Расчёт и стандартизация параметров деталей агрегатов автоматики ЖРД

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

бюджетное УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВПО «ВГТУ»)

Факультет машиностроения и аэрокосмической техники

Кафедра «Ракетные двигатели»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

тема: «Расчёт и стандартизация параметров деталей агрегатов автоматики ЖРД»

2019

Введение

агрегат автоматика допуск сборка

Научно-технический прогресс связан со значительным усложнением различного оборудования, применение взаимосвязанных систем машин, ужесточением режимов их эксплуатации, применение широкой номенклатуры элементной базы, веществ и материалов. Резко возрастают требования к качеству изделий и услуг, комплектующих изделий, материалов. Важное значение приобретают вопросы надежности изделий и элементов, конкурентоспособности продукции.

В этих условиях резко возрастает роль стандартизации, как важнейшего звена в системе управления техническим уровнем и качеством продукции на всех стадиях жизненного цикла: в процессе научных разработок, проектирования, создания, эксплуатации и утилизации изделий. Стандартизация определяет основу не только настоящего, но и будущего развития хозяйственно-экономической деятельности в стране.

Стандартизация - это деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядоченности в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного использования в отношении реально существующих или потенциальных задач.

В настоящее время в РФ создано правовое «поле» Государственного научно-технического нормирования, основы которого закреплены Законом РФ «О стандартизации» во взаимной связке с Законами РФ «Об обеспечении единства измерений» и «О сертификации продукции и услуг».

В условиях создающейся рыночной экономики происходит переосмысление роли и места общетехнических и организационно-технических систем и комплексов государственных стандартов, вырабатываются новые стандарты и концепции проведения работ в этой области. Происходят изменения в системах идентификации, классификации и кодирования объектов стандартизации и в каталогизации продукции. Интенсифицирован процесс гармонизации стандартов в рамках международной стандартизации.

Цели и задачи курсовой работы

Основная цель курсовой работы - приобретение студентами навыков проведения расчетов при решении типовых инженерных задач с использованием государственных стандартов, учебной и справочной литературы.

Задача курсовой работы - освоение правил выполнения чертежей деталей машин, приёмов нормирования точности типовых деталей, методов выбора и расчёта допусков расположения формы и шероховатости поверхности, методов построения и расчёта размерных цепей.

Приобретенные знания и навыки являются основой для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам, дипломного проектирования, а также в дальнейшей инженерной деятельности.

Выполняемая курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части, оформленных в соответствии с требованиями ЕСКД.

Тематика курсовой работы ограничивается различными типами сборочных единиц агрегатов автоматики и управления ЖРД, включающих: соединения с зазором и натягом, резьбовые и сварные соединения, подшипники скольжения, элементы селективной сборки и др.

Выполнение сборочного чертежа и рабочих чертежей деталей агрегата автоматики ЖРД

Цель задания:

- Изучить общие положения и правила выполнения сборочных чертежей агрегатов и их деталей;

- Изучить основную терминологию курса, научиться проставлять на чертежах линейные размеры, допуски и посадки соединений, допуски формы, расположения и шероховатости поверхности.

Задание №1

Дано: Изделие - «Клапан-тройник».

Необходимо:

1) Выполнить сборочный чертёж изделия - «Клапан-тройник».

2) Описать назначение и принцип работы агрегата.

3) Составить спецификацию.

4) Выполнить рабочий чертеж детали.

Назначение и принцип работы агрегата.

Клапан-тройник (рисунок А.7) обеспечивает:

- подвод воздуха к пневмореле при их проверке на изделии;

- подвод горючего к пневмореле из головки камеры двигателя при работе двигателя;

- герметизацию полостей пневмореле от линии проверки.

Клапан-тройник установлен на магистралях подвода горючего от камеры двигателя и газогенератора к пневмореле.

Клапан-тройник (см. рисунок А.7) состоит из заглушки 1; корпуса 2;

штуцера 3; прокладки 4; клапана 5; пружины 6; шайбы 7.

В рабочем положении клапан прижимается к седлу корпуса давлением ГО и пружины. ГО через клапан-тройник поступает к пневмореле. Герметичность по месту присоединения линии проверки пневмореле обеспечивается как резиновым уплотнением клапана 5, так и установкой заглушки.

При проверке воздухом пневмореле на изделии вместо заглушки 1 устанавливается специальное приспособление, при помощи которого клапан 5 отжимается на седло штуцера и перекрывает доступ воздуха в полость двигателя. Воздух через приспособление поступает к пневмореле.

В качестве материала, применяемого для изготовления корпуса 2, используется сплав алюм. АК6.ПП, заглушки 1 - сталь 12Х18Н10Т, штуцера 3 - сплав алюм. Д16.Т.ПП, прокладки 4 - лист АД1М-1,5, клапана 5 - , пружины 6 - проволока 50ХФА, шайбы 7 - БрАЖН-10-4-4.

Рисунок 1 - Клапан с электропневмоприводом

Рисунок 2 - Спецификация изделия

Рисунок 3 - Поршень-клапан

Рисунок 4 - Пружина управляющего клапана

Определение параметров и построение полей допусков элементов гладких соединений

Цель задания:

- Изучить основную стандартную терминологию курса и научиться определять отклонения, допуск размера, предельные размеры, предельные зазоры или натяги соединения, допуск посадки.

- Научиться давать характеристику посадки и правильно проставлять отклонения размеров на сборочных чертежах и чертежах деталей.

- Научиться выбирать измерительные средства для контроля размеров гладких цилиндрических деталей.

Задание № 2

Дано: две посадки цилиндрического соединения

№1 - ; №2 - ;

Необходимо:

1) Определить для каждой посадки значения основных параметров отверстия и вала. Рассчитать параметры посадки. Дать характеристику посадки.

2) Вычертить схемы полей допусков соединения.

3) Выбрать инструменты для измерения размеров деталей, составляющих соединение.

Последовательность выполнения задания № 2

1) Расчёт параметров посадки №1 - и построение полей допусков.

Определяем значения основных параметров полей допусков отверстия, вала и посадки №1-. Обозначение посадки c условным обозначением полей допуска и числовым значением предельных отклонений

Таблица 6 - Сводная таблица параметров отверстия и вала для посадки

Параметры посадки	Отверстие	Вал
Номинальный размер, мм
Нижнее отклонение, мкм
Верхнее отклонение, мкм
Основное отклонение, мкм
Допуск, мкм

Схема полей допусков для посадки

Расчёт предельных размеров вала и отверстия

Расчёт допусков размеров вала и отверстия

Расчёт величин предельных зазоров (натягов)

Расчёт допуска посадки

Характеристика посадки

Посадка с номинальным диаметром соединения мм выполнена в системе отверстия, переходная, комбинированная по квалитетам: отверстие - , вал - .

2) Расчёт параметров посадки №2 - и построение полей допусков

Определяем значения основных параметров полей допусков отверстия, вала и посадки №1-. Обозначение посадки c условным обозначением полей допуска и числовым значением предельных отклонений

Таблица 7 - Сводная таблица параметров отверстия и вала для посадки

Параметры посадки	Отверстие	Вал
Номинальный размер, мм
Нижнее отклонение, мкм
Верхнее отклонение, мкм
Основное отклонение, мкм
Допуск, мкм

Схема полей допусков для посадки

Расчёт предельных размеров вала и отверстия

Расчёт допусков размеров вала и отверстия

Расчёт величин предельных зазоров (натягов)

Расчёт допуска посадки

Характеристика посадки

Посадка с номинальным диаметром соединения мм выполнена в системе отверстия, переходная, комбинированная по квалитетам: отверстие - , вал - .

3) Выбор средств измерения.

Для измерений размеров отверстия и вала требуется выбрать измерительный инструмент. Определяем допустимую погрешность измерений по формуле:

,

где - допустимая погрешность измерения;

- предельная погрешность измерения наружных линейных размеров.

Данные средств измерения сведены в таблицу 8.

Таблица 8 - Сводная таблица по выбору средств измерения

Обозначение деталей соединения	Допуск : , мкм	Допускаемая погрешность измерения , мкм (Табл. Д.2)	Предельная погрешность , мкм (Табл. Д.3)	Измерительные инструменты
Отверстие 70Н8		12	9	Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002и 0,01мм. При установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой делении 0,002мм.
Вал 70f7		9	5	Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002и 0,01мм. При установке на нуль по установочной мере и скобы рычажные (СР) с ценой делении 0,002мм.

Расчет посадок с натягом

Цель задания:

- Научиться определять допуски деталей в посадках с натягом;

- Научиться правильно нормировать и обозначать на чертежах погрешности формы и шероховатости поверхностей деталей, образующих посадку с натягом;

- Выполнять расчет посадки с натягом.

Задание № 3

Задание: Подобрать посадку с натягом схема полей допусков для соединения при следующих данных: , , , .

Соединение нагружено осевой силой . Детали изготовлены из стали 40, , , , .

Последовательность выполнения задания № 3

1) Определение коэффициентов

; ;

; .

2) Расчет наименьшего натяга

;

В процессе запрессовки неровности на поверхностях детали сминаются, и в соединении создается меньший натяг, поэтому следует расчетный увеличить на значение поправки:

,

.

Наименьший натяг:

.

3) Определение допустимых значений давления:

для втулки

,

;

для вала

,

.

4) Определение максимально допустимого натяга для данного сопряжения

,

5) Расчётные данные для выбора посадки:.

Минимальный натяг соединения - ;

Максимальный натяг соединения - .

По ГОСТ 25347--82 (Приложение Б) выбираем посадку с натягом:

;

Поверочный расчёт:

;

.

Расчет подшипников скольжения

Цель задания:

- Изучение методики расчета гидродинамических подшипников;

- Научиться определять посадку для подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостного трения;

- Рассчитать гидродинамический подшипник скольжения.

Задание № 4

Дано: Подобрать посадку для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостного трения при следующих данных: , , , , масло с динамической вязкостью при = 50°С, .

Последовательность выполнения задания № 4

1) Определение минимально допустимой величины масляного слоя.

,

где - минимально допустимая величина масляного слоя;

= 5 мкм - высоты неровностей трущихся поверхностей, выбираются в соответствии с рекомендациями;

-- принимается равной 2...3 мкм; :

.

2) Расчет значения .

.

3) Определение значений и .

По таблице 4.1 для строим график зависимости , приведённый на рисунке 21.

В таблице 10 приведены значения только для при . На рисунке 21 заштрихованная зона - зона надежной работы подшипника, т.е. зона при . Следовательно - минимум для расчётного значения отсутствует. Поэтому в нашем случае мы должны принять не менее 0.3.

Рисунок 3 - График при

Принимаем минимальное значение , а соответствующее ему значение - .

Максимальное значение определяем по графику, а соответствующее ему значение - .

4) Определение и .

Формулу 4.4 преобразуем для определения зазора:

.

Максимальный зазор ,

.

Минимальный зазор.

Так как был принят больший относительный эксцентриситет , то значение в данном случае не равно .

.

5) Выбор посадки.

По = 92 мкм находим, что наиболее близкий вид посадки в системе отверстия с минимальным зазором: = 100 мкм.

Допуск посадки с учетом коэффициента запаса точности на износ подшипника скольжения :

;

.

6) Определение квалитета.

Известно, что допуск посадки . Подберем квалитеты так, чтобы сумма допусков была близка к 80 мкм. Наиболее близко этим условиям соответствует предпочтительная посадка подшипника скольжения:

,

т.к. .

Определение параметров элементов соединений, подвергаемых селективной сборке

Цель работы:

- Усвоить сущность метода селективной сборки соединений;

- Научиться определять предельные размеры деталей, входящих в каждую размерную группу, групповые зазоры, натяги и допуски деталей.

Задание № 5

Дано:

- номинальный размер соединения 40 мм;

- обозначение посадки ;

- количество групп сортировки .

Необходимо:

1) Найти значение основных параметров полей деталей и исходной посадки.

2) Разделить поля допусков исходной посадки на заданное число групп.

3) Составить карту сортировщика для проведения селективной сортировки.

Последовательность выполнения задания № 5

1) Определяем величину допусков отверстия и вала, величину и знаки основных и предельных отклонений размеров посадки вала и отверстия (приложение Б) и сводим их в таблицу 9

Таблица 9 - Сводная таблица параметров отверстия и вала для посадки

Параметры посадки	Отверстие	Вал
Номинальный размер, мм
Нижнее отклонение, мкм
Верхнее отклонение, мкм
Основное отклонение, мкм
Допуск, мкм

2) Определяем предельные размеры и допуски отверстия и вала

3) Величины предельных зазоров:

4) Групповые допуски отверстия и вала:

Заполняем карту сортировщика (таблица 10).

Таблица 10 - Карта сортировщика

№ Размерной группы	Размеры деталей, мм
	отверстие,	вал,
1	От До	40,000 40,00625	39,950 39,95625
2	Свыше До	40,00625 40,0125	39,95625 39,9625
3	Свыше До	40,0125 40,01875	39,9625 39,96875
4	Свыше До	40,01875 40,025	39,96875 39,975

6) Групповые зазоры для 1-ой группы:

Групповые зазоры для последующих групп рассчитываются аналогично.

Расчёт размерных цепей

Цель работы:

- Научиться определять предельные размеры замыкающего звена при известных допусках составляющих звеньев методами решения на и вероятностным методом.

- Научиться определять допуски размеров составляющих звеньев при известном допуске замыкающего звена методом допусков одного квалитета.

Пример выполнения задания № 6.

Дано: Имеется фрагмент конструкции, у которой необходимо обеспечить при сборке осевой зазор между торцом крышки и наружным кольцом зубчатого колеса. Осевой зазор необходим для компенсации тепловых деформаций деталей, возникающих во время работы.

В таблице 14 даны размеры составляющих звеньев конструкторской размерной цепи зубчатого механизма - , тип посадки и квалитет. Допуск увеличивающих размеров деталей , уменьшающих - .

Необходимо:

1) Определить параметры замыкающего звена, т.е. номинальное, предельные значения и допуск замыкающего размера

2) Построить поле допуска замыкающего звена

Таблица 11 - Данные для расчёта размерной

Параметры	Составляющие звенья цепи	Результаты расчёта
Размер звена, мм	121H8	70H8	5h9	180h9	5h9	1
Нижнее отклонение, мкм	0	0	-30	-100	-30	0
Верхнее отклонение, мкм	+63	+46	0	0	0	269

Последовательность выполнения задания № 6

1) Номинальную величину замыкающего звена находим по формуле (8.1):

:

.

2) Отклонения составляющих размеров находим по Приложению Б и заносим в таблицу 14.

; ;

; .

3) Допуск замыкающего размера вычисляем по формуле (6.2)

.

.

4) Координату середины поля допуска замыкающего размера определяем из формулы (8.3)

:

5) Вычисляем верхнее и нижнее предельные отклонения замыкающего звена

;

.

Определяем номинальный размер и предельные отклонения замыкающего звена - .

6) Поверочный расчёт предельных размеров замыкающего звена:

,

,

что указывает на правильность построения конструкторской размерной цепи, т.к. выполняется условие .

Заключение

Стандартизация, взаимозаменяемость, метрология, технические измерения и сертификация продукции, работ и услуг являются инструментами обеспечения качества изделий. На основе стандартизации сформированы принципы и нормативные акты взаимозаменяемости, метрологии, технических измерений, систем управления качеством и сертификации.

К основным задачам стандартизации, наряду с требованиями к качеству и точности изготовления, относится стандартизация метрологического обеспечения. Стандартизована вся измерительная техника, методы и средства измерений, а также методы и средства поверки последних, без чего единство измерений невозможно.

Освоение дисциплины, в которой изучаются вопросы нормирования точности, стандартизации и взаимозаменяемости является частью профессиональной подготовки инженеров. Знания, полученные студентами, закрепляются при выполнения курсовых и дипломных проектов. Закрепление теоретических положений курса, развитие навыков использования справочного материала и умения проводить инженерные расчеты при решении типовых конструкторских и технологических задач является основной целью настоящего учебного пособия.

В учебном пособии изложены теоретические сведения по вопросам стандартизации и взаимозаменяемости деталей агрегатов ЖРД, выбору посадок, расчёту подшипников скольжения, определению параметров элементов соединений, осуществляемых селективной сборкой, принципы построения размерных цепей. Приведены примеры выполнения сборочных чертежей и типовых деталей, расчета и выбора допусков расположения, формы и шероховатости поверхности, а также задания на курсовую работу и примеры их выполнения.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 160302 «Ракетные двигатели», изучающих дисциплину «Метрология, стандартизация и сертификация».

Список литературы

Сергеев А.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учеб. пособие / А.В. Сергеев. - 2003.

Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов / А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. - М.: Машиностроение, 1986. - 352 с.

Анухин В.И. Допуски и посадки: Учеб. пособие. 3-е изд. / В.И. Анухин. - СПб: Питер. 2004. - 207 с.

Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник для вузов. 2-е изд. / Ю.В. Димов. - СПб,: Питер, 2004. - 432 с.

Единая система допусков и посадок. Справочник.- М.: Издательство стандартов, 1989. Т.1.

Чекмарев А.А., Осипов В.К. Справочник по машиностроительному черчению / А.А. Чекмарев, В.К. Осипов. - М.: Высш. школа, 1994. - 671 с.

Методические указания для тестового контроля знаний по курсу «Метрология, стандартизация, сертификация» для студентов специальности 160302 «Ракетные двигатели» очной формы обучения. Ч. 1 / Воронеж. гос. техн. ун-т; сост. Г.И. Скоморохов, Д.Г. Авсицеров. Воронеж, 2005. 50 с.

Методические указания для тестового контроля знаний по курсу «Метрология, стандартизация, сертификация» для студентов специальности 160302 «Ракетные двигатели» очной формы обучения. Ч. 2 / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Г.И. Скоморохов, В.А. Коробченко. Воронеж, 2007. 50 с.

СТП ВГТУ 62-2007. Текстовые документы (курсовые работы, проекты, рефераты, отчёты по лабораторным работам, контрольные работы). Правила оформления. - Воронеж: ВГТУ, 2007. - 53 с.

Размещено на Allbest.ru

...