Visi gaminami gaminiai, nepaisant įrangos preciziškumo ir pastangų, negali visiškai atitikti teorinių skaitinių reikalavimų dydžio ir formos atžvilgiu. Tai kelia klausimą, kaip įvykdyti dalių pakeičiamumo reikalavimus, t. y. kad bet kuri iš tos pačios specifikacijos dalių ar komponentų partijos galėtų atitikti nurodytus veikimo reikalavimus be papildomo pasirinkimo ar modifikacijų. Detalių apdirbimo metu, dėl staklių tikslumo įtakos, įrankių nusidėvėjimo, matavimo paklaidų ir pan., neįmanoma visiškai tiksliai apdoroti detalių matmenų.
Tolerancijos ir sujungimai
Matmens tolerancija, visada teigiamas skaičius, išreiškia leistiną tikrojo matmens svyravimo diapazoną, nurodant pagaminimo tikslumą. Mažesnė tolerancija rodo didesnį tikslumą, didesnė - mažesnį. Schemose tolerancija vaizduojama tolerancijos lauku - sritimi tarp didžiausio ir mažiausio ribinio matmens.
Pagrindiniai tolerancijos elementai yra:
- Pagrindinis nuokrypis: nusako tolerancijos padėtį nulinės linijos atžvilgiu.
- Tolerancijos didumas: nusako tikslumą ir žymimas skaičiumi, reiškiančiu tikslumo laipsnį.
Sujungimų klasifikacija
Sujungimai skirstomi į tris pagrindines grupes pagal skylių ir velenų matmenų santykį:
1. Suleidimai su tarpu
Jeigu skylės matmuo yra didesnis už veleno, skirtumas vadinamas tarpu. Tokiu atveju skylės tolerancijos laukas yra virš veleno tolerancijos lauko. Didžiausias tarpas gaunamas, kai skylė yra didžiausia, o velenas - mažiausias. Mažiausias tarpas gaunamas, kai skylė yra mažiausia, o velenas - didžiausias.
Kai skylės matmuo yra didesnis už veleno, skirtumas vadinamas tarpu. Šiuo atveju skylės tolerancijos laukas yra virš veleno tolerancijos lauko. Toks sujungimas vadinamas sujungimu su tarpu.
Didžiausias tarpas: skylės didžiausias matmuo minus veleno mažiausias matmuo.
Mažiausias tarpas: skylės mažiausias matmuo minus veleno didžiausias matmuo.
2. Suleidimai su įvarža
Kai skylės matmuo yra mažesnis už veleno, skirtumas yra neigiamas ir vadinamas įvarža. Šiuo atveju veleno tolerancijos laukas yra virš skylės tolerancijos lauko. Didžiausia įvarža gaunama, kai skylė yra mažiausia, o velenas - didžiausias. Mažiausia įvarža gaunama, kai skylė yra didžiausia, o velenas - mažiausias.
Kai skylės matmuo yra mažesnis už veleno, skirtumas yra neigiamas ir vadinamas įvarža. Veleno tolerancijos laukas virš skylės tolerancijos lauko.
Didžiausia įvarža: veleno didžiausias matmuo minus skylės mažiausias matmuo.
Mažiausia įvarža: veleno mažiausias matmuo minus skylės didžiausias matmuo.
3. Tarpiniai sujungimai
Tarpinis sujungimas - kai sujungiant elementus, gali susidaryti tarpas arba įvarža. Apskaičiuojama didžiausia įvarža ir didžiausias tarpas.
Sujungimų sistemos
Yra dvi pagrindinės sujungimų sistemos:
1. Skylės sujungimų sistemoje
Šioje sistemoje pagrindiniu elementu laikoma skylė, kurios pagrindinis (apatinis) nuokrypis lygus nuliui (EI = 0). Skylės tolerancijos laukas žymimas raide H, nukreiptas į medžiagą, ir jos mažiausias ribinis matmuo lygus nominaliajam matmeniui. Naudojant šią sistemą, sujungimams su įvairių dydžių tarpais arba įvaržomis sudaryti parenkami tam tikrų tolerancijos laipsnių velenai. Skylės sistema taikoma dažniau, nes yra ekonomiškesnė.
Skylės suleidimų sistemoje pagrindiniu elementu laikoma skylė, kurios pagrindinis (apatinis) nuokrypis lygus nuliui (EI = 0). SKYLĖS tolerancijos laukas žymima raide H, nukreiptas į medžiagą ir jos mažiausias ribinis matmuo lygus nominaliajam matmeniui.
2. Velenų sujungimų sistemoje
Šioje sistemoje pagrindiniu elementu laikomas velenas. Jo didžiausias ribinis matmuo lygus vardiniam (nominaliajam) matmeniui. Jo pagrindinis (viršutinis) nuokrypis lygus nuliui (es = 0), tolerancijos laukas žymimas raide h ir yra nukreiptas į medžiagą. Naudojant šią sistemą, sujungimams su įvairių dydžių tarpais arba įvaržomis sudaryti parenkami tam tikrų tolerancijos laipsnių skylių.
Veleno suleidimų sistemoje pagrindiniu elementu laikomas velenas. Veleno suleidimų sistemoje veleno didžiausias ribinis matmuo lygus vardiniam (nominaliajam) matmeniui. Jo pagrindinis (viršutinis) nuokrypis lygus nuliui (es = 0), tolerancijos laukas žymimas raide h ir yra nukreiptas į medžiagą.
Kitos jungtys ir tolerancijos
Suvirintos jungtys
Suvirintų sujungimų klasifikacija apima detalių tarpusavio išsidėstymą ir siūlės tipą (pvz., sandūrinės jungtys, kampinės siūlės).
Kniedytosios jungtys
Kniedytosios jungtys apima kniedės kirpimą, glėžimą, kniedžių skaičiaus ir skersmens apskaičiavimą, taip pat jungiamų detalių tempimą ir kirpimą, ypač necentriškai apkrautose jungtyse.
Formos tolerancija
Formos tolerancija reiškia bendrą leistiną vienos tikrosios ypatybės formos variacijų kiekį. Ji išreiškiama formos tolerancijos zonomis, kurias sudaro forma, kryptis, padėtis ir tolerancijos zonos dydis. Pavyzdžiai apima tiesumą, plokštumą, apvalumą, cilindriškumą, linijinį profilį ir paviršiaus kontūrą.
Orientacijos tolerancija
Orientacijos tolerancija reiškia bendrą pokyčių, kuriuos leidžia susiję faktiniai elementai nulinio taško kryptimi, kiekį. Pavyzdžiai yra lygiagretumas, statmenumas ir pasvirimas.
Padėties nustatymo tolerancija
Padėties nustatymo tolerancija yra bendras leistinas susijusios faktinės ypatybės padėties, palyginti su atskaitos tašku, kitimo dydis. Tai apima padėtį, koaksialumą ir simetriją.
Riedėjimo guolių sujungimai
Riedėjimo guoliai yra plačiai naudojami standartizuoti junginiai, suskirstyti į 5 tikslumo klases. Guolio tikslumo klasė parenkama atsižvelgiant į junginio riedėjimo tikslumo ir mechanizmo darbo sąlygų reikalavimus. Guolio jungiamieji paviršiai pagaminti su tam tikromis tolerancijomis, o reikiami sujungimai gaunami atitinkamai pagaminus veleną ir skylę korpuse.
Suleidimas parenkamas atsižvelgiant į guolio žiedo apkrovimo pobūdį (vietinis, cirkuliacinis, svyruoklinis). Žiedas, gaunantis cirkuliacinį apkrovimą, su detale jungiamas su įvarža, o gaunantis vietinį - su tarpu. Guolio darbingumas priklauso nuo tarpo tarp riedėjimo kūnų ir žiedų dydžio.
Radialinis tarpas yra suminis tarp sukimosi kūnų ir riedėjimo takelių pjūvyje statmename sukimosi ašiai. Montažo metu gaunamas darbinis radialinis tarpas, kuris bus mažesnis už pradinį radialinį tarpą dėl žiedų deformacijos.
Inžinerinių tolerancijų paaiškinimas
Nuokrypių klasifikavimas ir normavimas
Analizuojant detalių tikslumą, išskiriami nominalūs (idealūs be formų ir matmenų nuokrypių) ir realūs (tikrieji) paviršiai. Matmenų nuokrypis yra algebrinis skirtumas, gautas atėmus tam tikrą dydį iš jo bazinio dydžio. Kintamo matmens nuokrypis yra lygus tikrojo matmens ir nominalaus matmens skirtumui.
Paklaidų klasifikavimui naudojamos Furjė eilutės, leidžiančios charakterizuoti profilio paklaidas kaip harmoninių dedamųjų visumą. Praktikoje patogu naudoti Furjė eilutę su ribotu narių skaičiu, t. y. trigonometriniu polinomu.
Nuokrypių normavimui naudojamas glaudžiųjų tiesių paviršių ir profilių principas. Glaudžioji tiesė yra tiesė, liečianti realų profilį taip, kad nuokrypis nuo labiausiai nutolusio realaus profilio taško būtų minimalus. Panašiai apibrėžiami glaudieji apskritimai, plokštumos ir cilindrai.
Formos ir paviršių padėties nuokrypiai brėžiniuose žymimi grafiniais simboliais. Priklausomai nuo santykio tarp matmens ir formos tolerancijos, numatyti trys geometrinio tikslumo lygmenys: A (normalus), B (padidintas) ir C (aukštas).
Paviršių banguotumas ir šiurkštumas yra periodiškai pasikartojantys nelygumai detalės paviršiuje. Jų apibrėžimas priklauso nuo nelygumo žingsnio ir aukščio santykio. Pagrindiniai šiurkštumo parametrai yra bazinis ilgis, vidutinis aritmetinis vidurkis (Ra), mikronelygumų aukštis (Rz) ir kt.