Загальні принципи взаємозамінності при виготовленні деталей і ремонті машин

Історія виникнення і розвитку системи взаємозамінності тісно пов'язана з історією розвитку тульських збройних заводів, де вперше у світі було створене взаємозамінне виробництво.

Історичні документи засвідчують, що ще в 1761 році тульські зброярі почали виготовляти окремі частини рушниць за зразковими мірами – лекалами. При цьому кожна деталь рушниці спочатку припасовувалась до відповідного лекала, або до так званого нормального калібру, який за розмірами і формою відповідав оброблюваній деталі. Після цього деталі без додаткового оброблення легко підходили до будь-якої рушниці.

Розвиткові взаємозамінності сприяв також розвиток книгодрукування. Адже для того, щоб набір виявився можливим, літери повинні бути взаємозамінними, мати однакову висоту.

Принципи взаємозамінності поступово почали переходити з військової промисловості в загальне машинобудування.

Сучасне машинобудування, експлуатація та ремонт машин не мислимі без застосування принципів взаємозамінності. Взаємозамінність дає змогу порівняно швидко, без застосування висококваліфікованої праці замінювати спрацьовані або пошкоджені в процесі експлуатації машин деталі, вузли й агрегати, що підвищує експлуатаційні показники машин і зменшує витрати на їх ремонт.

Відповідно до ДСТУ 1.0 – 93 взаємозамінність – придатність одного виробу, процесу, послуги для використання замість іншого виробу, процесу, послуги з метою виконання одних і тих самих вимог.

Взаємозамінність мас велику економічну ефективність, оскільки в значній мірі визначає собівартість виробів, підвищує якість продукції.

Вироби з взаємозамінними деталями мають більш однорідні властивості (точність, надійність, довговічність, безвідмовність в роботі), і відповідно, є якіснішими.

Розрізняють повну і неповну (обмежену) взаємозамінність.

При повній взаємозамінності у процесі складання не повинно бути ніяких припасу вальних чи регулювальних операцій. Ця умова вимагає жорстких (малих) допусків на розміри деталей і дещо здорожує виготовлення їх.

Для забезпечення повної взаємозамінності високоточних з'єднань потрібно використовувати високоточне технологічне обладнання, високу кваліфікацію праці, тому повну взаємозамінність економічно доцільно застосовувати для деталей з допусками, не меншими 6-го квалітету і то для виробів, які складаються з невеликої кількості деталей, наприклад, з двох, які утворюють з'єднання (з'єднання отвору з валом).

Тому часто відмовляються від повної взаємозамінності і переходять до неповної (обмеженої, часткової) взаємозамінності.

При неповній взаємозамінності деталі для з'єднань високої точності виготовляють з свідомо заниженою точністю (з більшими допусками), якої можна досягнути на звичайному устаткуванні без особливих затрат, а у складанні машин застосовують компенсатори цієї заниженої точності (регулювальні болти, шайби, прокладки) або допускають навіть припасування однієї з деталей.

При обмеженій взаємозамінності для одержання потрібних з'єднань також використовують метод селективного складання (див. тему 2.7.2.8.).

Таким чином неповна взаємозамінність дає змогу значно розширити пуски на розміри деталей і тим самим знизити вартість виготовлення їх.

Розрізняють також взаємозамінність за геометричними параметрами деталей і функціональну.

Взаємозамінність за геометричними параметрами передбачає взаємозамінність за розмірами, формою, взаємним розташуванням поверхонь і осей деталей та шорсткістю їх поверхонь.

Функціональна взаємозамінність – такий різновид взаємозамінності, за якого деталь (вузол чи агрегат), крім того, що вони зайняли своє місце в машині без додаткових операцій оброблення, припасування, добирання чи регулювання, ще й виконують свої функції відповідно до технічних вимог.

Функціональна взаємозамінність досягається за рахунок властивостей матеріалів: фізичних, хімічних, механічних. Неабияке значення для забезпечення функціональної взаємозамінності має термічна і інші різновиди оброблення деталей.

Взаємозамінність за геометричними параметрами забезпечує з'єднуваність деталей (вузлів, агрегатів), тоді як функціональна взаємозамінність забезпечує економічно оптимальне службове функціонування вузлів і агрегатів відповідно до заданих технічних вимог.

Перш ніж досягнути функціональної взаємозамінності, необхідно забезпечити взаємозамінність за геометричними параметрами.

Взаємозамінність за геометричними параметрами і функціональна є основними різновидами взаємозамінності В даному курсі розглядаються питання взаємозамінності лише за геометричними параметрами.