Допуски и посадки деталей из пластмасс

 

Допуски и посадки деталей из пластмасс регламентируются ГОСТ 25349-82. Система допусков и посадок изделий из пластмасс основана на принципах, принятых для гладких соединений, изготовленных из металла, с учетом физико-механических свойств и особенностей пластмасс.

В числе специфических свойств пластмасс следует указать высокий температурный коэффициент линейного расширения больший, чем у стали в 5 – 10 раз, низкий модуль упругости, склонность к водо и маслопоглащению, нестабильность размеров деталей при хранении и эксплуатации (ползучесть и релаксация).

С учетом специфических особенностей пластмасс стандартом устанавливается, наряду с нормальной температурой, равной 20 °С, относительная влажность воздуха 65 % и время выдержки детали после съема с пресформы.

Стандарт распространяется на пластмассовые детали, образующие соединения с пластмассовыми и металлическими деталями с номинальными размерами от 1 до 500 мм и свыше 500 до 3150 мм, требования к которым определены в квалитетах от 12 до 17.

Помимо полей допусков предусмотренных в стандартах, регламентирующих требования к деталям, изготовленным из металла, дополнительно введены поля допусков для отверстий и валов изготовленных из пластмасс: ay, az, ze, AY, AZ, ZE. Они рекомендуются для образования посадок деталей из пластмасс с расширенными зазорами и натягами.

Расчет и назначение посадок

 

Выбор посадок при проектировании определяется эксплуатационно-конструкторскими требованиями, предъявляемыми к деталям, сборочным единицам и машине в целом.

При назначении посадок следует стремиться находить решение, отвечающее эксплуатационным требованиям при минимальных затратах на изготовление. Для наиболее ответственных соединений назначение посадок осуществляется на основании предварительных расчетов (расчетный метод). Наряду с этим применяются методы прецедентов или аналогов и метод подобия. В первом случае посадки выбираются по аналогии с уже применяемыми в надежно работающих механизмах. Недостатком этого метода является сложность оценки и сопоставления условий работы проектируемого изделия и аналога. Во втором случае посадки назначаются на основании рекомендаций стандартов, отраслевых технических документов и технической литературы.

При назначении посадки следует стремиться использовать в первую очередь посадки, рекомендуемые стандартами для предпочтительного применения или использовать предпочтительные поля допусков для образования комбинированной посадки.

При назначении посадки в точных квалитетах обычно допуск отверстия принимают на квалитет грубее, нежели вал, поскольку точное отверстие изготовить сложнее, чем вал.

 

Посадки с зазором

 

Посадки с зазором широко применяются, как в точных, так и в грубых квалитетах, для подвижных и неподвижных соединений. Существуют различные методы расчета посадок с зазором в зависимости от их функционального назначения, они приведены в соответствующей технической литературе (например, расчет посадок с зазором для подшипников жидкостного трения приводится в курсе деталей машин). Области применения предпочтительных посадок с зазором приведены ниже. Расположение полей допусков предпочтительных посадок с зазором в системе отверстия показаны на рис. 8.

Посадки H/h применяются в неподвижных соединениях с дополнительным креплением при частой сборке и разборке, а в подвижных соединениях – при медленных перемещениях и поворотах деталей. Минимальный зазор в этих посадках равен нулю.

 

 

 

Рис. 8. Расположение полей допусков посадок предпочтительного применения

в системе отверстия

 

Посадка H7/h6 применяется в неподвижных соединениях при высоких требованиях к точности центрирования часто разбираемых деталей: сменные зубчатые колеса, центрирующие корпуса под подшипники, фрезы на оправках и т. д. Для подвижных соединений применяется для посадки шпинделя в корпусе сверлильного станка.

Посадки H8/h7, H8/h8 применяются при сниженных требованиях к точности центрирования, при большой длине соединения, например, при посадке измерительных головок в стойки и штативы.

Посадка H11/h11 предназначена для неподвижных и подвижных соединений малой точности. Например, для посадки муфт, звездочек, шкивов на валах, для неответственных шарниров и т. п.

Посадка H7/g6 имеет небольшой гарантированный зазор; применяется для точных соединений, в которых необходимо обеспечить плавность перемещений обычно при возвратно-поступательном перемещении, например в плунжерных и золотниковых парах, в шпинделях точных станков и делительных головок, в сменных кондукторных втулках.

Посадка H7/f7 широко применяется в точных подвижных соединениях, в подшипниках скольжения, в тормозном цилиндре автомобиля, в сопряжениях поршня с цилиндром компрессоров, в электромашинах и т. д.

Посадки H7/e8 и H8/e8 имеют значительный гарантированный зазор. Применяются при повышенных частотах вращения, значительных нагрузках, большой длине соединения (для подшипников жидкостного трения турбогенераторов, двигателей внутреннего сгорания, больших электромашин и коренных шеек коленчатых валов).

Посадки H/d имеют большой гарантированный зазор, обеспечивающий свободное перемещение и сборку деталей, и компенсацию значительных отклонений формы и взаимного расположения сопрягаемых поверхностей и их температурных деформаций.

Посадки H8/d9 и H9/d9 применяются для сопряжения трансмиссионных валов с подшипниками, для шкивов на валах и в шарнирах.

Посадка H11/d11 в основном применяется для крышек подшипников, для грубых шарниров, шестерен и муфт, свободно сидящих на осях и валах, для шарнирных соединений тяг и роликов на осях.

 

Переходные посадки

 

Переходные посадки, это такие посадки, в которых возможен как зазор, так и натяг. Они применяются для неподвижных, но разъемных соединений с дополнительным креплением, а также для центрирования. Они применяются только в точных квалитетах с 4-го по 8-й. Переходные посадки обычно не рассчитываются, а назначаются по рекомендациям, возможен проверочный расчет наибольшего натяга или зазора.

Посадка H7/js6 применяется в тех случаях, когда соединение должно часто разбираться, а также, если затруднена сборка (стаканы подшипников в корпусе, сменные зубчатые колеса шлифовальных и шевинговальных станков, небольшие шкивы и сменные муфты на концах валов). Вероятность натяга составляет 1 – 3 %.

Посадка H7/k6 обеспечивает хорошее центрирование и равную вероятность зазоров и натягов. Широко применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, стаканов и т. д. Вероятность натяга составляет 25 – 60 %.

Посадка H7/n6 характеризуется большой вероятностью натяга до 90%. Применяется в тех случаях, когда разборка соединений производится редко или необходимо обеспечить хорошее центрирование при передаче значительных колебательных усилий, а также при ударах и вибрации. Например, для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, муфт, кривошипов с валами, постоянных кондукторных втулок и установочных пальцев в станочных приспособлениях.

 

Посадки с натягом

 

Посадки с натягом применяются только в неподвижных соединениях для передачи сил или крутящих моментов, или для центрирования. Неподвижность сопрягаемых деталей под действием нагрузок обеспечивается силами трения, возникающими при упругой деформации деталей соединения, создаваемой натягом. Минимальный допустимый натяг рассчитывается исходя из того, чтобы действующие на сопряжения силы и моменты не привели бы к смещению деталей относительно друг друга, то есть из условия работоспособности соединения. Максимальный натяг рассчитывается из условия прочности деталей, входящих в соединение.

Сборку деталей с натягом можно обеспечить следующими методами:

1) холодным вдавливанием под прессом;

2) нагревом охватывающей детали (кипящая вода 100 °С, масляная ванна 140 °С, газовая горелка, печи, индуктивный нагрев до 400 °С);

3) охлаждением охватываемой детали (сухой лед –78 °С, твердая двуокись углерода –100 °С, жидкий азот –196 °С);

4) различными комбинациями нагрева, охлаждения и сборки под прессом.

Примеры посадок предпочтительного применения с натягом:

Посадка H7/p6 – обеспечивает небольшой гарантированный натяг, применяется при небольших нагрузках, для соединения тонкостенных деталей (втулки установочные, зубчатые колеса на валах с дополнительным креплением и т. д.).

Посадки H7/r6 и H7/s6 предназначены для передачи средних нагрузок без дополнительного крепления (втулки подшипников скольжения в корпусах, постоянные кондукторные втулки, фиксаторы, упоры и т. п.).