Основні поняття й формули розрахунку

 

Внаслідок виробничих погрішностей, що виникають на різних етапах виготовлення складальної одиниці й вхідних деталей, їхні дійсні розміри відрізняються від передбачених кресленням і технічними умовами. Причинами погрішностей є як методи переносу розмірів і методи базування, так і погрішності виготовлення складального оснащення. Величина погрішностей у значній мірі визначається схемою вв'язування всього використовуваного оснащення й точностними характеристиками переносу розмірів на окремих етапах складання.

Для забезпечення якості виготовлення конструкції, що складається, розробляють схему вв'язування заготівельного й складального оснащення й роблять розрахунок передбачуваної точності. Ця робота є підсумком розробки технологічного процесу зборки вузла або агрегату.

Розрізняють:

- задану (необхідну) точність, що призначає конструктор ОКБ при проектуванні виробу й указує в технічних умовах (ТУ);

- дійсну точність, реально одержувану в результаті виготовлення виробу й обумовлену його виміром;

- очікувану точність, що передбачається одержати для вузла або агрегату в результаті обраних технологічних процесів виготовлення вхідних у нього деталей, методів їхньої зборки, методів виготовлення й ув'язування оснащення й т.д.

Очікувану точність одержують у результаті аналітичного розрахунку, виконаного за певною методикою на етапі завершення проектування технологічного процесу зборки і його оснащень.

У курсовому (дипломному) проекті завданням студента є виконання розрахунку очікуваної точності, зіставлення її із заданою точністю на вузол або агрегат по ТУУ. При незадовільних результатах студент зобов'язаний внести в технологічні й конструкторські рішення відповідні зміни, які необхідні для гарантованого одержання очікуваної точності, що відповідає заданої по ТУУ. Для розрахунку очікуваної точності застосовується апарат теорії розмірних ланцюгів, з яким рекомендується ознайомитися по підручнику [1, 4, 6]. При цьому, коли необхідно зробити розрахунок очікуваної точності вузла або агрегату, наприклад, по відхиленню від теоретичного контуру, тобто уздовж лінії, перпендикулярної теоретичному контуру, використається теорія лінійного розмірного ланцюга. Як відомо, розмір замикаючої ланки для лінійного розмірного ланцюга визначається по рівнянню розмірного ланцюга:

 

 

де: l_i - складові ланки розмірного ланцюга;

ξ_i - передатне відношення, що характеризує вплив складових ланок на замикаючу ланку. ξ _i = +1 для «збільшуючих» ланок, тобто для ланок, величина яких збільшує величину замикаючої ланки; ξ _i = -1 для ланок, що “зменшують”, тобто для ланок, величина яких зменшує величину замикаючої ланки.

Якщо складові ланки розмірного ланцюга виконані з виробничими погрішностями δ_і, то замикаюча ланка буде мати погрішність, обумовлену рівнянням виробничих погрішностей:

 

 

З вищевикладеного треба, що студентам при рішенні завдання з розрахунку очікуваної точності агрегату або вузла необхідно скласти й вирішити рівняння погрішностей замикаючої ланки (9.2). При цьому як складові погрішності, що утворять підсумкову погрішність агрегату, варто взяти погрішності, що з'являються на всіх етапах одержання L_зам - погрішності виготовлення деталей, агрегату й елементів оснащення, що входять у розмірний ланцюг, а також погрішності, що виникають від деформацій при клепці, змінах температури й т.д.

Рішення рівняння виробничих погрішностей (9.2) може бути виконано розрахунком на максимум - мінімум, коли величину очікуваної точності агрегату одержують у випадку самого гіршого сполучення всіх погрішностей, тобто при їхньому додаванні. Теоретично більше правильним є методика розрахунку, заснована на принципах теорії ймовірностей. У цьому випадку рішення рівняння погрішностей зводиться до визначення двох основних характеристик погрішності замикаючої ланки [5]:

Δ_Σ - координата центра групування погрішностей зборки;

δ_Σ - половина поля погрішності замикаючої ланки (середньоквадратичне відхилення).

 

Для агрегату, наприклад, фюзеляжу, розташування полів зазначених погрішностей і допусків, заданих технічними умовами (ТУ), у цьому випадку буде виглядати відповідно до схеми (мал.9.5).

 

Як видно зі схеми, верхні й нижнє граничні відхилення замикаючого розміру зібраного агрегату будуть рівні відповідно:

 

 

Відповідно до теорії ймовірностей величини Δ_Σ та δ_Σ визначаються по формулам

 

 

де: n - кількість ланок, що беруть участь у формуванні замикаючої ланки (розміру);

Δ_і - координата середини поля допуску складової ланки;

δ_і - половина поля допуску складової ланки;

а_і - коефіцієнт відносної асиметрії розподілу погрішностей

складової ланки;

K_і - коефіцієнт відносного розсіювання розміру складової ланки.

 

Для технологічних процесів одержання розмірів, що характеризуються нормальним (за законом Гаусса) розподілом погрішностей, величини a_і та K_і відповідно дорівнюють 0 та 1. Для техпроцесів, що не мають нормального розподілу погрішностей, параметри a _і та K_і визначаються експериментально та приводяться в довідкових матеріалах.

Координата середини поля допуску складової ланки дорівнює

де: BO_і — верхнє та НО_і - нижнє граничні відхилення.

 

При симетричному розташуванні поля допуску Δ_і = 0.

Половина поля допуску складової ланки дорівнює

Отримані в результаті розрахунку величини очікуваних відхилень не повинні перевищувати відхилень, заданих технічними умовами на виріб. У таблиці 9.4 наведені середньостатистичні дані про припустимі відхилення аеродинамічних поверхонь для сучасних літаків, для швидкості польоту відповідно М ~ 0,75 - 0,85.

 

 

Таблиця 2

Агрегат	Частини агрегатів	Відхилення, мм
Фюзеляж	Носова частина Середня й хвостова частини	±1,0 ±2,0
Крило, стабілізатор	Передня частина (проти потоку) Задня частина (по потоці)	±1,0 ±2,0
Кіль	Центральна й хвостова частини	±2,0
Мотогондола	Передня частина (проти потоку) Задня частина (по потоці)	±1,0 ±2,0