Что такое взаимозаменяемость и допуск?


Первые пушки стреляли ядрами, которые вначале обтесывали из камня, а затем (в конце XV в.) стали отливать из чугуна отдельные мастера-оружейники. Каждый из них придавал своей продукции те размеры, которые ему лично казались лучшими. Ядра обтесывались или отливались по внутреннему диаметру пушки. И почти никогда не случалось, чтобы ядра одной пушки подходили к другой. В связи с этим стали стремиться создать взаимозаменяемые части пушек и ружей. Нужна была большая работа поколений талантливых механиков, чтобы научиться создавать полностью взаимозаменяемые детали в огромных количествах.

В нашей жизни деталей, которые могут заменять друг друга, множество. В автомобиле износилась или почему-либо пришла в негодность какая-то деталь одного из ходовых механизмов. Беда невелика! Деталь эта продается в магазине, и не нужно никаких особых хлопот и возни для того, чтобы поставить ее на место старой.

Если бы цоколи обыкновенных ламп не были одинаковыми, не скоро удалось бы подобрать лампу,  «влезающую» в патрон
Если бы цоколи обыкновенных ламп не были одинаковыми, не скоро удалось бы подобрать лампу, «влезающую» в патрон

И не только единичные детали, но и целые узлы (сочетания нескольких деталей) механизмов и частей автомобилей, самолетов, станков и других машин заменяют новыми — тоже без всякой подгонки. Все это возможно только потому, что детали и узлы автомобиля отличаются важнейшим для массовых машин свойством — взаимозаменяемостью.

Если бы такие машины строились из невзаимозаменяемых деталей, сколько бы лишнего времени, труда и средств для подгонки при сборке понадобилось для замены износившихся частей! Невозможно было бы выпускать их в массовом количестве.

Наиболее распространенные изделия массового потребления тоже делаются стандартными. В особых документах — стандартах — для них устанавливается один или несколько типов, определенный материал, вес и размер. И это обязательно для заводов и фабрик внутри всей страны, а для таких изделий, как цоколи электролампочек и патроны, лезвия и держатели безопасных бритв,— даже всего мира. Если же два стандартных изделия предназначены для соединения, их размеры устанавливаются так, чтобы они были взаимосопряженными.

И, наконец, даже внутри какого-то завода или отдельной отрасли промышленности для ускорения и удешевления производства также устанавливаются своего рода стандарты — назначаются строго определенные нормы для различных характеристик изделия или его частей, в том числе и для размеров. Это называется нормализацией. Нормализованные изделия, соединяемые друг с другом, тоже должны быть взаимосопрягаемымв.

Часто бывает, что заводу поручено изготовить сложную машину, состоящую из многочисленных и трудоемких деталей. Одному заводу это не под силу, ему нужна помощь других заводов. Все эти предприятия кооперируются. У каждого есть чертежи заказанных деталей. И когда с 10-15 заводов изготовленные детали приходят на «головной» завод, из них легко, без всякой подгонки собирают машину. Значит, и в этом случае необходима взаимосопряженность деталей.

Итак, взаимосопряженность нужна именно в тех случаях, когда происходит сборка (соединение двух деталей или частей — охватывающей и охватываемой).

А как этого добиваются?

Конструктор делает свои расчеты и получает так называемый номинальный размер охватывающей и охватываемой деталей или частей изделия, например цилиндрического отверстия и входящего в него валика. Этот размер — один и тот же для обеих сопрягаемых деталей. Но никогда не удается изготовить изделие абсолютно точно. Размер всегда окажется несколько больше или меньше номинального. Поэтому в каждом отдельном случае конструктор заранее назначает пределы допускаемых отклонений в обе стороны — допуски. И если уже известны пределы отклонений для отверстия, то пределы отклонений для валика подбираются так, чтобы обе детали оказались взаимосопрягаемы.

Каким же способом «ловят» заданный в пределах допуска размер? Вот тут-то и приходят на помощь специальные измерительные инструменты и приборы — подлинные «ловцы» микронов, «притаившихся» у пределов допускаемых отклонений.