Стандартизация и взаимозаменяемость в машиностроении

Стандартизация - это система мероприятий по обеспечению единообразных свойств, конструкций и типоразмеров машиностроительных деталей, узлов и агрегатов в целях их многократного использования. Степень стандартизации оценивают как отношение числа стандартных деталей к общему числу деталей в изделии. Государственная система стандартизации предусматривает следующие категории стандартов:

- государственные стандарты (ГОСТ);

- отраслевые стандарты (ОСТ);

- стандарты предприятий (СТП).

Принципиальным положением стандартизации являются предпочтительные числа и ряды. Предпочтительные числа образуют ряды чисел, построенных по определённым закономерностям. Наиболее целесообразными рядами предпочтительных чисел являются числа, построенные по арифметической или геометрической прогрессии. Например, по существующим стандартам внутренние диаметры подшипников качения средней серии построены по арифметической прогрессии с шагом, равным пяти (20, 25, 30, 35 и т. д.). Также по арифметической прогрессии построены ряды чисел наружных диаметров метрических резьб. Ряды геометрической прогрессии

a_k = aφ^k, φ = , n = 5, 10, 20, 40, (1.1)

где а - первый член ряда нулевого номера (k = 0);

k - порядковый номер.

Так, в начале I века до н. э. на римских водопроводах использовали трубы, градации которых по диаметру были подчинены закономерности геометрической прогрессии. Соответственно обозначают ряды чисел Rа5, Rа10, Rа20, Rа40 и дополнительный Rа80 (φ = 1,6; 1,25; 1,12; 1,06 и 1,03). Значение Ra определяет число членов прогрессии в одном десятичном интервале. Например, если за основной ряд для обработки деталей двигателя был принят ряд R10 со знаменателем прогрессии φ = 1,25, то и их основные сопряжённые размеры (диаметры поршня и цилиндра, длина шатуна и высота поршня, соотношение размеров вал - шатун - поршень - цилиндр и т. д.) необходимо выбирать из числового ряда со знаменателем 1,25.

Отраслевые стандарты устанавливают на продукцию, не относящуюся к объектам государственной стандартизации и являются обязательными для предприятий данной отрасли. Основным методом стандартизации является унификация.

Унификация - это многократное применение в машинах одних и тех же элементов конструкции, деталей и узлов. В результате унификации:

- растёт объём производства одних и тех же деталей и узлов;

- снижается стоимость их изготовления;

- уменьшается номенклатура запасных деталей и узлов;

- появляется возможность организации специализированного производства деталей и узлов;

- происходит сокращение номенклатуры режущего, измерительного и монтажного инструмента.

Показателем уровня унификации является коэффициент унификации:

, (1.2)

где n _ун - число унифицированных деталей в изделии;

n - общее число деталей.

Метод создания машин и механизмов путём их компоновки из унифицированных узлов и деталей, позволяющих повысить серийность и качество производства, называется агрегатированием. Это позволяет:

- повысить надёжность агрегатов за счёт их изготовления на специализированых участках (цехах, заводах);

- обеспечить высокую степень унификации узлов и деталей;

- повысить ремонтопригодность автомобиля за счёт использования взаимозаменяемых узлов и деталей;

- значительно сократить сроки проектирования;

- уменьшить номенклатуру и число типоразмеров деталей.