр гладкий с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере (микрометр при работе находится в стойке или обеспечивается надежная изоляция от тепла рук оператора).

Температурный режим – 5 ^оС.

Предельная погрешность измерения – 5 мкм.

Т.к. Δ_си=5 мкм < Δ=10 мкм, то данное средство измерения подходит.

Рис. 3.1 Микрометр гладкий (а) и примеры отсчета (б и в)

5б – скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм

Вид контакта – любой. Используемое перемещение стержня – 3 мм.

Класс применяемых концевых мер – 4.

Температурный режим – 5 ^оС.

Предельная погрешность измерения – 12 мкм.

Т.к. Δ_си=12 мкм > Δ=10 мкм, то данное средство измерения не подходит.

Рис. 3.2 – Скоба индикаторная СИ 100 ГОСТ – 11098-75

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТВЕРСТИЯ(5в,6а,7а,9а,11,12):

[Δ] = 7 мкм – допускаемая погрешность

IT = 27 мкм – допуск IT

5в – Нутромер индикаторный (НИ)

с ценой деления деления устройства 0,01мм

Используемое перемещение стержня – 0,03 мм.

Температурный режим – 3 ^оС.

Предельная погрешность измерения – 5 мкм.

Т.к. Δ_си=5 мкм > Δ=7 мкм, то данное средство измерения не подходит.

6а – нутромеры индикаторные (НИ) при замене отсчётного устройства измерительной головки (ИГ) с ценной деления 0,001мм (рисунок3.3).

Используемое перемещение измерительного стержня 0,1мм.

Средства установки – концевые меры длины 1 класса или установочные кольца (до 160 мм),

Шероховатость поверхности отверстий Ra=1,25мкм.

Температурный режим – 2^оС.

Предельная погрешность измерения – 5,5мкм.

Т.к. Δ_си=5,5 мкм > Δ=7 мкм, то данное средство измерения не подходит.

7а —нутромеры с ценой деления отсчётного устройства 0,001мм и 0,002мм

Используемое перемещение измерительного стержня — 0,1мм.

Средства установки: концевые меры длины 1 класса с боковинами или установочные кольца (до 160мм).

Шероховатость поверхности отверстий Ra,—1,25 мкм

Температурный режим ^оС для диапазона измеряемых размеров от 3 до 120 мм — 3

Предельная погрешность измерения δ = 5 мкм.

Т.к. Δ_си=5 мкм > Δ=7 мкм, то данное средство измерения не подходит.

Рис. 3.3. Нутромер индикаторный

9а – головки рычажно – зубчатые (2ИГ) с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения ±1 мм с настройкой по концевым мерам длины на любое деление.

Используемое перемещение стержня – ±1 мм.

Класс применяемых концевых мер – 3.

Температурный режим – 5 ^оС.

Предельная погрешность измерения – 3,5 мкм.

Установочные узлы (ГОСТ 10197-70) – штативы и стойки с диаметром

Т.к. Δ_си=3,5 мкм > Δ=7 мкм, то данное средство измерения не подходит.

11 – микроскоп инструментальный (большая модель)

Предел измерения – до 150мм.

Температурный режим – 5^оС.

Предельная погрешность измерения – 10мкм.

Т.к. Δ_си=10 мкм > Δ=7 мкм, то данное средство измерения подходит.

Рис 3.4

12 – микроскоп универсальный измерительный (с использованием штриховой головки)

Предел измерения – до 200мм.

Температурный режим – 2^оС.

Предельная погрешность измерения – 7мкм.
Т.к. Δ_си=7 мкм = Δ=7 мкм, то данное средство измерения подходит.

Рис 3.5

4. Выбор, обоснование и расчёт посадок подшипников качения

В соответствии с заданием задан подшипник 311 ГОСТ 8338-81 подшипник шариковый радиальный однорядный с размерами:

· номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника d = 55 мм;

· номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D = 120 мм;

· номинальная ширина подшипника B = 29 мм;

· номинальная высота монтажной фаски r = 3 мм.

Выбираем посадки внутреннего кольца подшипника на вал и наружного кольца в корпус.

Вращающим элементом в узле является вал, поэтому внутреннее кольцо подшипника нагружено циркуляционно, и во избежание проскальзывания кольца относительно вала необходимо выбрать посадку с натягом.

Наружное кольцо подшипника установлено в корпус неподвижно, испытывает местное нагружение, и поэтому необходимо выбрать посадку с зазором.

По ГОСТ 3325-85 табл.1,2:

Предлагаемые посадки внутреннего кольца на вал: , , , .

Выбираем посадку Ø55 L0/k6.

Предлагаемые посадки наружного кольца в корпус: , , , , .

Выбираем посадку Ø120 H7/l0.

Определяем предельные отклонения среднего диаметра отверстия и среднего диаметра наружной цилиндрической поверхности:

d:

Верхнее отклонение ES = 0,

Нижнее отклонение EI = -15 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия L0max = L0 + ES = 55+0 = =55,000 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия L0min = L0 + EI = 55+(-0,015)= = 54,985 мм.

D:

Верхнее отклонение es = 0,

Нижнее отклонение ei = -15 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала

l0max = l0 + es = 120+0 = 120,000 мм,

Наименьший предельный диаметр вала

l0min = l0 + ei = 120+(-0,015) =119.985 мм.

Определяем предельные отклонения и размеры вала Ø55k6:

Допуск на вал IT = 19 мкм,

Нижнее отклонение ei = +2 мкм,

Верхнее отклонение es = IT + ei = 19+2 = 21 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала d_max = d + es = 55+0,021 = 55,021 мм,

Наименьший предельный диаметр вала d_min = d + ei = 55+0,002 = 55,002 мм.

Строим схему расположения полей допусков сопряжения Ø55 L6/k6

Рис. 4.1 Схема расположения полей допусков посадки с натягом сопрягаемых деталей

Определяем предельные натяги в посадке:

N_max = d_max – L0_min = 55,021-54,985 = 0,036 мм,

N_min = d_min – L0_max = 55,002-55,000 = 0,002 мм,

N_ср. = (N_max – N_min)/2 = (0,036+0,002)/2 = 0,019 мм.

Определяем предельные отклонения отверстия Ø120H7:

IT = 35 мкм,

Нижнее отклонение EI = 0,

Верхнее отклонение ES = IT + EI = 35+0 = 35 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия D_max = D + ES = 120+0,035 = =120,035 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия D_min = D + EI = 120+0 =

= 120,000 мм.

Строим схему расположения полей допусков сопряжения Ø120 H7/l6

Рис. 4.2. Схема расположения полей допусков посадки с зазором сопрягаемых деталей

Опредедяем предельные зазоры в посадке:

S_max = D_max – l0_min = 120,035-119,985 = 0,050 мм,

S_min = D_min – l0_max = 120,000-120,000 = 0,

S_ср. = (S_max + S_min)/2 = (0,050+0)/2 = 0,025 мм.

Расчёт на заклинивание:

Для проверки в подшипнике качения радиального зазора рассчитаем увеличение зазора в посадке. Для этого проводят расчёт эффективного натяга для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение:

Nэф. =0,85·Nср. =0,85·0,019=0,01615 мм

Затем определяем диаметральную деформацию беговой дорожки кольца

∆d1 = Nэф.(d/d₀) =0,01615 (55/71.25) = 0,0125 мм

Приведенный внутренний диаметр кольца d₀ =d+(D-d)/4 = 55+(120-55)/4 =71.25 мм

Тогда зазор в подшипнике Gr_пос после посадки с натягом

Gпос = Gr ср. - ∆d1 = 18 – 11.48 = 6.52 мкм

Среднее значение предельного зазора Gr ср. = (Gr min+ Gr max)/2 = (8+28)/2 =18

По ГОСТ 24810-81определяем:

минимальное значение предельного зазора Gr min =8 мкм

максимальное значение предельного зазора Gr max =28 мкм

Заклинивание не произойдёт, так как Gr пос не превышает Gr max

Требования, проставляемые на чертежах вала под посадочную поверхность подшипника:

Шероховатость поверхности:

- посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Ra=0,63 мкм;

- торцовой поверхности корпуса заплечника Ra=2,5 мкм и заплечника вала Ra=1,25 мкм;

- посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Ra=1,25 мкм

Допуск круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника – 5,0 мкм;

Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника – 5,0 мкм;

Допуск круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника – 9 мкм;

Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника – 9 мкм.

Допуск торцевого биения заплечиков вала – 19 мкм;

Допуск торцевого биения заплечиков корпуса – 35 мкм.

Допуск радиального биения поверхности вала под кольцо подшипника- 16мкм

Рис. 4.3