POLITECHNIKA WARSZAWSKA

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych

Projekt zamienności selekcyjnej

Wykonał:

Uladzislau Zhuk

Gr. 2.10

Celem stosowania zamienności selekcyjnej jest dobranie elementów współpracujących, tak aby ich odchyłki wymiarowe wzajemnie się korygowały, a przynajmniej znacząco nie zwiększały luzu (lub wcisku). Po wyprodukowaniu elementy (np. wałki) mierzy się i dzieli na poszczególne grupy, tak zwane grupy selekcyjne, w zależności od tolerancji wymiarowej. Podobnie postępuje się z elementami współpracującymi (np. tulejami), a następnie elementy łączy się w obrębie poszczególnych grup jednych i drugich elementów. Przykłady: elementy łożysk tocznych, tłoki i tuleje silników.

Najważniejsze cele zamienności selekcyjnej: poprawa bezpieczeństwa pracy i jakości urządzeń, obniżenie awaryjności, poprawa trwałości, zmniejszenie emisji hałasu.

1. Projekt zamienności selekcyjnej przy podziale na podziale na 4 grupy selekcyjne. Otwór: 20H8; wałek: 20n7.

W celu uniknięcia ułamków mikrometra przyjąłem nierówne grupy selekcyjne otworu i wałka.

Otwór: 0,08; 0,008; 0,008; 0,009 [mm]

Wałek: 0,005; 0,005; 0,005; 0,006 [mm]

Pasowanie	Przed selekcją	I grupa selekcyjna	II grupa selekcyjna	III grupa selekcyjna	IV grupa selekcyjna
Wymiar i odchyłki otworu	20^+0,033 ^0	20^+0,0^08 ^0	20^+0,01^6 ^+0,0^08^+0,015	20^+0,0^24 ^+0,0^1^6	20^+0,0^33 ^+0,0^2^4
Wymiar i odchyłki wałka	20^+0,036 ^+0,01^5	20^+0,0^2^0 ^+0,0^15	20^+0,0^25 ^+0,0^2^0	20^+0,0^30 ^+0,0^2^5	20^+0,0^36^+0,0^3^0
Pmax	0,018	-0,007	-0,004	-0,001	0,003
Pmin	-0,036	-0,020	-0,0 16	-0,014	-0,012
Charakter pasowania	mieszane	ciasne	ciasne	ciasne	mieszane
Tolerancja pasowania Tp	0,054	0,013	0,012	0,013	0,015
Prawdopodobieństwo wystąpienia otworu w grupie	99,7%	6,5%	39,6%	45,7%	7,9%
Prawdopodobieństwo wystąpienia wałka w grupie	100%	7,3%	39,4%	45,7%	7,6%

Przykładowe obliczenia i wykorzystane wzory:

Wskaźnik pasowania:

P_max= ES- ei

P_min= EI- es

Obliczenia dla I gr. selekcyjnej:

P_max= 0,008-0,015=-0,07[mm]

P_min= 0,000-0,020=-0,020[mm]

Dla wskazania charakteru pasowaniabyły wzięte następujące zależności:

P_max> P_min>=0-pasowanie luźne

P_max>0> P_min- pasowanie mieszane

0>=P_max> P_min- pasowanie ciasne

Tolerancja pasowania:

Tp= To + Tw, gdzie:

To= ES-EI

Tw=es-ei

Obliczenia dla I gr. selekcyjnej:

To=0,008-0,000=0,008[mm]

Tw=0,020-0,015=0,005[mm]

Tp=0,008+0,005=0,013[mm]

Prawdopodobieństwo:

Dla znalezienia prawdopodobieństwa wylosowania poszczególnych otworów postępujemy następująco: (przykład dla I gr. selekcyjnej)

1. Szukamy prawdopodobieństwa wylosowania otworu o wymiarze 20^+0,008 z przedziału

<20,00; 20,033>. Środek rozkładu 20,0165. Znajdujemy odchylenie standardowe zakładając Tw=6σ.

6σ= 0,033

σ=0,0055

2. Wymiar powinien się znaleźć w przedziale: <20,00; 20,008> . Obliczamy różnicę tego przedziału od środka rozkładu -0,00165<x<-0,00085 =>P(-0,00165<x<-0,00085), dzieląc przez odchylenie standardowe otrzymujemy P( -3<z<-1,55), korzystając z tablicy:

P=0,498-0,438=0,06=6%

Na podstawie obliczeń i wykresów z powyższego zadania można zauważyć, że najwięcej elementów wg. rozkładu normalnego przypada na obszar niewielkich odchyłek wymiarowych. Na podstawie obliczeń można tak że zauważyć, że pasowanie się zmieniło, a tolerancje miedzy otworem a wałkiem sie zmniejszyły.

2. Projekt sprawdzianów:

Obliczenie wymiarów i tolerancji sprawdzianu dla otworu:

Wymiar nominalny otworu: D=20 mm

Wymiar dolny otworu: Ao= 20 mm

Wymiar górny otworu: Bo= 20,033 mm

Tolerancja otworu: To=0,033 mm

Wymiary sprawdzianów ustalam na podstawie normy PN-72/M-02140. Dla danego otworu przyjmuje sprawdziany:

S_min- sprawdzian minimalny (przechodni)- pow. pomiarowa walcowa. Sprawdzian łopatkowy walcowy.

S_max- sprawdzian maksymalny (nieprzechodni)- pow. pomiar. kulista. Sprawdzian łopatkowy kulisty.

Oznaczenia :

G_z- wymiar granicy zużycia sprawdzianu przechodniego do otworu (S_min )

H- tolerancja sprawdzianu do otworów o pow. pomiarowej walcowej.

H_s- tolerancja sprawdzianu do otworów o pow. pomiarowej kulistej.

T_k- tolerancja kształtu sprawdzianu.

z- odległość pomiędzy osią symetrii pola tolerancji sprawdzianu przechodniego S_min do otworów i linią odpowiadającą wymiarowi dolnemu A_o otworu.

y- różnica pomiędzy wym. dolnym otworu A_o i granicy zużycia G_z­ sprawdzianu przechodniego S_min do otworu.

Wartości odczytane z normy:

- dla otworu 20H8 wg. normy PN-72/M-02140 :

z= 0,005 [mm]

y=0,004 [mm]

-dla sprawdzianu o pow. pomiarowej walcowej:

H=0,004 [mm] (IT3)

T_k=0,0025 [mm] (IT2)

-dla sprawdzianu o pow. pomiarowej kulistej:

H_s=0,0025 [mm] (IT2)

T_k=0,0015 [mm] (IT1)

Obliczenia:

- wymiary sprawdzianów i granicy zużycia:

S_min= (A_o+z) ± 0,5H = (20 + 0,005) ± 0,002 = 20,005 ± 0,002 [mm]

S_max= B_o ± 0,5 H_s = 20,033 ± 0,00125= 20,033 ± 0,0013 [mm]

G_z= A_o- y = 20 - 0,004= 19,996 [mm]

- tolerancje odbiorcze sprawdzianów nowych:

T_min= (S_max-0,5H_s)-(S_min+0,5H)= (20,033- 0,0013)-(20,005+0,002)= 0,0247 [mm]

T_max= (S_max+0,5H_s)-(S_min-0,5H)= (20,033+ 0,0013)-(20,005-0,002)= 0,0313 [mm]

- tolerancje odbiorcze sprawdzianów zużytych:

T'_min= (S_max-0,5H_s)-G_z=(20,033- 0,0013)- 19,996 = 0,0357 [mm]

T'_max= (S_max+0,5H_s)-G_z= (20,033+ 0,0013)- 19,996= 0,0383 [mm]

Relacje między tolerancjami odbiorczymi, a tolerancją otworu:

-relacja między tolerancją odbiorczą minimalną T_min sprawdzianu przechodniego nowego, a tolerancją otworu:

-relacja między tolerancją odbiorczą maksymalną T_max sprawdzianu przechodniego nowego, a tolerancją otworu:

-relacja między tolerancją odbiorczą minimalną T'_min sprawdzianu przechodniego zużytego, a tolerancją otworu:

-relacja między tolerancją odbiorczą maksymalną T'_max sprawdzianu przechodniego zużytego, a

tolerancją otworu:

Obliczenie wymiarów i tolerancji sprawdzianu dla wałka:

Wymiar nominalny wałka: D=20 mm

Wymiar dolny wałka: Aw= 20,015 mm

Wymiar górny wałka: Bw= 20,036 mm

Tolerancja wałka: Tw=0,021 mm

Wymiary sprawdzianów ustalam na podstawie normy PN-72/M-02140. Dla danego otworu przyjmuje sprawdziany:

S_min- sprawdzian minimalny (nieprzechodni)- pow. pomiarowa płaska. Sprawdzian szczękowy.

S_max- sprawdzian maksymalny (przechodni)- pow. pomiar. płaska. Sprawdzian szczękowy.

Przyjęte oznaczenia:

G_z- wymiar granicy zużycia sprawdzianu przechodniego (S_min )

H₁- tolerancja sprawdzianu do wałków.

T_k- tolerancja kształtu sprawdzianu.

z₁- odległość pomiędzy osią symetrii pola tolerancji sprawdzianu przechodniego Smax do wałków i linią odpowiadającą wymiarowi górnemu B_w wałka.

y₁- różnica pomiędzy wym. górnym wałka B_w i granicy zużycia G_z­ sprawdzianu przechodniego S_max do wałka.

Wartości odczytane z normy:

- dla wałka 20n7 wg. normy PN-72/M-02140 :

z₁= 0,003 [mm]

y₁=0,003 [mm]

-dla sprawdzianu szczękowgo:

H₁=0,004 [mm] (IT3)

T_k=0,0025 [mm] (IT2)

Obliczenia:

- wymiary sprawdzianów i granicy zużycia:

S_min= A_w ± 0,5H₁ = 20,015 ± 0,002 [mm]

S_max= (B_w-z₁) ± 0,5H₁ = (20,036- 0,003) ± 0,002= 20,033 ± 0,002 [mm]

G_z= B_w + y₁ = 20,036 + 0,003= 20,039 [mm]

- tolerancje odbiorcze sprawdzianów nowych:

T_min= (S_max-0,5H₁)-(S_min+0,5H₁)= (20,033- 0,002)-(20,015+0,002)= 0,014 [mm]

T_max= (S_max+0,5H₁)-(S_min-0,5H₁)= (20,033+ 0,002)-(20,015-0,002)= 0,022 [mm]

- tolerancje odbiorcze sprawdzianów zużytych:

T'_min=G_z- (S_max+0,5H₁) = 20,039- (20,033+ 0,002) = 0,004 [mm]

T'_max= G_z- (S_max- 0,5H₁)= 20,039- (20,033- 0,002) = 0,008 [mm]

Relacje między tolerancjami odbiorczymi, a tolerancją otworu:

-relacja między tolerancją odbiorczą minimalną T_min sprawdzianu przechodniego nowego, a tolerancją wałka:

-relacja między tolerancją odbiorczą maksymalną T_max sprawdzianu przechodniego nowego, a tolerancją wałka:

-relacja między tolerancją odbiorczą minimalną T'_min sprawdzianu przechodniego zużytego, a tolerancją wałka:

-relacja między tolerancją odbiorczą maksymalną T'_max sprawdzianu przechodniego nowego, a

tolerancją otworu:

Zestawienie wyników:

	Otwór:	Wałek:
Symbolowe oznaczenie tolerancji wyrobu:	H8	n7
Wymiar nowego sprawdzianu przechodniego:	Smin=20,005 ± 0,002 [mm]	Smax=20,033 ± 0,002 [mm]
Wymiar granicy zużycia Gz:	19,996 [mm]	20,039 [mm]
Wymiar sprawdzianu nieprzechodniego:	Smax=20,033 ± 0,001 [mm]	Smin=20,015 ± 0,002 [mm]
Tolerancja odbiorcza sprawdzianu nowego:	Tmin=0,0247[mm] Tmax=0,0313[mm]:	Tmin=0,015[mm] Tmax=0,021[mm]:
Tolerancja odbiorcza sprawdzianu zużytego:	Tmin=0,0357[mm] Tmax=0,0383[mm]	Tmin=0,004 [mm] Tmax=0,008[mm]
Tolerancja geometryczna powierzchni roboczych sprawdzianu:	Tolerancja walcowatości:0,0025[mm] Tolerancja okrągłości:0,0015[mm]	Tolerancja równoległości- powierzchnia pomiarowa płaska:0,003[mm]
Chropowatość pow. roboczych:	Ra=0,1	Ra=0,1

W miarę zużywania się sprawdzianów przechodnich ich tolerancja odbiorcza rośnie, przez co wyrób może być akceptowany, nawet przy mniej dokładnym wykonaniu. W celu zminimalizowania zjawiska przewiduje się odpowiedni zapas na zużycie sprawdzianu.

W przypadku zużycia sprawdzianów maksymalnych (mniej narażonych) powiększa się nawet pewność kontroli, gdyż pomiar spowoduje ew. odrzucenie dobrych wyrobów, ale na pewno nie pozwoli dopuścić wadliwych.

3. Części pomiarowe sprawdzianów wykonuje się z materiału NC6, który ma być zchartowany i odpuszczony w temperaturze 200-250 C.Ważne jest także uzyskanie jak najmniejszej chropowatości (poniżej 0,16 um). W tym celu należy przeprowadzić odpowiednie szlifowanie lub/i polerowanie.

Rysunki zostały wykonane ręcznie na załączoniku

2

---