Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.

Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и т.д.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов и т.д.) называется их свойство равноценно заменять при использовании любой из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость. Это вид взаимозаменяемости, при которой обеспечивается возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в составные части, а последних – в изделия при соблюдении предъявленных к ним (к составным частям или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Она достигается только тогда, когда после изготовления размеры, форма, механические, электрические и другие количественные и качественные характеристики деталей и составных частей находятся в заданных пределах, а собранные изделия удовлетворяют техническим требованиям. Выполнение требований к точности деталей и составных частей изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и другие условия (устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и составных частей, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля и т. д.). Комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, составных частей и изделий в целом называется принципом взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемыми могут быть детали, составные части (узлы) и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть те детали и составные части, от которых зависят надежность, долговечность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.

Свойство собираемости и возможности равноценной замены любого экземпляра взаимозаменяемой детали и составной части изделия любым другим однотипным экземпляром позволило на машиностроительных заводах серийного и массового производства изготовлять детали в одних целях, а собирать их в составные части (узлы) и изделия – в других, независимо друг от друга. При сборке используют стандартные крепежные детали, подшипники качения, электротехнические, резиновые и пластмассовые изделия, а часто и унифицированные агрегаты, получаемые по кооперации от других предприятий. Несмотря на это, при полной взаимозаменяемости сборка составных частей и машин, удовлетворяющих предъявленным требованиям, производится без доработки деталей и составных частей. Такое производство называется взаимозаменяемым.

Полная взаимозаменяемость имеет следующие преимущества:

1) Упрощается процесс сборки; он сводится к простому соединению деталей рабочими преимущественно невысокой квалификации;

2) Сборочный процесс точно нормируется во времени, легко укладывается в устанавливаемый темп работы и может быть организован поточным методом; создаются условия для автоматизации процесса изготовления и сборки изделий;

3) Возможны широкая специализация и кооперирование заводов (т. е. изготовление заводом-поставщиком ограниченной номенклатуры унифицированных изделий, узлов и деталей и поставка их заводу, выпускающему основные изделия);

4) Упрощается ремонт изделий, так как любая износившаяся или поломанная деталь или узел могут быть заменены новыми (безопасными).

Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять для деталей с точностью не выше 5 – 6-го квалитетов (1-го класса ГОСТ) и для составных частей изделий, например две, образующих то или иное соединение, а также в тех случаях, когда несоблюдение заданных зазоров или натягов недопустимо даже у части изделий.

 

Иногда эксплуатационные требования к изделиям приводят к необходимости изготовлять детали и составные части с малыми экономически неприемлемыми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству составных частей и изделий в целом. Такую взаимозаменяемость называют неполной (ограниченной). Она может осуществляться не по всем, а только по отдельным геометрическим, электрическим или другим параметрам.

Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и составных частей (узлов) по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей, т. е. таких, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия соединяют между собой и с покупными и кооперируемыми агрегатами. Например, в электродвигателях внешняя взаимозаменяемость осуществляется по числу оборотов вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения – по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения.

Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, составляющие отдельные узлы, или на составные части и механизмы, входящие в изделие. Например. В подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качания и кольца.

Уровень взаимозаменяемости производства может характеризоваться коэффициентом взаимозаменяемости К_В, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и частей к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным. Однако степень его приближения к единице является объективным показателем высокого технического уровня производства.

Нашей стране принадлежит приоритет в организации взаимозаменяемого производства в металлообрабатывающей промышленности. Оно впервые в мире за несколько десятков лет до Франции и США осуществлено в 1761 г. на тульском, а затем на ижевском заводах, где было организованно массовое производство ружей. Содержание.