5.2 Размерный анализ по высоте (длине) аппарата
Следует отметить, что научно обоснованный метод выбора ширины и допусков листовых заготовок стыковых соединений сварных карт отсутствует и отдан на произвольное решение изготовителей, что не может гарантировать высокого качества.
Корпус аппарата состоит из трех отдельных обечаек. Количество кольцевых швов с учетом швов «обечайка – днище» n = 8. (посчитайте из раздела 4)
Допускаемые отклонения длины цилиндрической части аппарата не должны превышать плюс 0,3% от номинальной длины корпуса без днищ, но не более плюс-минус 75 мм.
∆Н = ±0,003 . Н ≤ 75 мм;
∆Н = ±0,003 . 20800 = ±63 мм.
Следовательно, принимаем ∆Н = ±63 мм.
Для определения расчетных (возможных, ожидаемых) отклонений используются те же формулы, что и при расчете отклонений периметра.
Рассмотрим два варианта расчета
Вариант I. Листы используются без дополнительной обработки кромок. В этом случае необходимо учитывать отклонения проката по ширине.
Отклонения по ширине проката только плюсовые, и согласно ГОСТ5681, составляют
α1пр = +0,5%В, (5.9)
участок I
α1пр = 0,005 . 1000 = +5 мм.
участок II
α1пр = 0,005 . 2100 = +10,5 мм.
участок III
α1пр = 0,005 . 2000 = +10 мм.
Расчетное количество кольцевых швов для определения ∆Н будет равняться n = 2 для первого участка, n = 4 для второго участка, n = 9 для третьего участка.
Операционные отклонения и отклонения зазора те же, что и для случая
Периметра
2α1оп = +2,0 мм; 2α2оп = - 2,0 мм;
α13 = +2,0 мм; α23 = - 2,0 мм.
участок I
α1 = (5 +2,0 +2,0) . 2 = +18 мм;
α2 = (0 - 2,0 - 2,0) . 2 = -8 мм.
участок II
α1 = (10,5 +2,0 +2,0) . 4 = +58 мм;
α2 = (0 - 2,0 - 2,0) . 4 = - 16 мм.
участок III
α1 = (10 +2,0 +2,0) . 9 = +126 мм;
α2 = (0 - 2,0 - 2,0) . 9 = -36 мм.
Ожидаемые расчетные отклонения ниже допускаемых. Величины отклонений могут быть значительно снижены, если применить известный в машиностроении метод компенсации отклонений от нормальных размеров.
Применять этот метод следует ограниченно, так как он не способствует независимому изготовлению базовых деталей и, следовательно, препятствует внедрению принципов взаимозаменяемости.
Вариант II: При этом прокат подвергается дополнительной обработке по ширине и размеры каждой из обечаек будут одинаковы, количество кольцевых швов n = 2 для первого участка, n = 4 для второго участка, n = 9 для третьего участка.
2 α1оп = 2 α2оп = 0.
участок I
α1 = (0 +2,0 +2,0) · 2 = +8 мм;
α2 = (0 - 2,0 - 2,0) · 2 = -8 мм.
участок II
α1 = (0 +2,0 +2,0) · 4 = +16 мм;
α2 = (0 -2,0 - 2,0) · 4 = - 16 мм.
участок III
α1 = (0 +2,0 +2,0) · 9 = +36 мм;
α2 = (0 - 2,0 - 2,0) · 9 = - 36 мм.
Расчетные отклонения в данном варианте меньше допускаемых, и, следовательно, второй вариант обеспечивает принципы взаимозаменяемости.
Определим диаметр сварной опоры в сопряжении этой опоры со штампованным днищем.
В качестве номинальных выбраны внутренний диаметр опоры DA и наружный диаметр днища Dн (рисунок 5.2.1)
Рисунок 5.2.1 – Расчетная схема сопряжения «опора – днище»
Внутренний диаметр опоры DА, мм
DА = Dн + αА + αВ + ∆min , (5.10)
где αА - допуск на диаметр опоры, мм;
αВ - допуск на диаметр днища, мм.
Примем ∆min = 1 мм, толщину стенки опоры 28 мм, максимальный сварочный зазор bмах = 6 мм.
Из [2,таблица 2.2] отклонения диаметра днища составляют ± 6мм
αВ = ± 6мм.
Для опорной обечайки отклонение диаметра рассчитывается по формуле
,
(5.11)
где
h = 0,15*28 =4,2 мм,
По формуле (5.11)
∆DА = ± 4,2/2 = ±2,1 мм;
αА = 2,1 мм.
По формуле (5.7)
Dн = 1800 + 2*60 =1920 мм.
Максимальный сварочный зазор на сторону рассчитаем по формуле
bmax = αА +αВ + bmin, (5.11)
bмах = 2,1+ 6+0,5 = 8,6 мм.
Сварочный зазор 8,6 мм не позволяет вести нормальный процесс как ручной, так и автоматической сварки под слоем флюса. Поэтому данное сопряжение « корпус – днище» при существующей технологии изготовления днища по принципу взаимозаменяемости собирать невозможно.
Чтобы изготавливать узел сопряжения «опора – днище» по принципу взаимозаменяемости, необходимо иметь днище с предельными отклонениями диаметра αВ , обеспечивающими
bmax = 3мм, bmin = 0,5 мм.
Тогда
αВ = bmax - αА - bmin, (5.12)
αВ = 3-2,1- 0,5 = 0,4 мм.
Предельные отклонения диаметра днища не должны превышать ∆D = ±0,4 мм.
Днища с такой точностью можно изготавливать с применением водоохлаждающего пуансона.