Открыть главное меню

Взаимозаменяемость

Взаимозаменяемость — свойство элементов конструкции, изготовленных с определённой точностью геометрических, механических, электрических и иных параметров, обеспечивать заданные эксплуатационные показатели вне зависимости от времени и места изготовления при сборке, ремонте и замене этих элементов.

ИсторияПравить

Метод изготовления взаимозаменяемых деталей впервые зародился и начал развиваться на предприятиях, производивших предметы военного снаряжения (ружья, пушки, снаряды и т. п.), пришлось столкнуться с требованием взаимозаменяемости деталей механизмов и боеприпасов. К концу XVIII в. в армиях европейских стран и США повысился спрос на ручное огнестрельное оружие. Это дало толчок для продвижения техники машиностроения на следующий этап ее развития. В России впервые обеспечение взаимозаменяемости связано с производством оружия на тульских заводах, где было организовано производство машин с взаимозаменяемыми деталями. Еще в 1715 г., на заре русского машиностроения по приказу Петра I была составлена своего рода инструкция для оружейных заводов, которая гласила: «На оружейных тульских и олонецких заводах делать фузеи и пистолеты калибром против присланных от его Царского Величества медных образцов ...». Исторические документы показывают, что тульские машиностроители практически решили труднейшую задачу взаимозаменяемости и наладили производство взаимозаменяемых частей ружейных замков в 70—80-х годах XVIII столетия.

Американские историки Бредли и Гарриман утверждают, что промышленник из США Уитней в 1798 г. первым доказал возможность производства взаимозаменяемых деталей машин. В 1785 г. французский инженер Леблан добился изготовления 50 мушкетных затворов с взаимозаменяемыми деталями. Англия заимствовала это производство у Америки в 1855 году, а Германия освоила его в 1872 г. (после франко-прусской войны). Опыт военных заводов, раньше других перешедших на выпуск изделий с взаимозаменяемыми деталями, с течением времени становится достоянием и гражданской промышленности.

В 1905г. американский инженер Ф. Тейлор выдвинул идею использования не одной, а двух моделей, проходным и непроходным калибрами. Вскоре крупные станкостроительные фирмы Германии разработали частным образом систему допусков и посадок для станкостроения. Разработанная ими система позволяла изготовлять взаимозаменяемые детали важнейших узлов механизмов, а это, в свою очередь, вело к тому, что заказчик по первому требованию получал новую деталь взамен сломавшейся или износившейся, причем постановка детали на место не требовала какой-либо пригонки. Разработанная немецкими станкостроителями система допусков и посадок держалась в большом секрете и распространения в других отраслях промышленности не получила. Война 1914-1918 гг. дала значительный толчок внедрению взаимозаменяемости в гражданскую промышленность, которая была привлечена к выполнению военных заказов.

В 1919 г. инженер П. М. Шелоумов предложил проект общегосударственной системы допусков, а в 1924-1925 гг. профессор А. Д. Гатцук составил проект стандарта на допуски под названием «Допуски для пригонок». В 1928 г. при Палате мер и весов начала работать комиссия эталонов и стандартов (КЭС) под председательством проф. А. Д. Гатцука, которая и составила проект системы допусков и посадок для промышленности Советского Союза (ОСТ). Первые ОСТ допусков и посадок были утверждены 20 декабря 1929 г. как обязательные для всех отраслей промышленности страны[1].

Современное состояниеПравить

Для облегчения выполнения условий взаимозаменяемости рекомендуется использовать нормальные линейные размеры, установленные на основе стандартных рядов предпочтительных чисел.

Взаимозаменяемость бывает:

  • полная взаимозаменяемость (требуемые характеристики у всех элементов)- полностью взаимозаменяемыми называются детали и узлы, устанавливаемые при сборке без дополнительных операций по обработке, без регулирования и подбора. Характерный пример — подшипники, автомобильные шины, электрические лампы;
  • неполная (частичная, ограниченная) взаимозаменяемость (часть элементов с погрешностью (характеристикой) больше чем допуск на сборку, при этом возникает риск не собрать изделие)-при сборке требуется установка детали или узла с размерами определённой группы, то есть групповой подбор деталей. Пример — поршни двигателей внутреннего сгорания;
  • групповая (требуемые характеристики достигаются путём включения элементов, принадлежащей общей группе заранее измеренных и рассортированных). Пример — клапана и толкатели двигателей внутреннего сгорания;
  • регулировка (требуемые характеристики достигаются регулировкой специального элемента путём изменения места, положения или введения дополнительного элемента);
  • пригонка (для достижения заданных свойств конструкции изменяют параметры элемента (заранее назначенного) необходимые для успешной сборки).
  • размерная — подразумевает взаимозаменяемость по присоединённым размерам.
  • параметрическая — необходимость регулировки различных параметров изделия.
  • внешняя — взаимозаменяемость по выходным данным узла, которыми могут являться либо присоединительные, либо эксплуатационные параметры.
  • внутренняя — взаимозаменяемость отдельных узлов или механизмов, входящих в изделие.

Взаимозаменяемость облегчает процесс конструирования за счет возможности использования стандартных конструкторских решений и единых технических требований. Обеспечивается широкая специализация и кооперирование, за счёт специализации происходит удешевление производства. Несомненным плюсом является возможность поточного производства взаимозаменяемых деталей, упрощение процесса сборки при использовании взаимозаменяемых деталей и узлов, снижается требование к квалификации персонала.

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н.. Технология машиностроения.. — М.: Машиностроение., 1990. — ISBN 5-217-01011-8.
  • Ройтман И.А., Кузьменко В.И. и др. Основы машиностроения в черчении.. — М.: Владос., 1999. — ISBN 5-691-00104-3.
  • ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ