Аналіз геометричних параметрів та технічних вимог до штифтових конічних з'єднань у вузлах насосів

Abstract

У статті проаналізовано причини виникнення ситуації з появою похибок виготовлення та відсутності необхідних технічних вимог для виконання штифтовим конічним з’єднанням його службового призначення. Аналіз виконувався на основі геометричної побудови складального розмірного ланцюга із двох деталей, що підлягають з’єднанню та штифта конічного з конусністю 1:50 за ГОСТ 9465-79, що застосовується саме у штифтових з’єднаннях насосного обладнання. Геометричний аналіз включав у себе виокремлення відхилень на лінійні розміри та кутові відхилення. Значення кутових відхилень приводилися до лінійних значень їх проекцій вздовж осі штифта, для визначення допуску на висоту виступання торця штифта над поверхнею з’єднувальних деталей. Також теоретично доведено необґрунтованість призначення показника шорсткості отвору під штифт на рівні Ra 1,6 мкм та його недоцільність при неможливості забезпечення необхідної довжини контакту і запропоновано вирішення даного протиріччя. Виконано детальний аналіз технічних вимог креслень вузлів насосного обладнання, що містять штифтові конічні з’єднання, та пункти відповідних стандартів, що у результаті дозволило виділити невідповідності вимог та запропонувати рекомендації, виконання яких забезпечить отримання якісного з’єднання відповідно до його службового призначення. Аналіз геометричних параметрів штифтових конічних з’єднань вперше дозволив визначити залежність висоти виступання торця штифта над поверхнею з’єднувальних деталей та допуску на даний параметр, а також запропонувати математичні залежності для їх визначення. Представлені залежності можуть бути використані на практиці для обґрунтованого розрахунку під час проєктування штифтових конічних з’єднань у вузлах насосів та на машинобудівних підприємствах, де використовуються подібні з’єднання. Вперше представлено та обґрунтовано визначення величини допуску на розмір отвору під оброблення розгортками конічними, а також запропонована формула розрахунку даного параметра, що наведено у рекомендаціях для можливості їх застосування на підприємствах машинобудівного комплексу та у виробах, які містять у конструкції штифтові конічні з’єднання.

The article analyzes the causes of the situation with the appearance of manufacturing errors and the lack of the necessary technical requirements to perform a pin conical joint his intended purpose. The analysis was performed based on geometric construction of the assembly dimensional chain of two parts to be connected and a conical pin with a taper 1:50 according to GOST 9465-79, which is used in the pin joints of pumping equipment. The geometric analysis included the separation of deviations into linear dimensions and angulardeviations. The values of the angular deviations were reduced to the linear values of their projections along the axis of the pin, to determine the tolerance on the end height protrusion of the pin above the surface of the connecting parts. Also, the unfoundedness ofassigning the roughness index of the hole under the pin at the level of Ra 1.6 μm and its inexpediency when it is impossible to ensure the required contact length is theoretically provedand the solution of this contradiction is proposed. A detailed analysis of the technical requirements for drawings ofpumping equipment units containing pin conical joints and paragraphs of the relevant standards, which resulted in the inconsistencies, and offer recommendations that will ensure thequality of the joint following its official purpose. Analysis of the geometric parameters of pin conical joints for the first time allowed to determine the dependence of the height of the pin end protrusion above the surface of the connecting parts and the tolerancefor this parameter, as well as to propose mathematical dependences for their determination. The presented dependencies can be used in practice for a reasonable calculation during the design of pin conical joints in pump nodes and in machine-building enterprises where such joints are used. For the first time, the determination of the tolerance for hole size for machining conical reamers is presented, and the formula for calculating this parameter is proposed, which is given in the recommendations for their use in machine building enterprises and products containing pin conical joints.