液压马达的公差分析

2021-06-10 15:56 厦门三江盛达

液压马达的装配过程是其生命周期中极其重要的一个阶段。装配质量的好坏可以影响着液压马达的性能与效率,而在整个阶段中,装配公差又直接决定着液压马达的装配成功率以及经济性。因此,为了获得理想的结果,设计者必须深入研究液压马达装配阶段的公差问题,从而提高液压马达性能,降低成本。

 

为什么要对液压马达公差进行分析?

 

一般的装配就是指将实际零件进行组装安排的过程,装配结束后,可以利用真实的液压马达来实现产品的检验和评价。在此之后,任何对于液压马达的改动,都需要重新对零部件进行设计与制造。因此,如果液压马达装配公差设计得不合理,不仅不能满足装配准确度的要求,而且也会导致返工或修改,使得装配成功率降低,浪费大量人力、时间等,甚至会影响液压马达的安全使用与使用寿命,所以要对液压马达进行公差分析。

 

公差分析,不仅可以用于分析装配尺寸链的公差,同时也可称为公差累积分析,是在装配体零部件的结构和尺寸变动范围都已明晰的情况下,计算封闭环的尺寸范围,它初始以二维图样为基础,利用尺寸链和公差带进行计算。这种传统的计算手段与方法,不仅工作量庞大、效率低,而且校核起来也十分困难,因此需要对计算方法进行优化。

 

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛 公差分析有极值法和统计法。统计法以概率论为计算的数学理论依据,针对组成环的分布特征,进行计算分析封闭环尺寸,与极值法相比,更具有实际性。

 

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛 本文研究的是有关形位公差的具体公差分析,利用公差原则来处理形位公差和尺寸公差之间的关系、通过使用极值法、蒙特卡洛法进行分析比较,在此过程中对于结果采用“3σ”原则。

 

理 论 分 析

 

装配公差分析时,如果是想要将形位公差作为组成环的一部分,就需要学会处理形位公差与尺寸公差的关系。

 

公差原则主要是用来分析形位、尺寸在尺寸链中的关系,准确地说,是利用相关原则来解决二者之间的关系。澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛公差原则包含独立原则、包容原则、最大实体原则和最小实体原则。它们利用被测要素所要按照的界限不一样而进行辨别。

 

包容原则用于确保孔、轴之间的相互配合,它对于公差配合的要求是很高的。包容原则利用最大实体界限末分析孔、轴的配合所要的间隙或者过盈情况。形位公差不会对封闭环有着影响,在尺寸链的建立过程中,只需知道装配零部件的尺寸及公差,其对应的形位公差不需要放入尺寸链中。

 

独立原则是指图样上的相关公差都是各自独立的,它们之间没有相互关系,只要实现规定的要求即可。由于没有其特有的符号,一般情况如果没有标注其他原则,就可以认为是根据独立原则。尺寸公差只影响实际尺寸的改变,它将尺寸限定在确定的极限范围内,影响不到形状和位置公差。形位公差可以影响到零件的形状和位置,但和尺寸公差没有关系。在进行尺寸链的计算分析中,不仅要将尺寸公差放人其中,还需要将形位公差也作为尺寸链的一部分进行计算。

 

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛 当零部件按独立原则进行设计分析时,形位公差上、下偏差如果是对称的,那么就可以将它作为增环或者说是减环,它们对封闭环的影响水平是一样的,它们的尺寸表示为0±T(其中T为封闭环公差)。

 

计 算 方 法

 

对于公差分析来说,可以选择两种方法来进行计算,第一种是极值法。极值法以零部件的完全互换性为出发点来进行分析计算,是利用各个组成环尺寸的最大值、最小值来求解封闭环的计算方式,即只分析组成环都是极限偏差值的情况。只要组成环的公差在允许的尺寸范围里,那么产品就是符合规范的。

 

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛 极值法计算公式:

 

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛 式中:Mi为增环尺寸;Ni为减环尺寸;m为增环数;n为总环数,由。上式得封闭环的极值公式如下:

极值法,是一种比较直接的计算方法,是指组成环尺寸都是处于最大或者最小极限值的情况。在尺寸链计算中,极限法能够完全保证产品的使用要求与规范。极值法考虑的极端情况,在试验中出现的概率几近为0。

 

使用极值法进行公差分析,会使零部件加工成本变大,经济性和实用性不是很好。极值法虽然简单准确,但也需要分析其适用范围和利害关系,因此极值法不是最优的方法。它可以应用于那些加工公差等级要求高、生产经济性差的重要产品中。

 

蒙特卡洛法是以概率论为数学理论基础,通过对随机变量进行大量的统计实验,模拟随机数据来求解问题的数值方法。

 

在机械加工中,生产加工出来的液压马达零件尺寸公差都根据正态分布。正态分布N(μ,σ)的随机数与[0,1]均匀分布的随机数可以相互转换,假定在[0,1]上,有2个组成环尺寸(公差)的随机数R1、R2它们相互独立,则满足N(0,1)的组成环尺寸的随机数R1、R2为:

图片

 

相对应的正态分布N(μ,σ)上的随机数T1、T2为:

当组成环的尺寸出现极值时,所求的封闭环尺寸也是极值。想要避免小概率事件的出现,就要对封闭环尺寸进行处理,选择采用“3σ”原则,即对于随机数不在(μ-3σ,μ+3σ)区间的值进行舍去。封闭环公差为:

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛 式中A0max、A0min为封闭环极限值。

 

通过仿真分析后可以看出,液压马达中的形位公差对其封闭环公差影响较大,在实际液压马达澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-316969澳门抓码王论坛装配中,如果需要精确地进行分析计算,考虑形位公差的影响是很有必要的。如果没有将形位公差放入尺寸链的计算当中,求得结果也只是估算值,只有考虑分析了形位公差后,计算结果才会更加接近实际。同时引入了“3σ”原则,使得到的公差精度更高。

 


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