Метрология и измерительная техника

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Технический сервис» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ Метрология и измерительная техника. Направление подготовки: 27.03.04Управление в технических системах Профиль подготовки: Системы и средства автоматизации технологических процессов Форма обучения: очная СОДЕРЖАНИЕ 1. Конспект лекций………………………………………………………….………….…4 1.1 Лекция № 1 Предмет, задачи и методика изучения курса "Метрология, стандартизация и сертификация. Основы метрологии ……………………......……4 1.2 Лекция № 2 Физические величины и единицы их измерения. 1.3 Лекция №3 Классификация и основные характеристики измерений 1.4 Лекция №4 Погрешности измерения и их анализ. 1.5 Лекция №5 Нормативная база в области стандартизации 1.6 Лекция №6 Основы взаимозаменяемости 1.7 Лекция №7 Единая система допусков и посадок ЕСДП 1.8 Лекция №8 Нормирование точности поверхностей деталей машин по шероховатости. 1.9 Лекция №9Размерный анализ. 1.10 Лекция №10-11 Обработка результатов измерений 1.11 Лекция №12 Средства измерений 1.12 Лекция №13-14 Параметры средств измерений. 1.13 Лекция № 15 Метрологическая аттестация 1.14 Лекция №16 Обеспечение единства измерений 1.15 Лекция №17 Единство измерений 1.16 Лекция №18 Метрологическое обеспечение 2. Методические указания по выполнению лабораторных работ……………..….66 2.1 Лабораторная работа № ЛР-1 Назначение, устройство плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД), предельных калибров …………………………….…..66 2.2 Лабораторная работа № ЛР-2 Назначение, устройство и эксплуатация штангенинструментов………………………………………………………………..79 2.3 Лабораторная работа № ЛР-3 Назначение, устройство и эксплуатация микрометрических инструментов………………………………………………………..…89 2.4 Лабораторная работа №ЛР-4 Плоскопараллельные концевые меры длины и проверка погрешностей гладкого микрометра…………………………….……………100 2.5 Лабораторная работа №ЛР-5 Устройство и эксплуатация индикаторных скоб………………………………………………………………………………………………..102 2.6 Лабораторная работа №ЛР-6 Устройство и эксплуатация индикаторныхнутрометров……………………………………………………………………… ……………108 2.7 Лабораторная работа №ЛР-7 Измерение углов угломером с нониусом типа 1…………………………………………………………………………………………………....114 2.8 Лабораторная работа №ЛР-8 Измерение углов с оптическим угломером типа УО………………………………………………………………………………………………....121 2.9 Лабораторная работа №ЛР-9 Назначение, устройство и методика измерения на горизонтальном оптиметре…………………………………………………………………123 2.10 Лабораторная работа №ЛР-10 Назначение, устройство и методы измерения рычажными скобами……………………………………………………………130 2.11 Лабораторная работа №ЛР-11 Назначение устройство и настройка рычажного микрометра при измерении непосредственным методом оценки…………………………………………………………………………………………….135 2.12 Лабораторная работа №ЛР-12 Устройство цератеста и измерение величины радиального биения…….…………………………………………………………138 2.13 Лабораторная работа №ЛР-13 Устройство тангенсальныхзубометров и порядок измерения ими……………………………………………………………………….142 2.14 Лабораторная работа №ЛР-14 Устройство нормалемера и измерение средней длины общей нормали………………………………………...…………………….146 2.15 Лабораторная работа №ЛР-15 Измерение элементов резьбы на микроскопе малом инструментальном ММИ-2…………………………….…………………………..150 2.16 Лабораторная электронными работа №ЛР-16 показывающими Измерение приборами точных с размеров валов индуктивными преобразователями……………………………………………………………………………158 2.17 Лабораторная работа №ЛР-17 Контроль шероховатости при проверке деталей на пригодность профилометром модели 253………………………..………166 2.18 Лабораторная работа №ЛР-18 Устройство и эксплуатация твердомера 3. Методические указания по выполнению практических работ 3.1Практическое занятие №ПЗ-1Основы метрологии 3.2 Практическое занятие № ПЗ-2 основы измерений физических величин 3.3Практическое занятие № ПЗ-3 Погрешность измерений 3.4 Практическое занятие № ПЗ-4 Изучение закона «О техническом регулировании». 3.5 Практическое занятие № ПЗ-5,6 Определение основных элементов соединения. 3.6 Практическое занятие № ПЗ-7 ,8 Единая система допусков и посадок 3.7 Практическое занятие № ПЗ-9 Комплексная стандартизация, унификация,агрегатирование 3.8 Практическое занятие №ПЗ-10 Размерный анализ 3.9 Практическое занятие №Пз-11 Оценка случайной погрешности прямых измерений. 3.10 Практическое занятие №ПЗ-12Обработка результатов измерений. 3.11 Практическое занятие № ПЗ-13 Выявление и исключение промахов из серии измерений 3.12 Практическое занятие № ПЗ-14 Выбор средств измерений 3.13 Практическое занятие № ПЗ-15 Метрологическая аттестация средств измерений. 3.14 Практическое занятие № ПЗ-16,17 Структура метрологического обеспечения единства измерений 3.15 Практическое занятие № ПЗ-18Изучение закона «Об обеспечении единстваизмерения». 1. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ 1.5. Лекция №1 (2 часа) Тема: «Предмет, задачи и методика изучения курса "Метрология и измерительная техника». Основы метрологии» 1.1.1. Вопросы лекции 1.Введение. Предмет, задачи и методика изучения курса «Метрология и измерительная техника». 2. Роль дисциплины в подготовке инженеров, связь с другими дисциплинам. 3.Основы метрологии. Основные понятия, связанные с объектами и средствами измерения (СИ). 4.Методы и принципы измерения. Погрешности измерения и их анализ . 1.1.2Краткое содержание вопросов: 1.Введение. Предмет, задачи и методика изучения курса «Метрология, стандартизация и сертификация». Целями освоения дисциплины «Б.1Б.13 Метрология, стандартизация и сертификация» является: - получить знания и практические навыки по решению задач в области метрологического обеспечения использования с.-х. техники, стандартных и сертификационных испытаниях с.х. техники, электрооборудования и средств автоматизации; - познакомить студентов с основными положениями по управлению качеством продукции; - правильно оформлять сборочные и рабочие чертежи с указанием норм точности геометрических параметров, работать с нормативно – технической документацией. В результате освоения дисциплины обучающийся должен: Знать: - законодательные и нормативные акты, методические материалы по стандартизации, метрологии и управлением качеством; - методы и средства контроля качества продукции, организацию и технологию стандартизации и сертификации продукции; - технические средства для измерения угловых и линейных размеров. 2. Роль дисциплины в подготовке инженеров, связь с другими дисциплинам. Переход России к рыночной экономике определил новые условия для деятельности отечественных фирм, предприятий и организация не только во внутреннем рынке, но и на внешних. Международное сотрудничество по любым направлениям и на любом уровне требует гармонизации этих правил с международными и национальными нормами. Стандартизация, сертификация и метрология в том виде, как это было в плановой экономике, не только не вписывалась в новые условия труда, но и тормозили либо просто делали невозможным интеграцию России в цивилизованное экономическое пространство. Особенно ярким примером тому служит условие вступления нашего государства в ГАТТ/ВТО. Механическое перенесение зарубежного опыта в отечественные условия невозможно, но инженерам необходимо знать его и иметь достаточно широкий кругозор, чтобы творчески подходить к выработке и принятию новых прогрессивных решений, позволяющих производить продукции, услуги и реализовать их в стране или за рубежом на должном уровне. Знания в области стандартизации и сертификации в одинаковой степени важны для специалистов по реализации продукции, менеджеров, маркетологов, которые по=новому, осознанно и цивилизованно могут использовать возможности и преимущества стандартизации и сертификации в качестве весомых составляющих конкурентоспособности товара. 3.Основы метрологии. Основные понятия, связанные с объектами и средствами измерения (СИ). Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. • Результатом измерения является численное значение величины, выраженной в соответствующих единицах. • Единица измерения должна быть установлена для каждой известной физической единицы. • Единицы измерения бывают: • 1.основными • 2.дополнительными • 3. производственными Совокупность основных и производственных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. Международная система единиц была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. На территории нашей страны система единиц СИ установлена соответствующим ГОСТом «ГСИ. Единица физических величин» Ампер-сила неизменяющегося тока, который проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы силу взаимодействия, равную 2*10-7Н. Канделла- сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540*1012Гц, чья энергетическая сила излучения в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср-стерадиан) Средства измерений, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц измерений, проверки и градуировки приборов делятся на эталоны и образцовые средства измерения. Эталон-средство измерение, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы физической величины с наивысшей точностью для данного уровня развития измерительной техники с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. 4.Методы и принципы измерения. Погрешности измерения и их анализ. Любой результат измерений содержит погрешность, как бы тщательно оно не проводилось. Для определения понятия «погрешность» необходимо пояснить различие между такими понятиями, как истинное и действительное значение физической величины. Истинное значение физической величины- это значение, идеальным образом отражающее свойство данного объекта как в количественном, так и в качественном отношении. Оно не зависит от средств нашего познания и является той абсолютной истиной, к которой мы стремимся, пытаясь выразить её в виде числовых значений. На практике это абстрактное понятие приходится заменять понятием «действительное значение». Действительное значение физической величины- значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него. Результат измерения всегда отличается от истинного значения измеряемой величины и представляет её приближенное значение. Погрешность результата измерения (сокращённо- погрешность измерения)- это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Количество факторов, влияющих на точность измерения, достаточно велико, и любая классификация погрешностей измерения (рис. 2.9), в известной мере, условна, так как различные погрешности в зависимости от условий измерительного процесса проявляются в различных группах. По характеру измерения результатов при повторных измерениях погрешности разделяют на систематические, случайные и грубые погрешности (промахи). Систематическая погрешность измерения- составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Грубая погрешность(промах) измерений- погрешность измерений, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях. Наиболее существенно влияют на величину погрешности измерения пять составляющих: погрешность средств измерения, погрешность установочных мер, погрешность от измерительного усилия, погрешность из-за температурных деформаций, субъективные погрешности исполнителя измерения. Рассмотрим подробнее составляющие погрешности измерения, определим, как, почему и откуда они возникают. 1.2. Лекция № 2 (2 часа) Тема: «Физические величины и единицы их измерения» 1.2.1. Вопросы лекции: 1.Физические величины 2. Основные типы шкал измерений 3.Система физических величин и их единиц измерения 4. Международная система единиц физических величин 1.Физические величины Физическая величина — физическое свойство материального объекта, физического явления, процесса, которое может быть охарактеризовано количественно. Значение физической величины — одно или несколько (в случае тензорной физической величины) чисел, характеризующих эту физическую величину, с указанием единицы измерения, на основе которой они были получены. Размер физической величины — значения чисел, фигурирующих в значении физической величины. Размерность физической величины — единица измерения, фигурирующая в значении физической величины. Как правило, у физической величины много различных размерностей: например, у длины — метр, миля, дюйм, парсек, световой год и т. д. Часть таких единиц измерения (без учёта своих десятичных множителей) могут входить в различные системы физических единиц — СИ, СГС и др. 2. Основные типы шкал измерений Для отображения результатов измерения строятся соответствующие измерительные шкалы. Алгоритм присвоения символа объекту также называется измерительной шкалой. Т.о., под измерительной шкалой будем понимать, в зависимости от ситуации, как процедуру измерения, так и ее результат. Как всякая модель, измерительные шкалы должны правильно отражать изучаемые характеристики объекта и, следовательно, иметь те же свойства, что и измеряемые показатели. Различают четыре основных типа измерительных шкал: • шкала наименований; • • • шкала порядка; интервальная шкала; шкала отношений. 3.Система физических величин и их единиц измерения Результатом измерения является численное значение величины, выраженной в соответствующих единицах. Единица измерения должна быть установлена для каждой известной физической единицы. Единицы измерения бывают: • 1.основными • 2.дополнительными • 3. производственными Совокупность основных и производственных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. 4. Международная система единиц физических величин Международная система единиц (система СИ) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. На территории нашей страны система единиц СИ установлена соответствующим ГОСТом «ГСИ. Единица физических величин» (таблица 1). Таблица 1 - Единицы Международной системы СИ Наименование величины Основные единицы 1.Длина Наименование единицы метр 2.Масса килограмм 3.Время секунда 4.Сила электрического тока ампер 5.Термодинамическая температура кельвин 6.Количества вещества моль 7.Сила тока канделла Дополнительные единицы 1.Плоский угол 2.Телесный угол Радиан стерадиан 1.3. Лекция № 3 (2 часа) Тема: «Классификация и основные характеристики измерений» 1.3.1. Вопросы лекции: 1. Классификация измерений 2. Методы и принципы измерений 1.3.2. Краткое содержание вопросов 1.Классификация измерений Виды измерений • Прямые измерения: Х = Хизм; – измеряемая величина находится непосредственно по показанию прибора. Пример: • I А U R Непрямые измерения: косвенные: Х = F (Х1, Х2; Х3 …); – измеряемая величина находится по известной зависимости от других величин, измеренных прямым способом. Пример: А R = U I U R V Применяют: при отсутствии приборов прямого измерения; при невозможности применения приборов прямого измерения; если можно получить более высокую точность. совокупные: V F1 (Х1, Х2; Х3 …) = 0, + Ex F2 (Х1, Х2; Х3 …) = 0. Пример: измерение сопротивлений, соединенных в треугольник. совместные: – для нахождения зависимости между величинами. Пример: нахождение зависимости R = R0 (1 + αT). 2. Методы и принципы измерений ∆E = 0 + E0 • Методы измерений: метод непосредственной оценки; • методы сравнения: сопоставления – измеряемая величина Хизм сравнивается одновременно со всеми уровнями известной величины Х0 (меры); совпадения – Хизм сравнивается с Х0 по совпадению отметок шкал или периодических сигналов. дифференциальный V + ∆E + – измеряется разность между Хизм и Х0 : E0 Ex Ех = Е0 + ∆Е; уравновешивания (нулевой) – разность между Хизм и регулируемой Х0 сводится к нулю: Ех = Е0; 1 2 + замещения + Г Ex E0 – к прибору поочередно подключаются Хизми регулируемая Х0 : при одинаковых показаниях прибора Ех = Е0. 1.4. Лекция № 4 (4 часа) Тема: «Погрешности измерения и их анализ». 1.4.1. Вопросы лекции: 1.Понятие о погрешности измерений 2.Составляющие погрешности измерений 1.4.2. Краткое содержание вопросов: 1.Понятие о погрешности измерений Погрешность измерения– отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Числовые оценки погрешности: • абсолютная погрешность ∆ = X изм − X Хизм – измеренное значение, Х – действительное значение; • относительная погрешность δ= • ∆ ∆ 100% ≈ 100% X X изм приведенная погрешность ∆ 100% Xн γ= Хн – нормирующее значение: а) Хн – предел измерения; б) Хн = /Хпред.лев./ + /Хпред.прав./; в) Хн = lполн [мм]. Формулы связи: γ Xн δX ; ;∆ = 100% 100% δX γ Xн . δ= ; γ = Xн X ∆= 2.Составляющие погрешности измерений (Систематические погрешности. Случайные погрешности. Грубые погрешности) По причинам возникновения: • инструментальная ∆инс, • методическая ∆мет, ∆ = ∆инс + ∆мет. А Пр имер: Rизм = U изм = R + RA ; I изм ∆ мет = Rизм − R = R A . U V R По характеру изменения: • систематическая ∆с, ο • случайная ∆ , ο ∆ = ∆с + ∆ . По зависимости от значения измеряемой величины: • аддитивная (постоянная) ∆ад, ∆ад = ± а = const; • мультипликативная (пропорциональная) ∆млт, ∆млт = ± bХ ; δ = ± ∆млт /X = ± b= const; ∆ = ∆ад + ∆млт. ∆ мтп ∆ ад δ ад δ ад ∆ мпт δ мтп ∆ ад хн δ мпт х хн х По условиям возникновения: • основная (при нормальных условиях) ∆нор, • дополнительная ∆доп, ∆ = ∆нор + ∆доп. По зависимости от скорости изменения Хизм: • статическая ∆ст, • динамическая ∆дин, ∆ = ∆ст + ∆дин. Уменьшение погрешности измерений Систематическая погрешность проявляется в виде смещенияХизм относительно Х. Может быть учтена введением поправки. При ∆с ≈ 0 – измерения правильные. Способы уменьшения ∆с: • введение поправки: ∆п = –∆с; • устранение причины; • повышение класса точности прибора; • использование метода замещения; • изменение знака выходной величины и др. Случайная погрешность проявляется в виде разброса значенийХизм относительно Х. Может быть оценена в виде доверительного интервала. ο Способы уменьшения ∆ : • • повышение класса точности измерительных приборов (при однократных измерениях); проведение многократных наблюдений с помощью высокочувствительных приборов. 1.5. Лекция № 5 (2 часа) Тема: «Нормативная база в области стандартизации». 1.5.2. Вопросы лекции: 1.Концепция развития национальной системы стандартизации 2.Общие положения закона РФ «О техническом регу-лировании». 3.Понятия о технических регламентах и их применение 1.5.3. Краткое содержание вопросов 1.Концепция развития национальной системы стандартизации Принятие Федерального закона «О техническом регулировании» и вступление Российской Федерации в ВТО потребовало разработки новой концепции национальной системы стандартизации. При разработке новой концепции учитывался опыт реформирования ЕС, в частности, принципы «нового подхода». Новая концепция развития национальной системы стандартизации принята Распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 февраля 2006 г. № 266-р. Концепция представляет собой систему взглядов на проблемы развития национальной системы стандартизации в Российской Федерации до 2010 г. и содержит обоснованные стратегические цели, задачи и направления развития национальной системы стандартизации. Система государственной стандартизации в ходе реформы технического регулирования должна быть заменена Национальной системой стандартизации, которая в условиях глобализации экономических отношений призвана обеспечить баланс интересов государства, хозяйствующих субъектов, общественных организаций и потребителей, повысить конкурентоспособность российской экономики, создать условия для развития предпринимательства на основе повышения качества товаров, работ и услуг. В основу стратегии развития национальной системы стандартизации положены апробированные практикой и соответствующие международным подходам следующие принципы стандартизации: • добровольность применения национальных стандартов и обязательность их соблюдения в случае принятия решения об их использовании; • применение международных стандартов как основы разработки национальных стандартов, за исключением случаев, когда такое применение признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации, по техническим илитехнологическим особенностям, а также за исключением случаев, когда Российская Федерация выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения; • максимальный учет законных интересов заинтересованных лиц и разработке национальных стандартов; • обеспечение преемственности работ по стандартизации; • обоснованность разработки национальных стандартов; • обеспечение условий для единообразного применения национальных стандартов; • недопустимость создания препятствий для производства и общения продукции, выполнения работ и оказания услуг в большейстепени, чем это минимально необходимо для выполнения стратегических целей стандартизации; • открытость процессов разработки национальных стандартов; обеспечение доступности национальных стандартов и информации о них для пользователей; • однозначность понимания всеми заинтересованными сторонами требований, включаемых в национальные стандарты; • прогрессивность и оптимальность требований национальных стандартов; • применение требований национальных стандартов в контрактах, заключаемых между изготовителем и потребителем. Стратегические цели развития национальной системы стандартизации: -повышение качества и конкурентоспособности российской продукции, работ и услуг, реализуемых на внутреннем и внешнем рынках; -обеспечение научно-технического прогресса; -обороноспособности, экономической, экологической, научно-технической и технологической безопасности Российской Федерации; -единства измерений; -рационального использования ресурсов; -технической, информационной совместимости и взаимозаменяемости продукции; -содействие взаимопроникновению технологий, знаний и опыта, накопленных в различных отраслях экономики; -сохранению Российской Федерацией позиции одной из ведущих в экономическом отношении стран. Направления развития национальной системы стандартизации: -совершенствование законодательных основ национальной системы стандартизации; -усиление роли национальной стандартизации в решении государственных задач и роли государства в развитии стандартизации; -развитие организационно-функциональной структуры национальной системы стандартизации, экономических основ стандартизации, фонда документов и информационного обеспечения в области стандартизации; -совершенствование взаимодействия с международными и региональными организациями по стандартизации; -развитие работ по подготовке, переподготовке и повышению квалификации кадров по стандартизации. Формировать национальную систему стандартизации будут на основе реализации и ежегодного уточнения программы разработки национальных стандартов, адаптации действующей системы стандартизации к условиям добровольного применения стандартов, реформирования деятельности технических комитетов и активизации их участия в межгосударственной и международной стандартизации 2. Общие положения закона РФ « О техническом регулировании». 1 июля 2003 г. вступил в силу Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании». Указанный закон стал основой кардинальной реформы всей системы технического регулирования в стране и является основным источником технического Права в России. Области применения ФЗ «О техническом регулировании»: -разработка, принятие, применение и исполнение обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации; -разработка, принятие, применение и исполнение на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг; -оценка соответствия; -права и обязанности участников отношений в указанных областях. Федеральный закон «О техническом регулировании» основан на положениях Соглашения по техническим барьерам в торговле ВТО. Закон разработан с учетом зарубежного опыта и специфических особенностей Российской Федерации. В Федеральном законе реализованы следующие основополагающие концепции. 1. Применение двухуровневой системы нормативных документов: технических регламентов, которые содержат обязательные требования, и стандартов, исполняемых на добровольной основе. 2. Установление обязательных требований исключительно федеральными законами (в особо оговоренных случаях — постановлениями Правительства РФ либо указами Президента Российской (Федерации). Федеральные органы исполнительной власти могут издавать документы, содержащие только рекомендательные требования. Вводится новый нормативный документ — технический регламент, содержащий обязательные требования к продукции, способам производства, эксплуатации, хранению, транспортированию, маркированию, утилизации. 3. В объекты обязательного регулирования не входят услуги и работы. 4. Стандарты должны быть добровольными для применения. Но при этом национальные или международные стандарты могут стать основой для разработки технических регламентов. Кроме того, соблюдение стандартов, перечень которых подлежит опубликованию, может служить доказательной базой выполнения требований технических регламентов. 5. Применение двух форм обязательного подтверждения соответствия — сертификации и декларации о соответствии, подаваемой заявителем. 6. Невозможность совмещения функций органов по сертификации и функций государственного контроля и надзора, а также функций аккредитации и сертификации. 7. Осуществление функций государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов исключительно на стадии обращения. 8. Создание механизма постоянного информирования о ходе разработки и практике применения технических регламентов (учет и анализ случаев причинения вреда вследствие нарушения требований технических регламентов). 9. Введение переходного периода. Федеральный закон состоит из десяти глав, включающих 48 статей. Полное введение Федерального закона в действие требует длительного переходного периода, протяженность которого установлена в ст. 46 и составляет 7 лет. Переходный период, необходимый в первую очередь для разработки и принятия технических регламентов, касается в основном подтверждения соответствия и аккредитации. Предстоит также привести в соответствие с Федеральным законом более 120 законодательных актов и более 700 постановлений Правительства Российской Федерации. 3. Понятия о технических регламентах и их применение. Проводимая в стране реформа технического регулирования направлена на то, чтобы обеспечить на рынке достижение необходимого баланса между интересами потребителя и изготовителя. При этом, с одной стороны, должна быть обеспечена безопасность продукции для человека и окружающей среды, а с другой — барьеры на пути движения товара к рынку (оценка и подтверждение соответствия, контроль и надзор и т. д.) не должны быть препятствием для развития бизнеса. Основу вновь создаваемой системы технического регулирования составляют технические регламенты. Технический регламент — новый вид документа, введенный Федеральным законом,который должен устанавливать исключительно обязательные требования к продукции, процессам или другим объектам . Федеральный закон устанавливает четыре варианта принятия технических регламентов: 1. международным договором Российской Федерации, ратифицированным в порядке, установленном законодательством Российской Федерации; 2. федеральным законом; 3. указом Президента Российской Федерации; 4. постановлением Правительства Российской Федерации. Типовая структура технического регламента 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Сфера применения технического регламента 1.2. Объекты технического регулирования 1.3. Основные понятия, термины и определения 1.4. Общие положения для размещения продукции на рынке 2. ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 2.1 Требования к информации для приобретателя 2.2. На стадиях жизненного цикла 2.3. К характеристикам продукции 2.2.1. При проектировании и 2.3.1. Существенные требования конструировании 2.3.2. Перечень показателей 2.2.2. При производстве 2.2.3. При транспортировании и хранении 2.2.4. При реализации 2.2.5. При эксплуатации 2.2.6. При выводе из эксплуатации и утилизации 2.4. Применение стандартов (презумпция соответствия) 3. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ 3.1 Классификация продукции на основе оценки риска 3.2. Формы и схемы подтверждения соответствия 4. ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА 5. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ (НАДЗОР) ЗА СОБЛЮДЕНИЕМ ТРЕБОВАНИЙ РЕГЛАМЕНТА 5.1. Органы и объекты государственного контроля (надзора) 5.2. Порядок проведения государственного контроля (надзора) 5.3. Ответственность за нарушение требований технического регламента 6. ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД Технические регламенты принимают в целях: -Защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; -Охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; -Предупреждения действий, входящих в заблуждение приобретателей. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается. Введение Федерального закона в действие затронуло интересы более 40 федеральных органов исполнительной власти. Корректировке должно подлежать около 120 ранее принятых законодательных актов. Правительством РФ принято решение о поэтапном проведении этой работы. Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие безопасность излучений, биологическую безопасность, взрывобезопасность, механическую безопасность, пожарную, термическую, промышленную, химическую, электрическую, ядерную и радиационную безопасность, электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования, единство измерений. В Российской Федерации действуют общие и специальные технические регламенты. Обязательные требования к отдельным видам продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации состоят из совокупности требований общих технических регламентов и специальных технических регламентов. Требованиями общего технического регламента обязательны для применения и соблюдения в отношении любых видов продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. Требованиями специального технического регламента учитывают технологические и иные особенности отдельных видов продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. Общие технические регламенты принимают: • по безопасной эксплуатации и утилизации машин и оборудования; • безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасного использования прилегающих к ним территорий; • пожарной безопасности; • биологической безопасности; • электромагнитной совместимости; • ядерной и радиационной безопасности. Специальные технические регламенты устанавливают требования только к тем отдельным видам продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, в отношении которых цели для принятия технических регламентов не обеспечиваются требованиями общих технических регламентов. Продукция, соответствие которой требованиям технического регламента подтверждено, должна маркироваться знаком обращения на рынке, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 19.11. 2003 г. № 696. Не допускается маркирование знаком обращения на рынке продукции, соответствие которой не подтверждено в порядке, установленном Федеральным законом «О техническом регулировании». 1.6. Лекция №6 (2 часа) Тема: «Основы взаимозаменяемости». 1.6.2. Вопросы лекции: 1.Принципы взаимозаменяемости 2.Понятия о допусках и посадках 1.6.3. Краткое содержание вопросов 1.Принципы взаимозаменяемости Стандартизация, метрология, сертификация объединяются в единое целое современным подходом к качеству продукции. Для достижения высокого качества изделия должны обладать свойством взаимозаменяемости. Для обеспечения взаимозаменяемости изделия должны соответствовать требованиям, которые устанавливаются в стандартах. Проверка же соответствия изготовленных изделий требованиям стандартов производится с помощью технических измерений, которые относятся к метрологии, а если продукция, процесс или услуга соответствует заданным требованиям, то им выдается сертификат. Взаимозаменяемость - это свойство деталей (сборочных единиц, агрегатов) занимать свои места в машине без каких-либо дополнительных операций обработки и выполнять при этом свои функции в соответствии с заданными техническими условиями. В современном производстве взаимозаменяемыми изготовляют различные детали, узлы и механизмы. Примерами взаимозаменяемых деталей являются запасные части к различным приборам и машинам, стандартные крепежные детали – винты, болты, гайки, шайбы и др. Примерами взаимозаменяемых узлов могут быть электро- и радиолампы и др. Взаимозаменяемые детали должны быть одинаковы не только по размерам и форме, но и по твердости материала, его химическим, электрическим и другими свойствами. Удовлетворение функциональным показателем в пределах заданных допусков называется функциональной взаимозаменяемостью. Преимущества взаимозаменяемости. 1. Упрощаются, удешевляются проектно-конструкторские работы по созданию новых машин и механизмов, так как конструкция, точность и технические требования основных элементов стандартизированы (резьба, шлицы, зубчатые передачи и т.д.). 2. Упрощаются, удешевляются изготовление машин в результате регламентирования точности заготовок на всех стадиях механической обработки, применению более современных методов контроля и удешевления сборки, которую можно вести на конвейерах. Качество продукции становится стабильным, повышается ее надежность. 3. Удешевляемостью эксплуатации машин за счет ускорения ремонта и повышения его качества. Взаимозаменяемость может быть полной и неполной. Полная взаимозаменяемость позволяет получать заданные показатели качества без дополнительных операций в процессе сборки. При неполной взаимозаменяемости при сборке сборочных единиц и конечных изделий допускаются операции, связанные и подбором и регулировкой некоторых деталей и сборочных единиц. Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость. Внешняя взаимозаменяемость характеризует размеры и форму присоединительных поверхностей, и основные эксплуатационные показатели. Эксплутационные параметры для электродвигателя – мощность, частота вращения; Присоединительные размеры – диаметры, число и расположение отверстий в лапах электродвигателей. Внутренняя взаимозаменяемость характеризует размеры деталей, входящие в сборочные единицы, агрегаты, изделия. Например: Взаимозаменяемость шариков и роликов подшипников качения и т.д. Для массового и единого производства взаимозаменяемость является необходимым условием. Уровень взаимозаменяемости характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости. Коэффициент взаимозаменяемости – равен отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемой детали к трудоемкости изготовления изделия в целом. Чем ближе он к единице, тем выше технический уровень производства. 2.Понятия о допусках и посадках Виды размеров: 1. Номинальный D(отв.), d(вал) 2. Действительный Dд ,dд 3. Предельный Dmax, Dmin, dmax, dmin Номинальный размер – размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит для начала отсчёта отклонений. Для деталей, оставляющих соединение, номинальный размер является общим. Действительный размер – размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью. Два предельно-допустимых размера, между которыми может находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали, называется предельным. Больший из них называют наибольшим предельным размером (Dmax, dmax ) Меньший – наименьшим предельным размером (Dmin, dmin). Действительный размер годной детали должен находиться между предельным размером или может быть равен им. Отклонением размера называют разность размера и его номинального значения. Различают: • Действительное отклонение • Предельное отклонение Предельное отклонение бывает: • верхнее предельное отклонение; • нижнее предельное отклонение. Верхним предельным отклонением (ES), (es) называют разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Для отв.: ES Для вала: es Нижним предельным отклонением (EI), (ei) называют разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Для отв.: EI Для вала: ei Для упрощения оформления и чтения чертежей проставляют не предельные размеры, а предельные отклонения. Правила обозначения числовых значений предельных отклонений на чертежах: 1. предельные отклонения проставляют после номинального размера в 1мм (1мм = 1000 мкм); 2. Верхнее отклонение ставят немного выше номинального размера, а нижнее – немного ниже; 3. Отклонение 0 на чертеже не указывают; 4. Отклонение равное по абсолютной величине указывают один раз со знаком « ± » ( 60±0,2 ); 5. Число знаков после запятой одинаково. Допуск (Т) размера – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина равная алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. ТD= Dmax – Dmin = ES – EI Td = dmax - dmin = es – ei Т – величина всегда положительная. Т определяет величину допустимого рассеяния действительных размеров годных деталей в партии, т. е. заданную точность изготовления. С увеличением допуска качество изделий, как правило, ухудшается, но стоимость изготовления уменьшается. Посадки и допуски посадок Все разнообразные машины, механизмы состоят из взаимосоединяемых деталей. В зависимости от назначения соединения сопрягаемые детали машин и механизмов во время работы либо должны совершать относительно друг друга или иное движение, либо наоборот, сохранять относительно друг друга полную неподвижность. В соединении деталей, входящих одна в другую, есть охватывающие и охватываемые поверхности. Вал – термин, применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов (поверхностей) деталей. Отверстие – термин, применяемый для обозначения внутренних(охватывающий) элементов (поверхностей) деталей. Термин «Вал» и «отверстие» относятся не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей другой формы (паз, шпонка). Для обеспечения подвижности соединения нужно, чтобы действительный размер охватывающего элемента одной детали (отверстия) Dд был больше действительного размера, охватываемого элемента другой детали (вала) dд. Разность действительных размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала, называется зазором (S). Для получения неподвижного соединения нужно, чтобы действительный размер охватываемого элемента одной детали (вала) dд был больше действительного размера охватывающего элемент другой детали (отв.) Dд. Разность действительных размеров вала и отв. до сборки, если размер вала больше размеров отв., называется натягом (N). Сопряжение, образу6емое в результате соединения отв. и валов с одинаковыми номинальными размерами обычно называют посадкой. Можно дать другое определение (более точное): Посадка – это характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Поскольку Dд ,dд годных отверстий и валов в партии деталей могут колебаться между заданными Dmax, Dmin, dmax, dmin, то и величина S и N может колебаться в зависимости от Dд ,dд сопрягаемых деталей. Поэтому различают: наибольший и наименьший зазоры Smax, Smin; наибольший и наименьший натяги Nmax, Nmin Smax= Dmax+ dmin; Smin= Dmin- dmax среднийзазор Sm = (Smax+ Smin)/2 Nmax= dmax - Dmin; Nmin= dmin – Dmax средний натяг Nm= (Nmax+Nmin)/2 Наряду с посадками с зазором и посадками с натягом существуют переходные посадки. Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга. В этом случае поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью. При графическом изображении переходной посадки поля допусков отверстия и вала перекрываются, т.е. размеры годного отверстия могут оказаться и больше и меньше размера годного вала, что и не позволяет заранее до изготовления пары сопрягаемых деталей сказать, какая будет посадка – с зазором или натягом. Применение. • Посадки с гарантир. зазором используются в тех случаях, когда допускается относительное смещение деталей; • Посадки с гарантир. натягом – когда необходимо передавать усилие или вращающий момент без дополнительного крепления только за счет упругих деформаций; • Переходные посадки применяют, когда необходимо обеспечить центрирование деталей, т.е. совпадение осей отверстия и вала. Допуск посадки – разность между наибольшим и наименьшим допустимыми зазорами (допуск зазора Тs в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим допустимыми натягами (допуск натяга ТN в посадках с натягом): Тs = Smax - Smin; ТN = Nmax –Nmin В переходных посадках допуск посадки определяется суммой наибольшего натяга и наибольшего зазора. Для всех типов посадок допуск посадки численно равен сумме допусков отверстия и вала, т.е. Тs(ТN)=TD+Td Посадки с зазорами, с натягами, переходные с различными величинам и наибольших и наименьших зазоров и натягов (S, N) можно получить, изменяя положение полей допусков обеих сопрягаемых деталей отверстия и вала. Но таких сочетаний может оказаться множество, что привело бы к невозможности централизованного изготовления мерного режущего инструмента (свёрл, зенкеров, разверток), формирующего размер отверстия. Гораздо удобнее в технологическом (при изготовлении) и эксплуатационном (при ремонте) отношениях получать разнообразные посадки, изменяя положение поля допуска только одной детали при неизменном положении поля допуска другой. Посадка в системе отверстия – посадки, в которых различные зазоры (S) и натяги (N) получают соединением различных валов с основным отверстием, которое обозначается буквой Н. Посадки в системе вала – посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основным валом, который обозначают буквой h . Для всех посадок в системе отверстия нижнее отклонение отверстия EI=0 Для всех посадок в системе вала верхнее отклонение вала es=0. В практике машиностроения предпочтение отдается системе отверстия, поскольку изготовить отверстие и изменить его значительно труднее и дороже, чем изготовить и изменить вал такого же размера с одинаковой точностью. 3. Графическое изображение полей допусков Изобразить отклонения и допуск в одном масштабе с размерами детали практически невозможно. Поэтому вместо полного изображения отв. и валов с предельными размерами применяют схематичные – только с указателем отклонений, такие схемы можно вычерчивать в масштабе, они получаются более наглядными, простыми и компактными. Построение схемы начинается с проведения нулевой линии (d), от которой откладываются отклонения размеров (вверх со знаком «+» и вниз со знаком «-»). Зона, заключающаяся между двумя линиями, соответствующая верхнему es и нижнему ei, называется полем допуска. Поле допуска отличается от допуска тем, что оно определяет не только величину, но и его положение относительно номинального размера. Поле допуска по отношению к нулевой линии может располагаться по разному: а) ассиметричное двустороннее расположение; б) ассиметричное одностороннее с нижним отклонением = 0; в) ассиметричное одностороннее с верхним отклонением = 0; г) симметричное двустороннее; д) ассиметричное одностороннее с «+»отклонением; е) ассиметричное одностороннее с «-»отклонением. 1.7. Лекция № 7 (2 часа) Тема: «Единая система допусков и посадок» 1.7.2. 1 Вопросы лекции: 1.Общие сведения о ЕСДП 2.Признаки ЕСДП 3.Обозначения посадок ЕСДП на чертежах 1.7.3. Краткое содержание вопросов 1.Общие сведения о ЕСДП Гладкие цилиндрические соединения по назначению можно разделить на 3 типа: Подвижные соединения– это соединения со свободным взаимным перемещении деталей, обеспечиваемым гарантированным зазором. Неподвижные соединения– это соединение в процессе работы которых отверстия и вал относительно не перемещаются, что обеспечиваются гарантированным натягом или применение еще дополнительных деталей (шпонок, стопорных винтов и т. д.) Переходные соединения (посадки) – посадки в которых центрирование деталей обеспечивается наличием небольших зазоров или натягов, а взаимные перемещения предотвращаются применением дополнительных деталей. П = + = − = − В соответствии с этим необходимо иметь посадки (соединения) с гарантированным зазором, с гарантированным натягом и переходные, чтобы обеспечить минимальное число посадок в соответствии с эксплуатационными требованиями, разработана система допусков и посадок. Система допусков и посадок – комплекс рядов допусков и посадок, созданный на основе теоретических исследований и обобщения опыта проектирования, изготовлении и эксплуатации изделий. Основные принципы построения Единой системы допусков и посадок (ЕСДП ИСО) изложены в международных стандартах ИСО 286-1: 1988 и ИСО 286-2: 1988, которые полностью гармонизированы с ГОСТ 25346-89 «Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» и с ГОСТ 25347-82 «Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки». Действие этих стандартов распространяется на размеры до 3150 мм. Абсолютное большинство соединений в тракторах, автомобилях и сельскохозяйственных машинах имеет размеры до 500 мм. Система предназначена для выбора отклонений, допусков и посадок, унифицированных и оригинальных соединений, дает возможность стандартизировать режущие инструменты и калибры, облегчает конструирование, производство и ремонт деталей машин путем применения методов обеспечения полной взаимозаменяемости, что благоприятно отражается на качестве. Единая система допусков и посадок создана по определенным принципам построения и характеризуется рядом необходимых структурных элементов, которые описаны далее. 2.Признаки ЕСДП Единица допуска Практика показала, что погрешности обработки возрастают с увеличением диаметра, и становится сложнее достигнуть заданной точности изготовления. Специальными исследованиями была установлена зависимость между диаметром обрабатываемой детали и погрешностями размеров при различных видах обработки: ω=C√ где — зона рассеяния размеров при обработке, мм; С — коэффициент, зависящий от способа обработки; х — показатель степени (от 2,5 до 3,5); d — диаметр обрабатываемой детали, мм. Поэтому в ЕСДП введено понятие единицы допуска. Единица допуска (i, I) — множитель в формулах допусков, являющийся функцией номинального размера и служащий для определения числового значения допуска. Для размеров до 500 мм справедлива зависимость: = , ср + , ср , где — единица допуска, мкм; Dcp— среднее геометрическое граничных значений размеров в интервале, мм; ср = где размеров, мм и ! ", - наименьший и наибольший размеры в заданном интервале Для размеров от 500 до 10 000 мм справедлива зависимость: #= , ср + $, . Интервалы размеров ЕСДП предусматривает 13 интервалов размеров в диапазоне от ' 500 мм, эти интервалы называют осиными, для каждого из них определена своя единица допуска, интервалы увеличиваются вместе с размерами, составляя приближенную геометрическую прогрессию со знаменателем 1,6. Основные интервалы размеров используют для нормирования дельных отклонений, которые меняются плавно в зависимости от номинальных размеров. Для номинальных; размеров более 10 мм введены промежуточные интервалы, которые делят основной интервал на два или три. При определении принадлежности размера к тому или иному интервалу следует помнить, что последнее число интервала относится к данному интервалу, а первое число — к предыдущему. Ряды точности (ряды допусков, квалитеты) Каждую деталь изготавливают с определенной точностью в зависимости от эксплуатационных требований, которую необходимо нормировать. В ЕСДП нормированную точность, или качество изготовления, принято называть квалитетом (качество — от англ. — quality), характеризующим сложность получения размера независимо от диаметра. Квалитет (степень точности) — совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров. Исходя из реальных и предполагаемых возможностей производства, в ЕСДП предусмотрено 20 квалитетов, обозначаемых порядковым номером, возрастающим с увеличением допуска: 0,1; 0; 1; 2; 3; 4; 5;\ ...; 18. Сокращенно стандартный допуск обозначают буквами IT (InternationalTolerance — международный допуск), а номер квалитета, например IT8, означает допуск по 8-му квалитету. Стандартный допуск (IT) — любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок. Значение допуска для квалитетов от 2-го и выше определяют по формуле: IT=ki где k - число единиц допуска; i— единица допуска, мкм. Значения числа единиц допуска для квалитетов с 4-го по 18-й (ГОСТ 25364-89) Квалитет 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Значение К - 5 7 10 16 25 40 64 100 160 250 400 640 1000 1600 2500 В ЕСДП при переходе от одного квалитета к другому допуск возрастает на 60% (знаменатель прогрессии 1,6), а при переходе на пять ступеней грубее (начиная с IT6) значение допуска увеличивается в 10 раз. Это правило можно использовать и для получения допусков грубее IT8, что предусматривается системой. Например, число единиц допуска для 20-го квалитета будет равно &'( .= &)* ∙ 10 = 6400. Квалитеты 0,1, 0, 1 и 2 используют для создания эталонов, концевых мер и калибров; квалитеты 2, 3 и 4 — в приборостроении; квалитеты с 4-го по 7-й — для образования высокоточных посадок ответственных соединений; квалитеты с 8-го по 12-й — для образования посадок пониженной точности; более грубые квалитеты (от 12-го) — для свободных размеров. Ряды основных отклонений В ЕСДП положение поля допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением. Основное отклонение — одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно к нулевой линий. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Нормировано 28 основных отклонений для отверстий и валов, каждое из которых обозначается одной или двумя латинскими буквами. Для полей допусков валов применяют строчные буквы алфавита (а, b, с, d,…h, ...х, у, z, zа, zb, zc), а для полей допусков отверстий — прописные буквы (А, В, С, D, ...Д ...X, Y, Z, ZA, ZB, ZC) (приложение 1, табл. 4 и 5). Полный набор основных отклонений, схематично показывающий положение полей допусков относительно нулевой линии.Выделим свойства основных отклонений в ЕСДП и их особенности. I. Буквой Н обозначают основное нижнее отклонение отверстия, равное нулю, а буквой h —основное верхнее отклонение мама, равное нулю. 2. \В пределах одного интервала размеров основные отклонении отвергши равны, как правило, по значению и противоположны но знаку одноименным основным отклонениям валов, т.е. симметричны относительно нулевой линии. 3. Основные отклонении отверстий от А до Н предназначены для образования посадок с зазором в системе вала. Основные отклонения валов от а до h служат для получения посадок с зазором в системе отверстия. 4. Основные отклонения отверстий от J до N и валов от j до n применяют для получения переходных посадок в системе вала и отверстия. 5. Основные отклонения отверстий от Р до ZCвалов от р до zс используют для получения посадок с натягом в системе вала и отверстия. 6. Для отверстий и валов, обозначенных Jsи 0 , поле допуска располагается строго симметрично относительно нулевой линии и предельные отклонения равны по значению и противоположны по знаку. Основные отклонения J и jотличаются тем, что поле допуска с таким основным отклонением не имеет строгого симметричного расположения. В ЕСДП нормируется одно отклонение (основное), а другое получают добавлением значения допуска к этому отклонению, Если основное отклонение нижнее, то верхнее отклонение получается прибавлением допуска, а если задано верхнее отклонение, то нижнее отклонение находится прибавлением к нему значения допуска со знаком минус. Поле допуска в ЕСДП обозначается с помощью основного отклонения и стандартного допуска. Например, для валов диаметров 20j8, Ø40h10, Ø60V6, для отверстий Ø20F8, Ø40H10, Ø60V6. Посадки в системе отверстия и системе вала Разнообразие основных отклонений и стандартных допусков элементов деталей может привести к очень широкой номенклатуре посадок, что экономически невыгодно, так как потребуется на (cH) и система вала (сh), в которых принимают постоянное (основное) положение одного из полей допусков (отверстия или вала). Основной вал— вал, верхнее отклонение которого равно нулю (h). Основное отверстие— отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю (H). Посадки в системе отверстия — посадки, в которых требуемые зазоры или натяги получаются сочетанием различных полей допуском валов с полем допуска основного отверстия . Посадки в системе вала — посадки, в которых требуемые зазоры или натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с нолем допуска основного вала. Две системы посадок необходимы не только из-за конструктивных особенностей узлов машин, но и из-за особенности технологии и отопления деталей машин и их сборки. Для конкретного соединения безразлично, в какой системе назначены допуски и посадки, так как только величины зазоров или натягов характеризуют качество его работы. Выбор системы определяет сложность изготовления деталей и их сборки, а следовательно, и стоимость изготовления сборочной единицы и агрегата. Предпочтение отдают системе отверстия, поскольку изготовить и измерить отверстие обычно значительно труднее и дороже, чем изготовить и измерить вал такого же размера и той же точности. Систему вала выбирают исходя из ряда конструктивных, технологических или эксплуатационных соображений, но только когда это экономически выгодно. Посадки в системе вала выбирают в случаях, когда: применяют валы из светлотянутого калиброванного материала (серебрянка) без дополнительной механической обработки посадочных мест; на отдельных участках вала необходимо обеспечить различные посадки нескольких деталей. в сопряжении применяют стандартные узлы или детали, изготовленные в системе вала (например, посадка наружных колец подшипников качения в корпус); по условиям прочности нельзя делать вал ступенчатым; по технологическим условиям, например, при ремонте имеется вал, обработанный под ремонтный размер (с уменьшением) и под него делают отверстие; в других обоснованных случаях. Нормальная температура Во всех странах мира принято считать значения размеров, которые приводятся в нормативных документах, относящимся к деталям при их температуре 20°С по стандарту ИСО 1. Если температура детали отличается от 20°С, то необходимо пересчетом привести размер к 20 °С. Предпочтительные поля допусков, обозначение посадок на чертежах В ЕСДП теоретически допускаются любые сочетания полей доков отверстий и валов любых квалитетов, что позволяет иметь огромный набор различных посадок, но это экономически нецелесообразно, а технически в этом нет необходимости. ГОСТ 25347—82 устанавливает основной набор полей допусков как сочетания некоторых основных отклонений и квалитетов, включающий в себя 72 поля допуска отверстий и 80 полей допусков валов. Помимо основного набора в приложении к ГОСТ 25347—82 дается дополнительный набор, включающий 34 поля допуска вала и 32 поля допуска отверстий, являющийся непредпочтительным. Основной и дополнительный набор дают значительно больше полей допусков, чем практически используется. Поэтому из основного набора полей допусков выделены поля допусков предпочтительного применения, куда входят 10 полей допусков для отверстий полей допусков для валов . Разрешается применять любое поле допуска из основного или дополнительного набора. Однако чтобы предотвратить необоснованное многообразие в допусках и посадках, установлен следующий порядок выбора полей допусков: в первую очередь следует применять предпочтительные поля допусков; если невозможно обеспечить конструктивные и технологические требования за счет предпочтительных полей допусков, используют поля допусков из основного набора; в некоторых технически обоснованных случаях возможно применение полей допусков из дополнительного набора. Поля допусков, не предусмотренные стандартом, считаются специальными. Их применяют в технически и экономически обоснованных случаях, и основанием для их использования могут быть другие стандарты для соответствующих видов продукции (например, на подшипники качения), материалов (например, на изделия из пластмасс) или способов обработки. В ЕСДП теоретически допускается применение любой посадки в системе отверстия или вала. Стандарт рекомендует к применению 68 посадок, причем используют квалитеты с 5-го до 12-й для отверстий с 4-го по 12-й для валов. Из них выделены посадки предпочтительного применения. Таких посадок в системе отверстия 17, а в системе вала — 10 (слайд 8). 3.Обозначения посадок ЕСДП на чертежах Предельные отклонения линейных размеров могут быть указаны на чертежах одним из трех способов: числовыми значениями стандартных предельных отклонений; условными обозначениями полей допусков без или с указанием справа скобках числовых значений предельных отклонений. 2(,(4' +0 018 Например, 18+0018, 122(,(4' 2(,(*3 , или 18H7, 12е8, или 18H7( ' ), 12e8(2(,(*3 ) Посадки обозначают в виде дроби. При этом поле допуска отверстия всегда указывается в числителе, а поле допуска вала — в знаменателе. Например, Ø209: 78 или Ø20H7/f6 или, редко, через тире Ø2OH7—f6. Легко переводить посадки из одной системы в другую, не меняя характера сопряжения, при этом квалитеты у отверстия и вала сохраняют, а заменяют основные отклонения. Например, из системы вала Ø80G7/h6 в систему отверстия Ø80H7/g6. В ГОСТ 25346—89 точность размеров с неуказанными допусками нормируется с использованием 12... 18-го квалитетов и приведены еще ряды точности, которые имеют следующие названия: точный (;) ), средний (;' ), грубый (t3) и очень грубый (t4). В ГОСТ 25670—83 даны два равнозначных метода указания точности размеров с неуказанными допусками: IT12 или класс «точный» (t) ) IT13, IT14 или класс «средний» (t ' ) IT15, IT16 или класс «грубый» (t 4 ) IT17, IT18 или класс «очень грубый» (t = ) Поля допусков для размеров с неуказанными допусками для валов и отверстий принимают как для основного вала hи основного отверстия H, т. е. поле допуска располагается «в тело» — отклонение равное допуску дается в минус от номинала для вала и в плюс для отверстия. Для размеров, не являющихся отверстием или валом (расположенных лесенкой, ступенькой и пр.), принимают симметричное расположение поля допуска — Jsили 0> . На размеры с неуказанными допусками требования к точности называют в технических условиях, а на чертежах только условным обозначением. ; Например: H14, h14, t22, либо Н14, h14, J* 14, либо H14, h14, j* 14. В этой записи нет текста, но читается она следующим образом: «Все размеры, у которых не указано поле допуска, должны изготавливаться так: отверстия как поле допуска основного отверстия по 14-му квалитету, валы как основной вал по 14-му квалитету, а остальные размеры с симметричным расположением допуска по 14-квалитету». Допускаются условные обозначения дополнять текстом «Неуказанные предельные отклонения размеров: h14, H14, ±;/2 1.8. Лекция №8 (2 часа) Тема: «Нормирование точности поверхностей деталей машин по шероховатости» 1.8.2. 1 Вопросы лекции: 1.Понятие о шероховатости поверхностей и ее влияние на эксплуатационные показатели работы деталей, соединений и машин. 2.Средства измерения шероховатости поверхностей. 3.Параметры для нормирования и оценки шероховатости поверхностей. 4.Обозначение шероховатости поверхностей на чертежах. 1.8.3 Краткое содержание вопросов 1.Понятие о шероховатости поверхностей и ее влияние на эксплуатационные показатели работы деталей, соединений и машин. Рассмотрим некоторые определения относящиеся к данной теме: Шероховатостью поверхности согласно ГОСТ 25142-82 называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины L. Базовая длина L – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Базовая линия (поверхность) – линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических поверхностей. Существует несколько причин возникновения шероховатостей: пластические деформации поверхностного слоя детали при образовании стружки; копирование неровностей режущих кромок инструмента и трение его о деталь; вырывание с поверхности частиц материала при обработке; вибрация заготовки, инструмента и др. Поверхности деталей, обработанных на металлорежущих станках, имеют неровности в продольном и поперечном направлениях. Продольные неровности определяются в направлении главного рабочего движения при резании, а поперечные – в направлении, перпендикулярном к нему. Эти неточности, их форма, размеры, частота повторяемости зависят от режущего инструмента, метода и режима обработки, материала детали, жесткости оборудования и как следствие от колебательных движений в системе станок – приспособление – инструмент – деталь (система СПИД). Условно границу между различными порядками отклонений поверхности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте неровностей Rw. SW ≤ 50 − шероховатость RW − − − − где, SW − шаг неровностей, RW − высота неровностей. 50 ≤ SW ≤ 1000 − волнистость RW SW ≥ 1000 − отклонение формы RW Волнистость – совокупность периодически чередующихся возвышенностей и впадин, у которых расстояние между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину L. Волнистость занимает промежуточное значение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Шероховатость – один из основных показателей качества поверхности. Например: Ra (0,16…0,32) мкм – оптимальное значение для ДВС. В подвижных соединениях из-за волнистости и шероховатости фактическая площадь контакта в 3…5 раз меньше номинальной, что приводит к увеличению удельного давления в точках контакта и разрыва масляного слоя. Удельное давление при этих слоях достигает такого значения, при котором упругие деформации неровностей могу переходить в пластические, что сглаживает неровности. Кроме того, при разрыве масляного слоя и больших удельных давления происходит схватывание отдельных неровностей и вырывание частиц металла. Эти процессы сопровождаются значительным повышением температуры, что в соединениях типа «коленчатый вал – вкладыш» приводит к выплавлению антифрикционного слоя. Если же такого аварийного разрушения сопрягаемых поверхностей не происходит, тот все равно наблюдается ускоренный износ детали и значительное увеличение зазора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока высота поверхностей не достигнет определенного стабильного значения. Такую шероховатость называют оптимальной. Она характеризуется определенной высотой, шагом и формой неровности. Шероховатость поверхности – фактор управляемый, т.к. зависит от режимов резания, режущего инструмента охлаждающей жидкости и от вида обработки. Параметры шероховатости связаны с допуском размера и формы поверхности, но однозначной зависимости между ними нет. 2.Средства измерения шероховатости поверхностей Количественный контроль параметров шероховатости осуществляют контактными методами с помощью щуповых приборов (профилометров и профилогафов) и бесконтактными методами (с помощью микроскопов и микроинтерферометров и т.д.). Контактные профилометры и профилографы, имеющие высокую точность, применяют для контроля наиболее ответственных измерений. При выборе метода и типа прибора необходимо учитывать возможность контроля предписанного чертежом параметра, пределы измерения, допускаемые отклонения контролируемого параметра, погрешность измерения и прибора, форму, размеры и материал детали, и другие факторы. Рисунок 8.1.-Профилограф-профилометр. Рисунок 8.2.-Мехатронный профилометр. 3.Параметры для нормирования и оценки шероховатости поверхностей. Согласно ГОСТ 2789-73 шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления (получения поверхности) можно оценивать количественно одним или несколькими параметрами. Высотные параметры: Ra – среднее арифметическое отклонение профиля Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам Rmax – наибольшая высота неровностей профиля. Параметр Ra является предпочтительным. Параметр Ra характеризует среднюю высоту всех неровностей. Rz – характеризует среднюю высоту наибольших неровностей. Rmax – характеризует наибольшую высоту профиля. Шаговые параметры Sm, S. Sm – средний шаг неровностей. S – средний шаг неровностей по вершинам. Опорный параметр tp tp – относительная опорная длина профиля. Шаговые параметры Sm, S, и tp – введены для учета различной формы и взаимного расположения характерных точек неровностей. Эти параметры позволяют также нормировать спектральные характеристики профиля. Стандартом ГОСТ 25142-82 предусмотрен ряд параметров для количественной оценки шероховатости, причем отсчет ведется от единой базы, за которую принята средняя линия профиля mm. Представим профилограмму поверхности детали. Профилограмма – изображение реальной поверхности, полученное измерением на базовой длине L. Средняя линия – среднеквадратическое отклонение профилей (сумма площадей над линией равна сумме площадей под линией). Количественную оценку шероховатости проводят по следующим параметрам: Параметры шероховатости, связанные с высотными свойствами неровностей: Ra – среднее арифметическое значение из абсолютных величин отклонений профиля – среднее арифметическое отклонение профиля 1 n Ra = ∑ Yi n i =1 yi – расстояние от любой точки профиля по нормали к средней линии, n – количество замеров профиля, шт. Ra – на профилограмме показаны параллельные линии Yi. Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам (сумма средних значений 5 самых высших точек профиля и 5 самых низших точек профиля) 5 1 5  R z =  ∑ hi max − ∑ hi min  5  i =1 i =1  где, himax – расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль; himin – расстояние от низших точек пяти наибольших минимумов до этой же линии. Rmax – расстояние между линией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины L. обозначение параметров Rz и Rmax Параметры шероховатости, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля: средний шаг неровностей: 1 n S m = ∑ S mi n i =1 Smi – длина отрезка средней линии, пересекающего профиль в трех соседних точках и ограниченного крайними точками. Средний шаг неровностей по вершинам: 1 n S = ∑ Si n i =1 Si – длина отрезка средней линии между проекциями на нее двух высших точек соседних выступов. Параметры шероховатости, связанные с формой неровностей: n ∑b i tp = i =1 L ⋅ 100% р – уровень сечения (выбирается в % от Rmax). Применение параметров шероховатости: 1. Для деталей, которые испытывают трение и износ Ra (Rz), tp, причем параметру Ra отдается предпочтение. 2. Виброустойчивость и циклическая прочность Rmax,tp 3. Для неподвижных деталей Ra (Rz) Требования к шероховатости устанавливают указанием числовых значений (наибольших или номинальных с отклонениями в % или диапазона значений) параметра или параметров на базовой длине L. Числовые значения параметров шероховатости: Ra – 0,008…100 мкм; Rz – 0,025…1600 мкм; Sm, S – 0,002…12,5 мм; Значение уровня сечения р: 5;10;15;20;25;30;40;50;60;70;80;90 Требования к шероховатости должны быть обусловлены и должны исходить от функционального назначения поверхности детали. Обозначение шероховатости поверхностей на чертежах регламентируется ГОСТом 2.309-73 ЕСКД. «Обозначение шероховатости поверхностей» Данный ГОСТ 2.309-73 регламентирует: 1. Обозначение шероховатостей; 2. правила нанесения и обозначения шероховатости на чертежах. 4.Обозначение шероховатости поверхностей на чертежах. В общем виде структура обозначения шероховатостей следующая: Размеры знака шероховатости: h – высота цифр размерных чисел; Н = (1,5…3) h Толщина линий знака приблизительно равна ½ толщины сплошной основной линии Направление неровностей Условные обозначения приведенным в таблице направления неровностей должны соответствовать Структура обозначение шероховатости: Для обозначения шероховатости поверхностей, вид обработки которых конструктором не нормируется Для обозначения шероховатости поверхностей, которые должна быть образованы снятием слоя материала Для обозначения шероховатости поверхностей, которые должны быть образованы без снятия слоя материала (ковка, литье, штамповка, протягивание и т.д.) (Слайд 27)Значения параметров шероховатости по ГОСТ 2789-73 указывают: - для параметра Ra – без символа - для остальных параметров – после соответствующего символа Расшифровка обозначения шероховатости: При указании двух и более параметров шероховатости в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке: - параметр высоты неровностей профиля; - параметр шага неровностей профиля; - относительная опорная длина профиля. Ra≤0,1 мкм; 0,040 ≤ Sm≤ 0,063 мкм. t = 80 ± 10% при р=50% L = 0,25…0,8 мм направление неровностей кругообразное Ra≤0,025 мкм; направление неровностей произвольное поверхность - полировать (С) - (М) - Упрощенное обозначение шероховатости: Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхностей с разъяснением его в технических требованиях чертежа. Обозначение шероховатости на изображении детали располагают: 1. На контурных линиях; 2. на выносных линиях (ближе к размерной); 3. на полках линий выносок; 4. при недостатке места на размерных линиях Обозначение шероховатости поверхности, в которой знак имеет располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на чертеже полку, и в которых знак не имеет полки При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей изделия обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу чертежа и на изображении не наносят Размеры знака и толщина линий увеличиваются в 1,5 раза При одинаковой шероховатости части поверхности обозначение шероховатости также выносится в правый верхний угол чертежа и в скобках указывается знак шероховатости Размер и толщина знака в скобках должны соответствовать знаку на изображении Если поверхности образованы без снятия слоя материал или по которым не проводится обработка Шероховатость остальных поверхностей сохраняется в соответствии поставки 1.9. Лекция № 9 (2 часа) Тема: «Размерный анализ» 1.9.2 Вопросы лекции: 1.Основные положения размерного анализа. 2. Методика построения размерных цепей. 3.Классификация размерных цепей. 4.Методы расчета размерных цепей. 1.9.3 Краткое содержание вопросов 1.Основные положения размерного анализа. Размерная цепь — совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Звено размерной цепи — один из размеров, образующих размерную цепь. Замыкающее звено — звено размерной цепи, являющееся исходным при постановке задачи или получающееся последним в результате ее решения. Составляющее звено — звено размерной цепи, функционально связанное с замыкающим звеном. Составляющее звено Увеличивающее звено Уменьшающее звено Увеличивающее звено— составляющее звено размерной цепи, с увеличением которого замыкающее звено увеличивается. Уменьшающее звено— составляющее звено размерной цепи, с увеличением которого замыкающее звено уменьшается. Корректирующее звено— составляющее звено размерной цепи, изменением значения которого достигается требуемая точность замыкающего звена. Рисунок 9.1- Сборочн орочная размерная цепь: ∆Б- замыкающее щее звено;Б1,Б2-уменьшающее увеличивающее звено. звено; Б3-- 2. Методика М построения размерных цепей епей. Основное уравнение размерной цепи цепи: - номинальный ый размер ра замыкающего звена; -сумма номинал минальных размеров увеличивающих звеньев; ньев; оминальных размеров уменьшающих звеньев; ьев; -сумма номина ающих звеньев; m — число увеличивающи n —общее число звеньев ьев размерной ра цепи. В общем виде это выражен ражение может быть представлено так: где ζ— передаточн даточное отношение, характеризующее влияни лияние отклонений размеров составляющих звеньевв на размер р замыкающего звена (ζ = +1 дляя уве увеличивающих звеньев и ζ = -1 для уменьшающих их звеньев зв в том случае, когда звенья размер азмерной цепи расположены линейно и параллельно). 3.Классификация размерных цепей Виды размерных цепей Размерные цепи пи делятся де по расположению звеньев на: 1. плоские и простра ространственные; 2. линейные и угловые. углов Размерные цепи пи делятся де по назначению на: 1.конструкторские; ские; 2.технологические; ские; 3. измерительные. Конструкторские ские размерные р цепиустанавливают связьь размеров разм деталей в изделии онструкторской размерной цепи Рисунок 9.1.-Схема констр Технологические кие размерные р цепи устанавливают связьь размеров разм деталей на разных этапах технологического ого процесса. п Рисунок 9.2. - Технологиче огическая размерная цепь: а -готовая деталь; б, в, г -1, 1, 2 и 3-я операции; д - размерная цепь. 4. Методы расчета размерных цепей Прямая задач адача (проектировочная)заключается в определении опред допусков и предельных отклонений ний на н все составляющие звенья по известному тному допуску и предельным отклонениям замыкающего звена. Обратная задача ача (проверочная)заключается в определении лении допуска и предельных отклонений замыкающег ющего звена по известным допускам и предельн едельным отклонениям всех составляющих звеньев. Методы ы расчета ра размерных цепей: 1.Метод расчета размерных ерных 2.Вероятностный метод расчета цепей на максимум—мини минимум. размерных цепей . Методр етодрасчета размерных цепей на максимум мум—минимум. Выражения для ля определения опр наибольшего и наименьшего шего значений замыкающего звена записывают в виде: иде: Вычитают из первого перво равенства второе и, перегруппировав овав члены ч правой части с их знаками, получают: Разность между ду наибольшим наи и наименьшим размерами и замыкающего зам звена равна допуску на это звено,, так же как и разности предельных размеров меров составляющих звеньев равны допускам на каждый аждый из них: Формулы дляя расчета рас верхнего и нижнего отклонени онений замыкающего звена образуются из зависимосте мостей: Эти равенства можно можн записать в виде, более удобном для расчета ра размерных цепей, выразив предельные отклонения откло через координату середины поля допуска или, другими словами, через среднее ее отклонение отк ЕСА. Тогда предельные отклонения: Аналогично для замыкающего звена: звена Среднее отклонение замыкающего о звена: звен Прямую задачу чу можно мо решить способами: 1.хаотичного подбор одбора допусков; 2.назначения равных авных допусков; 3.назначения допуск опусков одного квалитета. Способ хаотично чного подбора допусковзаключается в подборе допусков до выполнения равенства : Способ равныхх допусков д используют в тех случаях, чаях, когда размеры всех составляющих звеньев ев примерно пр одинаковы. При этом способе собе допуски составляющих звеньев вычисляют поо выражению: вы Способ допусков одно одного (равного) квалитетаприменяют с целью елью получения равной степени точности всех звеньев, имеющих имею различные номинальные размеры, для ээтого допуск замыкающего звена делят пропорционально ально единице допуска каждого составляющего его зве звена. Допуск любого звена звен можно выразить через произведение числ числа единиц допуска k ≈а на единицу допуска i: Допуск замыкающег ающего звена: В пределах одного ного квалитета к число единиц допуска у всех сех звеньев зв всегда одинаково, тогда выразим а из формул ормулы: По полученномукоэ коэффициенту точности анаходят квалитет литет методом выбора числа единиц допуска k, по которому котор необходимо назначить допуски на все вс звенья. Виды отклонений ний на составляющие звенья , кроме корректирующ ирующего звена: -для охватыв ватываемых размеров (типа «вал» — диаметр аметр и длина вала, толщина выступа, толщина проклад окладки, гайки, шайбы и т. п.) —h (es = 0); -для охватывающих ющих размеров (типа «отверстие» — диаметр метр отверстия, о ширина паза, внутренний размер корпуса орпуса и т. п.) — Н (EI =0); -для прочих размеров разме — симметричные (глубина отверст тверстия, бурт вала, высота уступа, межцентровыее расстояния расс и т. п.) —Js, js(+IT/2). Допуск корректиру ктирующего звена Предельные отклоне тклонения корректирующего звена находятт по зависимости: з вырази ыразив из нее среднее отклонение корректирую ирующего звена: дл увеличивающего корректирующего для щего ззвена: для уменьшающего корректирующего его звена: зв В размерную цепь часто входят размеры, допуски наа которые кото уже известны т.е. размеры стандартизованны ванных деталей (болтов, гаек, колец подшип одшипников качения и т.д.). Размеры указанных деталей, дета входящие в размерную цепь, ь, будут бу влиять на размер замыкающего звена, поэтому поэто при расчетах допусков составляющ ляющих звеньев необходимо учитывать и выделять ть уже уж известные допуски звеньев. Исходя ходя из этого, коэффициент точности размерной цепи с имеющимися известными допусками и определяют опр по формуле: -сумма известны вестных допусков составляющих звеньев; -сум сумма единиц допуска всех остальных (опр (определяемых) составляющих звеньев х -чис число звеньев, для которых определяют доп допуски. Преимуществаа использования ис метода максимум—мин минимум заключаются в упрощении и ускорении ии процесса пр сборки и обеспечении высокого ого качества ка продукции. Недостатки — получение по очень точных, технологическ ически трудно выполнимых допусков, невозможность ость использовать и этот метод для расчета цепей высокой точности. 1.10 Лекция № 10,11 ,11 (4 часа) отка результатов р измерений». Тема: «Обработка 1.10.2 Вопросы ы лекции: лек 1.Показатели точнос очности измерений 2.Представление ие результатов рез измерений 3.Вычисление значения значе измеряемой величины 4.Процедура оценив ценивания погрешности 5.Оценивание погрешности погре при однократных измерениях 1.10.3 Краткое содержание вопросов 1. Показатели точности измерений Результат измерения – числовое значение, приписываемое измеряемой величине, с указанием точности измерения. Численные показатели точности: • доверительный интервал (доверительные границы) погрешности ∆Р; • оценка СКО погрешности S. Правила выражения показателей точности: • численные показатели точности выражаются в единицах измеряемой величины; • численные показатели точности должны содержать не более двух значащих цифр • наименьшие разряды результата измерения и численных показателей точности должны быть одинаковыми. 2.Представление результатов измерений Результат измерения: ~ Х = Х , ∆ = ±∆ Р ~ Х = Х ± ∆Р или Пример: U = 105,0 В, ∆0,95 = ± 1,5 B или U = 105,0 ± 1,5 B. 3.Вычисление значения измеряемой величины Пусть модель объекта (измеряемой величины) Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) – ∆мет ; при измерениях получены результаты наблюдений Хij, где i = 1, …, m – количество прямо измеряемых входных величин; j = 1, …, n – число наблюдений каждой входной величины. ~ Порядок нахождения Х : 1) исключение известных систематических погрешностей путем введения поправок ∆cij : Х΄ij = Хij – ∆cij ; 2) оценка равноточности измерений (исключение грубых погрешностей) – по критерию Смирнова или критерию Райта; 3) вычисление среднего арифметического каждой входной величины: n ∑ Xij′ ~ Х = j =1 ; i 4) вычисление значения измеряемой величины: ( ~ ~ Х = f Х1 ... ) n ~ Х m − ∆ мет . При связанных входных величинах сначала вычисляют ряд ~ Х'j = ƒ (X'1j,…,X'mj) – ∆мет, а затем Х = ∑ X ′j n . 4. Процедура оценивания погрешности 1) вычисление оценок СКО – входных величин: n ~ 2 ∑ ( X ij − Х i ) ~ S(Х i ) = ; j =1 n (n −1) – результата измерения: 2  ∂f ~  S ( Х ) ; ∑ i X  1  ∂ i m S(Х ) = 2) определение доверительных границ случайной составляющей погрешности: o ∆ P = t P (v) S ( Х ) , tP(v) – квантиль распределения Стьюдента для заданной Рдпри числе степеней свободы v = n – 1. 3) вычисление границ и СКО неисключенной систематической составляющей погрешности: 2 ∆ нс = k  ∂f  ,   ∆ ∑ нсi  X  1 ∂ i  m Sнс = ∆ нс , 3k k = 1,1 при Рд = 0,95; ∆нсi определяется по имеющейся информации; 4) вычисление СКО суммарной погрешности: S∑ = 2 S 2 + S нс ; 5) оценка погрешности измерения o – если ∆нс /S(Х)< 0,8 , то ∆ = ∆ ; P P – если ∆нс /S(Х)> 8 , то ∆ = ∆нс ; P – если 0,8 ≤ ∆нс /S(Х) ≤ 8 , то o . ∆ Р + ∆нс ∆P = S∑ S ( Х ) + Sнс 6) интерпретация полученных результатов: ~ ~ • интервал ( Х – ∆Р, Х + ∆Р) с вероятностью Рд содержит истинное значение измеряемой величины. • 5. Оцениваниепогрешности при однократных измерениях 1) прямые измерения (i = 1,j = 1) ~ Х = Х ± ∆Р ~ Х = Хизм – ∆c ; ∆Р = ∆max , (∆max находится через класс точности прибора). Пример 1: Uн1 = 150 В, К1 = 1,0; Uн2 = 200 В, К2 = 1,0/0,5. Запишите результаты измерения напряжения при показаниях вольтметров Uизм = 75 В. Решение: K1U н1 1,0 ⋅150 ∆ max 1 = 100% U = 75,0 ± 1,5 B. = 100 = 1,5 B; U   200  δmax 2 = c + d  H 2 −1 = 1,0 + 0,5  −1 = 1,8 % U 75     2) косве нные измерения ; δ U (i = ∆ max 2 = max 2 = 1,8 ⋅ 75 = 1,4 B; 100% 100 2, …, m, j = U = 75,0 ±1,4 B. 1) ~ Х = Х ± ∆Р ( ~ ~ Х = f Х1 ... ) ~ Х m − ∆ мет . 2  ∂f  ∆ max i  ; ∑  X  1 ∂ i  m ∆P = • • если Х = ∑ Xi , то если X = если Х = kY, • m 2 ∑ ∆ max i ; 1 X1 ... X l ,то X l +1 ... X m δ( Х ) = • ∆P = m 2 ∑ δ max i ; ∆ P = 1 δ( Х ) X ; 100% то∆(Х) = k∆(Y)max; если X = Yn, то δ(Х) = nδ(Y)max, ∆(Х) = nYn-1∆(Y)max (∆maxи δmax вычисляются через класс точности). Пример 2: Мощность симметричной трехфазной нагрузки измеряется одним ваттметром. Определите результат измерения, если показание ваттметра 600 Вт, предел измерения 750 Вт, класс точности 0,5. ~ Р = 3Рф = 1800 Вт; ~ Р = Р ± ∆Р ; Решение: 0,5 ⋅ 750 = 3,75 В ; 100% 100 Результат измерения: Р = 1800 ± 11 Вт. ∆ max = KPн = ∆P = 3∆max = 11 Вт; Пример 3: Найдите результат измерения сопротивления в схеме при показаниях приборов Uизм = 100B, Iизм = 1A, если Uн = 200B, KV = 1,0/0,5, RV= 10 кОм; Iн = 2A, KA = 1,0, RА= 1 Ом. А U V R Решение: ∆мет= RA = 1 Ом ; ~ U 100 R = изм − ∆ мет = − 1 = 99 Ом; I изм 1 U   200  δU = c + d  н −1 = 1,0 + 0,5  −1 = 1,5%; U 100     δ R = δU2 + δ 2I = 1,5 2 + 2 ,0 2 = 2,5% ; δI = K1 I н 1,0 ⋅ 2 = = 2,0%; I изм 1 ∆R = δR RN 100% = 2,5 ⋅ 99 100 = 2,5 Ом ; Результат измерения: R= 99,0 ± 2,5 Ом . Пример 4: Переменная составляющая несинусоидального напряжения определяется по показаниям электромагнитного и магнитоэлектрического вольтметров: 50 В и 40 В соответственно. Найдите результат измерения при условиях: Uн1 = 100B, K1 = 0,5; Uн2= 50 В, K2 = 0,5. ∆U max Решение: ~ U ~ = U 2 −U 02 = 50 2 − 40 2 = 30 B; KU K U 0,5⋅100 0,5⋅50 = 1 н1 = = 0,5 В; ∆U max = 2 н2 = = 0,25 В; 100% 100 100% 100% 2 2 U 2 ∆2U max +U 02 ∆2U 0 max  ∂U   ∂U 0  ∆ Р =  ∆ U max  +  ∆ U 0 max  = = U 2 −U 02  ∂U ~   ∂U ~  = (50⋅0,5) 2 + (40⋅0,25) 2 50 2 − 40 2 Результат измерения: =1,6 В; U ~ = 30,0 ±1,6 В. Лекция № 12 (2 часа) Тема: «Средства измерений». 1. 2. 1 Вопросы лекции: Основные понятия, связанные с объектами и средствами измерения (СИ). Классификация средств измерений 2 Литература. 2.1 Основная литература 2.1.1.ЛеоновО.А., Карпузов В.В., Шкаруба Н.Ж., Кисенков Н.Е. Метрология, стандартизация и сертификация/Под ред.О.А.Леонов.-М.:КолосС,2009.-568с.:ил.-(Учебники и учеб.пособия для студентов высш.учеб. заведений). 2.2.2 Дополнительная литература 1. Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2001. – 268 с. 2.Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. Для вузов/Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов.-3-е изд. Перераб. и доп.- М.:Высш.шк., 2007.791с.:ил. 3.Гончаров А.А. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебное пособие для студ. Высш.учеб.заведений/ А.А.Гончаров, В.Д. Копылов. –М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 240 с. 1. Основные понятия, связанные с объектами и средствами измерения (СИ). Измерительная техника – это практическая, прикладная область метрологии. Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средство измерений определено как техническое средство, предназначенное для измерений. 2. Классификация средств измерений По техническому назначению: • мера физической величины — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью; • измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне; • измерительный преобразователь — техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи; • измерительная установка (измерительная машина) — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте • измерительная система — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях; • измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи. По степени автоматизации: • автоматические; • автоматизированные; • ручные. По стандартизации средств измерений: • стандартизированные; • нестандартизированные. По положению в поверочной схеме: • эталоны; • рабочие средства измерений. По значимости измеряемой физической величины: • основные средства измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей; • вспомогательные средства измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности. По измерительным физико- химическим параметрам: • для измерения температуры; • давления; • расхода и количества; • концентрации раствора; • для измерения уровня и др. 1.11 Лекция № 13,14 (4 часа) Тема: «Параметры средств измерений». 1.11.2 Вопросы лекции: 1. Классы точности средств измерений 2. Выбор средств измерений 1.11.3 Краткое содержание вопросов 1.Классы точности Класс точности – нормированная метрологическая характеристика средства измерения, определяемая пределами допускаемых погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность. Приборы с ∆ад>> ∆млт ∆ ≈ ± a = const; δ = ± a a = var ; γ = ± 100% = const . X X Класс точности: Пример обозначения: 1,0 K = γ max Расчетные формулы: ∆ max = K Xн K Xн ; δ max = . 100% X Пример 1:Предел измерения амперметра 10 А, класс точности 0,5. Определите абсолютную и относительную погрешности измерения тока 5 А. Решение: ∆ max = K Xн 0,5 ⋅ 10 = = 0,05 А; 100% 100% δmax = K X н 0,5 ⋅ 10 = = 1 %. X 5 У приборов с резко неравномерной шкалой Хн = lполн . Класс точности: Пример обозначения: Приборы с ∆млт>> ∆ад K = γ max 1,0 ∆ ≈ ±bX = var; δ ≈ ± b = const ; Класс точности: Пример обозначения: K = δmax 1,0 Расчетная формула: ∆ max = KX ; 100 % Пример 2: Счетчик электрической энергии зарегистрировал расход энергии 200 кВт-час. Определите абсолютную погрешность измерения энергии, если класс точности счетчика 2,5 . δ max 1 = Решение: ∆ max = K1 X н1 0,5 ⋅ 750 = = 0,75%. X 500 2,5 ⋅ 200 KX = = 5 кВт − час. 100 % 100 Приборы с ∆ад ~ ∆млт ∆ = ± (а + bX ) = var ; Класс точности: δ = ± a + bX = var ; X К = с/d Пример обозначения: 1,0/0,5 X  δ max = c + d  н − 1  X  Расчетная формула: ∆ max = δX dX н + (c − d )X . = 100 % 100 % Пример 3: Uн = 50B; KV = 0,5/0,2; Uизм = 20B. ∆, δ, γ = ? Решение:  X   50  δ max = c + d  н − 1 = 0,5 + 0,2  − 1 = 0,8%;  20   X изм  ∆ max = Пример 4: δХ 0,8 ⋅ 20 = = 0,16 В. 100% 100 Wн1 = 750Bт; K1 = 0,5;Wн2 =1000Bт, K2 = 0,5/0,1; Выбрать прибор, обеспечивающий меньшую погрешность измерения мощности 500 Вт. Решение: Меньшую погрешность дает второй вольтметр.  X   1000  δ max 2 = c + d  н 2 − 1 = 0,5 + 0,1  − 1 = 0,6%;  500   X изм  2.Выбор средств измерения Правильный выбор средств измерения не только обеспечивает требуемую точность изготовления детали, но и ускоряет процесс измерений, сокращает время обработки и сборки и, следовательно, уменьшает себестоимость выпускаемой продукции. Конкретное СИ выбирают таким, чтобы предельная погрешность измерения ∆ lim не превышала установленную допускаемую погрешность измерения ∆, т. е. ∆ lim≤ δ изм При отсутствии рекомендаций в НТД допуск на измерение принимают δ изм = 0,33Т Где Т- допуск контролируемого параметра. Исходными данными для выбора средств измерений являются указанные в конструкторской (технологической) документации наименьшие и наибольшие размеры физической величины или допуск. Допуск относительно номинального размера может располагаться односторонне, симметрично и ассиметрично. Его расположение относительно номинального размера на выбор СИ не влияет. Действительные размеры измеряемой величины могут изменяться по различному закону. В соответствии с исходными данными определяют допускаемые значения основной абсолютной, относительной или приведенной погрешностей средства измерений(или измерительной системы); назначают требования к габаритным размерам, массе, соединительным элементам, особенностям конструкции данного средства измерения; рассчитывают значения нижнего и верхнего пределов(диапазона) средства измерения Н ди p П min − δ изм где Н дин - значение нижнего предела рабочей части шкалы(диапазона); П min - наименьшее значение измеряемой величины. Верхний предел рабочей части шкалы Вди f П max + δ изм где Вди - значение верхнего предела рабочей части шкалы (диапазона); П max - наиболее предельное значение измеряемой величины. Выбор пределов ( Н ди и _ Вди ) рабочей части шкалы средства измерения вызван необходимостью исключить возможное внесение в результаты измерения ошибок в случае, когда истинные значения измеряемой величины близки к граничным значениям рабочей части шкалы. Влияние точности контролируемых параметров на результаты разбраковки выражается через относительную величину Т σ тех . При этом точность технологического процесса изготовления влияет на параметры разбраковки в большей мере, чем погрешность измерения. Чем точнее технологический процесс, тем меньше неправильна принятых и неправильно забракованных изделий. При рассеянии размеров в пределах допуска параметры разбраковки будут равны нулю, и приемочный контроль в этом случае можно не проводить. Однако повышение точности технологического процесса приводит к увеличению стоимости изделий, что в практике изготовления и восстановления деталей применяют редко. 1.12 Лекция № 15 (2 часа) Тема: «Метрологическая аттестация средств измерения». 1.12.2 1Вопросы лекции: 1. Государственный метрологический контроль и надзор 2.Поверка средств измерения. 3. Калибровка средств измерения. 1.12.3 Краткое содержание вопросов 1. Государственный метрологический контроль и надзор Государственный метрологический контроль и надзор (ГМКиН) обеспечивается Государственной метрологической службой для проверки соответствия нормам законодательной метрологии, утвержденным Законом РФ «Об обеспечении единства измерений», государственными стандартами и другими нормативными документами. Государственный метрологический контроль и надзор распространяется на: 1) средства измерений; 2) эталоны величин; 3) методы проведения измерений; 4) качество товаров и другие объекты, утвержденные законодательной метрологией. Область применения Государственного метрологического контроля и надзора распространяется на: 1) здравоохранение; 2) ветеринарную практику; 3) охрану окружающей среды; 4) торговлю; 5) расчеты между экономическими агентами; 6) учетные операции, осуществляемые государством; 7) обороноспособность государства; 8) геодезические работы; 9) гидрометеорологические работы; 10) банковские операции; 11) налоговые операции; 12) таможенные операции; 13) почтовые операции; 14) продукцию, поставки которой осуществляются по государственным контрактам; 15) проверку и контроль качества продукции на выполнение обязательных требований государственных стандартов Российской Федерации; 16) измерения, которые осуществляются по запросам судебных органов, прокуратуры и других государственных органов; 17) регистрацию спортивных рекордов государственного и международного масштабов. Необходимо отметить, что неточность и недостоверность измерений в непроизводственных сферах, таких как здравоохранение, могут повлечь за собой серьезные последствия и угрозу безопасности. Неточность и недостоверность измерений в сфере торговых и банковских операций, например, могут вызвать огромные финансовые потери как отдельных граждан, так и государства. Объектами Государственного метрологического контроля и надзора могут являться, например, следующие средства измерений: 1) приборы для измерения кровяного давления; 2) медицинские термометры; 3) приборы для определения уровня радиации; 4) устройства для определения концентрации окиси углерода в выхлопных газах автомобилей; 5) средства измерений, предназначенные для контроля качества товара. В Законе Российской Федерации установлено три вида государственного метрологического контроля и три вида государственного метрологического надзора. Виды государственного метрологического контроля: 1) определение типа средств измерений; 2) поверка средств измерений; 3) лицензирование юридических и физических лиц, занимающихся производством и ремонтом средств измерений. Виды государственного метрологического надзора: Виды государственного метрологического надзора: 1) за изготовлением, состоянием и эксплуатацией средств измерений, аттестованными методами выполнения измерений, эталонами единиц физических величин, выполнением метрологических правил и норм; 2) за количеством товаров, которые отчуждаются в процессе торговых операций; 3) за количеством товаров, расфасованных в упаковки любого вида, в процессе их фасовки и продажи. 2.Поверка средств измерения. Совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям, - поверка средств измерений. Средства измерений, подлежащие метрологическому контролю и надзору, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при продаже и выдаче на прокат, а также при эксплуатации. Правилами ПР 50.2.006-94 "ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения" установлено, что поверку средств измерений осуществляют органы государственной метрологической службы (ГМС), государственные научные метрологические центры (ГНМЦ), а также аккредитованные метрологические службы юридических лиц. Поверку проводит физическое лицо, аттестованное в качестве поверителя в соответствии с правилами ПР 50.2.012-94 "ГСИ. Порядок аттестации поверителей средств измерений", по нормативным документам, утверждаемым по результатам испытаний с целью утверждения их типа. Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него и (или) техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма и (или) выдается свидетельство о поверке. Если по результатам поверки средство измерений признано не пригодным к применению, оттиск поверительного клейма и (или) "Свидетельство о поверке" аннулируются и выписывают извещение о непригодности или делается соответствующая запись в технической документации. Существуют следующие виды поверок: Первичная поверка - проводится для средств измерений утвержденных типов при выпуске их из производства, после ремонта, при ввозе из-за границы. При утверждении типа средств измерений единичного производства на каждое из них оформляется сертификат об утверждении типа; первичную поверку данные средства измерений не проходят. Периодическую поверку проводят для средств измерений, находящихся в эксплуатации, через определённые межповерочные интервалы. Необходимость поверки обусловлена возможностью утраты измерительным средством метрологических показателей из-за временных и других воздействий. Внеочередную поверку проводят: при необходимости подтверждения пригодности средства измерений к применению; в случае применения средства измерений, в качестве комплектующего по истечении половины межповерочного интервала; в случае повреждения клейма или утери свидетельства о поверке; при вводе в эксплуатацию после длительной консервации (более одного межповерочного интервала); при отправке средств измерений потребителю после истечения половины межповерочного интервала. Экспертную поверку проводят при возникновении разногласий по вопросам, относящимся к метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности их к применению. Инспекционную поверку выполняют в рамках государственного надзора или ведомственного контроля, для контроля качества первичных или периодических поверок и определения пригодности средств измерений к применению. 3. Калибровка средств измерений В Российской Федерации возникла необходимость поиска новых форм организации метрологической деятельности, которые соответствовали бы рыночным отношениям в экономике. Одной из таких форм является организация Российской системы калибровки (РСК), схема которой приведена на слайде 3. Средств измерений на предмет их пригодности к применению в мировой практике осуществляется двумя основными видами: поверкой и калибровкой. Калибровка средства измерений - это совокупность операций, выполняемых калибровочной лабораторией с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности средства измерений к применению в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору в соответствии с установленными требованиями. Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком, наносимым на средства измерений, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах. Поверку (обязательная госповерка) может выполнять, как правило, орган государственной метрологической службы, а калибровку - любая аккредитованная и неаккредитованная организация. Поверка обязательна для средств измерений, применяемых в сферах, подлежащих Государственному метрологическому контролю (ГМК), калибровка же - процедура добровольная, поскольку относится к средствам измерений, не подлежащим ГМК. Предприятие вправе самостоятельно решать вопрос о выборе форм и режимов контроля состояния средств измерений, за исключением тех областей применения средств измерений, за которыми государства всего мира устанавливают свой контроль - это здравоохранение, безопасность труда, экология и др. Освободившись от государственного контроля, предприятия попадают под не менее жёсткий контроль рынка. Это означает, что свобода выбора предприятия по "метрологическому поведению" является относительной, все равно необходимо соблюдать метрологические правила. В развитых странах устанавливает и контролирует исполнение этих правил негосударственная организация, именуемая "национальной калибровочной службой". Эта служба берёт на себя функции регулирования и разрешения вопросов, связанных со средствами измерений, не подпадающими под контроль государственных метрологических служб. Желание иметь конкурентоспособную продукцию побуждает предприятия иметь измерительные средства, дающие достоверные результаты. Внедрение системы сертификации продукции дополнительно стимулирует поддержание измерительных средств на соответствующем уровне. Это согласуется с требованиями систем качества, регламентируемыми стандартами ИСО серии 9000. Построение Российской системы калибровки (РСК) основывается на следующих принципах: добровольность вступления; обязательность получения размеров единиц от государственных эталонов; профессионализм и компетентность персонала; самоокупаемость и самофинансирование. Основное звено РСК - калибровочная лаборатория. Она представляет собой самостоятельное предприятие или подразделение,или подразделение в составе метрологической службы предприятия, которое может осуществлять калибровку средств измерений для собственных нужд или для сторонних организаций. Если калибровка проводится для сторонних организаций, то калибровочная лаборатория должна быть аккредитована органом РСК. Аккредитацию осуществляют государственные научные метрологические центры или органы Государственной метрологической службы в соответствии со своей компетенцией и требованиями, установленными в ГОСТе 51000.2-95 "Общие требования к аккредитующему органу". Порядок аккредитации метрологической службы утвержден постановлением Госстандарта РФ от 28 декабря 1995 г. N 95 “Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право проведения калибровочных работ”. Методы поверки (калибровки) и поверочные схемы. Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины. Метод непосредственного сличения поверяемого (калибруемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях, как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами. Достоинства этого метода в его простоте, наглядности, возможности применения автоматической поверки (калибровки), отсутствии потребности в сложном оборудовании. Метод сличения с помощью компаратора основан на использовании прибора сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое (калибруемое) и эталонное средства измерения. Достоинством данного метода специалисты считают последовательное во времени сравнение двух величин. Метод прямых измерений применяют, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным в определенных пределах измерений. В целом этот метод аналогичен методу непосредственного сличения, но методом прямых измерений производится сличение на всех числовых отметках каждого диапазона (и поддиапазонов, если они имеются в приборе). Метод прямых измерений применяют, например, для поверки или калибровки вольтметров постоянного электрического тока. Метод косвенных измерений используется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Этим методом определяют вначале не искомую характеристику, а другие, связанные с ней определенной зависимостью. Искомую характеристику рассчитывают. Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений. Схемы передачи информации о размерах единиц при их централизованном воспроизведении называют поверочными. Поверочная схема - это утверждённый в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений. Поверочная схема может быть: государственной и локальной. Государственная поверочная схема устанавливает передачу информации о размере единицы в масштабах страны. Она возглавляется государственными или специальными эталонами. Локальные поверочные схемы в отличие от государственных поверочных разрабатываются метрологическими службами предприятия и организации. Рассмотрим в общем виде содержание государственной поверочной схемы. Наименование эталонов и рабочих средств измерений обычно располагают в прямоугольниках (для государственного эталона прямоугольник двухконтурный). Здесь же указывают метрологические характеристики для данной ступени схемы. В нижней части схемы расположены рабочие средства измерений, которые в зависимости от их степени точности (т.е. погрешности измерений) подразделяют на пять категорий: наивысшей, высшей, высокой, средней, низшей. Наивысшая точность обычно соизмерима со степенью погрешности средства измерения государственного эталона. В каждой ступени поверочной схемы регламентируется порядок (метод) передачи размера единицы. Наименования методов поверки (калибровки) располагаются в овалах, в которых также указывается допускаемая погрешность метода поверки (калибровки). 1.13 Лекция № 16 (2 часа) Тема: «Обеспечение единства измерений» 1.13.2 Вопросы лекции: 1.Национальный орган РФ по метрологии. 2.Метрологические службы и организации 1.13.3 Краткое содержание вопросов 1.Национальный орган РФ по метрологии. Национальный орган по метрологии – это Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (РОССТАНДАРТ), которое входит в систему федеральных органов исполнительной власти Российской Федерации и находится в ведении Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации; образовано в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 20 мая 2004 г. №649 «Вопросы структуры федеральных органов исполнительной власти». РОССТАНДАРТ является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в сфере технического регулирования и метрологии. Оно осуществляет лицензирование деятельности по изготовлению и ремонту средств измерений, а также функции по государственному метрологическому контролю и надзору, а также контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов и технических регламентов. 2.Метрологические службы и организации РОССТАНДАРТ осуществляет свою деятельность непосредственно через свои территориальные органы и через подведомственные организации . РОССТАНДАРТ осуществляет руководство Государственной метрологической службой(ГМС), которая несёт ответственность за метрологическое обеспечение измерений в стране на межотраслевом уровне, и государственный метрологический контроль и надзор. В состав ГМС входят: Государственные научные метрологические центры(ГНМЦ), метрологические научно-исследовательские институты, несущие в соответствии с законодательством ответственность за создание, хранение и применение государственных эталонов, а также за разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений в закреплённом виде измерений. Основная деятельность органов ГМС направлена на обеспечение единства измерений в стране. Она включает создание государственных и вторичных эталонов, разработку систем передачи размеров единиц ФВ рабочим СИ, государственный надзор за производством, состоянием, применением, ремонтом СИ, метрологическую экспертизу документации и важнейших видов продукции, методическое руководство МС юридических лиц; Органы Государственной метрологической службы на территории республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга. ГМС взаимодействует с другими государственными службами по обеспечению единства измерений, а именно: Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли(ГСВЧ)- сеть организаций, ответственных за воспроизведение и хранение единиц времени и частоты и передачу их размеров, а также за обеспечение потребителей в народном хозяйстве информацией о точном времени, за выполнение измерений времени и частоты в установленных единицах и шкалах; Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов(ГССО)- сеть организаций, ответственных за создание и внедрение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов с целью обеспечения единства измерений; Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов(ГСССД)-сеть организаций, ответственных за получение и информационное обеспечение заинтересованных лиц данными о физических константах и свойствах веществ и материалов, основанных на исследованиях и высокочастотных измерениях. 1.14 Лекция № 17 (2 часа) Тема: «Единства измерений» 1.14.2 Вопросы лекции: 1.Правовые основы единства измерений. 2.Основные положения закона РФ «Об обеспечении единства измерения». 1.14.3 Краткое содержание вопросов 1.Правовые основы единства измерений. Правовой основой обеспечения единства измерений служит законодательная метрология, которая представляет собой свод государственных актов и нормативнотехнических документов различного уровня, регламентирующих метрологические правила, требования и нормы. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) – комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению точности измерений. Технической основой ГСИ являются: 1. Система (совокупность) государственных эталонов единиц и шкал физических величин - эталонная база страны. 2. Система передачи размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью эталонов и других средств поверки. 3. Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих исследования, разработки, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов. 4. Система государственных испытаний СИ (утверждение типа СИ), предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из-за границы партиями. 5. Система поверки и калибровки СИ. 6. Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов. 7. Система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. 2.Основные положения ФЗ РФ «Об обеспечение единства измерений». В1993 г. принят Закон РФ «Об обеспечении единства измерений». До того, по существу, не было законодательных норм в области метрологии. Правовые нормы устанавливались постановлением Правительства (№ 273 от 04.04.83), и действовала централизованная система управления государственными и ведомственными метрологическими службами. По сравнению с положениями этих постановлений Закон установил немало нововведений – от терминологии до лицензирования метрологической деятельности в стране. Рассмотрим основные положения Закона «Об обеспечении единства измерений». Цели Закона состоят в следующем: -защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений; -содействие научно-техническому и экономическому прогрессу на основе применения государственных эталонов единиц величин и использования результатов измерений гарантированной точности, выраженных в допускаемых к применению в стране единицах; -создание благоприятных условий для развития международных и межфирменных связей; -регулирование отношений государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений; -адаптация российской системы измерений к мировой практике. Основные статьи Закона устанавливают: -организационную структуру государственного управления обеспечением единства измерений; -нормативные документы по обеспечению единства измерений; -единицы величин и государственные эталоны единиц величин; -средства и методики измерений. Закон «Об обеспечении единства измерений» укрепляет правовую базу для международного сотрудничества в области метрологии, принципами которого являются: -поддержка приоритетов международных договорных обязательств; -содействие процессам присоединения России к ВТО; -сохранение авторитета российской метрологической школы в международных организациях; -создание условие для взаимного признания результатов испытаний, поверок и калибровок в целях устранения технических барьеров в двухсторонних и многосторонних внешнеэкономических отношениях. 1.15 Лекция № 18 (2 часа) Тема: «Метрологическое обеспечение» 1.15.2 Вопросы лекции: 1.Обеспечение единства измерений 2.Организационные, научные основы метрологического обеспечения с.х. предприятий. 1.15.3 Краткое содержание вопросов 1.Обеспечение единства измерений Единство измерений означает, что результаты измерений выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) – комплекс государственных стандартов, устанавливающих правила, требования и нормы по организации и методике оценивания и обеспечения точности измерений. Основные положения ГСИ: • • • результаты измерений должны выражаться в принятой системе единиц (системе СИ); форма представления результатов измерений должна содержать показатели точности; средства ИТ подлежат испытаниям при выпуске и обязательной поверке при эксплуатации. Поверка – установление соответствия средств ИТ нормативным техническим требованиям. Цель поверки – определение погрешностей и других метрологических характеристик, регламентированных ТУ. Поверочные схемы для передачи размера единицы физической величины: государственный эталон вторичный эталон рабочий эталон образцовые средства рабочие средства ИТ. 2.Организационные, научные основы метрологического обеспечения предприятий. Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Основной тенденцией в развитии МО является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задаче обеспечения качества измерений. Качество измерений- понятие более широкое, чем точность измерений. Оно характеризует совокупность свойств СИ, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемой точностью (размером допускаемых погрешностей), достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью. Понятие «метрологическое обеспечение» применяется, как правило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то же время допускают использование термина «метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации)», подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации. Объектом МО являются все стадии жизненного цикла (ЖЦ) изделия (продукции) или услуги. Под ЖЦ понимается совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления. Так, на стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания. Так же осуществляется метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации. При разработке МО необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединённых одной целью- достижением требуемого качества измерений. Такими процессами являются: установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и • оптимальных норм точности измерений при контроле качества продукции и управлении процессами; • технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры; стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольно• измерительной техники; • разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения измерения, испытаний и контроля (МВИ); • поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольноизмерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии; контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а • также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии; • участие в разработке и внедрении стандартов предприятия; внедрение международных, государственных и отраслевых стандартов, а • также иных нормативных документов Госстандарта; • проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации; • проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление мероприятий по совершенствованию МО; подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия • к выполнению контрольно-измерительных операций. Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную и техническую. Отдельные аспекты МО рассмотрены в рекомендации МИ 2500-98 по метрологическому обеспечению малых предприятий. Разработка и проведение мероприятий МО возложено на метрологические службы (МС). Метрологическая службаслужба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и осуществления метрологического контроля и надзора. 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 2.1 Лабораторная работа №1 (2 часа). Тема: «Назначение, устройство плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД), предельных калибров» 2.1.1 Цель работы: 1. Изучить назначение, устройство ПКМД, предельных калибров для контроля деталей гладких цилиндрических соединений и правила пользования ими. 2. Приобрести навыки в настройке регулируемых калибров-скоб для контроля заданного размера вала по ПКМД. 2.1.2 Задачи работы: 1. Изучить назначение, устройство, правила пользования ПКМД. 2. Изучить назначение, устройство, правила пользования предельными калибрами для контроля деталей гладких цилиндрических соединений, порядок построения схемы полей допусков калибров и определения их размеров. 3. Настроить регулируемую калибр-скобу для контроля заданного размера вала. 4. Составить отчет по установленной форме. 2.1.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Набор плоскопараллельных концевых мер длины №1 2. Регулируемая калибр – скоба. 2.1.4 Описание (ход) работы: Плоскопараллельные концевые меры длины (ПКМД) В машиностроении нашли широкое применение ПКМД. К ПКМД условно могут отнесены установочные меры к микрометрам, калибр – пластины, щупы, установочные меры к микрометрическим нутромерам, калиброванные кольца. Плоскопараллельные концевые меры длины предназначены для хранения и воспроизведения единицы длины в соответствии с государственной поверочной схемой, для поверки и градуировки мер и измерительных приборов, для установки приборов на ноль при измерениях методом сравнения с мерой, для непосредственных измерений высокоточных размеров изделий, при точных разметках изделий, при точных лекальных, слесарных, сборочных и регулировочных работах. ПКМД являются основным средством обеспечения единства линейных измерений в машиностроении. ПКМД изготовляют в виде прямоугольного параллелепипеда. За длину концевой меры длины принимают длину перпендикуляра AB (рис. 1.1), опущенного из данной точки измерительной поверхности концевой меры на противоположную измерительную поверхность. Обе измерительные поверхности отличаются от других поверхностей ПКМД малой шероховатостью (среднее арифметическое отклонение профиля Ra ≤ 0,016 мкм). В зависимости от точности изготовления ПКМД, т. е. от отклонения длины концевой меры от номинальной и от отклонения от плоскопараллельности измерительных поверхностей, их относят к классам точности: 00; 01; 0; 1; 2; 3 (меры из стали) и 00; 0; 1; 2; 3 (меры из твердого сплава). После ремонта ПКМД могут быть отнесены к классам точности 4 и 5. В зависимости от точности аттестации в органах метрологической службы ПКМД подразделяют на пять пя разрядов: первый, второй, третий,, четвертый, четв пятый. Рис. 1.1. Рабочий размер разм концевой меры Особым свойством ом ПКМД П является их притираемость – свойство измерительных поверхностей концевых вых мер м обеспечивать прочное сцепление ие между ме собой, а также с металлической, стеклянной янной или кварцевой пластинами при приклад икладывании или надвигании одной концевой меры на другую. др ПКМД выпускаются тся наборами №1…№19 и спецнаборами орами №20…№22, которые отличаются друг от друга количеством мер, размерами мерр и градацией г их. Наиболее распространенными являются являю наборы №1 (87 мер), №6 (11 мер) р) и №16 № (19 мер). На рис. 1.2 представлен набор из 87 концевых ко мер. При работе с ПКМД в общем случае, если в наборе нет меры ры требуемого тр номинального размера, составляют блок из и возможно меньшего числа мер, для ля чего чег сначала рассчитывают и подбирают концевыее меры мер длины. Рис. 1.2. Набор изз 87 концевых к мер Расчет размеров плоск лоскопараллельных концевых мер для соста ставления их в блоки Определение номиналь инальных размеров мер для составленияя блока бло ПКМД начинают с концевой меры, у которой орой размер совпадает несколькими (или одной) одно последними цифрами с размером блока. Затем тем из размера блока вычитывают размер первой перво меры и берут вторую меру, совпадающую несколькими нес (или одной) последними ими цифрами с остатком. Дальнейший расчет провод роводится в той же последовательности, что обеспечивает об наименьшее количество мер в блоке ке и повышает п точность размеров блоков. Примеры расчетаа разм размеров плоскопараллельных концевых вых мер. м При наборе из 87 мер Составить блок размером разм Составить блок размером 37,875 мм 49,48 мм 1-я мера 1,488 мм 1-я мера 1,005 мм остаток 48 мм остаток 36,87 мм 2-я мера 8 мм 2-я мера 1,37 мм остаток 40 мм остаток 35,5 мм 3-я мера 40 мм 3-я мера 5,5 мм остаток 30 мм 4-я мера 30 мм Проверка: 1,48 мм + 8 мм + Проверка: 1,005 мм + 1,37 40 мм = 49,48 мм мм + 5,5 мм + 30 мм = 37,875 мм Выбранные для составления соста блока ПКМД предварительно ельно очищают от смазки, промывают бензином м и вытирают в насухо чистой салфеткой.. Подготовленные Под для блока ПКМД притирают при и их относительном о перемещении под небольш ольшим давлением (рис.1.3). Рис. 1.3. Составление ение блоков из ПКМД При составлении блока бло сначала притирают меры с номинальными ном размерами, выраженными целыми и числами чи миллиметров, а затем притирают рают к ним концевые меры длины в порядке нарастани астания числа десятичных знаков в обозначении чении их размера. После окончания работы рабо с блоком ПКМД его разбирают, ают, концевые меры длины вторично промывают бензином, бензи протирают салфеткой, смазывают ают и укладывают в футляры. ПКМД, служащие ие для д поверки и градуировки средств дств измерения, называют образцовыми. К концевым мерам рам длины д поставляются наборы принадлеж адлежностей, расширяющих область применения ПКМД (рис. 1.4). Рис. 1.4. Принадлежно ежности к концевым мерам: 1 – чертильный боковик овик; 2 – центровой боковик; 3 – державки; и; 4 – основание; 5 – радиу адиусные боковики Некоторые примеры ры применения пр ПКМД и их принадлежносте ностей представлены на рис. 1.5…1.9. При проверке скобы (рис. 1.5) блоки концевых мер требуемых размеров (соответствующих наибол аибольшему и наименьшему предельным ым размерам ра скобы) вводят между проверяемыми плоскостями плос и определяют плотность сопряже пряжения. Рис. 1.5. Проверкаа ско скобы блоком концевых мер При наличии зазора ра или чрезмерно плотного соединения изменя зменяется размер блока мер и проверку производят повторно. повт Действительным размером скобы обы будет б являться тот блок, который удерживается ся под по действием собственной массы, ноо при уменьшении на 1 мкм выпадает. При проверке предела дела допускаемой д погрешности микрометра ра (рис. (ри 1.6) сопоставляют его показания с размерами и блоков бло мер. Рис. 1.6. Проверкаа мик микрометра При наличии зазора ра или чрезмерного плотного соединения изменяют измен размер блока мер и проверку производят повторно. повто При внутренних измере змерениях к размеру блока мер прибавляют яют толщину то двух боковиков. При помощи державки ки и блоков мер, закрепленных между боковиками боков можно измерять точные размеры валов. Рис. 1.7. Измерение ие ра расстояния между осями валиков Рис. 1.8. Контроль ь размера раз отверстия с помощью державки жавки и боковиков: 1 – державка; 2 – радиу адиусный боковик Рис. 1.9. Разметкаа на плоскости п Калибры для гладких их ц цилиндрических соединений При серийном и массовом масс производствах для контроля деталей дета в машиностроении широко применяются калибры. кали Калибры – средств едства контроля, предназначенные для ля проверки п соответствия действительных значений ений геометрических параметров их предпис едписанным значениям. При контроле калибрами числовые числ значения геометрических параметр аметров не определяются, а устанавливается – находя аходятся ли действительные значения геомет еометрических параметров в пределах допуска или выходят выхо за его границы. Наиболее часто при ри контроле кон деталей используются предельные ьные калибры. Предельные калибры либры – калибры, номинальные размеры еры которых к соответствуют наибольшему и наименьше еньшему предельным размерам изделий. Калибры для контрол нтроля гладких валов и отверстий подраз одразделяют на проходные (обозначают ПР) и непрохо проходные (обозначают НЕ). Гладкие калибры для контроля отверстий выполняют в форме форм цилиндров (прототип контролируемого отверсти верстия), поэтому их называют пробками ами. Калибр – пробка ПР отличается от калибра – пробки пр НЕ значительно большей высотой той цилиндра. ци Калибры – пробки и изготовляет изго завод «Калибр» для контроля раз азмеров отверстий 6 – 16го квалитетов диаметром ром 1 – 360 мм (рис. 1.10). Калибры – пробки для контроля к отверстий диаметром 1 – 100 00 мм имеют хромированные рабочие поверхности, и, что повышает их срок службы в 3 – 4 раза по сравнению с нехромированными калибрами. калибр Калибры для контроля отверстий стий диаметром д 50 – 100 мм изготовляют с насадками. ками. По мере износа заходной части рабочей очей поверхности насадки ее поворачивают изношенной енной стороной к ручке, что также повышает ает срок ср службы калибра. Рис. 1.10. Контроль роль отверстия (а) гладкими калибрам брами – пробками и их конструкции: б – одностороннийй со вставкой; в, д – двусторонний со вставками вст ПР и НЕ; е – двусторонний с насадкам ками ПР и НЕ; ж – одностороннийй с насадкой; з – неполный штампованный; и – неполный неп с накладками; к – неполный ПР Р и НЕ; л– сферический нутромер НЕ Гладкие калибры для контроля валов выполняют по форме орме кольца с внутренней цилиндрической измерит мерительной поверхностью и в виде скобы скоб . Преимущественное распространение получил лучили не калибры – кольца, а калибры либры-скобы, позволяющие контролировать размеры меры валов без снятия их со станка.. Калибрами Кал – скобами контролируют коленчаты нчатые валы и другие детали сложной ой формы. фо Калибры – скобы выпускает Челябинский кий инструментальный и завод. Некоторые конструкции конс калибров скоб приведены на рис. 1.11. Скоба листовая двусто вусторонняя Скоба листовая односторонняя онняя от 1 до 50 мм от 1 до 180 мм Скоба штампованн ованная двусторонняя Скоба регулируемая руемая от 3 до 100 мм от 0 до 330 мм Рис. 1.11. Калибры – скобы для контроля валов Для контроля валов используются нерегулируемые или регулируемые скобы. Регулируемые калибры бры – скобы облают меньшей точност чностью по сравнению с нерегулируемыми, поэтому оэтому они применяются для контроля размеро змеров валов, изготовленных по 8-му квалитету и грубее. грубе Регулируемые скобы можно переналад наладить на другой размер (в пределах 6…16 мм) или ли восстановить во размер их по мере износаа вставок. вста При контроле предель едельными калибрами – пробками они вводятся ввод в контролируемое отверстие. Если проходной одной калибр (ПР) входит в отверстие и непроходной непро – не входит, то деталь по данному размеру азмеру будет годной. При контроле предельным льными калибрами – скобами (ПР и НЕ) они надвигают игаются на вал. При годном вале проходной дной калибр – скоба должен находить на вал и непрох епроходной калибр – скоба не находить на вал. ва При нарушении этих условий вал бракуется. Для контроля калибро либров-скоб используют контр – калибры ры (контрольные (к калибры – пробки): К–НЕ – контроль трольный калибр для контроля рабочих непроходных непро калибров-скоб; К–ПР – контрольный й калибр кал для контроля рабочих проходных ых калибров к – скоб; К–И – контрольный калибр для контроля ко изношенных рабочих проходных дных калибров-скоб. При изготовлении деталей детал при их контроле пользуются рабочим очими проходными (Р–ПР) и рабочими непроходными ыми (Р–НЕ) (Р калибрами-пробками или калибрам ибрами-скобами. При маркировке калибр алибров указывают: номинальное значение ие контролируемого ко размера, условное обозначениее поля пол допуска и числовые значения его предельных п отклонений, назначение калибра (ПР, НЕ, К–НЕ, К–ПР, К–И) и товарный арный знак предприятия – изготовителя. Например, на калибре либре – пробке отмечено – Ø25Н7. Следова едовательно, данный калибр предназначен для контроля троля размера отверстия Ø25Н7. Допуски калибров. Допуски и отклонения размеров калибр алибров нормируются ГОСТ 24853 – 81 (для контроля оля размеров р отверстий и валов до 500 мм). При построении схемы хемы полей допусков калибров учитывается, тся, что ч предельные калибры для контроля деталей й изготавливают изго по соответствующим предель редельным размерам деталей, относительно которых ых строятся ст поля допусков калибров. Проходную Прохо сторону пробки изготавливают по наиме аименьшему предельному размеру контрол нтролируемого отверстия, а непроходную – по наибольшему наиб предельному размеру. Проходную Прох сторону скобы изготовляют по наибольше ольшему предельному размеру вала, а непроход роходную – по наименьшему предельному размеру. Указанные предельны ельные размеры контролируемых отверсти ерстий и валов являются соответственно номинальн нальными размерами проходных и непроход роходных калибров-пробок и калибров-скоб. Например, имер, номинальным размером проходного го калибрака пробки является наименьший предельный ьный размер контролируемого отверстия ия и поле допуска данного калибра строится относите носительно нулевой линии, проведенной через нижнюю границу поля допуска отверстия (рис. ис. 1.12). 1.1 Порядок построения ия схем сх полей допусков рабочих калибровв следующий: след 1. Строится схема поля допуска контролируемого размера отверс тверстия или вала. 2. По таблицам ГОСТаа 24853-81 определяются допуски и отклон тклонения калибров (H, H1, Z, Z1, Y, Y1). 3. Строится схема полей допусков калибров относительно ихх номинальных ном размеров. Примеры схем располо сположения полей допусков калибров дляя контроля конт отверстий и валов приводятся на рис. 1.12 12 и рис. р 1.13. На рисунках 1.12 и 1.13 приняты следующие обозначения: Н – допуск на изготовле отовление калибров для отверстия; Z – отклонение середины серед поля допуска на изготовление ие проходного пр калибра для отверстия относительно но наименьшего на предельного размера контроли тролируемого изделия; Y – допустимый выход выхо размера изношенного проходного го калибра кал для отверстия за границу поля допускаа изделия; изде Н1 – допуск на изготовл отовление калибров для вала; Z1 – отклонение середины середи поля допуска на изготовление проходного прохо калибра для вала относительно наибольшего ьшего предельного размера контролируемого ого изделия; и Y1 – допустимый выход выхо размера изношенного проходного калибра кали для вала за границу поля допуска изделия. Рис. 1.12. Схема расположения расп полей допусков калибров ов дл для контроля отверстий изготовленных по квалитетам квали 6, 7 и 8 при номинальныхх размерах раз до 180 мм (для размеров отверстий изгот изготовленных по квалитетам от 9 до 17, Y = 0) Рис. 1.13. Схемаа расположения рас полей допусков калибров ибров для контроля валов изготовленных по квалитетам квали 6, 7 и 8 при номинальныхх размерах раз до 180 мм (для размеров валов изготовле товленных по квалитетам от 8 до 17, Y = 0) Предельные размеры калибров – пробок определяются по уравнениям: H d max = D min + Z + , (1.1) ПР: 2 H d min = D min + Z − , (1.2) 2 изн d min = D min −Y . (1.3) HE: d max = D mаа + d min = D mаа − H . 2 H (1.4) 2 , (1.5) Предельные размеры калибров – скоб определяются из уравнений: H ПР: (1.6) Lmax = d max − Z 1 + 1 , 2 H (1.7) Lmin = d max − Z 1 − 1 , 2 Lизн (1.8) max = d max + Y1 . HE: Lmax = d min + Lmin = d min − H1 . 2 H1 , 2 (1.9) (1.10) Настройка регулируемых калибров – скоб для контроля заданного размера вала. По конструктивному оформлению регулируемые скобы делятся на четыре типа (рис. 1.14). В скобах первого типа (рис. 1.14, а) правая губка представляет собой плоскую вставку 6, прикрепленную к корпусу винтами. Регулированию подвергаются только левые цилиндрические вставки, для которых в корпусе скобы высверлены гнезда. В скобах второго типа (рис. 1.14, б) вместо неподвижной плоской вставки запрессованы в два гнезда цилиндрические вставки 7. У данных скоб также регулируются только левые вставки. У скоб третьего и четвертого типов (рис.1.14, в и г) можно регулировать как левые, так и правые вставки. Рис. 1.14. Типы регули егулируемых скоб: а – с неподвижной ой пплоской губкой; б – с запрессованным ными (с правой стороны) цилиндрическими вставка авками; в – с двусторонней регулировкой кой ;г – с вставками со сферическими головками; ми; 1 – установочный винт; 2 – затяжной ной винт; 3 – затяжная втулка; 4 – вставка; вст 5 – маркировочная шайба; 6 – плоская вставка; 7 – цилиндрическая вставка Поверхности правых вых вставок вс устанавливают так, чтобы они ни лежали леж примерно в одной плоскости. Установкуу на п предельные размеры проводят перемещени щением левых вставок. Узел перемещенияя вста вставок представлен на рис. 1.15. Рис. 1.15. Узел перемещ ремещения вставок: 1 – установочный винт инт; 2 – затяжной винт; 3 – затяжная втул тулка; 4 – вставка Перемещение вставок тавок 4 в сторону уменьшения размера змера (вправо) производят установочным винтом м 1 (р (рис. 1.14, а и рис. 1.15). Для обратного го перемещения пер нажимают на вставку со стороны головки гол или сферической поверхности. ости. Чтобы вставка легко перемещалась, необходим одимо освободить затяжной винт 2 и, нажимая нажи на него отверткой сверху, отжать затяжную жную втулку 3. Установленную на необхо еобходимый размер вставку фиксируют втулкой 3, подтягивая винт 2. Втулка 3, находя своей лыской на лыску вставки 4, действует как клин и зажимает вставку с усилием, значительно превышающим осевое усилие винта. Порядок выполнения задания Исходные данные для настройки скобы – размер контролируемого вала с условным обозначением поля его допуска. 1. По таблицам ГОСТа 25347 – 82 установить предельные отклонения вала. 2. По таблицам ГОСТа 24853 – 81 определить допуски и отклонения калибров скоб (Н1, Z1, Y1) для контроля заданного размера вала. 3. Построить схему расположения полей допусков калибров – скоб для контроля размера вала относительно границ поля допуска контролируемого размера ( см. рис. 1.13). 4. Установить проходной размер скобы LПР по размеру блока концевых мер, равному LПР = LПР max + LПР min 2 (1.11) LПРmax и LПРminопределяются по формулам 1.6 и 1.7. а) уложить скобу на стол так, чтобы головки затяжных винтов 2 (рис. 1.14) занимали верхнее положение; б) ослабить отверткой затяжные винты и нажать на них сверху. Затяжная втулка 3 (рис. 1.15) опустится вниз и освободит вставку 4, которую можно будет легко перемещать вдоль гнезда в любую сторону. До ослабления затяжной втулки 3, пользоваться установочным винтом 1 нельзя, т.к. вставку можно так сильно затянуть, что ее будет трудно освободить или у нее может быть сорвана резьба; в) проверить установку базисных вставок (если они установлены верно, их установку не следует сбивать). У скоб, размер которых меньше 50 мм, правые вставки устанавливают при помощи лекальной линейки или концевых мер так, чтобы их измерительные поверхности лежали в одной плоскости. Об этом судят по просвету между гранью лекальной линейки (или плоскостью концевых мер) и плоскостью вставок. У скоб, размер которых больше 50 мм, базисные вставки устанавливают так, чтобы измерительные поверхности вставок непроходного размера выдвигались над поверхностью вставок проходного размера на расстояние, приблизительно равное половине допуска. Эту разницу в установке вставок оценивают щупом соответствующей толщины. Базисные вставки закрепляют затяжными винтами; г) перевернуть скобу на другую сторону и, взяв ее так, как на рис. 1.16, осторожно отвернуть установочный винт проходной вставки 4 (рис. 1.15) настолько, чтобы скоба, надвигаемая на блок мер плавно опускалась под действием силы тяжести вдоль плоскостей головок вставок. После этого закрепить затяжные винты. . Рис. 1.16. Положение ение скобы с при установке проходного разме размера по блоку концевых мер При опускании скобы обы ввниз блок плиток может упираться в головки голов вставок непроходной стороны. Чтобы этогоо не п произошло, необходимо наклонить скобу кобу от себя так, чтобы блок плиток не задевал головок овок вставок. 5. Установить непрох епроходной размер скобы LНЕ по блоку ку концевых к мер, равному наибольшему предельному ьному размеру вала dmax в той же последовател вательности. 6. Настроенной скобой кобой проконтролировать заданный размер ер вала, ва дать заключение о годности и представить ть отч отчет по прилагаемой форме. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТ БОТЕ Назначение, устройство Кафедра ПКМ предельных калибров ПКМД, Работа №1 ремонта и правила пр пользования ими. машин Задание: 1. Изучить зучить назначение, устройство, правила пользов ользования ПКМД. 2. Изучит зучить назначение, устройство, правила пользования польз предельными калибрами для контроля контро деталей гладких цилиндрических ких ссоединений, порядок построения схемы полей поле допусков калибров и определения их пр предельных размеров. 3. Настро астроить регулируемую калибр-скобу для контроля заданного размера вала. 4. Состави ставить отчет по прилагаемой форме. Схема расположе оложения полей допусков калибра-скобы для ко контроля вала Ø30 h8 Размеры предельны ельных калибр-скоб для контроля вала Р-ПРmin Р-НЕmin Р-ПРmax Р-НЕmax Р-ПРизн Размеры проходного ого и непроходного калибров-скоб, на которые кото они должны быть настроены: LПР= LНЕ= Краткое описаниее ПКМ ПКМД (области применения, правила составления соста блоков, правила эксплуатации). Результаты контроля размера вала регулируемым калибром-скобой (порядок контроля и его результаты с обоснованием). Подпись студента ______________ Подпись преподавателя _________ 2.2 Лабораторная работа №2 (2 часа). Тема: «Назначение, устройство и эксплуатация штангенинструментов» 2.2.1Цель работы: 1. Изучить назначение, устройство штангенинструментов. 2. Приобрести навыки в измерении размеров деталей штангенинструментами. 2.2.2 Задачи работы: 1. Изучить назначение, устройство, регулировку штангенинструментов (штангенциркулей, штангенрейсмасов, штангенглубиномеров, штангензубомеров) и их метрологические характеристики. 2. Изучить механизм отсчетного устройства (нониусной шкалы) и порядок отсчета размеров при измерении. 3. Измерить заданные размеры деталей и результаты измерений занести в форму отчета. 4. Определить предельные размеры деталей и дать заключение о годности по каждому размеру. 2.2.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1 .Штангенциркуль с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм. 2. Штангенрейсмас. 3. Штангенглубиномер. 4. Штангензубомер. 2.2.4 Описание (ход) работы: Изучить конструкцию и правила пользования штангенинструментами Для измерения линейных размеров невысокой точности широко применяются штангенинструменты, особенностью которых является простота устройства и низкая себестоимость. К ним относятся штангенциркули (ГОСТ 166 – 89), штангенглубиномеры (ГОСТ 162 – 90), штангенрейсмасы (ГОСТ 164 – 89) и штангензубомеры. Выпускаются также штангенциркули мод. 124 со стрелочным отсчетом, штангенглубиномеры мод. БВ–6232 стрелочные и штангенрейсмасы мод. 6226 стрелочные. Метод измерения штангенинструментами прямой, контактный, непосредственной оценки (абсолютный). Штангенциркули предназначены для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки, их выпускают несколько типов и моделей: ШЦ–I – с двусторонним расположением губок применяются для измерения наружных, внутренних размеров и глубин с пределами измерения 0 – 125 мм (рис. 2.1). Рис. 2.1. Штангенцир нциркуль ШЦ-I с пределами измерений 0 – 125 мм и величиной отсчета по нониусу 0,1 мм: мм 1 – губки для внутрен ренних измерений; 2 – рамка; 3 – зажим м рамки; р 4 – штанга; 5 – линейка глубиномера; 6 – шкала штанги; 7 – нониус; 8 – губки дляя наружных на измерений ШТЦ–I – с односторон сторонним расположением губок, оснащенных енных твердым сплавом для измерения наружныхх размеров ра и глубин в условиях повы повышенного абразивного изнашивания; ШЦ–II – с двусторонни ронним расположением губок для измерения ения наружных н и внутренних размеров и для разметки тки с пределами измерения 0 – 160, 0 – 200, 0 – 250 мм (рис. 2.2); ШЦ–III – с односторон сторонним расположением губок для измерени ерения наружных внутренних размеров с пределами измерения измер от 0 -160 мм до 800 – 2000 мм (рис. ис. 2.3). 2.3 Рис. 2.2. Штангенцирк нциркуль ШЦ-II с пределами измерений 0 – 160 мм и величиной отсчета по нониусу 0,05 мм: 1 – неподвижные измер змерительные губки; 2 – подвижные измерит рительные губки; 3 – рамка; 4 – зажим рамки; 5 – рамка микрометрической подач дачи; 6 – зажимрамки микрометрической подачи дачи; 7 – штанга; 8 – гайка и винт микромет метрической подачи рамки; 9 – нониус Рис 2.3. Штангенцирк циркуль ШЦ-III с пределами измерений 0—400 мм и величиной отсчета по нониусу 0,05 мм: 1 – рамка; 2 – зажим им рамки; 3 – рамка микрометрическойй по подачи; 4 – зажим рамки микрометрической подачи дачи; 5 – штанга; 6 – гайка и винт микром рометрической подачи; 7 – нониус; 8 – губка рамки; 9 – губка штанги Штангенциркули ШЦ–II ШЦ и ШЦ–III снабжены микром икрометрической подачей, предназначенной для медл медленного (точного) перемещения рамки и 3 по штанге 7 (рис. 2.2). В вырезе рамки микро икрометрической подачи 5 расположена гайк гайка 8 навернутая на винт, закрепленный в нижней ней ча части рамки 3. при освобожденном винте инте 4 и закрепленной рамке микрометрической подачи одачи 5 на штанге 7 с помощью стопорного рного винта 6 рамка 3 будет плавно перемещаться по ш штанге, если вращать гайку 8 микрометриче етрической подачи. Штангенциркуль со стрелочным с отсчетом мод. 124 (рис. ис. 2. 2.4) разработан заводом «Калибр». Его диапазон зон измерения из 0 – 150 мм, цена деления шкалы калы, нанесенной на штанге, 10 мм; цена деления круговой кругов шкалы – 0,1 мм. Рис. 2.4. Штангенцирк нциркуль со стрелочным отсчетом мод.. 124 с пределами измерения 0 – 150 мм и ценой делени еления круговой шкалы 0,1 мм: 1 – шкала; 2 – стрелка; лка; 3 – рамка; 4 – паз; 5 – зубчатая рейка; а; 6 – штанга К штанге 6 штангенц нгенциркуля мод. 124 прикреплена зубчат убчатая рейка 5, с которой находится в зацеплении нии зубчатое з колесо (на рис. не показано). ано). Подпружиненная плата прикреплена к рамке ке 3. На одной оси с зубчатым колесом есом находится стрелка 2, расположенная над шкалой калой 1. Один полный оборот рот стрелки с соответствует перемещению рамк рамки 3 по штанге на 10 мм или на одно деление, нанес нанесенное на штанге 6. При соприкосновении ении измерительных поверхностей штангенц нгенциркуля стрелка должна совпадать с нулевым делен делением шкалы. Нулевая установка достигае стигается поворотом шкалы 1 через паз 4 с помощью ю отве отвертки (паз на рисунке не виден). Штангенглубиномеры меры предназначены для измерения глубин бин па пазов, отверстий, а также высот выступов. Устройс тройство штангенглубиномера представлено влено на рис. 2.5. Плоский нижний торец штанги ги 6 является измерительной поверхностью, тью, которая при измерении глубин соприкасается ся с поверхностью изделия. При располо сположении измерительных поверхностей основания ния и штанги в одной плоскости нуль шкалы алы нониуса н должен совпасть с нулевым штрихом шкалы калы штанги. Рис. 2.5.Штангенглуби глубиномер с величиной отсчета по нониус ониусу 0,05 мм и пределами измерений 0 – 250 мм: 1 – основание; 2 – зажи ажим рамки; 3 – рамка; 4 – зажим рамки микрометрической мик подачи; 5 – рамка микрометричес ической подачи; 6 – штанга; 7 – гайка и ввинт микрометрической подачи; 8 – нониус Штангенглубиномеры еры выпускаются с величиной отсчета та 0,0 0,05 мм и с пределами измерений до 250 мм,, а та также с величиной отсчета 0,1 мм и пределами преде измерений до 500 мм. Кировским инструм нструментальным заводом освоен н выпуск стрелочных штангенглубиномеровв мод. мод БВ – 6232 с диапазономизмерений 0 – 250 мм, с ценой деления штанги 5 мм и ценой деления делен отсчетного устройства 0,05 мм. Штангенрейсмасы предназначены пр для измерения высоты ты и разметочных работ с использованием контрол онтрольно-измерительной плиты. Устройс тройство штангенрейсмаса представлено на рис. 2.6. Рис. 2.6.Штангенрейсм рейсмас с величиной отсчета по нониусу 0,05 и 0,01 мм: 1 – основание; 2 – измер змерительная ножка; 3 – разметочная ножк жка; 4 – рамка; 5 – нониус; 6 – винт и гайка микром рометрической подачи; 7 – штанга; 8 – рамка ра микрометрической подачи; 9 – зажим рамки ки микрометрической м подачи; 10 – зажим м рамки ра Штангензубомеры (рис. (ри 2.7) предназначены для измерения толщины толщ зуба по постоянной хорде. Используются также в ремонтной практике при дефектовкее зубч зубчатых колес относительно невысоких степеней точност очности (8-ая и грубее). По штангам 4 в двух ух взаимно вза перпендикулярных направлениях перемещаютс щаются рамки 3 и 5 с нониусами. Одна рамк рамка соединена с высотной линейкой 1, другая имеет еет губку губ 6, перемещающуюся относительно непод неподвижной губки 2 штанги. Выпускают штангензубо ензубомеры типов ШЗ – 18 и ШЗ – 36 с диапазо апазоном измерений толщины зуба соответственно 0 – 33 мм м и 0 – 60 мм при отсчете по нониусу 0,005 м мм. Перед измерением высотную высо линейку 1 устанавливают по нониусу ониусу рамки 3 на высоту h и закрепляют стопорным м винтом. винт Высота h рассчитывается по специальн иальной формуле или задается техническими условиями ми на дефектовку зубчатых колес. Рис. 2.7. Штангензубомер: 1 – высотная линейка; йка; 2 – губка штанги; 3 – рамка; 4 – штан танга; 5 – рамка; 6 – губка рамки Измерительные губки убки раздвигают, и после установки зубомера омера на зубчатое колесо (на окружность выступов) в) губки губк сдвигают до соприкосновения с боковы оковыми поверхностями зуба по постоянной хорде (рис. 2.8); осуществляют отсчет по шкалам м инструмента. инс Отсчетное устройство ство штангенинструментов – штанга с нанесенной нанесе на ней шкалой с интервалом 1 мм и свобод вободно перемещающаяся по штанге рамка, ка, на скосе которой нанесена вспомогательная шкала, ла, на называемая нониусом (нониус служитт для отсчета дробных долей миллиметра). Каждое пятое деление ение шкалы ш штанги отмечено удлиненным м штр штрихом, а каждое десятое – штрихом более длинным нным, чем пятое, и соответствующим числом лом са сантиметров (рис. 2.9). Штангенинструменты нты с модулем 1 и 2 выпускаются с отсчетом том по п нониусу 0,1 и 0,05 мм. Рис. 2.8. Измерение ие то толщины зуба: 1 – губка штанги; 2 – высотная линейка; 3 – губка рамки; 4 – делительная окружность;S – толщина ина зуба по хорде 4.2. Отсчетное устройство йство штангенинструментов Ранее выпускался штангенинструмент штан с отсчетом по нониусу 0,02 0,0 мм. Модуль (γ) шкалы нониуса показывает,, через чере какое число делений миллиметровой ровой шкалы штанги будут располагаться штрихи и шкалы шка нониуса, смещенные на величинуу отсчета отсч по нониусу. Или модуль γ шкалы калы н нониуса примерно показывает, сколько ько делений де основной шкалы штанги входят в одно делен деление шкалы нониуса. Длина деления шкалы алы нониуса н ( а' ) вычисляется по формуле а'=а·γ – i, (2.1) где а – длина деления ения основной шкалы (расстояние между осями двух соседних отметок шкалы); γ – модуль нониусаа (обычно (обы 1, 2, реже 3); i – величина отсчета та по нониусу. Штангенинструмент нт с модулем 1 и величиной отсчета по нони нониусу 0,1 мм (рис. 2.9, а) имеет шкалу нониуса са дл длиной 9 мм с десятью делениями. и. Ра Расстояние между двумя соседними штрихами шкалы шкал нониуса составляет 0,9 мм. Шкала нониуса штанге тангенинструмента с модулем 2 и величиной иной отсчета по нониусу 0,1 мм представлена на рис. ис. 2.9,б. 2. На рис. 2.9,в и 2.9,г п представлены шкалы штангенинструмент ументов с модулем 1 и 2 с величиной отсчета 0,05 05 мм мм. Рис. 2.9. Шкалы штангенинструментов: штан с отсчетом по нониусу иусу 0,1 мм с модулем: а) – 1 и б) – 2; с отсчетом по нониусу иусу 0,05 мм и с модулем: в) – 1 и г) – 2. Предпочтительными ми и более удобными являются штангенинстр нинструменты с модулем 2 с «растянутой» шкалой и с отсчетом о по нониусу 0,1 мм (рис. 2.9,б) ,б) и 0,05 мм (рис. 2.9,г). При определении и размера раз детали необходимо отсчитать ать по п шкале целое число миллиметров относительн тельно нулевого штриха шкалы нониусаа и прибавить к нему доли миллиметра, полученные ные умножением у величины отсчета по нониус ониусу на порядковый номер штриха нониусной шкалы калы, совпавшего со штрихом штанги (нулевой (нулев штрих нониуса при этом не учитывают, рис. ис. 2. 2.9,б). Для удобства отсчета чета долей миллиметра на шкале нониуса уса (рис. (р 2.9,г) представлены маркированные штрихи хи 25 25, 50, 75, для которых их порядковый номер номе умножен на величину отсчета. При совпадении дении маркированного штриха со штрихом ихом основной шкалы доля миллиметра будет определ ределяться числом y маркированного штриха, иха, поделенным п на 100. При величине отсчета 0,05 ,05 мм например, если совпал маркированны ованный штрих 25, то доля миллиметра равна 0,255 мм. При наличии на шкале кале нониуса маркированных штрихов доли оли м миллиметра отсчитывают как показание ближайшего йшего (меньшего) маркированного штрихаа плю плюс порядковый номер (от маркированного штриха) иха) ссовпавшего штриха, умноженный на величину велич отсчета по нониусу (рис. 2.9,г). Наличие овальныхх отверстий отв на шкале нониуса позволяет яет ррегулировать положение нониусной шкалы на подви подвижной рамке, что используется при проверке прове и установке на нуль нониусной шкалы штанген ангенинструментов. Например, для штанген тангенциркулей при соприкосновении губок бок ш штанги и рамки нулевые штрихи шкал штанги и и нониуса но должны совпадать. Если они и не совпадают, то смещают шкалу нониуса при отпуще тпущенных винтах ее крепления к рамке. Примеры измерения ия размеров раз изделий штангенинструментом ом пре представлены на рис. 2.10. При измерении наружн аружных размеров измеряемое изделие устанав станавливают между губками штангенциркуля (рис.. 2.10, а и в). Неподвижную губку прижимают ают к поверхности изделия, а губку с рамкой приближа лижают до соприкосновения с изделием.. При наличии микроподачи рамки 1 приводят вторую губку штангенциркуля в соприкосно косновение с поверхностью изделия вращением гайки 6 (при застопоренной микрометрическо еской подаче 4 с помощью винта 3), обеспечивая вая п при этом нормальную силу измерения рения; как большая, так и недостаточная сила измере змерения искажает результат измерения. Застоп Застопорив рамку 1 на штанге 5 винтом 2, снимают показ показания по шкалам штангенциркуля. При отсчете показаний заний и определении результатов при измерени ерении внутренних размеров необходимо к показаниям аниям по шкалам штангенциркуля прибавит бавить толщину губок «b», маркированную на них, их, если ес измерение проводилось штангенцирк нциркулем типов ШЦ–II или ШЦ–III. Схема измерения ения глубины г штангенциркулем типа ШЦ–I приведена при на рис. 2.10,б. На измерительныхх поверхностях пове губок штангенинструментов ов заб забоины и следы коррозии не допускаются. Рамка ка вместе вме с микрометрической подачей не долж должна перемещаться по ней под действием своей массы при вертикальном положении штангенци генциркуля. Рис. 2.10. Примеры ы изм измерения размеров изделий штангенинст нинструментом: а, в – наружных размер змеров; б – глубины отверстия; г, д – внутрен ренних размеров Таблица 2.1-Предельн ельные погрешности методов измерения шта тангенинструментом Наименование Интервалы размеров в мм 1... 50...80 80...12 120...250 ..250 штангенинструмента Предельные погрешности измерения ия в мкм. м Штангенциркуль с отсчетом отсч 0,1 мм наружные 150 150 150 150 внутренние 200 200 200 200 измерения Штангенциркуль с отсчетом 0,05 мм наружные 80 90 100 100 измерения внутренние 120 130 130 150 измерения Штангенглубиномер 100 150 150 450 с отсчетом 0,05 мм Допустимые погрешности показаний штангенинструментов при измерении размеров до 500 мм в основном равны величине отсчета по нониусной шкале. Таблица 2.2 Наивысшие по точности квалитеты изделий, измеряемых штагенциркулями с учетом погрешностей их измерений Штангенциркуль Наименование инструмента Интервалы размеров Вели чина 6 18... 50... 120.. 180...250 отсчета ...1 квалитеты 50 120 .180 измерение наружных линейных размеров 0,1 1 15 15 14 14 0,05 1 14 13 13 12 измерение внутренних линейных размеров 0,1 1 15 15 15 15 0,05 1 6 14 14 14 14 Методика измерений 1. Примеры обозначения штангенциркуля типа ШЦ – II с пределами измерения 0 – 250 мм и отсчетом по нониусу 0,05 мм: ШЦ – II – 250 – 0,05 ГОСТ 166-80; штангенглубиномера с пределами измерений 0 – 200 мм: Штангенглубиномер ШГ – 200 ГОСТ 162-80; штангенрейсмаса с пределами измерений 0 – 250 мм и отсчетом по нониусу 0,05 мм: Штангенрейсмас ШР – 250 – 0,05 ГОСТ 164-80. 2. Для выявления рассеивания действительных размеров и отклонений от правильной геометрической формы измерения наружных диаметров проводить в трех сечениях, перпендикулярных к оси и в двух взаимно перпендикулярных направлениях в каждом сечении. Остальные размеры измерить только в двух направлениях. 3. Чтобы уменьшить ошибки при измерении, каждый размер измерить три раза, за результат измерения взять среднее арифметическое из трех отсчетов. 4. Назначение, устройство штангенинструментов и методика измерения ими см. стр.66...77 /1/; стр.14...33 /2/; 78...85; 269...270 /3/; плакаты по техническим измерениям. 5. После окончания работы уложить инструменты в футляры и привести в порядок рабочее место. 6. Составить отчет по прилагаемой форме. Рис. 2.11. Эскиз детали тали и схема измерений l1=30H16, l2=34H15, H15, l3=32H14, l4=50h15, l5=14H12, l6=46h14 Таблица 2.3 Требования на дефект ефектацию шестерни У II передачи дополн ополнительного вала шасси трактора ДТ-75М (Z = 37) Толщи Длина Номер Установоч новочная высота Ширина гензубомера, мм на зуба, головки зуба по кольцевогопаза, шестерни по штангензу мм верхней каталогу мм кромке, мм 77.37.198 2,99 по чертежу 5,55-0.281 23,4 ± 0.3 10+0.1 допустимые, мм 5,03 19,9 предельные, мм . 4,63 13,41 10,37 * 10,42 - * В числителе указаны, азаны, допустимые при ремонте размеры детал деталей при сопряжении их с деталями, бывшими в эксплуатации, эксп в знаменателе с новыми. 1. Толщину зубьевв измерить изме для трех равноотстоящих друг от друга дру зубьев. 2. Направление измерен змерения ширины кольцевого паза следуетт прин принять, как показано выше на схеме измерений. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра Назначение, устройство и эксплуатация Работа № 2 ремонта машин штангенинструментов Задание: 1. Изучить назначение, устройство и методику измерения штангенинструментом. 2. Измерить штангенинструментом размеры l1, l2, l3, l4, l5, l6. детали 1, толщину зуба и ширину кольцевого паза зубчатого колеса. 3. Определить предельные размеры и дать заключение о годности по каждому размеру. Таблица 2.4 Метрологические характеристики штангенинструментов применяемых при измерении Метрологические показатели. Наименование штангенинструментов Цена деления основной шкалы, мм Пределы измере-ния, мм Точность Предельная Длина деления отсчета погрешность шкалы нониуса, шкалы измерения, мм. нониуса, мм мкм. Штангенциркуль Штангенглубиномер Штангенрейсмас Штангензубомер Таблица 2.5 Результаты измерения наружного диаметра L4 НомиДействитеПредельны Сечение нальное Направльныеразмеры е размеры Заключение о годности значе- ление измерения 1-1 2-2 3-3 наиб. наим. наиб. наим. ние размера I-I 50h15 ! II - II ПРИМЕЧАНИЕ: Размер—l . измерить штангенрейсмасом. 6 Таблица 2.6 Результаты измерения длин и внутренних диаметров № п/п 1 2 3 4 5 Обозначение размера Результаты измерения направлениях I–I II – II в Действительные размеры Предельные размеры наиб наиб наим. 30Н16 34Н15 32Н14 14Н12 46h14 ПРИМЕЧАНИЕ: Размер l6 измерить штангенрейсмасом. Таблица 2.7 наим Заключение о годности Результаты измерения размеров зубчатого колеса (шестерни У11 передачи дополнительного вала шасси трактора ДТ-75М, Z = 37) I–I II - II Заключение о годности по отдельным параметрам: 2.3 Лабораторная работа №3 (2 часа). Тема: «Назначение, устройство и эксплуатация микрометрических инструментов» 2.3.1 Цель работы: 1. Изучение видов, устройства микрометрических инструментов; 2. Приобретение навыков в измерении микрометрическим инструментом. 2.3.2 Задачи работы: 1. Изучить виды и механизм отсчетного устройства микрометрических инструментов. 2. Изучить устройство, настройку и методику измерения микрометрами, микрометрическими нутромерами и микрометрическими глубиномерами. 3. Измерить размеры деталей микрометром и микрометрическим нутромером. 4. Составить отчет по прилагаемой форме и дать заключение о годности по результатам измерений. 2.3.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Гладкий микрометр МК; 2. Нутромер с пределом измерения 75 – 175. 2.3.4 Описание (ход) работы: Изучить устройство, настройку, методику измерения инструментом микрометрическим Микрометрические инструменты В машиностроении, на ремонтных предприятиях широко применяются микрометрические инструменты общего и специального назначения: микрометры (для измерения наружных размеров), микрометрические нутромеры (штихмассы - для измерения внутренних размеров), микрометрические глубиномеры (для измерения глубины пазов и канавок, высоты уступов). Микрометры выпускаются следующих типов: МК – гладкие, МЛ – листовые, МТ – трубные, МЗ – зубомерные (для измерения длины общей нормали зубчатых колес), МП – для измерения диаметра проволки, МГ - горизонтальные настольного типа, МВ – вертикальные настольного типа, МН – 1 и МН – 2 –настольные Предельная №3 по Допустимая №2 Измеренная направлению По чертежу №1 Предельная Измеренная по зубьям Ширина кольцевого паза Допустимая №3 Длина головки зуба По чертежу №2 Предельная №1 по Допустимая Измеренная зубьям По чертежу Толщина зуба по постоянной хорде со стрелочным отсч отсчетным устройством, мод. 19005 – с цифровым ц электронным отсчетом и микрометры ры дл для измерения среднего диаметра наружных жных резьб. Метод измерения ния м микрометрическими инструментами – прямой, контактный, абсолютный. Отсчетное устройств йство микрометрических инструментов В основу устройства тва ми микрометрических инструментов положен ожен принцип использования винтовой пары, преобразу бразующей угловые перемещения в линейные йные. На рис. 3.1,а показано устройство микрометричес рической головки микрометрических интсруме срументов. Микрометрический й вин винт 4 в сборе с барабаном 3 и механизмом измом трещетки 6 ввернут во внутреннюю резьбу, выпо выполненную на правом конце стебля 2, запрессованного зап в скобу 1 микрометра или в основани ование микрометрического глубиномера. Зазор в резьбовом м сое соединении устанавливается с помощью ью регулировочной ре гайки 5, навертываемой на конич оническую резьбу, нарезанную на наружно ружной поверхности стебля. Стопорение микрометрич етрического винта осуществляют приспособ способлением 7 или 8. На поверхности стебля 2 име имеется продольная отсчетная линия, над и под которой нанесены миллиметровые деления ния (ш (шкалы). Верхняя шкала смещена относител осительно нижней на 0,05 мм. По нижней шкале отсчитывают отсчи целое число миллиметров, в, по верхней шкале доли миллиметров (обычно – 0,5 мм) относительно кромки скоса барабана рабана 3. Рис. 3.1. Микрометрич етрическая головка (а) и примеры отсчета ета по ее шкалам (б и в): 1 – скоба; 2 – стебель бель; 3 – барабан; 4 – микрометрическийй винт; ви 5 – регулировочная гайка (для регулировани вания зазора в резьбе); 6 – трещотка отка; 7 и 8 – стопор микрометрического винта нта На скосе барабана на нанесена н круговая шкала для отсчета чета долей мимллиметра и содержащая «n» делений. ений. Поворот барабана на одно деление этой шкалы вызывает осевое перемещение на n-ю часть част шага. Таким образом точность отсче отсчета в микрометрических инструментах (цена делени еления на барабане) может быть определена на по формуле: l= t n , где t – шаг винта, n – число чи делений на скосе барабана. (3.1) В большинстве случае лучаев у микрометрических инструментов тов ч число делений на скосе барабана равно 50 и шаг аг ви винтовой пары t = 0,5 мм. Тогда точность отсчета счета l= 0,5 = 0,01 мм 50 При отсчете показаний заний целое число миллиметров определяют яют по п нижней шкале стебля (например, 3 мм по рис. 3.1,б) и прибавляют число сотых долей миллиметра по скосу барабана (например, 0,23 по рис. 3.1,б). Размер по шкалам микрометрической микро головки в этом случае составит:: 3 + 0,23 = 3,23 мм. Если при отсчете показаний показ край барабана перешел за деление ние ш шкалы, нанесенной выше продольной линии, то к результату, отсчитанному по описанной анной методике, необходимо прибавить 0,5 мм. Наприме пример, по рис. 1,в размер составит: 3,21 + 0,5 = 3,71 мм. При появлении штрих штриха из – под скоса барабана, по котором торому отсчитывают целые миллиметры или 0,5 ,5 миллиметра, ми его начинают учитывать ать ттолько после того, как нулевой штрих на скосе се барабана опустится ниже продольного ного штриха на стебле (для микрометров и микромет рометрических нутромеров). Микрометры для наружных нару измерений Гладкий микрометр етр ти типа МК имеет скобу 8 (рис. 3.2),, с одной о стороны которой запрессована неподвижная ижная пятка 1 (для микрометров с верхним м пре пределом измерения до 300 мм) или переставная пятка (для остальных микрометров). Настройка микрометр метра При подготовке микро микрометра к измерениям следует проверить рить нулевую установку (по нижнему пределу измерени ерения) и, если она сбита, то ее следует восстан осстановить. Рис. 3.2. Гладкий микр микрометр МК: 1 – пятка; 2 – устан тановочная мера; 3 – микрометрический ий ввинт; 4 – стебель; 5 – барабан; 6 – трещотка; а; 7 – стопор; 8 – скоба С другой стороны ы ско скобы микрометр имеет микрометрическую ческую головку, устройство, которой представленоо на ррис. 3.1,а. Трещотка предназначена для обеспечения об постоянного измерительного усилия лия п при измерении микрометром. Конструк струкции трещоток и виды стопоров используемых ых в м микрометрах, представлены на рис. 3.3 .3 и 3.4. 3 а) б) Рис. 3.3. Конструкции кции трещоток микрометров с торцовыми ми зубьями з (а) и с зубьями на кольце (б): 1 – штифт;2 – пружин жина; 3 – храповик; 4 – корпус; 5 – шлицевая вая втулка в а) б б) в) Рис. 3.4. Виды стопоро опоров микрометров: а) – цанговый: 1 – микровинт; ми 2 – разрезная гильза; 3 – гайка; гай 4 – скоба; б) – эксцентриковый: ый: 1 – скоба; 2 – стебель; 3 – микровинт; микр 4 – ручка; 5 – эксцентрик; в) – с зажимным вин винтом: 1 – микровинт; 2 – скоба; 3 – стебель; 4 – втулка; 5 – зажимной винт Рис. 3.5. Закрепление ение м микровинта стопором Микрометр зав завода Микрометр завода «Красный «Калибр»:1 – микровинт; нт; 2 – инструментальщик»:1 – барабан; 3 – кор корпус микровинт; 2 – барабан; 3– трещотки корпус трещотк. Соединение барабанаа с ми микровинтом Рис. 3.6. Закрепление микровин ровинта стопором и способы соединения ия барабана ба с микровинтом указаны на рис. 3.5 и 3.6. При установке наа нуль нул микрометров с нижним пределом м изм измерения 25 мм и выше используются установочны вочные меры 2 (рис. 2) прилагаемые к микрометрам микр или концевые меры длины. Микрометр проверяют еряют и устанавливают на нуль следующим щим образом. При помощи трещоточного устройства ства д доводят до соприкосновения измерительн тельные поверхности пятки и микровинта. Для микром крометров с нижним пределом измерения ения 25 мм и выше между измерительными поверхно верхностями пятки и микровинта зажимают ают при помощи трещотки установочную меру или ли ко концевую меру длины. При этом нулевой штрих штри барабана должен совпадать с продольн дольным штрихом стебля, и скос барабана должен ен отк открывать нулевой штрих стебля (рис. ис. 3.7). 3.7 Рис. 3.7. Проверка нулевого нул положения микрометра Если после соприкосно косновения измерительных поверхностей й с установочной у мерой или между собой (с пределами елами измерения микрометров 0 – 25 мм)) нулевой нуле штрих барабана не совпадает с продольным ым штрихом ш стебля, то необходимо: 1. Закрепить микровинт овинт стопором (рис. 3.5); 2. Разъединить барабан рабан с микровинтом (рис. 3.8); 3. Установить барабан рабан так, чтобы его нулевой штрих совпал впал с продольным штрихом стебля, и закрепить его го (ри (рис. 3.9); 4. Произвести повторно торно проверку нулевого положения. Перед началом измерений измер между измерительными поверхн верхностями устанавливают расстояние больше измер измеряемого. Для приведения в соприкосн икосновение измерительных поверхностей микрометра ометра с измеряемым изделием пользуютс зуются только механизмом трещотки. При этом м микрометр ми слегка покачивают во взаимно взаим перпендикулярных плоскостях при измерени ерении линейных размеров, одновременно нно работая р трещоткой. Эта операция позволяет найти наименьший размер в сечении измеряем еряемой детали и тем самым исключить ошибки, вызва вызванные неправильным положением инструмента. инстру При измерении диаметров микрометр тр перемещают п в плоскости поперечног ечного сечения детали и устанавливают по диаметр аметру. Затем, покачивая микрометр в плоскос оскости продольного сечения детали, находят его оптимальное оптим положение, которому соответству етствует наименьший размер. Нормальная сила измерени ерения обеспечивается при трех – пяти щелчках елчках трещотки. После этого микровинт стопорят и осущ осуществляют отсчет по шкалам микрометра метра. Вращение микровинта за барабан после соприко прикосновения измерительных поверхностей тей м микрометра и изделия не допускается, так как при этом возникают большие усилия, дополн ополнительные погрешности измерения, и портится ся резьба ре винта. Для удобства измерений ий ми микрометры с большими пределами измерения (100, (10 150, 200 мм и т.д.) закрепляютт в специальных штативах (стойках). По предельной ьной п погрешности выпускают микрометры 1 и 2 класса точности. Рис. 3.8. Отсоединени нение барабана от микровинта микрометр ометра заводов «Калибр» и «Красный инструменталь нтальщик»: а )отвинчивание корпу орпуса трещотки; б) отсоединение барабан абана от микровинта; 1 – барабан; 2 – корпус трещо ещотки Рис. 3.9. Установка ка бар барабана и закрепление его Микрометрический й глу глубиномер (рис. 3.10) предназначен для ля измерения из глубины пазов, глухих отверстий и высоты ысоты уступов. Он представляет собой микро икрометрическую головку 2, запрессованную в основани ование 1 перпендикулярно измерительной й поверхности пове основания. Рис. 3.10. Микрометри метрический глубиномер (ГОСТ 7470 – 92): 1 – основание; 2 – микрометрическая ми головка; 3 – стопор; р; измерительные стержни; ни; 5 – установочная мера 4 – сменные Нулевую установку ку глубиномера глу проверяют и проводят на повер поверочной плите (рис. 3.11). При верхних пределах ах измерений изм 100 и 150 мм глубиномеры устан устанавливаются с помощью сменных измерительных ьных стержней 4 (рис. 3.10). При ввинчивании вви микровинта микрометрического глубиномера глуби показания не уменьшаются, тся, как у микрометра, а увеличиваются. Поэтому ому ц цифры на шкале стебля и барабана указаны азаны в обратном порядке: на стебле цифры увеличивают иваются справа налево, а на барабане – по часовой часов стрелке. а) б) Рис. 3.11. Проверка ка нулевого ну положения микрометрического кого глубиномера: а) – при пределах измер змерения 0 – 25 мм; б) – при верхнем пределе еле измерения свыше 25 мм (50, 75 и 100 мм) Микрометрический й нут нутромер (штихмасс) служит для измерени ерения внутренних размеров свыше 50 мм. В качестве естве отсчетного устройства используют таки такие же микрометрические головки, как у микрометро метров. Микрометрические нутромеры изготавл готавливаются с пределами измерений: 50 – 75,, 75 – 175, 75 – 600,…, 4000 – 10000 мм. Устройство микрометр ометрического нутромера представлено наа рис рис. 3.12. Нутромер имеет микрометрическую головку головк 2, один или несколько удлинителе ителей 3 и измерительный наконечник 1. Настройка нутромера омера осуществляется по установочной ной мере 1 (рис. 3.13), представляющей собой бой скобу с двумя взаимно параллель аллельными поверхностями. Микрометрическую голов головку 2 с наконечником 3 устанавливают ают между м измерительными поверхностями установочн овочной меры 1; придерживая меру и головку ловку левой рукой, а правой рукой, вращая барабан бан го головки, находят кратчайшее расстояние ояние между поверхностями установочной меры. Застопорив микровинт винт стопором 4, вынимают микрометрическу ческую головку и проверяют нулевую установку поо шкале шка головки. Если нулевая установка сбита сбита, то ее восстанавливают, освободив контргайку ку и повернув барабан до совпадения ия ег его нулевой отметки с продольным штрихом стебля. стеб Рис. 3.12. Микрометри метрический нутромер: 1 – измерительный наконечник; нако 2 – микрометрическая головка; ка; 3 – удлинители Рис. 3.13. Настройка йка микрометрического м нутромера по устано становочной мере: 1 – установочная мера; мер 2 – микрометрическая головка; 3 – наконечник; 4 – стопорный винт После проверки микро икроголовки рассчитывают удлинители, стремясь стрем к наименьшему их числу при сборке. Дляя это этого от проверяемого размера отнимают ют нижний ни предел измерения микрометрической головк оловки с наконечником. Затем выбираютт удлинители уд по размерам, обеспечивающим их наим наименьшее количество (от большего к мень меньшему). Сумма нижнего предела измерения микро микрометрической головки с наконечником ком и удлинителями должна быть меньше измеряемог яемого размера, но не более чем на разность разн между пределами измерения микрометрическ рической головки. При измерении цилинд илиндрического отверстия линия измерения ия должна до быть наибольшим размером в плоскости, ти, перпендикулярной п оси отверстия, и наименьшим на размером в плоскости, проходящей ей через чер ось (рис. 3.14,а). При измерении расстоя асстояния между параллельными плоскостями стями правильное положение измерительных поверхнос рхностей (отсутствие перекоса) обеспечивают вают наименьшие показания (рис. 3.14,б). Отсчет размеров по микрометрической м головке нутромера ера аналогичен а отсчету по микрометрической головке ловке микрометра. а)) б) Рис. 3.14. Примеры ы изм измерения внутренних размеров микрометрическим им нутромером ну Таблица 3.1 Предельные погреш погрешности инструментами, мкм Наименование Цена метода измерения ±∆limмикрометрическими Интервалы размеров измеряемых яемых деталей, мм средства измерения Нутромеры микрометрические деления деле отсч отсчетного устр устройства, мм 0,01 Микрометры гладкие 0,01 от 1 до 25 св 25 до 50 св. 50 до 120 - - 15 10 св. 50 до 80 10 5 св. 1200 до 250 2 20 св. 80 д о 150 15 св.. 150 до 200 20 4.2. Измерить размеры еры деталей микрометром и микрометрическим ким нутромером Эскизы деталей и схемы измерений. К заданию 1 К заданию 2 Для восстановления ия шестерен ше насосов шлифуют изношенные ые поверхности по цапф, торцы и поверхности головокк зуб зубьев шестерен до ремонтных размеров – Р1, Р1 Р2, РЗ. Таблица 3.2. Размеры шестерен ен гидравлического гид насоса после шлифовани ования Марка насоса Маркировка овка Наружный диаметр головки зуба, мм Диаметр аметр цапфы, фы, мм м Длина зуба шестерни, мм НШ – 10 Новый 39 −−00,,015 075 18 −−00,,080 095 Р1 38,8 − 0 , 02 17,9 −−00,,080 095 15,8−0, 035 Р2 38,7 − 0, 02 17,8−−00,,080 095 15,7 −0 , 035 Р3 38,6 − 0, 02 17,7 −−00,,080 095 15,5 −0 , 035 16 − 0 , 035 К заданию 3 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ ТЕ Измерение микрометрическими инструментами Кафедра ремонта машин Работа №3 Задание 1: 1. Измерит мерить гладким микрометром с пределами и измерения изм 25 – 50 и ценой деления 0,01 мм размеры меры D и D1, результаты измерении занести ти в та таблицу. 2. Построить схему ему п полей допусков для размеров D и D1, определить опр их предельные размеры и дать заключени ючение о годности. 3. Определить отклоне клонения от правильной геометрической формы. формы Таблица 3.4. Результаты измеренияя нару наружных диаметров Обозначение разме-ров D D1 Направление измерения Сечения 1-1 2-2 3- 3 Действите-льные размеры Пр Предельные размеры раз наиб. наи наиб наим наим Заключ. годности о I–I II – II I–I II – II Схема полей допусков усков Отклонение от правил равильной формы, мм 1. Овальность 2. Конусообразность 3. Бочкообразность 4. Седлообразность геометрической змерить микрометрами наружный диаметр тр головки гол зуба (da), диаметр Задание 2: 1. Измери цапфы (d ) и длину зуба (bb ) шестерни масляного насоса НШ-10. 2. Дать заключение о восстановлении изношенных поверхностей шестерни. Таблица 3.5 Результаты измерения размеров шестерни, мм Сечения Обознач. Направл. размеро измерения 1–1 2–2 в 3–3 Обознач. размеро в I–I d(1-я цапфа) da II – II I–I d(2-я цапфа) b II – II Действ. значения размеров Рекоменд. размеры после шлифования 1. 2. 3. 1. 2. 3. d= da = b= Примечание. Размеры da и b измерить по трем равномерно расположенным (примерно) по окружности зубьям. Задание 3: Измерить микрометрическим нутромером с пределами измеренияи ценой деления размер D гильзы, построить схему поля допуска и дать заключение о годности. Таблица 3.6 Результаты измерения диаметра гильзы Обознач. размера D Номин. размер Направл. измерен. 108 I–I II – II Сечения 1–1 2–2 Предельные размеры наиб. наим. Заключение о годности Схема полей допусков 2.4 Лабораторная работа №4 (2 часа). Тема: «Плоскопараллельные концевые меры длины и проверка погрешностей гладкого микрометра» 2.4.1 Цель работы: 1. Приобретение навыков составлении блоков из концевых мер и в контроле измерительного инструмента (микрометра). 2.4.2 Задачи работы: 1)Изучать устройство, назначение, классификацию плоскопараллельных концевых мер и порядок составления блоков из них. 2) Изучить методы контроля качества микрометров. 3) Провести измерения различных блоков плоскопараллельных концевых мер длины (см. форму отчета). 4) По результатам измерения определить: а) погрешность показаний микрометров, б) вариацию показаний микрометров, в) отклонение от плоскостности и от параллельного измерительных поверхностей, г) дать заключение о годности микрометров к дальнейшей эксплуатации. 2.4.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Микрометры с различными пределами измерений. 2. Набор плоскопараллельных концевых мер длины. 3. Авиационный бензин, вата, антикоррозийная смазка. 4. Краткие сведения о плоскопараллельных концевых мерах длины. Плоскопараллельные концевые меры длины являются основой линейных измерений в машиностроении и основным средством сохранения единства и достоверности измерений. 2.4.4 Описание (ход) работы: С их помощью производят градуировку шкал средств измерений, их поверку, установку приборов на нуль при дифференциальном методе измерения, особо точные разметочные работы, накладку станков, а так же измерения точных размеров изделий. Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой бруски из закаленной стали или твердого сплава, имеющие форму прямоугольных параллепипедов. Две противоположные измерительные поверхности каждой концевой меры весьма точно обрабатывают путем шлифования и доводки. Концевые меры обладают способностью притираться (сцепляться) при их надвигании одну на другую. Благодаря этой способности их можно собирать в блоки равных размеров. Притираемость и высокая точность – главные свойства концевых мер, определяющие их ценность как измерительных средств. Концевые меры выпускают наборами, состоящими из 112, 63 шт. и др. Они позволяют составить блок из минимального числа мер с дискретностью 1 мкм. Меры по точности изготовления делят на 4 класса: 0,1,2 и 3-й (ГОСТ 9038-73). В зависимости от предельной погрешности аттестации размеров их делят на пять разрядов: с 1-го по 5-й. В аттестации размеров указывают номинальный размер, отклонение от номинального размера в микрометрах и разряд, к которому отнесен проверяемый набор мер. При пользовании аттестованными мерами за размер каждой из них принимают действительный размер, указанный в аттестате. Применение мер по разрядам с учетом их действительных размеров позволяет производить более точные измерения. Концевые меры длины можно использовать совместно с различными приспособлениями для измерения наружных и внутренних размеров, разметочных работ, контроля высот и др. Основными приспособлениями являются струбцины (державки) разных размеров, основания, боковики, центры и др. Устройство, назначение, классификация концевых мер , порядок составления блока. см. стр. 13…20 (1). У1. Краткие сведения о методах проверки гладких микрометров. Измерения детали инструментом, необходимо знать степень погрешности данного инструмента с тем, чтобы для получения точного размера правильно внести поправку. Для установления пригодности данного инструмента к работе и погрешности его показаний периодически производится проверка измерительного инструмента, в частности при проверке гладких микрометров контролируются: 1. Отклонения от плоскостности измерительных поверхностей. 2. Отклонения от параллельности измерительных поверхностей. 3. Погрешности показаний микрометра. Отклонение от плоскости измерительных поверхностей проверяется интерреренционным методом с помощью стеклянных плоско параллельных мер. Сущность метода заключается в следующем: На измерительную поверхность накладывается мера и принимается так, чтобы получить наименьшее количество интерференционных полос. Количество одноцветных интерференционных полос характеризует отклонения от плоскостности. Умножив число на 0,3 (длина волны белого света 0,6 мкм) получив величину отклонения от плоскостности в микрометрах . Допуск плоскостности измерительных поверхностей микрометра составляет 0,001 мм. Сравнивая найдено отклонение с допустимым, дают заключение о годности. Аналогично микрометр проверяется на параллельность измерительных поверхностей, только мера закрепляется между поверхностями . Интерференционные полосы возникают в местах соприкосновения измерительных поверхностей с мерой. Подсчитывают суммарно число полос на обеих поверхностях, которое и характеризует отклонение от параллельности. Для более точного подсчета отклонения от параллельности по окружности винта микрометра применяют четыре пластины, отличающиеся размером друг от друга на 0,12).13 мм. Допуск параллельности поверхностей приведены в таблице , далее производятся проверка погрешностей показаний микрометра. УП. Порядок выполнения работы. 1. Для проверки погрешностей показаний микрометра, его выдерживают в помещении 3-4 часа. Допустимые отклонения от нормальной температуры 20 Ċ в помещений, где производятся измерение, составляет ± 6 Ċ для микрометров с верхним пределом измерений 25 и 50 мм. Проверка показаний микрометра производится по концевым мерам 2 класса или 5 разряда. Приемы составления блоков из плоскопараллельных мер длины см. стр. 13-20 /1/. 2. Установить микрометр на нуль. Собрать блоки рекомендуемых размеров и произвести измерения их. Поверку следует производить в шести точках шкалы стебля , т. е. на первом штрихе /0,25,50 и т. д./, а затем на штрихах, отстоящих друг от друга на 5 мм. Кроме того в средней части шкалы проверяются три точки шкалы барабана; проверка производится на штрихах, отстоящих друг от друга на 0,12 мм. Настойка микрометра на нуль см. стр. 92-93 /1/. Рекомендуемые размеры блоков концевых мер ТАБЛИЦА 17.1. Верхний предел измерений 25 мм Свыше 25 мм микрометром, в мм Размеры блоков концевых 5,12 А+5,12 Мер в мм. Верхний предел измерений 25 Свыше 25 мм микрометром в мм мм Размеры блоков концевых мер в А+10,24 мм 10,24 А+15,36 А+21,50 15,38 А+25,00 21,50 25,00 А – нижний предел измерения микрометром 3. Показания микрометра при проверке указанных точек шкалы заносятся в форму отчета. Отчет показаний по шкале микрометров ведется с точностью тысячных долей мм. Сравнивая действительные погрешности с допустимыми дать заключение о годности микрометра. ТАБЛИЦА 17.2- Допустимые погрешности микрометров. Верхний предел измерений Допустимая погрешность Допуск параллельности в мм показаний микрометров измерительных поверх. 5, 10, 25, ±4 2 50 ±4 2,5 75 и 100 ±4 3 125 и 150 ±5 4 175 и 200 ±6 6 4. Для определения вариации /нестабильность/ показаний микрометра следует каждый размер измерять трижды; разность между повторным измерениями дает вариацию. 5. По окончанию работы: а)Промыть измерительные поверхности инструмента и плоскопараллельных концевых мер. б) Протереть мягкой тканью и смазать антикоррозийной смазкой, уложить в футляр. в) Убрать рабочее место. 6. Составить отчет по форме. ФОРМА ОТЧЕТА афедры ремонта машин роверка показаний микрометра погрешностей гладкого Работа № 17 Задание: 1. Изучить устройство , назначение, классификацию плоскопараллельных концевых и порядок составления блоков из них. 2. Проверить микрометр с пределами измерения 0-25, и 25-50 мм с помощью плоскопараллельных концевых мер длины и дать заключение о годности. 3. Допустимые отклонения от нормальной температуры при измерений ______________ Результаты проверки занести в таблицу. Микрометр с пределами измерения Микрометр с пределами измерения 25-50 0-25 п/п Размер Показания Показа Погрешность Показания Погрешность блока из микрометра ния показаний микрометра показаний концевы микро х мер метра 1. 2. 3. 4. 5. Допустимая погрешность показания микрометра Измеренное отклонение от Допуск плоскостностиплоскостности Допуск параллельности Измеренное отклонение от измерит. поверхностейпараллельности - 2.5 Лабораторная работа №5 (2 часа). Тема: «Устройство и эксплуатация индикаторных скоб» 2.5.1 Цель работы: 1. Изучить назначение, устройство индикаторов часового типа (области их применения), индикаторных скоб. 2.5.2 Задачи работы: 1. Изучить назначение и устройство индикаторов часового типа, индикаторных скоб. 2. Изучить порядок настройки и методику измерения индикаторными скобами. 3. Измерить индикаторной скобой диаметры поршня д.в.с., предварительно настроив прибор для измерения заданного размера поршня. 4. По результатам измерения определить величины отклонений от правильной геометрической формы поверхностей, дать заключение о годности. Для гильзы с диаметром∩130 мм построить график изменения размеров ее по высоте, т.е. установить характер износа гильз в процессе эксплуатации. 2.5.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1 Индикаторная скоба СИ 50 ГОСТ 11098 – 75; 2.5.4 Описание (ход) работы: Изучить назначение, устройство, порядок настройки и методику измерения индикаторными приборами Сведения об индикаторных приборах К индикаторным относятся приборы, в которых измерительными головками являются индикаторы. На практике наиболее часто применяются индикаторные скобы, индикаторные нутромеры, индикаторные глубиномеры, а также штативы и стойки с индикаторами для измерения размеров деталей, отклонений формы и расположения поверхностей. Индикаторы и индикаторные приборы относятся к группе рычажномеханических приборов. Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм является наиболее распространенными измерительными головками. Принцип их действия основан на преобразовании возвратно–поступательного движения измерительного стержня во вращательное движение стрелки при помощи зубчатого передаточного механизма. Схема индикатора представлена на рис. 4.1. Общий вид индикатора часового типа (тип ИЧ) представлен на рис. 4.2. Индикаторы часового типа предназначены для использования в цеховых условиях при выполнении операций технологических процессов изготовления, сборки и испытания изделий. Индикаторы часового типа выпускают двух исполнений: типа ИЧ – с перемещением стержня параллельно шкале (рис. 4.2) и типа ИТ – с перемещением стержня перпендикулярно шкале. На лицевой стороне индикаторов часового типа (рис. 4.2) имеются две шкалы: большая шкала 1 с нанесенными на ней 100 делениями с ценой деления 0,01 мм и малая шкала с миллиметровыми делениями. Перемещение измерительного стержня 9 на 1 мм вызывает поворот большой стрелки на 360⊕ и малой стрелки 8 на одно деление, т. е. на 1 мм. Рис. 4.1. Кинематическая еская схема индикатора: 1 – измерительный стерж ержень; 2,4,5,6 – зубчатые колеса; 3 – основ сновная (большая) стрелка; 7 – спиральная пружина Рис. 4.2. Индикатор часов часового типа: 1 – большая шкала; 2 – стрелка; 3 – головка измерительного стержня; сте 4 – стопор; 5 – корпус; 6 – ободок; 7 – ушко; уш 8 – указатель чисел оборотов (целых лых мм); 9 – измерительный стержень; 10 – наконечни чник; 11 – гильза Шкала большой стрелки стрел вместе с рифлёным ободком поворачивается повор относительно корпуса головки, таким им обр образом, любое значение шкалы совмещаетс щается с концом стрелки 2. При чтении размеров еров п по шкалам индикатора часового типа па целое це число миллиметров отсчитывается стрелкой кой ууказателя оборотов по малой шкале. е. Со Сотые доли миллиметров отсчитываются стрелкой кой п по большой шкале. На практике также же н находят применение многооборотные ые индикаторы ин повышенной точности (рычажно-зубчат убчатые измерительные головки) 1МИГ и 2МИ МИГ с ценой деления 0,001 мм и 0,002 мм, однооборот боротные рычажно-зубчатые головки типа 1ИГ ИГ и 2ИГ с ценой деления 0,001 мм и 0,002 мм. Индикаторы применяю еняют для измерения размеров, отклонений ений формы и расположения поверхностей при закрепле реплении их в стойках, штативах или в специал ециальных приспособлениях. На рис. 4.3 представлен тавлены штативы и примеры закрепленияя в ни них индикаторов часового типа. Штативы с магнитным тным основанием отличаются от штативовв других дру типов постоянными магнитами, встроенными ными в основание штативов. Посредством ом этих эт магнитов штативы удерживаются на стальн тальных и чугунных изделиях без дополни полнительного закрепления. Включение магнитов в основании осн штатива приводится рычагом 7. На рис. 4.4 представл дставлены различные типы стоек для закрепления закре измерительных головок. На рис. 4.5 представлен тавлены примеры проверки радиального биения биени индикатором часового типа, закрепленным в штат штативе. Широко применяются ются индикаторы как измерительные головки овки в различных приборах, стендах и других устройств ройствах. Рис. 4.3. Штативы типа тип ШМ-II (а), Ш-II (б) и примеры меры закрепления в них индикаторов часового го типа ти (в): 1 – основание; 2 – колонка нка; 3 – муфта; 4 – стержень; 5 – измерите рительная головка; 6 – винт микроподачи; 7 – рычагг включения вк магнитов Рис. 4.4. Типы стоек: С-II (а), С-II (б), С-III (в), С-IV (г) а) и б): 1 – основание; 2 – цилиндрическая колонка; 3 – гайка; 4 – кронштейн; кр 5, 6 – винты; 7 – ребристый стол; 8 – винт ви механизма микроподачи; 9 – измерит рительная головка; в): 1 – кронштейн; 2 – цилиндрическая цили колонка; 3 – индикатор; г): 1 – стол; 2 – кронштей тейн со стержнем; 3 – хомутик Рис. 4.5. Проверка радиа адиального биения Назначение, настройки ки индикаторных и скоб и измерение ими Индикаторные скобы кобы (рис. 4.6) предназначены для измерени ерения наружных размеров относительным методом. дом. В Верхний предел измерения 1000 мм. Для настройки скоб скобы составляют блок ПКМД поо номинальному н размеру контролируемого издели зделия. Освобождают стопор переставной тавной пятки и снимают предохранительный колпачок колпа 5 (рис. 4.6). Установив блок ПКМД МД между м измерительными поверхностями и переме еремещая переставную пятку 6, устанавлива авливают малую стрелку индикатора 1 на «1» и бол большую стрелку на нулевое деление, после чего переставная пятка стопорится и закрывается ается защитным колпачком. Рис. 4.6.Индикаторная ая ск скоба: 1 – индикатор; 2 – отводк водка; 3 – теплоизоляционные накладки; 4 – корпус; 5 – колпачок; 6 – переставная пятка; 7 – подвижная по пятка; 8 – пружина; 9 – винт Проверяют стабильность ость показаний п отсчетного устройства. Для ля этого, это нажимая на арретир (отводку) 2, отводят подвижную подви пятку 7 три раза от блока ПКМД КМД и возвращают обратно. При этом стрелка не долж должна смещаться с нулевой отметки более лее чем че на половину деления. Снова нажав на арретир, тир, вынимают в блок ПКМД. При измерении скобу обу ррекомендуется держать так, чтобы ее полная полна масса не передавалась на подвижную пятку. у. Нажав На на арретир, между измерительными ьными поверхностями пяток вводят контролируемое ое изделие, из затем, опустив арретир, находят одят оптимальное о положение прибора относительно но и измеряемого изделия. Линия измерения рения должна совпадать с диаметром и быть перпенд рпендикулярной измерительным поверхностям остям изделия. Отсчитывают показания по шкале отсчетного отсче устройства с учетом знака “+” +” или ил “–”. Действительный размер изделия определя еделяется суммированием номинального го ра размера блока ПКМД и отклонения по шкале отсче отсчетного устройства. По окончании измерени ерений вновь устанавливают блок ПКМД Д и проверяют, пр не сбилась ли нулевая установка. 2.6 Лабораторная ная р работа №6 (2 часа). Тема: «Устройство и эксп эксплуатация индикаторных нутрометров» тров» 2.6.1 Цель работы: оты: 1. Изучить назнач назначение, устройство индикаторов часового часово типа (области их применения), индикаторны торных нутромеров. 2.Приобрести навыки навык в измерении индикаторными нутромера омерами. 2.6.2 Задачи работы аботы: 1. Изучить назначен начение и устройство индикаторных нутромеро омеров. 3. Измерить индика ндикаторным нутромером внутренние диаметры метры гильз, предварительно установив прибор на нуль. 4. По результатам татам измерения определить величины отклонений откл от правильной геометрической формы мы поверхностей, дать заключение о годности. год Для гильзы с диаметром∩130 мм построить график изменения размеров ее по высоте, т.е. установить характер износа гильз в процессе эксплуатации. 2.6.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Индикаторный нутромер 6 – 10 ГОСТ 9244 – 75. 2.6.4 Описание (ход) работы: Назначение и устройство индикаторных нутромеров Индикаторные нутромеры предназначены для измерения внутренних размеров, например, диаметров отверстий, методом сравнения с мерой (относительным методом). Индикаторные нутромеры с ценой деления индикаторов часового типа 0,01 мм типа НИ выпускаются для измерения размеров от 6 до 1000 мм (по диапазонам измерения 6–10, 10–18, 18–50, 50–100, 100–160 и т.д.). Применяются также нутромеры с ценой деления 0,001 мм с измерительной головкой 1ИГ для размеров от 3 до 10 мм и нутромеры с ценой деления 0,002 мм с измерительной головкой 2ИГ для размеров от 10 до 260 мм. Индикаторный нутромер типа НИ-100 представлен на рис. 5.1. В корпус 1 нутромера вставлена втулка-вставка2, в которую с одной стороны ввернут сменный неподвижный измерительный стержень 3, а с другой стороны установлен подвижный измерительный стержень 4, воздействующий на рычаг 5, закрепленный на оси 6. Положение неподвижного стержня фиксируется гайкой 7. В корпусе размещен шток 8, отжимаемый к рычагу 5 измерительным стержнем индикаторачасового типа 9 и спиральной пружиной 10. Индикатор закреплен в трубке нутромера зажимным винтом. Шток 8, воздействуя на рычаг 5, отводит подвижный стержень 4 в крайнее положение и при измерении внутренних размеров создает требуемую силу измерения. Центрирующий мостик 12, прижимаемый двумя пружинами 11 к поверхности контролируемого отверстия, обеспечивает совмещение линии измерения с диаметром отверстия. Нутромер укомплектовывается сменными измерительными стержнями, которые подбирают и ввертывают в корпус нутромера в зависимости от размера отверстия и пределов измерения. Рис. 5.1. Индикаторный ный нутромер н типа НИ – 100: 1 – корпус; 2 – втулка улка-вставка; 3 – неподвижный измерите ительный стержень; 4 – подвижный измерительны ьный стержень; 5 – рычаг; 6 – ось рычага; га; 7 – гайка; 8 – шток; 9 – индикатор; 10-пружина; а; 111 – пружина; 12 – центрирующий мостик стик Индикаторные нутроме тромеры других типов и моделей представлены влены на рис.5.2. Рис. 5.2. Индикаторные ные нутромеры н типа: а) – НИ-10: 1 – измерительный стержень; 2 – шток; б) – НИ-50: 1 – измерительный стержень; 2 – шток; 3 – ролики; 4 – ось; 5 – скоба; 6 – стакан с пружиной; 7 – рычаг; в) – НИ-1000: 1 – подвижный измерительный стержень; 2 – индикатор часового типа; 3 – неподвижный измерительный стержень; 4 – центрирующий мостик; 5 – корпус; г) – мод. 109: 1 – подвижный стержень; 2 – шток; 3 – шарик; 4 – измерительная головка с ценой деления 0,001 или 0,002 мм; 5 – центрирующий мостик; д) – мод. 104: 1 – сменная измерительная вставка; 2 – шток; 3 – упор; 4 – винт; 5 – рычажно-зубчатая головка; 6 и 7 – шарики По конструктивному оформлению они могут быть разделены на следующие основные типы: цанговые – для измерения диаметров малых отверстий, с клиновой передачей (рис.4.8,а), с рычажной передачей (рис. 5.1 и 5.2,б) для измерения наиболее ходовых размеров и с прямой передачей (рис. 5.2,в). На рис. 4.8,д представлен нутромер с конусно-шариковой передачей. Нутромер НИ-50 (рис.5.2,б) для совмещения линии измерения с диаметром изделия имеет оригинальный центрирующий мостик, состоящей из скобы 5 с установленными на ее боковых сторонах роликами 3, вращающимися на осях, закрепленных в скобе. Стакан 6 с расположенной в нем пружиной отжимает скобу 5 таким образом, что она, поворачиваясь на оси 4, обеспечивала через ролики 3 нормированную силу измерения. Настройка индикаторных нутромеров и порядок измерений ими Измерения индикаторным нутромером начинают с настройки его на заданный номинальный размер отверстия. Настройку нутромера осуществляют по плоскопараллельным концевым мерам длины (ПКМД), которые закрепляются в державке 3 между боковиками 2 (рис. 5.3,а), или по аттестованным кольцам (рис. 5.3,б), или по гладкому микрометру класса точности "0" (рис. 5.3,в). Для установки на требуемый размер нутромеров с ценой деления измерительных головок 0,001 мм и 0,002 мм завод «Калибр» выпускает наборы (комплекты) установочных колец с различными номинальными размерами. Например, комплект мод. 928.4 включает кольца следующих размеров: 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 45; 48; 50 мм. Выпускаются также комплекты колец 928.2; 928.3; 930, которые охватывают размеры от 6 до 160 мм. Индикаторные нутромеры настраивают следующим образом: 1. Подбирают переставной стержень нутромера по номинальному размеру отверстия. 2. Закрепляют в державке между боковиками блок ПКМД с размером, равным номинальному размеру отверстия, или устанавливают на данный размер микрометр, закрепленный в стойке, или используют аттестованное кольцо соответствующего размера. 3. Вводят измерительные поверхности стержней индикаторного нутромера между измерительными поверхностями боковиков или микрометра, или в установочное кольцо (рис. 5.3). 4. Вращением переставного стержня доводят до соприкосновения измерительные поверхности стержней нутромера с измерительными поверхностями боковиков или микрометра, или установочного кольца. Вывертывают переставной стержень далее, создавая предварительный натяг (обычно малую стрелку индикатора устанавливают на “1”, так как индикаторы часового типа имеют наименьшую погрешность в начале второго оборота). Затем стопорят переставной стержень. 5. Небольшим покачиванием нутромера в вертикальной плоскости из положения “1” в положение “2” (рис. 5.1) и наоборот находят его оптимальное положение (положение “0” рис. 4.7), при котором линия измерения перпендикулярна измерительным поверхностям боковиков или микрометра, или установочного кольца (в вертикальной поверхности). При настройке по ПКМД и микрометру аналогичную операцию повторяют, вращая нутромер вокруг вертикальной й ос оси (т. е. в горизонтальной плоскост оскости). При нахождении оптимального положени ожения индикаторного нутромера наблюд блюдают за показаниями индикатора. Оптимальному положе оложению соответствует максимальное отклон тклонение большой стрелки индикатора (т. е. момент, мент, когда стрелка занимает крайнее положе ложение при вращении по часовой стрелке и изменяет направ аправление своего движения в обратную сторо сторону). В этом положении нутромера устанавливают вают большую стрелку на ноль поворотом м шкалы шк (поворотом ободка индикатора). 6. Поднимая за головк оловку индикатора и опуская несколько раз из измерительный стержень, проверяют постоянство тво показаний. п Предварительно повторным ным покачиванием прибора проверяют правильность ость н нулевой установки. а) Установка по концевым ым ме мерам 1, закрепленным в державк ржавке 3 с боковиками 2. б) Установка по аттестованному му уст установочному кольцу. Исключается погрешност шность центрирующего мостика. Закрепление неподвижного жного в) измерительного стержня Установка поворотно ротного ободка гаечным ключом Рис. 5.3. Настройка инди индикаторного нутромера по плоскопаралл араллельным концевым мерам длины (а), по аттестованному аттес установочному кольцу (б), п по микрометру (в) 7. При измерении и размеров раз отверстий поджимают центрирую рирующий мостик и вводят нутромер в отверстие ие на наклонно, т.е. сначала поджатый мостик, остик, а потом переставной стержень (положение 1 рис. ри 5.1). Покачивая нутромер в вертикально кальной плоскости (как и при настройке), фиксируют ют н наибольшее показание стрелки индикатор катора, и читают показания индикатора часового типа. В таблицу формы мы отчета о записывают действительныее размеры ра (Dд), которые определяют следующим им образом: об DД = D + ∆ , (4.1) где D – размер, на который кот проводилась настройка; ∆ – отклонение ие размера раз Dд от D. ∆ = y −u , (4.2) где y – показание индикатора инди при настройке (например, 1,0); u – показание инди индикатора при измерении размера отверстия стия (например ( 0,92 или 1,15 и т. п.). 8. После окончания ия измерений из нутромер снова наклоняютт в ссторону центрирующего мостика и в таком положении полож извлекают из отверстия. Результат льтаты измерений занести в таблицу и составить отчет по прилагаемой форме. Примечания: 1. Пример обозначения чения индикаторной скобы с диапазоном измерения измер 0 – 150 мм: скоба СИ 50 ГОСТ 11098 – 75. 2. Пример условного ого обозначения о нутромера с ценой деления ения 00,001 мм, с диапазоном измерения 6 – 10 мм:: нутромер нут 6 – 10 ГОСТ 9244 – 75; то же, с ценой деления 0,01 мм класса точности 1: нутроме тромер НИ 6 – 10 – 1 ГОСТ 868 – 82. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ РАБО Кафедра ремонта машин Измерение индикаторным нутромером мером. Работа № 4,5 Схема хема расположения полей допусков Эскиз детали и схема измерений измер Предельные диаметры Рез Результаты измерений Направление измерен Сеч ечения, перпендикулярные оси. Дmax 1 I–I 2 Гильза 1 –∅130 Н8 Дmin Настройкаа по мерам м длины Заключение о годности II – II Гильза 2 –∅102 Н9 Верхнее Среднее Настройка по микрометру Нижнее I–I II – II Отклонения от правильной геометрической формы, мм: 1.Овальность…………….…….. 2.Конусообразность………...… 3.Бочкообразность……………. 4.Седлообразность……………… Н – высота гильзы ∆д – отклонение от действительного размера Дд от Дmin ∆д = Дд – Дmin График изменения размеров по высоте гильзы (∅130Н8) Подпись студента Подпись преподавателя 2.7 Лабораторная работа №7 (2 часа). Тема: «Измерение углов угломером с нониусом типа 1» 2.7.1 Цель работы: 1. Изучить назначение, устройство угломера с нониусом типа 1 (мод.УМ); 2. Приобрести навыки измерения углов угломером мод.УМ. 2.7.2 Задачи работы: 1. Ознакомиться, изучить назначение, устройство угломера типа 1. 2.7.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Угломеры типа 1 (модель УМ). 2. Многоугольники для измерения углов. 2.7.4 Описание (ход) работы: Изучить назначение, устройство угломеров типа 1 (мод. УМ). Угломер с нониусом типа 1 (мод. УМ), представленный на рис. 6.1, предназначен для измерения наружных углов в пределах от 0 до 180°. К основанию 3, выполненному в виде полудиска с прорезью и нанесенной на нем шкалой от 0 до 1200 с ценой деления 10 , прикреплена линейка 2. Основание через ось 9 соединено с угловым сектором 4 с линейкой 8, которые могут поворачиваться на оси. Рис. 6.1. Угломер мод. д. УМ УМ: 1 – угольник; 2 – линейка ейка основания; 3 – основание; 4 – сектор; ор; 5 – устройство для микрометрической подачи дачи; 6 – нониус; 7 – стопор; 8 – подви одвижная линейка; 9 – ось; 10 – микрометрическийй винт; ви 11 – гайка К сектору 4 винтами тами прикреплена шкала углового нониуса иуса 6. Перемещение сектора с линейкой 8 осуществляет твляется при освобожден ном стопоре 7. Точная очная установка угломера на размер проводится с помощью микрометрической подачи, под состоящей из микрометрического винта 10 с гайкой 5 и стопорного приспособ способления с гайкой 11. В последних конструкциях иях уугломера механизм микрометрической ой подачи по выполнен в виде корпуса цилиндрической ской формы с накаткой и со спиральным ьным пазом на внутренней поверхности, в которой ой вх входит штифт, жестко связанный с сектор ектором. Сверху установлен стопорный винт основани ования корпуса. При использовании механи еханизма микрометрической подачи стопорные винт инт ззаворачивается (стопорится основание), ние), после чего поворотом корпуса обеспечивается тся пе перемещение сектора с подвижной линейкой нейкой. Перед началом и измерения стопорные винты сектора сект и механизма микрометрической подач одачи должны быть отпущены . Углы от 00 до 900 измеряют, изм используя дополнительный угольник, угол закрепленный на линейке с помощью державки держа с зажимом (рис. 6.2). При измерении тупых пых углов у угломер используется без угольника ьника (рис. 6.3). Методика измерения ния уг углов представлена на рис. 5.4. Ри 6.2. Угломер при измерении острых Рис. рых углов у Прижимая слегкаа правой пр рукой деталь к измерительной ьной поверхности линейки основания, перемещают ают ее, е уменьшая просвет между деталью ью и второй измерительной поверхностью угломера ера до полного их соприкосновения. При необходимости сти для д плотного без зазорного соприкосн икосновения измерительных поверхностей угломера ера с и измеряемым изделием используют микроп икроподачу сектора. После того как угломер углом установлен относительно детали, и, про проверяют равномерность просвета между измерите ерительными и проверяемыми поверхностям остями или его отсутствие, фиксируют положение ие сектора сек стопором 7 и читают показанияя угломера. угло При отсчете значений ений углов целое число градусов определяю деляют по шкале основания относительно нулевого го деления де нониусной шкалы (рис. 6.2). Минуты Мин отсчитываются по нониусной шкале следующ едующим образом: на шкале нониуса устанавл анавливают штрих, который совпадает со штрихом ом оосновной шкалы, его порядковый номер от нулевого штриха умножают на величину ну отсчета отс - 2'. Например (рис. 6.2 и 6.3 ), совпал сов 13й- штрих, значит, получаем 2 х 13 = 26'. Рис. 6.3. Угломер при измерении тупыхх углов угло Рис. 6.4. Измерение Изме углов угломером мод. УМ Для удобства и быстро ыстроты отсчета на нониусной шкале предст редставлены маркированные штрихи (10, 20, 30 и т.д.), для которых порядковый номер умноже ножен на величину отсчета. Тогда, при отсчете мину минут определяется порядковый номер штриха штри от маркированного штриха, умножается на ввеличину отсчета и прибавляется к показанию пока маркированного штриха (рис. 5.2 и 5.3). Таблица ица 6. 6.1- Характеристики угломера с нониусом иусом (ГОСТ 5378) Тип 1 Модель Диапазон измерения, углов,о Величина Ве отсчета по нониусу наружный внутренний енний Основная погрешность 2 УМ 2' 0 – 1800 - ±2' 5 УМ 5' 0 – 1800 - ±5' 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра Средства измерения углов Работа № 6 ремонта машин Задание 1: Измерит мерить углы детали угломером модели УМ. Результаты измерений занести в таблицу и дать ать заключение за о погрешности измерения. Таблица 5.2 Эскиз детали Углы 1 1 2 3 4 Результаты измерении ии / в град. и мин./ 3 2 Среднее значение угла < Суммарное значен начение углов ......................... Заключение о погрешности погре измерения : Изучить ть н назначение, устройство угломеров типа 2 (мод. УН). Угломер c нониусом сом типа т 2 (мод. УН), представленный на рис. рис 7.1, предназначен для измерения наружных углов от 0 до 180° и внутренних углов от 40 до 180о. Рис. 7.1. Угломер мод. д. УН УН: 1 – основание; 2 – угольник ьник; 3 – нониус; 4 – стопор; 5 – сектор; 6 – линейка основания; 7 – съемная линейка; 8 – держ ержавка Угломер типа 2 является являе универсальным прибором, позволя зволяющим измерять как наружные, так и внутренн утренние углы. Универсальность угломера ра достигается дос конструкцией его основания и путем различных комбинаций отдельных ых измерительных и звеньев (угольника 2 и съемной ной линейки л 7). Измерение углов с различным ичными диапазонами, чтение показаний и комбинаций наций отдельных измерительных звеньев, ев, ис используемые при этом, представлены на рис.. 7.2, 7.2 7.3, 7.4 и 7.5. а) б) в) Рис. 7.2. Комбинации ии измерительных и звеньев и чтение размеров разм при измерении угломером различных ых наружных на углов: а) – от 0 до 50°; б) – от 50 до 90°; в) – от 90 до 140° При измерении наружных наруж углов от 0 до 50° показанияя чит читают по правой части шкалы (рис. 5.6,а). При измерении наружных наруж углов от 50 до 90° показания ия читают чи по левой части шкалы (рис. 5.6, б). При измерении наружных наруж углов от 90 до 140° к. показаниям аниям правой части шкалы прибавляют 90° (рис. с. 5.6, в). Рис. 7.3. Комбинации ии измерительных и звеньев и чтение разм размеров при измерении угломером наружныхх угл углов от 140 до 180° При измерении наружных наруж углов от 140 до 180° к показания заниям левой части шкалы прибавляют 90°. При измерении внутренних внутр углов от 180 до 130° показание зание правой части шкалы отнимают от 180° (рис. ис. 7.4, 7. а). При измерении внутренних внутр углов от 130 до 90° показани азания левой части шкалы отнимают от 180° (рис. ис. 7.4, 7. б). При измерении внутренних внутр углов от 90 до 40° показания зания правой части шкалы отнимают от 90°(рис. с. 7.5). 7.5) Перед измерением м уг углов проверяют нулевую установку ку угломера. уг При плотном соприкосновении измерите ерительной поверхности линейки 6 (рис. 7.1) с поверхностью линейки 7, нулевой штрих нониу ониуса и нулевой штрих шкалы основания ания должны совпадать; при этом последний штрихх шка шкалы нониуса должен совпадать с 29-м м штрихом штр шкалы основания (рис. 5.10). а) б) Рис. 7.4. Комбинации ии измерительных и звеньев и чтение размеров разм при измерении угломером различных ых внутренних вн углов: а) – от 180 до 130°; б) – от 130 до 90° Рис. 7.5. Комбинации ии измерительных и звеньев и чтение размеров разм при измерении внутренних углов отт 90 до 40° Рис 7.6. Проверка нулевого положения Рис. ия угломера угл Таблица 5.1 Характеристики угломер ломеров с нониусом (ГОСТ 5378 - 88 ) Тип 1 Модель 127 (УН) Диапазон измерения, углов,о Величина Ве от отсчета по нониусу н 2' наружный внутренни ренний 0 - 3600 40 – 1800 Основная погрешность ±2' 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Средства измерения углов Работа № 7 Задание 1: Измерит мерить углы детали угломером модели УН. Результаты измерений занести в таблицу и дать заключение з о погрешности измерения. Таблица 5.3 Эскиз детали Углы 1 Результаты измерении нии / в град. и мин./ 2 3 Ср Среднее значение угла 1 2 3 4 5 Суммарное значениее углов угл .................................... Заключение о погреш огрешности измерения : 2.8 Лабораторная ная р работа №8 (2 часа). Тема: «Измерение углов глов с оптическим угломером типа УО» 2.8.1 Цель работы: оты: 1. Изучить назначен начение, устройство оптического угломераа типа тип УО; 2. Приобрести навыки навы измерения углов оптическим угломеро мером УО. аботы: 2.8.2 Задачи работы 1. Ознакомиться, ься, изучить из назначение, устройство угломера ера ти типа УО. ь приборов, при материалов, используемых в лаб лабораторной работе: 2.8.3 Перечень 1. Оптические ие угломеры угл типа УО; 2. Многоугольни ольники для измерения углов. 2.8.4 Описаниее (ход (ход) работы: Изучить назначе ачение, устройство оптического угломера ера типа ОУ. Оптический угломер ломер типа УО, представленный на рис. 8.1, предназначен для измерения углов от 0о до 180 1 о с ценой деления нониусной шкалы лы 5'. Рис. 8.1. Оптический ский угломер: у 1 – корпус; 2 – сменна енная линейка; 3 – сдвоенная линейка; 4 – прижим; 5 – подставка; 6 – маховичок чок; 7 – рукоятка; 8 – лупа При измерении углов, когда одной из сторон будет цилиндри индрическая или коническая поверхность, используется зуется подставка 5. Подготовка оптическ тического угломера к работе и измерен змерение угла проводятся в следующем порядке:: при отпущенном о маховичке 6 (отпускается ся поворотом пов против часовой стрелки) вставить сменную енную линейку 2 в вырез корпуса 1 так, чтобы тобы выступ в вырезе вошел в паз сменной линейки. ки. П Поворотом маховичка 6 по часовой стрелке трелке закрепить её по длине в удобном для измерения ения п положении; поворотом рукоятки 7 против часовой стрелки освободить угловой углово зажим линеек; рабочие плоскости ти линеек лин плотно приложить к плоскостям ям ил или рёбрам, образующим измеряемой угол (рис. 8.2, 8.3). Плотность прилегания рекомендуетс ндуется проверять на свет. Измерение углов от 0 до 90°, когда стороны проверяемых углов прикасаются к верхней измерительной поверхнос рхности сдвоенной линейки и нижней измер измерительной поверхности сменной линейки предст представлено на рис. 8.2. Рис. 8.2. Измерение ие углов уг от 0 до 900 о Измерение углов от 90 до 180о, когда стороны проверяемых яемых углов прикасаются к нижним измерительным ным п поверхностям сдвоенной и сменной линее линеек представлено на рис. 8.3. Поворотом рукоятки оятки 7 (рис. 8.1) по часовой стрелкее зафиксировать заф линейки в положении измеряемого ого уугла. Угломер следует держать левой рукой за сдвоенную линейку, зажим ажимать линейки правой рукой, прикасаясь только олько к рукоятке 7, не задевая другие детали ли угломера; угл направив окно для подсветки (расположенное с обратно ратной стороны корпуса) в сторону источника света, ета, сснять отсчет по шкалам через окно лупы 8 (рис. 8.1), не снимая её колпачка. Рис. 8.3. Измерение ие углов уг от 900 до 1800 В поле зрения имеем еем две д шкалы нониуса - верхнюю и нижнюю нюю . При измерении углов о о от 0 до 90 пользуются тся н нижней шкалой и при измерении углов глов от о 0о до 180о - верхней шкалой. Градусы отсчиты считывают по ближайшему штриху лимба, ба, т.е т.е. по штриху , который находится в пределахх шка шкалы нониуса, минуты – по шкале нониуса ниуса с ценой деления – 5'. Число минут определяет еляется штрихом градусной шкалы. Когда да измеряемый изм угол меньше 90о, угломер показывает ывает действительную величину этого угла угла. Когда измеряемый угол больше боль 90о, угломер показывает величинуу дополнительного угла. Величина измеряемого го угл угла при этом определяется формулой: α 2 = 180 − α 1 , (8.1) где α1 - отсчет по шкалам; α2 - измеряемый тупой угол. Ошибка отсчета не должна превышать ± 2,5'. Таблица 8.1 Характеристики оптического угломера (ГОСТ 11197 – 73) Тип УО Модель - Диапазон измерения, углов,о Величина отсчета по нониусу наружный 5' Основная погрешность внутренний 0 - 1800 ±5' - 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Средства измерения углов Работа № 8 Задание 1: Измерить углы детали оптическим угломером УО. Результаты измерений занести о таблицу и дать заключение о погрешности измерения. Таблица8.2 Результаты измерении / в град. и мин./ Эскиз детали Углы 1 2 3 Среднее значение угла 1 2 3 4 Суммарное значение углов ................................ Заключение о погрешности измерения : 2.9 Лабораторная работа №9 (2 часа). Тема: «Назначение, устройство и методика измерения на горизонтальном оптиметре» 2.9.1 Цель работы: Приобрести навыки в измерении точных размеров деталей рычажно-оптическим прибором – горизонтальным оптиметром. 2.9.2 Задачи работы: 1.Изучить назначение, устройство, принцип действия и методику измерения на горизонтальном оптиметре. 2.Настроить оптиметр и произвести измерения размеров рабочего калибра-скобы для контроля валов. 3.Построить схему полей допусков калибра, определить его предельные размеры и дать заключение о годности калибра. 2.9.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Оптиметр ИКГ. 2. Набор плоскопараллельных концевых мер длины и принадлежности к ним. З. Рабочие калибры для измерения. 2.9.4 Описание (ход) работы: Изучить назначение, устройство, принцип действия и методику измерения на горизонтальном оптиметре Оптиметры предназначены для измерения точных наружных и внутренних размеров. Горизонтальный и вертикальный оптиметры относятся к группе рычажно-оптических приборов, основанных на применении механического и оптического рычагов. Метод измерения оптиметром – контактный и относительный. Оптиметры устанавливаются на ноль чаще всего по плоскопараллельным концевым мерам длины. Вертикальный оптиметр предназначен для наружных измерений длин в пределах от 0 до 180 мм и диаметров от 0 до 150 мм. Горизонтальный оптиметр предназначен для наружных измерений от 0 до 350 мм и внутренних измерений от 13,5 до 150 мм. В оптиметрах в качестве отсчитывающего устройства применяют оптическую трубку (трубку оптиметра). Трубка оптиметра является основной составной частью прибора. Наибольшие предельные погрешности метода измерения на оптиметрах для наружных размеров до 350 мм составляют ±2,5 мкм, при измерении внутренних размеров до 150 мм составляют ±1,8 мкм. Погрешность показаний оптиметра в пределах шкалы составляет: а) при измерении наружных размеров ±0,3 мкм; б) при измерении внутренних размеров ±1 мкм. Горизонтальный оптиметр ИКТ представлен на рис. 9.1. На массивном основании 1 укреплены направляющий вал 20 и предметный стол 23. На валу 20 установлены передвижные кронштейны 6 и 19. На левом кронштейне винтом 10 закреплена пинола 9, а на правом трубка оптиметра 18. Позиции других деталей – см. рис. 9.1. Предметный стол может перемещаться в разных направлениях, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Перемещение стола и особенно его повороты вокруг вертикальной и горизонтальной осей необходимы для совмещения измеряемого размера детали с осями трубки оптиметра и пиноли. Стол может также свободно смещаться на шариках в небольших пределах по направлению линии измерения. Стол поднимают и опускают маховичком 4 при отстопоренном винте 3. Винты 21 служат для закрепления ограничителей перемещения стола вверх и вниз. В направлении перпендикулярном к линии измерения, стол перемещают маховичком 22. В горизонтальной плоскости его поворачивают рукояткой 12. Рис. 9.1. Горизонтальны льный оптиметр ИКГ: 1 – основание; 2 – регулировочный винт основания; 3 – стопор вертикального перемещения стола; 4 – маховик вертикального перемещения ния стола; 5 – рукоятка поворота столика вокру круг горизонтальной оси; 6 – кронштейн тейн пиноли; 7 – стопор микроподачи пиноли; 8 – микроподача пиноли; 9 – пиноль; 10 – зажим за пиноли; 11 – винт регулировки положенияя иизмерительного наконечника пиноли; 12 – рукоятка поворота стола вокруг вертикаль кальной оси; 13 – измерительный наконечник нако пиноли; 14 – измерительный наконечни ечник; 15 – арретир; 16 – зажим трубки тру оптиметра; 17 – осветительное зеркало; 18 – трубка оптиметра; 19 – кронштейн йн т трубки оптиметра; 20 – стойка (вал); 21 –винт ограничения огр вертикального хода стола; 22 – маховичок поперечного перемещения стола; 23 – предметный стол При измерении отверст верстий на трубки пиноли и оптиметра надеваю деваются держатели дуг 2 и 6 (рис. 9.2) с измерительным ьными дугами 4. которые крепятся винтами ми 3 и 5. Измерительной головко ловкой оптиметров является трубка оптиметра метра, изогнутая под прямым углом. Принципиальная ная сх схема трубки оптиметра показана на рис. 9.3. 9 В передней части её расположен окуляр 12, в котором наблюдается изображение ние шкалы, ш в задней части измерительный стержень жень 2, имеющий сменные наконечники - плоские, пл ножевидные или сферические с целью обеспечить обес контакт с измеряемым изделием ием в точке или по линии. В трубке оптиметра механич ханический рычаг сочетается с оптическим. Рис. 9.2. Измерение диаметра отверстия: 1 – пиноль; 2, 6 – держатели дуг; 3, 5 – крепежные винты; 4 – измерительные дуги; 7 – отводной рычаг; 8 – трубка оптиметра; 9 – винт поперечного перемещения стола; 10 – предметный стол Цена деления шкалы прибора 0,001 мм. Пределы измерения по шкале ± 0,1 мм. Величина измерительного усилия 200 ± 20 грамм. Трубка оптиметра может быть укреплена в вертикальной стойке, в этом случае прибор называется вертикальным оптиметром, и в горизонтальной стойке, в этом случае прибор называется горизонтальным оптиметром. Процесс измерения трубкой оптиметра происходит следующим образом. Пучок лучей от источника света направляется зеркалом 10 в щель корпуса трубки, преломляется в трехгранной призме 11 и проходит через шкалу, нанесенную на прозрачной пластинке 9. Пластина 9 находится в фокальной плоскости объектива 7. Главная оптическая ось объектива проходит через центр сечений пластины 9 и зеркала 6. Шкала нанесена на пластине 9 на расстоянии "b" от главной оптической оси. Изображение шкалы проходит через призму 8, где лучи преломляются на 90о и идут через объектив 7. Пройдя объектив, лучи направляются параллельным пучком к зеркалу 6, прижатому пружиной к измерительному стержню 2. Затем, отражаясь от зеркала, идут обратно тем же путем и дают на стеклянной пластинке 9 смещенное изображение шкалы, наблюдаемое через объектив. Ход отраженного луча показан, серым цветом. Изображение шкалы на пластине 9 будет смещено относительно самой шкалы как по оси X (величина постоянная), так и по оси Z. Величина и направление смещения изображения шкалы по оси Z зависит от угла наклона зеркала 2. Настройка оптиметра производится по блоку концевых мер. После настройки блок мер убирают и устанавливают объект измерения 1. Если размер объекта измерения отличается от размера блока мер (например, на величинуx, рис. 9.3), то это приведет к изменению угла наклона зеркала и к смещению изображения шкалы по осиZ, т. е. по шкале отсчитывают отклонения от размера настройки. При перемещении измерительного стержня на 1 мкм изображение шкалы смещается на одно деление. В последние годы выпускается горизонтальный оптиметр ИКГ – 3 (рис. 9.4). Горизонтальный оптиметр ИКГ – 3 имеет следующую характеристику: цена деления шкалы 0,001 мм; пределы измерений шкалы ±0,01 мм; диапазоны измерений наружных длин и диаметров 0 – 500 мм; внутренних длин 13,5 – 400 мм; внутренних диаметров 13,5 – 150 мм; внутренних длин и диаметров с помощью электроконтактной головки 1 – 13,5 мм. Рис. 9.3. Схема трубки рубки оптиметра: 1 – измеряемый объект ъект; 2 – измерительный стержень; 3 – основание осно опор зеркала; 4 – регулировочный винт; 5 – опоры зеркала; 6 – блок концевыхх мер; м 7 - объектив; 8 – преломляющая призма;; 9 – прозрачная пластина со шкалой и указат азателем; 10 – зеркала; 11 – трехгранная призма; 12 – окуляр Рис. 9.4. Горизонтальн тальный оптиметр ИКГ-3: 1 — станина; 2 — маховик для перемещения пинольной бабки; 3 — стопорный винт пинольной бабки; 4 —уровень; 5 — пинольная бабка; 6 — микрометрический винт пиноли; 7 — трубка пиноли; 8 — стопорный винт для фиксации стержня пиноли; 9 — винт крепления трубки пиноли; 10 — винт для регулировки штифта (под втулку корпуса дуги); 11 — измерительный наконечник (под втулку корпуса дуги); 12 — предметный стол; 13 — отводной рычаг трубки оптиметра; 14 — рукоятка включения фиксатора; 15 — маховик для поворота стола в горизонтальной плоскости; 16 — трубка оптиметра; 17 — окуляр трубки оптиметра; 18 — маховик для перемещения измерительной бабки; 19 — стопорный винт бабки оптиметра; 20 — измерительная бабка; 21 — регулировочные опорные винты станины; 22 — микрометр для перемещения стола в поперечном направлении; 23 — маховик для качания стола вокруг горизонтальной оси; 24 — стопорный винт верхнего упора; 25 — стопор маховика; 26 — маховик для перемещения стола вверх—вниз; 27 — стопорный винт нижнего упора; 28 — стопор-ограничитель поворота стола вокруг горизонтальной оси Настройка оптиметра для измерения отверстий на горизонтальном оптиметре ИКГ Горизонтальный оптиметр для измерения отверстий настраивают в следующем порядке. 1. Подбирают блок концевых мер по номинальному размеру проходной или непроходной стороны калибра – скобы. Номинальными размерами проходной и непроходной сторон являются соответственно dmaxи dmin контролируемого размера вала. 2. Закрепляют блок концевых мер в державке между боковичками. 3. Стол оптиметра устанавливают примерно в среднее положение, вращая его вокруг вертикальной, горизонтальной осей и перемещая по линии измерения. Державку с блоком концевых мер устанавливают при среднем положении так, чтобы поверхности правого боковичка и правого измерительного наконечника находились примерно в одной плоскости, и линия измерения была перпендикулярна поверхностям боковиков. В этом положении закрепляют державку на столе струбциной. Если кронштейн с трубкой оптиметра значительно смещен от требуемого положения, то в этом случае державка с блоком устанавливается на стол так, чтобы плоскость, проходящая через середину блока, и паз стола примерно совпадали. Кронштейн с трубкой оптиметра устанавливают так, чтобы поверхности правого боковичка и правого измерительного наконечника находились примерно в одной плоскости. Затем отпускают винт 3 (рис. 6.1) и поднимают маховичком 4 стол 23 так, чтобы наконечники дуг 4 (рис. 6.2) могли при перемещении кронштейнов коснуться внутренних поверхностей боковичков. 4. Перемещают кронштейн с трубкой пиноли влево до соприкосновения измерительных наконечников пиноли и трубки оптиметра с измерительными поверхностями боковичков. Момент касания замечают по движению шкалы в поле зрения окуляра. В этом положении стопорный винт кронштейна пиноли закрепляют. 5. Отпустив винт 7 (рис. 9.1), изменяют положение измерительного наконечника пиноли микровинтом 8 так, чтобы шкала оптиметра стала на нуль. В этом положении пиноль стопорят винтом 7. 6. Устанавливает стол в оптимальное положение так, чтобы линия измерения была перпендикулярна измерительным поверхностям боковичков в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для этого рукояткой 12 (рис. 9.1) поворачивают стол вокруг вертикальной оси и, наблюдая за показаниями шкалы, останавливают его в момент наименьшего показания. Затем, отпустив стопорный винт, слегка поворачивают стол вокруг горизонтальной оси, пользуясь рукояткой 5, стол ставят в положение, когда показания по шкале будут наименьшими, закрепляют стол стопорным винтом. 7. Опустив винт 7 и вращая микровинт 8, вторично устанавливают шкалу на нуль. 8. Повторяют операции рации 6 и 7 до тех пор, пока наименьшее показа оказание по шкале при обоих положениях стола не совпа совпадут с нулевым штрихом. 9. Отводным рычагом чагом 7 (рис. 9.2) отжимают измерительны тельный наконечник трубки оптиметра, опускают стол и снимают державку с блоком концевых вых мер. м 10. Устанавливаютт на стол с (на призме) калибр-скобу так, чтобы тобы при среднем положении стола измерительныее поверхности по скобы располагались симметрично симм относительно измерительных наконечни нечников. Выводят скобу на линию измере змерения, поднимая стол, и проводят измерения.. При измерении также находят оптимальное льное положение стола (см. операцию 6) и читают ют по п шкале отклонения от размера настро астройки. При отсчете знак отклонения определяют ют по шкале. 11. Действительный ый рразмер калибра-скобы определяетсяя как алгебраическая сумма размера блока концевых евых мер и отклонения, определенногоо по шкале прибора. После окончания измеренияя проверяется про нулевая установка прибора ра по блоку концевых мер. Ошибка в положении изображения изоб шкалы относительно указателя теля н не должна превосходить половины деления шкалы шкалы, в противном случае снова проводя оводятся проверка нулевой установки и измерения. 12. Результаты измерен мерений занести в таблицу. 13. Составить отчет ет по прилагаемой форме. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТ АБОТЕ Кафедра ремонта машин Измерение на оптиметре ИКГ Раб Работа №9 Задание: Измерить ть калибр-скобу кал на горизонтальном оптиметре метре ИКГ, построить схему расположения полей допуск опусков калибров и дать заключение о годности. ности. Схема располож сположения полей допусков калибров-скоб Проходная Непроход-ная Наиб. размер изнош калибра Заключение годности По ГОСТ наименьши ньший Измер. наибольший Изме – IV IV – III III II – II Сторона калибра I–I Направление ие из измерения Предельные размеры По ГОСТ (действи ействительные р. измерений о Таблица 6.1 Результаты размеры) Схема расположения ения полей допусков калибров – скоб об для дл контроля размера 45±0,25 мм номинальные размеры змеры калибров: Р-ПР – 45,25 ммР-НЕ НЕ – 44,75 мм предельные размеры еры калибров: Р-ПР: Lmax= 45,2205мм Lmin= 45,19 45,1955 мм Lmax(изн) = 45,25 мм P-HE: Lmax= 44,7625 мм Lmin= 44,7375 мм 2.10 Лабораторная рная работа №10 (2 часа). Тема: «Назначение, устройство устро и методы измерения рычажными ными скобами» 2.10.1 Цель работы боты: Изучение устройств ойства и приобретение навыков в измерении ии рычажными ры скобами. 2.10.2 Задачи работы: работ 1. Изучить назначен начение, устройство и методы измерения рычажными рычаж скобами. 2. Измерить размеры разме калибра-пробки рычажной скобой обой и дать заключение о годности калибра либра. нь приборов, пр материалов, используемыхх в лабораторной ла работе: 2.10.3 Перечень 1. Рычажная скоба коба (пассаметр): ( тип СР с пределом измерения рения 25 – 50 мм 2. Плоско-параллел аллельные концевые меры длины6 набор №1 3. Изделия дляя изме измерения- «калибр – пробка». 2.10.4 Описание ие (ход) (хо работы: Изучить назначе ачение, устройство и методы измерения я рычажными ры скобами. Рычажная скоба – прибор-скоба, при имеющая с одной стороны ны от отсчетное устройство, а с другой – неподвижную ю переставную пер пятку. Рычажные скобы пред предназначены для наружных измерений ий относительным от методом. Пределы измерения отт 0 до 150 мм с интервалом 25 мм. Рычажные скобы показа показаны на рис. 10.1 и рис. 10.2. На рис.2 представлена влена скоба, выпуск которой прекращен,, но ккоторая применяется на практике. Принципиальна альная схема ее соответствует схеме, предст редставленной на рис. 1. В корпусе 1 скобы (рис. ис. 77.1) имеется отсчетное устройство с ценой цен деления 0,002 мм, состоящее из механизма изма рычажно-зубчатой передачи (рычагаа 7, зубчатого сектора 12 и зубчатого колеса 8 наа одной одн оси со стрелкой 9), шкалы 10 с указа указателями 11 границ поля допуска. С одной стороны рыча рычажной скобы (рис. 10.1) установленаа подвижная подв пятка 4, которая отжимается пружиной й 5 в сторону изделия. С пяткой соединен инен рычаг арретира 6, при нажатии на кнопку кото которого подвижная пятка отводится влево, влев сжимая пружину 5. Перемещение от пятки ки пер передается рычагу 7 и далее на стрелкуу 9. С другой стороны скобы установлена переставная вная пятка 3, перемещаемая при вращении нии гайки г 2. При установке скобы на размер пяткаа стоп стопорится с помощью колпачка 13. Рис. 10.1. Общий й вид ви и принципиальная схема рычажн чажной скобы типа СР с встроенным отсчетным ым устройством у (с круговой шкалой): 1 – корпус; 2 – гайка; ка; 3 – переставная пятка; 4 – подвижная ая пятка; п 5 – пружина; 6 – рычаг арретира; 7 – рыча ычаг; 8 – зубчатое колесо; 9 – стрелка; 10 – шкала; 11 – указатели границ поля допуска; 12 – зубчатый сектор Рис. 10.2. Рычажная ная скоба ск типа СР с встроенным отсчетным ным устройством: 1 – шкала; 2 – отвод вод пятки (арретир); 3 – стрелка; 4 – скоба; ск 5 – колпачок; 6 – переставная пятка; 7 – подвижная пятка; 8 – указатели границ иц д допуска; 9 – гайка; 10 – колпачок указателей грани раниц допуска Для скобы, представл ставленной на рис. 10.2, стрелки, показыв казывающие границы полей допусков (отклонения), ия), уустанавливают специальным ключом. ом. Для Д этого отвертывают колпачок 10 и, пользуясь уясь ш широко расставленными штифтами ключа люча, устанавливают правую стрелку на меньшее (нижнее) (ниж отклонение. Аналогично устанавли навливают левую стрелку на большее (верхнее) отклоне клонение, пользуясь узко расставленными штиф штифтами этого же ключа. Рычажные скобы (тип (типа СР) изготовлены шести типоразмер азмеров (ГОСТ 11098-75) с диапазонами измерений ий 0-25; 25-50; 50-75; 75-125; 125-150 мм с ценой це деления отсчетного устройства 0,002 мм.. Выпускаются Вып также рычажные скобы повы повышенной точности (типа СРП, ТУ-2-034-366-822) 822) с пределами измерения 0-25; 25-50;; 50-75; 50 75-100 мм с ценой деления 0,001 мм. Пример обозначения ия скобы ск с диапазоном измерения 25-50 мм: Ск Скоба СР 50 ГОСТ 1109875; то же с ценой деления ения 0,001 мм: Скоба СРП 25 ТУ 2-034-366-82. 82. Применение рычажны ажных скоб, особенно в условиях мелкосе елкосерийного производства, позволяет сократить номен номенклатуру предельных скоб. Кроме того, го, они он дают возможность не только устанавливатьь год годность контролируемых деталей, но и фиксировать числовое значение отклонения действительного дейст размера от заданного. Прибор рибор обеспечивает высокую точность и стабильность ьность показаний, предназначен для контроля конт шлифованных и доведенных деталей. Настройка рычажной ной скобы при измерении Измерения рычажной ной скобой с начинают с установки ее на нулев нулевое деление с помощью плоскопараллельных конце концевых мер длины (ПКМД). Из ПКМД составляют соста блок с размером, равным номинальному му ра размеру контролируемого изделия. Затем освобождают стопор (колпачок 5, рис. 10.2) .2) переставной п пятки 6 рычажной скобы. бы. Между М измерительными поверхностями пятокк вво вводят блок ПКМД, при необходимости сти перемещая п переставную пятку гайкой 9. Зажимая жимая блок ПКМД между измерительными ными поверхностями пяток перемещением переставно ставной пятки, предварительно устанавливаю вливают стрелку отсчетного устройства на нулевоее деление. д Окончательно стрелка устанав танавливается на ноль при оптимальном положении ении прибора относительно блока ПКМД. Д. Оптимальное О положение скобы находится легким егким покачиванием ее относительно бло блока ПКМД. При этом оптимальному положению ению соответствуют самые малые показания зания по шкале прибора, что соответствует наименьш еньшему размеру и, следовательно, лин линия измерения будет перпендикулярна измерите ерительным поверхностям блока ПКМД. Проверяют стабильнос льность показаний отсчетного устройства. тва. Для Д этого, нажимая на кнопку отвода (арретир) ир) 2 (рис. 10.2) подвижной пятки, отводят ят под подвижную пятку три раза от блока ПКМД и отпуска тпускают обратно. При этом стрелка не должн должна смещаться с нулевой отметки более чем на половину поло деления. Снова нажав на арретир, ир, вынимаем вы блок ПКМД. Порядок настройки рычажной рыч скобы представлен на рис.10.3. При измерении рычаж рычажной скобой, нажав на арретир, отводя тводят подвижную пятку и контролируемое изделие елие вводят между измерительными поверхностями повер пяток. При измерении диаметров ов цилиндрических ци поверхностей перемеща мещая рычажную скобу в плоскости поперечного ого сечения се выставляют ее так, чтобы измерять измер диаметр. Отпустив арретир, находят оптимал тимальное положение рычажной скобы легк легким ее покачиванием в продольной плоскости ти изм измеряемой цилиндрической поверхности. сти. При П покачивании скобы наблюдают за показаниям аниями по отсчетному устройству. Оптимальн мальному положению скобы соответствуют самыее мал малые показания по отсчетному устройств ройству, т. е. когда стрелка отсчетного устройстваа займ займет крайнее положение в сторону знака ака “–“ “ При оптимальном положении поло скобы отсчитывают показания ния по шкале с учетом знака плюс или минус и с учетом четом цены деления. При определении и отклонений отк по шкале отсчетного устрой стройства рычажной скобы порядковый номер штриха триха от нулевого деления, на который указыва казывает стрелка, умножается на цену деления. Дляя удобства удо отсчета на шкале представлены ены маркированные м штрихи, например, 10, 20, …, 80, для д которых порядковый номер умножен жен н на цену деления. В этом случае при отсчете отклоне тклонений размеров порядковый номер штриха триха считают от ближайшего наименьшего (по абсолютной абсол величине) маркированного го ш штриха, и отклонение определяется как показани казание маркированного штриха плюс порядк орядковый номер штриха, на который указывает стрелка трелка, умноженный на цену деления. Наприме пример, для рычажной скобы с ценой деления 2 мкм км показание по по шкале отсчетного устройств ойства – третий штрих после маркированного штриха иха +2 +20 мкм. Тогда отклонение размера равно 20+3х2 = +26 мкм. При аналогичном показании ии в сторону с знака “–“ отклонение размераа равно равн –26 мкм. Действительный размер изделия определяется суммированием ием рразмера блока ПКМД и полученного отклонения ния п по шкале отсчетного устройства. По окончании окон измерений снова устанавливают блок ПКМД между измерительными поверхностями стями пяток рычажной скобы и проверяют – не сбилась лась ли л нулевая установка. 1. Отвинчивание колпач олпачка. 2. Установка переставно ставной пятки 3. Стопорение. Рис. 10.3. Настройка йка рычажной р скобы. Рычажный микромет рометр предназначен для измерения непосредственным непос методом оценки (абсолютным методом) метод или методом сравнения с мерой наружных нару размеров деталей, изготовленных по 6…99 квалитетам. ква Рычажные микрометр ометры (рис. 10.4) в отличие от рычажных ры скоб имеют микрометрическую головк оловку без механизма трещотки. Таким образом, в рычажном рычаж микрометре обе измерительныее пов поверхности пяток связаны с отсчетными устройст ройствами. Одна измерительная поверхно ерхность является концом микрометрического винта инта 1 (рис. 7.4), и его перемещение отсчитыва итывается по шкалам стебля и барабана 2 микрометриче трической головки. Другая измерительная ная поверхность п подвижной пятки 3 связана с меха еханизмом отсчетного устройства 4,, ана аналогичного отсчетному устройству рычажной й скоб скобы. Рычажные микрометры метры типа МР (ГОСТ 4381 – 80) выпускаются аются с пределами измерения 0 – 25; 25 – 50; 50 – 75; 75 7 – 100 мм, с ценой деления 0,002 мм и пределами допускаемой погрешности ± 0,003 мм. Выпускаются также же рычажные ры микрометры повышенной точности точно типа МРП (ТУ 2 – 034 – 208 – 83) с такими ими же ж пределами измерения и с пределами ми допускаемой до погрешности ± 0,0025 мм. Рычажные микрометры метры с пределами измерения свыше 100 мм вместо встроенных отсчетных устройств оснащ оснащены индикаторами часового типа. К микрометрам с пред пределами измерений больше 150 мм придается прида комплект сменных пяток, установочная мера и центровочные гильзы. Настройка рычажного жного микрометра при измерении методом етодом сравнения с мерой (относительным методом) дом) аналогична настройке рычажной скобы. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТ БОТЕ Кафедра ремонта машин Рычажные скобы Работа № 10 Задание 1. Измерить рить калибр к – пробку рычажной скобой с ценой це деления……… и с пределами измеренияя ……… …… . Построить схему полей допуско пусков калибра – пробки и определить предельные ые раз размеры и дать заключение о годности. Схема полей допусков Схема измерения калибра – пробки Р-ПР Р-НЕ о Заключение годности Наименьший размер изношенного Р-ПР калибра по ГОСТ По ГОСТ По ГОСТ Измеренный Предельные размеры Наиб. Наим. Измеренный 3-3 2-2 1-1 Направление измерения Сторона калибра Таблица 10.1 Результаты измерения Сечения I–I II – II I–I II – II Отклонения от правильной геометрической формы: овальность………, конусообразность………., бочкообразность………, седлообразность……… мм. 2.11 Лабораторная работа №11 (2 часа). Тема: «Назначение устройство и настройка рычажного микрометра при измерении непосредственным методом оценки» 2.11.1 Цель работы: Изучение устройства микрометрами. и приобретение навыков в измерении рычажным 2.11.2 Задачи работы: 1. Изучить назначение, устройство и методы измерения рычажных микрометров. 2. Измерить размеры поршневого пальца рычажным микрометром методом непосредственной оценки (абсолютным методом) и дать заключение о его годности. 2.11.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. 2. Рычажный микрометр: тип МР с пределом измерения 25 – 50 мм Изделие для измерения-поршневой палец. 2.11.4 Описание (ход) работы: Настройка рычажного микрометра методом оценки (абсолютным методом) при измерении непосредственным При измерении рычажным микрометром непосредственным методом оценки сначала проверяется и при необходимости устанавливается на ноль микрометрическая головка. а) б) в) Рис.11.1. Рычажные ые микрометры м типа МР (а и б) и принципи ципиальная схема их (в): 1 – микрометрический ский винт микрометрической головки; 2 – барабан; 3 – подвижная пятка; 4 – шкала отсче счетного устройства; 5 – колпачок; 6 – кнопка арретира; 7 – стопорное устройство При настройке на ноль микрометрической головки рычажного ного м микрометра с пределами измерения 0 – 25 мм вращением вращ барабана 2 (рис. 11.2,а) измеритель рительные поверхности пяток доводятся до соприкоснов основения и далее стрелка отсчетного устройс тройства устанавливаются на ноль (рис.11.2,б) При этом нулевой й штрих штр барабана должен совпадать с продольным продо штрихом стебля (рис. 11.2,в). При их несовпадении н микровинт стопорится тся ггайкой 1 (рис. 11.2,а). Придерживая барабан н 2, отворачивают о колпачок 3 (на 1…2 оборот борота), смещением барабана влево разъединяют его с конической поверхностью микровинта овинта для обеспечения его свободного вращения. я. При П освобожденном барабане микромет рометрической головки при необходимости стрелка ка отсчетного от устройства может быть установ тановлена на ноль поворотом микровинта за его выступа ступающую часть. а) б) в) Рис. 11.2. Проверк оверка нулевого положения: 1 – стопорная гайка; а; 2 – барабан; 3 – колпачок Поворотом барабана ана ну нулевой штрих на скосе его совмещаютт с продольным п штрихом на стебле (рис. 11.2,в), и в этом э положении барабан соединяютт с микровинтом м поворотом колпачка. Таким образо образом, добиваются чтобы стрелка отсчетного отсч устройства и микрометрическая головка ловка были установлены на ноль. При настройке на ноль рычажных микрометров с пределами и измерения изм 25 – 50, 50 – 75, 75 – 100 мм используютс зуются установочные меры или блоки ПКМД КМД с размерами, равными нижнему пределу измерени ерения. При измерении размеров размер методом непосредственной оценки енки (абсолютным методом) изделие помещают межд между измерительными поверхностями и микрометра. ми Вращением барабана с микровинтом нтом поверхности пяток микрометра приводя иводят в соприкосновение с изделием (рис. 11.3,а) ,а) и продолжая вращать барабан отсчетное тное устройство микрометра устанавливают на ноль ль (р (рис. 11.4,б) при оптимальном положении ении рычажного микрометра относительно измеряемого емого изделия. По шкалам микрометр ометрической головки отсчитывают размер мер (рис. (р 11.3,в). По нижней шкале на стебле микроме крометрической головки отсчитывают целые елые мм, по верхней 0,5 мм (если при данном положе ложении барабана штрих выражающий 0,5 м мм вышел из – за скоса барабана), и по шкалее скос скоса барабана определяют сотые доли мм. а) б) в) Рис. 11.3. Измерение ние м методом непосредственной оценки. По шкалам микрометр ометрической головки отсчитывают размер ер (р (рис. 11.3,в). По нижней шкале на стебле микроме крометрической головки отсчитывают целые елые мм, по верхней 0,5 мм (если при данном положе ложении барабана штрих выражающий 0,5 м мм вышел из – за скоса барабана), и по шкалее скос скоса барабана определяют сотые доли мм. Если продольный штрих штри на стебле барабана занимает промежуто ежуточное положение между штрихами на скосе бараба арабана, то при необходимости отсчитывают ают тысячные т доли мм. Для этого барабан поворачива ачивается до совмещения одного из ближай лижайших штрихов на скосе барабана с продольным ым штрихом ш на стебле (при измерении изде изделий), и по отсчетному устройству со стрелкой лкой определяются тысячные доли мм,, которые кот прибавляют или отнимают к размеру по шкале шк микрометрической головки. В производственных условиях, когда требуется установить только годность изделия, по предельным отклонениям размера изделия устанавливают указатели границ поля допуска (11 – рис. 7.1). Рычажные скобы или микрометры настраивают по блоку ПКМД как описано выше. При контроле изделие считается годным, если стрелка отсчетного устройства не выходит за границы указателей пределов допуска. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Рычажный микрометр Работа № 11 2-2 I–I II – II 3-3 28-0,01 Заключение о годности 1-1 Допуск овальности, конусообраз ности, бочкообразность, мм Направление измерения Размер чертежу по Задание 1. Измерить размеры поршневого пальца рычажным микрометром абсолютным методом (методом непосредственной оценки) и дать заключение о годности в соответствии с техническими условиями на дефектовку (измерить размеры пальца в двух направлениях и в трех равномерно расположенных сечениях). Таблица 11.1. Результаты измерения Сечения 0,003 2.12 Лабораторная работа №12 (2 часа). Тема: «Устройство цератеста и измерение величины радиального биения» 2.12.1 Цель работы: Изучение устройства и приобретение навыков в измерении радиального биения прибором цератестом. 2.12.2 Задачи работы: 1. Определить радиальное биение валика при помощи цератеста и дать заключение о годности. 2.12.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1.Царатест 2.Изделия для измерения-валик. 2.12.4 Описание (ход) работы: Изучить назначение, устройство и методы измерения величины радиального биения Радиальное биение цилиндрической поверхности – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси. Радиальное биение можно измерить, например, на цератесте. Для измерения радиального биения цилиндрическую деталь устанавливают в центрах прибора. Центры цератеста установлены в стойках, которые могут перемещаться по направляющим основания. Основание может также перемещаться по направляющим станины. Измерительная головка устанавливается в кронштейне стойки. При измерении радиального биения измерительная головка плавно опускается до соприкосновения с поверхностью измеряемой детали и далее до установки стрелки прибора на ноль. Измерительную головку можно перемещать вместе с кронштейном и без кронштейна (относительно кронштейна). Более точно установку на ноль можно проводить поворотом шкалы измерительной головки рычагом, который располагается на ее задней стенке. При измерении радиального биения, медленно вращая деталь в центрах, отмечают наибольшее и наименьшее показания измерительной головки за полный оборот детали. Величина радиального биения определяется как алгебраическая разность соответственно между ними. Измерение радиального биения произвести в трех равномерно расположенных сечениях детали. Сравнивая полученные результаты измерения с допустимым биением по чертежу, дают заключение о годности детали. 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Цератест Работа № 12 Задание 1. Измерить величину радиального биения валика в трех равномерно расположенных по длине сечениях на царатесте с ценой деления измерительной головки 0,001мм. Таблица 12.1 Сечения Допустимое Заключение Показания радиальное о годности прибора 1-1 2-2 3-3 биение, мм Наибольшее, мкм Наименьшее, мкм 0,03 Радиальное биение, мкм 2.13 Лабораторная работа №13 (2 часа). Тема: «Устройство тангенсальных зубометров и порядок измерения ими» 2.13.1 Цель работы: 1. Изучить назначение, устройство тангенциального зубомера и методика измерения им. 2. Приобрести навыки в измерении элементов, характеризующих боковой зазор в зубчатой передаче. 2.13.2 Задачи работы: 1. Изучить общие положения об измерении элементов зубчатых колес, обеспечивающих боковой зазор в передаче. 2. Изучить конструкцию тангенциального зубомера, произвести его настройку и измерить смещение исходного контура для зубчатого колеса. Полученные данные занести в форму отчета и дать заключение о годности колеса. 2.13.3 Перечень нь приборов, пр материалов, используемыхх в лабораторной ла работе: 1. Тангенциальный ьный зубомер з типа М1. 2.Шестерня. 2.13.4 Описание ие (ход) (хо работы: Изучить общие щие положения об измерении элемент ментов зубчатых колес, обеспечивающих боковой бок зазор в передаче Виды сопряжений зубь зубьев колес в передаче Для обеспечения нормальной норма работы зубчатой передачи с эволь эвольвентным профилем зуба между нерабочими профилями проф зубьев, находящихся в зацеплен еплении, предусматривается боковой зазор jn. Боковой зазор jn - зазор между неработающими профилями и зубьев зубь сопряженных колёс, определяемый в сечении, нии, п перпендикулярном направлению зубьев, ьев, в плоскости, касательной к основной окружности. сти. Он О необходим для создания нормальных ьных условий смазки зубьев, компенсации погрешност ностей изготовления, монтажа и температурной урной деформации передачи. Для устранения возмож озможного заклинивания при нагреве передач редачи, обеспечения условий протекания смазки и ограничения ог мертвого хода при реверси еверсировании отсчетных и делительных передач наибольшее наиб значение имеет минимальная ая величина вел бокового зазора. Системой допусков наа зубч зубчатые цилиндрические передачи (ГОСТ СТ 1643-81) 1 устанавливается гарантированный боковой ковой зазор jnmin, который называется наим наименьшим предписанным боковым зазором. Для удовлетворения ия требований тре различных отраслей промышлен ышленности ГОСТом 1643-81 предусмотрено шестьь видо видов сопряжений, определяющих различную чную величину jnmin (рис. 13.l): A – с увеличенным м гарантированным гара зазором для степеней точности точно 3…12; В – с нормальным гарантированным гара зазором для степеней точности точно 3…10; С и D – с уменьшенным енными зазорами для степеней, точности соотве оответственно 3…9 и 3...8; Е – с малыми зазорами рами для степеней точности 3…7; Н – с нулевым гарантир антированным зазором для степеней точности ости 3…7. 3 Рис. 13.1. Схема распол асположения полей допусков боковых зазоро азоров (Tjn ) для принятых видов сопряжений зубьев убьев зубчатых колес Сопряжение вида В гарантирует гар минимальную величину боково бокового зазора, при котором исключается возможность ность заклинивания стальной или чугунной ной передачи п от нагрева при разности температур колес коле и корпуса, равной 25°С. Установлен овлено также восемь видов допуска на боковой зазор, азор, обозначаемых в порядке его возрастания ания буквами б h, d, с, b, а, z, y, х. При отсутствии специа пециальных требований сопряжениям Н и Е соответствует соо вид допуска h, а сопряжениям D, С, В и А – соответственно виды допусков d, с, b и а. Для создания в зубч зубчатой передаче с нерегулируемым м ме межосевым расстоянием наименьшего (гарантирова ированного) бокового зазора производят умень уменьшение толщины зуба по сравнению с расчетной ной ттеоретической величиной. Это достигае тигается путем радиального смещения исходного го ко контура рейки (зубонарезного инстру нструмента). Номинальным положением исходного ого кконтура условно считается то, которое торое получается после его смещения при коррегирова ировании зубчатых колес. Дополнительное смеще смещение исходного контура от его номиналь инального положения в тело зубчатого колеса нормиру мируется в ГОСТе двумя величинами: наимен аименьшим дополнительным предписанным смещением ением исходного контура ЕHS (для зубчат убчатых колес с внешними зубьями принимается со зн знаком минус) и допуском на смещение ие исходного исх контура Тн (рис. 13.2). Рис. 13.2. Смещение ние исходного ис контура: 1 – номинальное полож ложение; 2 – предельные дополнительные сме смещения Значения ЕHS нормиру рмируются ГОСТом 1643-81 в зависимости сти от о степени точности по нормам плавности и вида ссопряжения. Допуск Тн устанавливается тся в зависимости от допуска на радиальное биениее зубч зубчатого венца Fr и вида сопряжения. Выпис ыписки из ГОСТа1643-81 см. приложение табл.13.11 и 13. 13.2. При смещении исходн исходного контура уменьшается средняяя длина дл общей нормали и толщина зуба по постоянно оянной хорде. Поэтому показателями, ями, об обеспечивающими гарантированный боковой овой ззазор являются: для колёс – наименьшее дополнительн ительное смещение исходного контура ЕHS или наименьшее н предписанное отклонение средней длины лины общей нормали EWmS или наименьшее шее предписанное п отклонение толщины зуба по постоянно тоянной хорде в нормальном сечении ECS или отклонения от измерительного межосевого расстояния Ea˝s, Ea″i; для передач с нерегулируемым располож положением осей – предельные отклонения межосевого го расстояния рас fa, а с регулируемым – наименьши еньший предписанный боковой зазор jnmin. В связи с вышеизложенны женным ГОСТом 1643 – 81 регламентируется также такж наименьшее отклонение средней длины общей нормал нормали EWmS и допуск на среднюю длину общей щей нормали н ТWm , наименьшее отклонение толщины зуба ECS и допуск на толщину зуба по постоянн стоянной хорде Тс; предельные отклонения измерительного ьного межосевого расстояния: верхнее Ea″s, и нижнее ниж Ea″i (рис. 13.3). а) б) Рис. 13.3. Наименьши ньшие предписанные отклонения средней ней д длины общей нормали (а) и измерительногоо меж межосевого расстояния а" (б): 1 – контролируемоее зубчатое зуб колесо; 2 – измерительное зубчато атое колесо Соотношение междуу велич величиной смещения исходного контура EHSс утонением утон зуба по постоянной хорде ECS может быть выражено выраж формулой ( при αg = 20°): ЕCS ≈ 0,73 ⋅ E HS , (13.1) TC ≈ 0,73 ⋅ TH , (13.2) Контролировать размеры разме зубьев, определяющие боковой й зазор заз в передаче, можно несколькими путями:: тан тангенциальными зубомерами или биение иениемерами, устанавливая смещение исходного конту контура; штангензубомерами, применяемыми ыми для д измерения толщины зубьев по постоянной й хор хорде; нормалемерами, которыми измеряют еряют длину общей нормали; межцентромерами, определ пределяя измерительное межосевое расстояние. яние. При дефектовке зубчатых зубчат колес при ремонте тракторов и авто автомобилей, СХМ широко применяются штангензубо нзубомеры и нормалемеры. Устройство тангенциа нциальных зубомеров и порядок измерения ими Основным прибором м для измерения смещения исходного контура рейки ре Енr зубчатых колес внешнего зацепленияя является яв зубомер смещения типа М,, известный изв под названием тангенциальный зубомер. ер. Та Тангенциальные зубомеры выпускаются четырех четыре типоразмеров M1, М2, М3, М4 соответственно но для модулей: 2 – 10, 4 – 16, 10 – 28 и 22 – 5 0 мм. Тангенциальный зубом зубомер (рис. 13.4) состоит из корпуса уса 1 с двумя симметрично расположенными измеритель рительными губками 7 и 8, рабочие грани которых оторых образуют угол, равный двум углам зацепления. По биссектрисе угла расположена осьизмерительного наконеч аконечника 6 измерительной головки 3. Губки 7 и 8 могут мог перемещаться вдоль корпуса зубомера мера при вращении винта 5 и фиксироваться в заданном нном п положении стопорами 2. Базой для измерения ия явл является окружность выступов (вершин) колеса. колеса Настройку прибора и изме измерения им проводят в следующем порядке: 1. Подбирают установо тановочный ролик 9 в соответствии с модуле одулем проверяемого колеса, помещают егона призму му 10. 10 2. Зубомер накладываю ывают на установочный ролик 9 измерительны ельными губками. Перемещая при этом винтом 5 измери змерительные губки 7 и 8 добиваются, чтобы соприкосновение их с роликом было примерно ерно по середине измерительных поверхност хностей губок и по всей их ширине. В этом положении жении губки закрепляют стопорами 2. 3. Удерживая зубомер омер на ролике, перемещают индикатор 3 во втулке в (при отпущенном стопорном винте) так,, чтоб чтобы его малая стрелка была установлена ена на «1». В этом положении индикатор закрепляютт зажимным заж винтом. dp = 1,2037·m, где m – модуль зацепления. Рис. 13.4. Измерение рение смещения исходного контура относительно отно окружности выступов тангенциальны льным зубомером: 1 – корпус; 2 – стопо опоры; 3 – измерительная головка; 4 – цанга; цан 5 – винт установки губок; 6 – измерительный ый наконечник; 7, 8 – измерительные губки; ки; 9 - установочный ролик; 10 – призматическая подст одставка 4. Покачивая зубомер бомер на ролике в плоскости колеса,, находят нах его оптимальное положение, которомуу соот соответствует наибольшее показание по шкале шкал индикатора (большая стрелка занимает крайнее айнее положение при вращении по часовой асовой стрелке). Совмещают нулевой штрих циферблата рблата с концом большой стрелки. 5. При измерении и зуб зубомер переносят на измеряемый зуб уб колеса ко и, покачивая его, определяют наибольшее шее оотклонение стрелки индикатора. При данном данн положении прибора определяют показания ия ин индикатора. Показание индикатора больше больш чем при настройке означает смещение исходн сходного контура в «минус», т.е. в «тело» колес колеса. Измеренное смещение ение и исходного контура Е нr = Y − U , (13.3) где Y – показание индикатора инди при измерении, U – показание индикато икатора при настройке (1,0). При Y>U, Eнr берется ется со с знаком минус. При контроле смещен ещения исходного контура тангенциальным ьным зубомером в качестве измерительной базы испол используется наружный цилиндр колеса,, и поэтому по при переходе от основной базы (оси и вращения вра колеса) на вспомогательную ную необходимо учитывать погрешности, вносимые этой эт базой, т.е. следует учитывать как биение биен наружного цилиндра относительно оси колеса еса Fa, так и отклонение размера диаметраа от но номинального расчетного значения, которое определяется допуском диаметра наружного цилиндра - Та. Вносимые погрешности должны компенсироваться сокращением наименьшего предписанного смещения и допуска на смещение. Производственные величины смещения и допуска на смещение определяются в этом случае из следующих соотношений: наименьшее производственное дополнительное смещение: ПР Е HS = Е HS + 0,35 ⋅ Fa , допуск на смещение: (13.4) Т НПР = Т Н − наибольшее смещение: ПР Е HS max Та − 0,7 ⋅ Fa , 2 = E НПРS + Т НПР , ПР (13.5) (13.6) ПР Для колес с внешним зацеплением Е HS и Е HS max берут со знаком минус. Допуск на диаметр окружности выступов принимают равным 0,5 Тн(Т а = 0,5·Тн). Полученную величину округляют до стандартного значения допусков для гладких цилиндрических соединений. Радиальное биение окружности выступов Fа≈0,25·Тн. Измеренное смещение исходного контура Енr для годного колеса должно находиться в пределах от ПР Е HS ПР до Е HS max . 5. ПРИЛОЖЕНИЯ Выписка из ГОСТа 1643-81 Таблица 13.1 Наименьшее дополнительное смещение исходного контура, Е Н S , : мкм Степень Делительный диаметр, мм Вид точности сопряж Св. 80 Св. 125 Св. 180 по нормам до 80 ения до 125 до 180 до 250 плавности 3–6 120 140 160 185 7 140 160 180 200 В 8 140 160 200 220 9 160 180 200 250 Таблица 13.2 Допуск на смещение исходного контура Тн, мкм Допуски на радиальное биение зубчатого венца,Fr, мкм Вид Вид допуска сопряжения бокового св. 32 св. 40 св. 50 св. 60 св. 80 зазора до 40 до 50 до 60 до 80 до 100 Допуски Тн, мкм В в 120 140 180 200 250 6. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Тангенсальный зубомер Работа № 13 Задание: Измерить смещение исходного контура рейки, определить наименьшее отклонение средней длины общей нормали зубчатого колеса с модулем m=4мм, с числом зубьев Z = 27, степень точности и вид бокового зазора 8 – В. Измерение смещения исходного контура произвести для 4-х равностоящих друг от друга зубьев. Результаты измерения занести в таблицу 8.6 и дать заключение о годности a) Измерение тангенциальным зубомером Таблица 13.3 № зубьев Показания индикатора Смещение контура, мм исходного Заключение о годности 1 2 3 4 Fa = 0,25 ⋅ TН = Т а = 0,5 ⋅ Т Н = Е ПР HS = EHS + 0,35 ⋅ Fa = TНПР = Т Н − Та − 0,7 ⋅ Fa = 2 мкм мкм мкм мкм ПР ПР ПР E HS max = E HS + Т Н = мкм Заключение о годности зубчатого колеса: Примечание: при заключении о годности ТН ПР ЕНS ЕНS и ЕНS ТН = = мкм мкм. 2.14 Лабораторная работа №14 (2 часа). и ПР ЕНS max принимают со знаком минус; определяются по таблицам ГОСТа 1643-81 (см. приложение) при Fr = 50 мкм Тема: «Устройство нормалемера и измерение средней длины общей нормали» 2.14.1 Цель работы: 1. Изучить назначение, устройство нормалемера и методику измерения им. 2. Приобрести навыки в измерении элементов, характеризующих боковой зазор в зубчатой передаче. 2.14.2 Задачи работы: 1. Изучить конструкцию нормалемера, произвести его настройку и определить отклонение средней длины общей нормали. Полученные данные занести в форму отчета и дать заключение о годности колеса. 2.14.3 Перечень приборов, материалов, используемых в лабораторной работе: 1. Нормалемер типа КН. 2. Шестреня 2.14.4 Описание (ход) работы: Измерение средней длины общей нормали Общей нормалью W называют прямую, соединяющую точки касания двух разноименных профилей с охватывающими их параллельными касательными к ним плоскостями. Средняя длина общей нормали определяется как средняя арифметическая из всех действительных длин общих нормалей по зубчатому колесу: W = W1 + W2 + W3 + ... + Wг , z (14.1) где z – число зубьев; длину общей нормали измеряют последовательно по всем зубьям. Номинальная длина общей нормали для прямозубых колес определяется по формуле: , (14.2) где z – число зубьев колеса; χ – коэффициент коррегирования; zn – число зубьев, захватываемых при измерении, zn = 0,111·z + 0,5 (округляется до целого числа); α - угол зацепления (α = 20°); invα определяется по специальным таблицам. При α = 20°invα = 0,014904; cosα = 0,939693; π =3,14159. Предельные отклонения средней длины общей нормали задаются в «тело» зуба наименьшим отклонением EWms и допуском TWm. Для измерения длины общей нормали используются микрометр зубомерный (рис. 14.1) или нормалемеры (рис. 14.2). Рис. 14.1 Микрометр зубомерный и измерение им длины общей нормали: 1 – микрометр; 2 – насадки; 3 – зубчатое колесо;W – длина общей нормали Зубомерный микрометр типа М3 отличается от гладкого микрометра наличием двух измерительных насадок. Индикаторный нормалемер типа КН представлен на рис. 8.6,а. По трубке 2 корпуса 1 нормалемера после установки уст в отверстие разрезной й вт втулки 3 специального разжимного ключа 8 можн можно перемещать втулку 3 с неподвижной ой измерительной изм губкой 4. При удалении из отверстия отве ключа втулка самозажимается ся на штанге и фиксируется в заданном положении.. Вторая Вто подвижная измерительная губка ка 5 с помощью рычажной передачи 6 воздействует ует на стержень индикатора часового типа па 7, цена деления которого с учетом передаточногоо отно отношения рычажной системы составляет яет 0,005мм. 0, При нажатии на кнопку 9 арретира подви подвижная губка 5 отводится от боковой поверх оверхности зуба измеряемого колеса. Рис. 14.2 Нормалемер лемеры типа КН (а), типов БВ – 50455 и БВ Б – 5046 (б), мелко – модульные (в): 1 – корпус; 2 – штанга нга (трубка); 3 – разрезная втулка; 4 – непод еподвижная измерительная губка; 5 – подвижная изм измерительная губка; 6 – рычаг; 7 – индика икатор часового типа; 8 – разжимной ключ; 9 – арретир; арр 10 – барабан микрометрической ой головки; г 11 – шариковая направляющая; 12 – механ ханизм микроподачи В конструкции совреме временных нормалемеров типов БВ – 5045 45 и БВ – 5046 (рис. 14.2, б) предусмотрена шариковая ковая направляющая, в которой перемещает ещается подвижная губка 5, оснащенная твердым м сплавом. сп Неподвижная губка 4 соедине единена с механизмом 12 микроподачи, что облегча блегчает настройку нормалемера по плоскоп оскопараллельным концевым мерам длины (ПКМД). Особенностью мелкомо лкомодульных нормалемеров (рис.14.2,в) являе является поступательное (без поворота) перемещение ние неподвижной не (установочной) губки 4 при вращении барабана 10 отсчетной микрометрическ рической головки и перемещение измерительно тельной губки 5 в шариковой направляющей 11 с непосредственной непос передачей величины перемещения перем на рычажно – зубчатую головку 7 с ценой деления 0,001 мм с пределами измерения ерения по шкале ±0,05 мм. Настройка нормалеме лемера и измерения им Проводят в следующей ющей последовательности: 1. По вышеприведенной енной формуле определяют номинальную длин длину общей нормали W. 2. По значению длины ины общей о нормали W рассчитывают и составл оставляют блок ПКМД. 3. Блок ПКМД вводят одят между губками 4 и 5 (рис. 14.2,а). Перемещ ремещая подвижную губку 4, добиваются соприкосновен новения губок с ПКМД и далее, чтобы малая алая стрелка с индикатора была установлена на «1». Повор оворотом шкалы индикатора большую стрелк трелку устанавливают на «0». Нажав на арретир 9, удаляю аляют блок ПКМД. 4. Настроенный нормалемер переносят на контролируемое колесо. При измерении нормалемер следует слегка покачивать в горизонтальной плоскости и обкатывать губки по профилям зубьев. Оптимальному положению прибора соответствует самое малое показание индикатора (большая стрелка занимает крайнее левое положение). Действительный размер длины общей нормали определяется по формуле: WД = W + ∆ , (14.3) где ∆ – отклонение, полученное при измерении. В свою очередь отклонение ∆ может быть получено из выражения ∆ = U – y, (14.4) где U – показание индикатора при измерении; у – показание индикатора при настройке (1,0) За действительный размер длины общей нормали принимают среднее арифметическое из трёх измерений. Измерения осуществляют по всему колесу, переходя от зуба к зубу по всей окружности. 5. По формуле определяют среднюю длину нормали Wm. Рассчитывают действительное отклонение средней длины общей нормали ЕWm r = Wm − W , (14.5) По ГОСТ 1643-81 определяют наименьшее отклонение средней длины общей нормали ЕWmS и допуск на среднюю длину общей нормали ТWm(табл. 8.3, 8.4). Наибольшее отклонение средней длины общей нормали: max ЕWm s = EWms + TWm , (14.6) Ewmsпринимаетсясо знаком минус. Для годного зубчатого колеса ЕWmr должно находиться между EWms и max EWm s. 5. ПРИЛОЖЕНИЯ Выписка из ГОСТа 1643-81 Таблица 14.1 Наименьшее отклонение средней длины общей нормали EWms, мкм Степень Делительный диаметр, мм Вид точности св.80 св.125 св.180 сопряжен по нормам до 80 до 125 до 180 до 250 ия плавности Отклонение ЕWms (слагаемое I ), мкм 7 100 110 120 140 В 8 100 110 140 140 9 100 120 140 160 Таблица 8.4 Слагаемое II для определения – EWms Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr, мкм Модуль Cв. 25 Св. 32 Св. 40 Св. 50 Св. 60 до 32 до 40 до 50 до 60 до 80 Отклонение EWms (слагаемое II ), мкм m.>1 7 9 11 14 18 Примечание: Для определения Еwms необходимо к слагаемому I прибавить слагаемое II. Таблица 14.2 Допуски на среднюю длину общей нормали ТWm, мкм Допуски на радиальное биение , мкм Вид Св.25 Св.32 Св.40 Св.50 Св.60 Модуль, Вид допуска до 32 до 40 до 50 до 80 m, мм сопряжения бокового до 60 зазора Допуски ТWm, мкм В в 55 60 70 100 100 m≥1 6. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Нормалемер Работа № 14 Задание 1. Измерение средней длины общей нормали нормалемером Номинальная длина общей нормали W = m ⋅ cos α ⋅ [π ⋅ (zn − 0,5) + 2 χ ⋅ tgα + z ⋅ invα ] = 42,46 мм Измеренные значения длин общей нормали (число измерений равно числу зубъев): Средняя длина общей нормали Wm = W1 + W2 + W3 + ... + Wz = z мм Действительное отклонение средней длины общей нормали ЕWmr = Wm − W = мм EWms EWms = и TWm определяются по таблицам ГОСТа ; 1646 – 81 (см. приложение). TWm = max ЕWms = EWms + TWm Заключение о годности зубчатого колеса: 2.15 Лабораторная работа №15 (2 часа). Тема: «Измерение элементов резьбы на микроскопе малом инструментальном ММИ2» 2.15.1 Цель работы: 1.Изучить назначение и устройство микроскопа малого инструментального ММИ-2. 2. Приобрести навыки в измерении элементов резьбы на нем. 2.15.2 Задачи работы: 1. Изучить общие положения, связанные с измерением элементов резьбы. 2. Изучить назначение и устройство микроскопа ММИ-2. 3. Настроить микроскоп для измерения параметров резьбы. 4. Измерить собственно средний диаметр резьбы в пределах одной впадины. 5. Измерить шаг резьбы методом охвата при измерении нескольких ее витков. 6. Измерить половину угла профиля резьбы. 7. Определить величину приведенного среднего диаметра резьбы и дать заключение об ее годности. 2.15.3 Перечень нь приборов, пр материалов, используемыхх в лабораторной ла работе: 1. Микроскоп малый инструментальный ММИ – 2. 2.15.4 Описание ие (ход) (хо работы: Изучить общие полож ложения, связанные с измерением элемент ентов резьбы и назначение и устройство микроскопа копа ММИ-2 Общие положения Взаимозаменяемость сть ре резьбовых соединений состоит в том,, чтобы чтоб болт данного размера смог свинчиваться с любой лю гайкой тогоже номинального го размера ра по всей длине свинчивания. К основным вным элементам резьбового соединения относят тносятся (табл. 9.1): dиDнаружный диаметр резьбы езьбы соответственно болта и гайки; d1 и D1– внутренний ий ди диаметр болта и гайки; d2 и D2 - средний ий диаметр ди болта и гайки; Р 0 шаг резьбы - угол профиля офиля резьбы (для метрических резьб α=60 ). Таблица 15.1 Элементы резьбового вого соединения Профиль резьбы Метрическая Основные геометрические зависимости Н = 3/2 Р= 0,8660254 Р H1 = 5/8Н =0,541265877 Р R= Н/6 = 0,144337565 P 3/8 Н = 0,324759526 Р d2 = D2 = d-2 3/8Н=d – 0,649519053P Стандарты рты на н основные размеры и допуски Для диаметр аметров менее 1 мм Допуски ГОСТ 9000 - 81 Для диаметр аметров от 0,25 до 600 60 мм: профиль ГОСТ 9150 - 81 шаги резьб ГОСТ 8724 - 81 Допуски, и, посадки пос d2 = D2 = d-2 3/8Н с зазором =d-1,082513755 Р ГОСТ 16093 - 81 Посадки и с натягом н ГОСТ 4608 d1 = d-2 17/24Н= 81 =d–l,226869322 P Переходные дные посадки ГОСТ21834 - 81 Так как резьбы болта и гайки сопрягаются по бокам профиля, то на свинчиваемость их оказывают влияние не только погрешности среднего диаметра, но и погрешности шага резьбы и половины угла наклона профиля. Поэтому условием обеспечения взаимозаменяемости резьбовых деталей (болта, гайки) является соблюдение определенной точности элементов резьбы d2 (D2), Pи α/2. При наличии погрешностей этих элементов для обеспечения свинчиваемости гайки и болта необходимо уменьшить средний диаметр болта и увеличить средний диаметр гайки. В результате этого по среднему диаметру между болтом и гайкой создается дополнительный зазор, который компенсирует погрешности шага и угла профиля резьбы сопрягаемых деталей. Под средним диаметром понимается диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы в точках, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы. Основным параметром, определяющим точность и характер соединения резьбовой пары, является средний диаметр d2 (D2). Допуски среднего диаметра резьбы являются суммарными и ограничивают сумму отклонений собственного среднего диаметра, шага и половины угла профиля резьбы. В связи с этим отклонения шага и половины угла профиля, влияющие на взаимозаменяемость, стандартом не нормируются. Значение среднего диаметра резьбы, увеличенного у наружной резьбы и уменьшенного у внутренней на величину действительных (т.е. полученных в результате изготовления и измерения) диаметральных компенсаций шага Р и половины угла профиляα/2, называют приведенным средним диаметром. Приведенный средний диаметр наружной резьбы: d 2 пр = d 2 bpv + ( f p + f α ), (15.1) Приведенный средний диаметр внутренней резьбы: D2 пр = D2 bpv − ( f p + f α ), (15.2) где d2изм и D2изм - измеренные размеры соответственно наружной и внутренней резьбы, мм; fp - величина диаметральной компенсации погрешностей шага; fα-величина диаметральной компенсации погрешности половины угла профиля. Для метрической резьбы (α=600): f p = 1,732 ∆Рn , (15.3) fα = 0,36 ⋅ P∆α , 2 (15.4) где ∆Рn – абсолютная величина накопленной погрешности шага, мкм. ∆Рn = Рn − nP , (15.5) где Рn– действительное (измеренное) значение n – шагов; n – число шагов на длине свинчивания; Р – номинальное значение шага. При анализе погрешностей угла профиля резьбы обычно измеряют половину угла профиля α/2, которая для метрической резьбы равна 30°. Величину ∆α/2 (в мин) при симметричном профиле резьбы находят как среднее арифметическое из абсолютных величин отклонений α/2 пр. и α/2 лев.; ∆ α 2 ∆ = α 2 пр + ∆ 2 α 2 лев , (15.6) При определении fα(мкм) Р подставляют в мм, ∆α/2 в угловых минутах. Приведенный средний диаметр для наружной резьбы d 2 пр = d 2bpv + (1,732 ∆Рn + 0,36 P∆α ) ⋅10 −3 , 2 (15.7) ∆Рnи ∆α/2 подставляются по абсолютным значениям. О годности резьбовых деталей по среднему диаметру судят по приведенному среднему диаметру (подсчитанному по результатам измерения) и по собственноизмеренному среднему диаметру. Резьба будет считаться годной, если для болтов dизм>d2 –b; для гаек D2изм 1-2, мелкие детали и НВ ≤ 450 0,05 образцы Роквелла 9013-59 S = 0,3-0,5 А: 70-85 0,002 S = 0,8-2,0 В: 25-100 Sc >0,5 С: 20-67 Rа≈ (1,25) Виккерса 2999-75 S = 0,3-0,5 HV от 100 … 0,001 ИТ 5010 ТЭМП-2 S = 0,03-0,05 Rа≤ 1,25 HV от 8 до 2000 Rа ≤ 2,5 мкм Масса изделия от 1,5 кг HB: 100-450 HRC: 22-68 HV: 100-950 HSD: 22-99 5. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ Кафедра ремонта машин Твердомер ТЕМП-2 Работа №18 Задание: 1. Изучить назначение, устройство твердомера ТЕМП-2; 2.Измерить твердость материала некоторых образцов. Таблица. Результаты испытания образцов Материал Результаты испытания образцов образца D,мм НВ HR 1. 2. 3. и т.д. -- 3 Методические указания по выполнению практических работ 3.1 Практическое работа № 1(ПЗ-1) 2 часа Тема: Основы метрологии 3.1.1 Задание: 1. Изучить основные положения и термины в разделе метрология. 2. Ответить на вопросы преподавателя по данной тематике. Общие положения Метрология – наука об измерениях физических величин, методах и средствах измерения их единства и способах достижения требуемой точности. Современная метрология делиться на три составляющие: законодательная, фундаментальная, практическая. Законодательная метрология - это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и СИ, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений. Основным документом законодательной метрологии является ФЗ «Об обеспечении единства измерений». Фундаментальная метрология – раздел, служащий теоретической основой данной науки. Предметами фундаментальной метрологии являются: теория измерений, теория шкал измерений, теория исходных СИ и т.д. Практическая метрология – этот раздел метрологии освещает вопросы практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологии. Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Эталон-средство измерение, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы физической величины с наивысшей точностью для данного уровня развития измерительной техники с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Метрологическая суть измерения сводится к основному уравнению измерения (основному уравнению метрологии): А=kА0 где А – значение измеряемой физической величины; А о - значение величины, принятой за образец; k-отношение измеряемой величины к образцу. Средства измерительной техники – технические средства для выполнения измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики. Электроизмерительная техника – совокупностьэлектрических средств измерений и способов их применения для получения ИИ. 3.2 Практическая работа № 2 (ПЗ-2) 2 часа Тема: Основы измерений физических величин 3.2.1Задание: 1. Изучить основные положения и термины, относящиеся к физическим величинам и единицам их измерения 2. Изучить основные положения и термины, относящиеся к измерениям 3. Ответить на вопросы преподавателя по данной тематике. Общие положения Физическая величина — физическое свойство материального объекта, физического явления, процесса, которое может быть охарактеризовано количественно. Значение физической величины — одно или несколько (в случае тензорной физической величины) чисел, характеризующих эту физическую величину, с указанием единицы измерения, на основе которой они были получены. Размер физической величины — значения чисел, фигурирующих в значении физической величины. Размерность физической величины — единица измерения, фигурирующая в значении физической величины. Как правило, у физической величины много различных размерностей: например, у длины — метр, миля, дюйм, парсек, световой год и т. д. Часть таких единиц измерения (без учёта своих десятичных множителей) могут входить в различные системы физических единиц — СИ, СГС и др. Основные типы шкал измерений Для отображения результатов измерения строятся соответствующие измерительные шкалы. Различают четыре основных типа измерительных шкал: • шкала наименований; шкала порядка; • • интервальная шкала; шкала отношений. • Результатом измерения является численное значение величины, выраженной в соответствующих единицах. Единица измерения должна быть установлена для каждой известной физической единицы. Единицы измерения бывают: • 1.основными • 2.дополнительными • 3. производственными Совокупность основных и производственных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. Международная система единиц (система СИ) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. На территории нашей страны система единиц СИ установлена соответствующим ГОСТом «ГСИ. Единица физических величин» (таблица 1). Таблица 1 - Единицы Международной системы СИ Наименование Наименование единицы величины Основные единицы 1.Длина метр 2.Масса килограмм 3.Время секунда 4.Сила электрического ампер тока 5.Термодинамическая кельвин температура 6.Количества вещества моль 7.Сила .Сила тока Дополн полнительные единицы 1.Плоск .Плоский угол 2.Телес .Телесный угол канделла Радиан стерадиан Виды измерений: ий: • Прямые измер измерения; • Непрямыее изм измерения: косвенные совокупные: совместные: Методы измерений рений: • метод непосре посредственной оценки; • методы сравн равнения: • сопоставления ления • совпадения • дифференциал нциальный • уравновешива шивания (нулевой) • замещения. 3.3 Практическая ская работа р № 3 (ПЗ-3) 2 часа Тема: Погрешности ности измерений 3.3.1Задание: 1. Познакомиться ться с общими понятиями о погрешностяхх изме измерений. 2. Изучить и дать определение о каждому из видов погрешност шностей измерения. 3. Построить классификацию класс погрешностей измерения. 4. Изучить методик етодику определения случайных погрешностей. стей. 5. В соответствии твии с вариантом (табл. 2) определить абсолю бсолютную и относительную погрешность измерения. 3.3.2Общие положе оложения Измерения не могут могу быть выполнены абсолютно точно. о. Всегда Вс имеется некоторая неопределенность в значен начении измеряемой величины. Эта неопределе ределенность характеризуется погрешностью отклонение нением измеренного значения величины отт ее и истинного значения. При анализе измере змерений разграничиваются 2 понятия: истинн стинное значение величины и результатом измерения. Точность измерений рений характеризуются погрешностью измерен мерения ΔD = Eизм − Eист На практике, вместо место истинного значения используют такк назы называемое действительное значение, т.е. значение ие найденное на измерением с точностью прим примерно на порядок выше точности оцениваемого го рез результата (рисунок 1). Рисунок 1-Определение погрешности измерений Приведем некоторые из причин, приводящих к появлению погрешностей. 1. Ограниченная точность измерительных приборов. 2. Влияние на измерение неконтролируемых изменений внешних условий (напряжения в электрической сети, температуры и т.д.) 3. Действия экспериментатора (включение секундомера с некоторым запаздыванием, различное размещение глаз по отношению к шкале прибора и т.п.). 4. Неполное соответствие измеряемого объекта той абстракции, которая принята для измеряемой величины (например, при измерении объема) Абсолютная погрешность — ∆Х является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины Xmeas. При этом равенство: ΔK = |KMNOP − K P > | где Xtrue— истинное значение, aXmeas— измеренное значение, должно выполняться с некоторой вероятностью близкой к 1. Если случайная величина Xmeasраспределена по нормальному закону, то, обычно, за абсолютную погрешность принимают её среднеквадратичное отклонение. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина. Относительная погрешность - отношение абсолютной погрешности к тому значению, которое принимается за истинное: ΔR Q = K Относительная погрешность является безразмерная величина (может измеряться в процентах). Приведенная погрешность – относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Вычисляется по формуле: ΔR Q = , K где Хп - нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке: - если шкала прибора односторонняя, т.е. нижний предел измерений равен нулю, то Хnопределяется равным верхнему пределу измерений; - если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора. Приведенная погрешность – безразмерная величина (может измеряться в процентах) По причине возникновения: Инструментальные (приборные погрешности) - погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора. Методические погрешности - погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики. Субъективные / операторные / личные погрешности - погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора. По характеру проявления: Случайная погрешность — погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т.п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений (например, при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение в результате несовершенства процесса изготовления), с особенностями самой измеряемой величины (например при измерении количества элементарных частиц, проходящих в минуту через счётчик Гейгера). Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определенному закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т.п.), неучтёнными экспериментатором. Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора, если произошло замыкание в электрической цепи). По способу измерения: Погрешность прямых измерений Погрешность косвенных измерений — погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины: Если S = S(R) , R' … R ),где R — непосредственно измеряемые независимые величины, имеющие погрешность VR , тогда: ZS ' VS = WX YVR [ ZR \) Вычисление погрешностей В дальнейшем будем предполагать, что: 1) грубые погрешности исключены; 2) поправки, которые следовало определить (например, смещение нулевого деления шкалы), вычислены и внесены в окончательные результаты; 3) все систематические погрешности известны (с точностью до знака). В этом случае результаты измерений оказываются все же не свободными от случайных погрешностей. Но случайная погрешность уменьшается при увеличении числа измерений. Поскольку из-за наличия случайных погрешностей результаты измерений по своей природе представляют собой тоже случайные величины, истинного значения хисх измеряемой величины указать нельзя. Однако можно установить некоторый интервал значений измеряемой величины вблизи полученного в результате измерений значения хизм, в котором с определенной вероятностью содержится хист. Тогда результат измерений можно представить в следующем виде: R − ΔR ≤ Rист ≤ Rизм + ΔR где Δx - погрешность измерений. Вследствие случайного характера погрешности точно определить ее величину невозможно. В противном случае найденную погрешность можно было бы ввести в результат измерения в качестве поправки и получить истинное значение хисх. Задача наилучшей оценки значения хисх и определения пределов интервала (5) по результатам измерений является предметом математической статистики. Воспользуемся некоторыми ее результатами. Пусть проведено n измерений величины х. Тогда за лучшую оценку истинного значения результата измерений принимается среднее арифметическое значение 1 〈R〉 = X R a \) где: x i - результат i -го измерения. Для оценки случайной погрешности измерения существует несколько способов. Наиболее распространена оценка с помощью стандартной или средней квадратичной погрешности b (ее часто называют стандартной погрешностью или стандартом измерений). Средней квадратичной погрешностью называется величина ∑ (〈R〉 − R )' = c \) a−1 где n - число наблюдений. Если число наблюдений очень велико, то подверженная случайным колебаниям величина Sn стремится к постоянному значению b: b = lim →i Квадрат этой величины называется дисперсией измерений. Таким образом по результатам измерений всегда вычисляется не b, а ее приближенное значение Sn, которое, вообще говоря, тем ближе к b, чем больше n. Все сказанное выше о погрешностях относится к погрешностям отдельного измерения. Однако важнее знать, насколько может уклоняться от истинного значения х среднее арифметическое, полученное по формуле (2) для n повторных равноточных измерений. Теория показывает, что средняя квадратичная погрешность среднего арифметического S равна средней квадратичной погрешности отдельного результата измерений Sn, деленной на корень квадратный из числа измерений n, то есть = √a Это фундаментальный закон возрастания точности при росте числа наблюдений. Пусть α означает вероятность того, что результат измерений отличается от истинного на величину, не большую, чем Δх. Вероятность α в этом случае носит название доверительной вероятности, а интервал значений измеряемой величины от -∆х до +∆х называется доверительным интервалом. Определим доверительный интервал. Чем большим будет установлен этот интервал, тем с большей вероятностью хист попадает в этот интервал. С другой стороны, более широкий интервал дает меньшую информацию относительно величины хист. Если ограничиться учетом только случайных погрешностей, то при небольшом числе измерений n для уровня доверительной вероятности α полуширина доверительного интервала (5) равна ΔR = ;j, где t α , n - коэффициент Стьюдента (таблица1). Таблица 1 - Коэффициенты Стъюдента Коэффициенты Стьюдента α = 0.68 α= 0.95 n tα,n n 2 2.0 2 3 1.3 3 4 1.3 5 1.2 α = 0.99 tα,n n tα,n 2 63.7 4.3 3 9.9 4 3.2 4 5.8 5 2.8 5 4.6 12. 7 6 1.2 6 2.6 6 4.0 7 1.1 7 2.4 7 3.7 8 1.1 8 2.4 8 3.5 9 1.1 9 2.3 9 3.4 10 1.1 10 2.3 10 3.3 15 1.1 15 2.1 15 3.0 20 1.1 20 2.1 20 2.9 30 1.1 30 2.0 30 2.8 100 1.0 100 2.0 100 2.6 Смысл понятий "доверительный интервал" и "доверительная вероятность" состоит в следующем: пусть α =0.95, тогда можно утверждать с надежностью 95%, что истинное значение величины хист не отличается от оценки (6) больше, чем на +∆хсл. Значения коэффициентов t α , n в зависимости от α и n табулированы (см. табл. 1). Чтобы окончательно установить границы доверительного интервала необходимо расширить его с учетом систематической погрешности ∆хсист. Систематическая погрешность, как правило, указана в паспорте или на шкале прибора, а в простейших случаях может быть принята равной половине цены деления младшего разряда шкалы. Обычно (хотя, строго говоря, и неверно) суммарная погрешность определяется как корень квадратный из суммы квадратов случайной и систематической погрешностей: ' + ΔR ' Δx = Δxсл сист Определенная согласно (11) величина ∆х является абсолютной погрешностью. Очевидно, что при одном и том же значении ∆х результат может оказаться достаточно точным при измерении некоторой большой величины, тогда как при измерении малой величины его точность будет недостаточной. Например, пусть имеется возможность измерять линейные размеры с погрешностью ∆х=1 мм. Ясно, что это заведомо превышает необходимую точность при измерении, скажем, размеров комнаты, но измерение окажется слишком грубым при определении толщины монеты. Таким образом, становится понятной необходимость введения относительной погрешности, которая определяется по формуле (2) и выражается, обычно, в процентах. Как видно, выражение (2) позволяет оценить величину погрешности по отношению к самой измеряемой величине. Рассмотрим теперь случай, когда при повторении измерений в одних и тех же условиях устойчиво получаются одинаковые значения х=х0. В этом случае систематическая погрешность настолько превышает случайную, что влияние случайной погрешности полностью маскируется. Истинное значение х отнюдь не равно х0. Оно, по-прежнему, остается неизвестным, и для него можно записать х = x( + Δх, причем погрешность ∆х определяется в данном случае воспроизводящимися от опыта к опыту ошибками, связанными с неточностью измерительных приборов или метода измерений. Такую погрешность ∆х, как отмечалось, называют систематической. Для более точного определения физической величины х в данном случае необходимо изменить постановку самого опыта: взять прибор более высокого класса точности, улучшить методику измерений и т.п. При обработке результатов прямых (непосредственных) измерений предлагается следующий порядок операций: 1. 2. Вычисляется среднее из n измерений: 1 〈R〉 = X R a \) Определяется среднеквадратичная погрешность среднего арифметического: (〈R〉 − R )' = WX a(a − 1) \) 3. Задается доверительная вероятность α и определяется коэффициент Стьюдента ta,n для заданного α и числа произведенных измерений n по таблице 1. 4. Находится полуширина доверительного интервала (абсолютная погрешность результата измерений): ' ' Δx = ΔRсист + Δxсл где ∆x=t α,n S 5. Оценивается относительная погрешность результата измерений ΔR Q= 〈R〉 6. Окончательный результат записывается в виде х = < х > ± Δх. Пример. Пусть при измерении пять раз длины Lпредмета с помощью формул (5), (6) и (9) получены среднее арифметическое значение длины L= 64,945 мм и стандартное отклонение среднего арифметического S=0,057879186 мм. Измерения проводились с помощью штангенциркуля с допустимой приборной погрешностью ∆Lnp= 0,05 мм. Задавшись доверительной вероятностью α=0,95, находим по таблице 1 коэффициент Стьюдента для пяти измерений tαп= 2,8. Умножив на него S, получим случайную погрешность ∆Lсл= 0,16206172 мм. Полагая, что доверительная вероятность приборной погрешности не менее 0,95, по формуле (11) найдем полную абсолютную погрешность измерения ∆L = 0,16959953 мм и его относительную погрешность ∆L/L= 0,0026114332 Здесь предполагалось, что расчет проводился на калькуляторе с восемью значащими цифрами. Перед окончательной записью результата полученные при расчете числа следует округлить. При этом в абсолютной погрешности ∆L, первая значащая цифра которой 1, следует оставить две значащих цифры, а в относительной погрешности ∆L/Lодну, т.е. записать ∆L = 0,17 мм и ∆L/L= 0,003. Так как последняя значащая цифра абсолютной погрешности находится в разряде сотых, то результат измерения длины также следует округлить до сотых, т.е. записать L = 64,95 мм. Таким образом, запись окончательного результата измерения должна иметь следующий вид L = (64,95 ±0,17) мм, ∆L/L= 0,003 = 0,3% (доверительная вероятность α=0,95). Если результат желательно представить в метрах, то первая строка примет вид: o = (6,495 ± 0,017) ∙ 102' м. В соответствии с номером варианта определить абсолютную погрешность измерения: Дано: 1. Среднее арифметическое значение длины L 2. Стандартное отклонение среднего арифметического SЗ.Допустимая приборная погрешность ∆Lnp 3. Доверительная вероятность α Найти: 1. Определить абсолютную погрешность измерения. 2. 3. Определить относительную погрешность измерения Записать окончательный результат Таблица 2-Исходные данные Вариант L 1 53,325 2 14,325 3 15,658 4 19,587 5 20,365 6 98,365 7 58,354 8 52,325 9 54,214 10 100,254 S 0,0125478 9 0,0254785 4 0,0259876 5 0,6854789 6 0,0145214 5 0,0658974 5 0,0985475 5 0,0658741 1 0,0254121 1 0,0987456 6 ∆Lnp α 0,05 0,02 0,01 0,03 0,04 0,06 0,07 0,95 0,08 0,09 0,05 3.4 Практическая работа № 4 Тема: Изучение закона «О техническом регулировании 3.4.1 Задание: 1.Изучить основные положения закона «О техническом регулировании» 2.Ответить на вопросы преподавателя по данной тематики. Общие положения 1 июля 2003 г. вступил в силу Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании». Указанный закон стал основой кардинальной реформы всей системы технического регулирования в стране и является основным источником технического Права в России. Области применения ФЗ «О техническом регулировании»: • разработка, принятие, применение и исполнение обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации; разработка, принятие, применение и исполнение на добровольной основе • требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг; • оценка соответствия; • права и обязанности участников отношений в указанных областях. Федеральный закон «О техническом регулировании» основан на положениях Соглашения по техническим барьерам в торговле ВТО. Закон разработан с учетом зарубежного опыта и специфических особенностей Российской Федерации. В Федеральном законе реализованы следующие основополагающие концепции. Применение двухуровневой системы нормативных документов: технических 1. регламентов, которые содержат обязательные требования, и стандартов, исполняемых на добровольной основе. 2. Установление обязательных требований исключительно федеральными законами (в особо оговоренных случаях — постановлениями Правительства РФ либо указами Президента Российской (Федерации). Федеральные органы исполнительной власти могут издавать документы, содержащие только рекомендательные требования. Вводится новый нормативный документ — технический регламент, содержащий обязательные требования к продукции, способам производства, эксплуатации, хранению, транспортированию, маркированию, утилизации. В объекты обязательного регулирования не входят услуги и работы. 3. 4. Стандарты должны быть добровольными для применения. Но при этом национальные или международные стандарты могут стать основой для разработки технических регламентов. Кроме того, соблюдение стандартов, перечень которых подлежит опубликованию, может служить доказательной базой выполнения требований технических регламентов. Применение двух форм обязательного подтверждения соответствия — 5. сертификации и декларации о соответствии, подаваемой заявителем. 6. Невозможность совмещения функций органов по сертификации и функций государственного контроля и надзора, а также функций аккредитации и сертификации. Осуществление функций государственного контроля (надзора) за 7. соблюдением требований технических регламентов исключительно на стадии обращения. 8. Создание механизма постоянного информирования о ходе разработки и практике применения технических регламентов (учет и анализ случаев причинения вреда вследствие нарушения требований технических регламентов). 9. Введение переходного периода. Федеральный закон состоит из десяти глав, включающих 48 статей. Полное введение Федерального закона в действие требует длительного переходного периода, протяженность которого установлена в ст. 46 и составляет 7 лет. Переходный период, необходимый в первую очередь для разработки и принятия технических регламентов, касается в основном подтверждения соответствия и аккредитации. Предстоит также привести в соответствие с Федеральным законом более 120 законодательных актов и более 700 постановлений Правительства Российской Федерации. 3.5 Практическая работа № 5,6 (ПЗ-5,6) 4 часа Тема: Определение основных элементов соединения 3.5.1 Задание: 1. Изучить общие положения о допусках, посадках и предельных отклонения размеров. 2. Ознакомиться с примерами решения задач по определению основных элементов соединения. 3. Самостоятельно решить задачи в соответствии с заданной посадкой соединения. Общие положения Основные обозначения и расчетные зависимости, применяемые при решении задач этой темы, поясняются на схемах рисунке 1 и 2, где D - номинальный размер отверстия; d - номинальный размер вала; ES - верхнее отклонение отверстия; EI- нижнее отклонение отверстия; es- верхнее отклонение вала; ei - нижнее отклонение вала; Dmin - наименьший предельный размер отверстия; Dmax- наибольший предельный размер отверстия; dmin- наименьший предельный размер вала; dmax- наибольший предельный размер вала; Td - допуск вала; TD- допуск отверстия; Smin- наименьший предельный зазор; Smax- наибольший предельный зазор; Nmin- наименьший предельный натяг; Nmax- наибольший предельный натяг; Тп - допуск посадки. На схемах принято указывать номинальные и предельные размеры в мм, а предельные отклонения, допуски, зазоры или натяги в мкм (1мкм = 0,001 мкм) а) б) Рисунок 1- Посадка с зазором : а) схема сопряжения б) схема расположения полей допусков а) б) Рисунок 2- Посадка с натягом : а) схема деталей, образующих посадку ( до сборки) ; б) схема расположения полей допусков Основные расчетные зависимости: Dmax = D + ES Dmin=D + EI TD=Dmax - Dmin= ES - EI TD = ES- EI Td = es - ei dmax = d + es dmin =d + ei Td=dmax- dmin = es-ei Smin = Dmin - dmax = EI - es Smax=Dmax - dmin = ES-ei Nmin = dmin - Dmax = ei - ES Nmax = dmax - Dmin =es - EI Tn= Smax - Smin = TD + Td(дляпосадкисзазором) Тn = Nmax - Nmin =TD+Td (для посадки с натягом) Тn = Nmax + Smin=TD+Td (для переходной посадки) Решение задач Рассмотрим решение задач на примере. Пример. В двух сопряжениях типа вал-отверстие известны: номинальные размеры сопряжений, предельные отклонения отверстия и вала. st,tuv Первое сопряжение: Ø40 wt,tuv wt,tvt Второе сопряжение: d=100 MM; TD=0,035 MM; EI=0 MM; es = 0,125 мм; ei= 0,08 мм. Для каждого из заданных сопряжений определить: 1) предельные размеры отверстия и вала; 2) допуск отверстия и вала, допуск посадк 3) наибольший и наименьший зазоры или натяги 4) начертить схему расположения полей допусков деталей соединений с указанием отклонением. Решение st,tuv Первое сопряжение: Ø40 wt,tuv wt,tvt 1. Предельные отклонения сопряжений указаны около номинального размера в числовом виде. Имеем: ES= + 0,025 мм; ЕI= 0 мм; es= - 0,025 мм; ei= -0,050 мм. Предельные размеры отверстия находим по формулам (1) и (2), а вала - по (6) и (7): Dmax = D + ES = 40 + 0,025 = 40,025 мм; Dmin= D + EI = 40 + 0 = 40,000 мм; dmax=d + es= 40 + (-0,025) = 39,975 мм dmax=d + ei = 40 + (-0,050) = 39,950 мм 2. Допуск отверстия, допуск вала и допуск посадки вычисляем, соответственно, по формулам (3), (8), (13): ТD =ES-EI = 0,025 - 0 = 0,025 мм; Td = es - ei= -0,025 - (-0,050) = 0,025 мм; Tn=TD+Td= 0,025 +0,025=0,050 мм. 3. Наименьший и наибольший зазоры определяем по формулам: Smin= Dmin -dmin = EI-es = 0- (-0,025) = 0,025 мм Smax = Dmax-dmin = ES- ei = 0,025 - (-0,050) = 0,075 мм. Второе сопряжение: 1. Предельные размеры отверстия м вала находим по формулам (1), (2), (6), (7), найдя предварительно ESиз уравнения (3): ES=TD+EI=0,035+0=0,035 мм Dmax=D + ES =100+0,035-100,035 мм Dmin =D + EI=100+0= 100 мм dmaх=d + es =100+0,125=100,125 мм dmax=d+ ei= 100+0,08= 100,08 мм 2. Допуск вала и допуск посадки можно найти по формулам Td =dmax - dmin=es - ei = 0,125-0,08 = 0,045 мм Тn = Nmax - Nmin = TD + Td= 0,035+0,045 = 0,08 мм 3. Наибольший и наименьший натяги определяем по формулам (11), (12): Nmin=dmin -Dmax= ei-ES=100,08-100,035=0,045 мм Nmax=dmax-Dmin=es-EI=100,125-100=100,125 мм Схема расположения полей допусков деталей первого и второго соединений приведены на рисунок 3, 4. Рисунок 3 - Схема расположения полей допусков деталей первого сопряжения. Рисунок 4 - Схема расположения полей допусков деталей второго соединения. Задание Задача 1. В двух сопряжениях типа вал-отверстие известны номинальные размеры сопряжений, предельные отклонения отверстия и вала, которые заданы в табл. 1. Для каждого из заданных сопряжений дать схему расположения полей допусков деталей сопряжения. На схемах указать предельные отклонения. Для заданных сопряжений определить: - предельные размеры отверстия и вала; - допуск отверстия, допуск вала и допуск посадки; - наибольший и наименьший зазоры или натяги. Таблица 1. Предпоследняя цифра номера варианта Номинальный размер сопряжения, мм 1 3 4 2 5 5 8 16 24 +13 +16 +19 4 32 63 +27 +30 ES, мкм +2 EI, мкм es, мкм -6 -4 -5 -12 -15 -8 10 -12 ei, мкм -18 -22 -32 27 Отверстие 50 −0, 017 56 −0 , 02 32 −0,017 19− 0, 014 11−0,012 6 −0, 006 Вал Задача 2. В двух посадках известны номинальные размеры сопряжений, допуска вала, нижнее предельное отклонение вала, натяг наибольший и натяг наименьший (табл. 2). Дать схемы расположения полей допусков деталей сопряжения в заданных посадках. На схемах указать предельные отклонения. Для каждой из заданных посадок необходимо определить: -предельные отклонения отверстия и вала; -допуск отверстия и допуск вала; -предельные размеры отверстия и вала. Таблица 2. Предпоследн яя 1 2 3 4 5 цифра номера варианта Номинальны й размер 28 сопряжения, мм 4 67 2 2 8 6 20 33 46 Тd, мкм ei, мкм 39 22 33 +48 +10 2 Nmax, мкм Nmin, мкм 39 81 +70 148 +28 +60 +41 15 56 109 31 Номинальны й размер сопряжения, мм 90 Тd,мкм 1 50 99 74 6 21 8 240 340 8 5 89 40 170 63 ei, мкм Nmax, мкм Nmin, мкм 7 2 +39 5 4 + 479 301 236 89 +4 72 + 35 +284 124 3 1 08 356 34 6 7 63 52 4 78 1 +210 273 247 211 Задача 3. В двух сопряжениях типа вал-отверстие известны, соответственно, номинальный размер сопряжения, допуски отверстия и вала, верхнее отклонение вала (отверстия), минимальный зазор (натяг) в соединении (табл. 3) Построить схемы расположения полей допусков деталей сопряжений. На схемах указать предельные отклонения. Определить для каждого из заданных сопряжений: -предельные отклонения вала и отверстия; -наибольший зазор (натяг) и допуск посадки; -предельные размеры отверстия и вала. Таблица 3. Предпоследн яя 1 2 3 4 5 цифра номера варианта Номинальны й размер 12 130 90 сопряжения, мм 34 280 450 Тd , мкм 40 35 es, мкм 18 -43 -36 ТD, мкм 25 52 63 54 63 S min, мкм -16 43 36 -68 25 56 27 97 39 81 16 68 Номинальны й размер сопряжения, мм Тd , мкм es, мкм ТD, мкм Nmin, мкм 80 25 2 5 50 30 19 +3 4 6 5 9 1 6 + 46 4 25 1 8 180 30 35 22 +3 40 25 +40 68 21 13 +21 14 5 + 9 12 2 2 29 56 44 Задача 4. В двух посадках известны, соответственно, номинальный размер сопряжения, допуски отверстия и вала, верхнее отклонение вала (отверстия), минимальный зазор (натяг) в соединении. Построить схемы расположения полей допусков деталей сопряжений для заданных посадок с указанием предельных отклонений. Для каждой из заданных посадок определить: -предельные отклонения вала и отверстия; -наибольший зазор (натяг) и допуск посадки; -предельные размеры отверстия и вала. Таблица 4 Предпоследняя номераварианта цифра Номинальный размер сопряжения, мм ТD, мкм Td, мкм ES, мкм Nmin, мкм Номинальный размер сопряжения, мм Td, мкм es, мкм ТD, мкм Smin, мкм 1 2 3 4 8 5 125 1 210 260 36 1 11 16 32 29 8 11 23 20 +11 +16 +32 +29 7 10 24 21 1 00 3 80 5 4 8 72 8 7 7 2 25 00 5 7 4 1 8 1 1 60 55 00 15 4 1 1 1 1 40 5 6 135 85 100 18 - - - 125 +25 3 7 3 18 9 6 7 2 25 5 00 70 00 9 2 2 1 5 + 22 1 5 1 2 5 35 6 3.6 Практическая работа № 7,8 (ПЗ-7,8) 4 часа Тема: Единая система допусков и посадок 3.6.1 Задание: 1. Изучить общие положения, ряды допусков и предельные отклонения (ГОСТ 25346 -89) 2. Изучить ряды допусков (квалитеты) и рекомендуемые посадки (ГОСТ 25347-82) 3. Ознакомиться с методикой решения задач по определению величин предельных отклонений отверстий и валов заданных посадок. 4. Самостоятельно решить задачи в соответствии с заданным номером варианта. Общие положения Под системой допусков и посадок понимают совокупность допусков и посадок, оформленных в виде стандартов. Основополагающими для гладких цилиндрических соединений являются ГОСТ 25346-89 ( СТ СЭВ 145-88, ИСО 286/1 - 88) “Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений”. Согласно указанным стандартам рекомендуются посадки в системе отверстия и в системе вала. Посадкой в системе отверстия называютпосадку, в которой требуемые зазоры или натяги получаются соединением различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия. Посадкой в системе вала называют посадку, в которой требуемые зазоры или натяги получаются соединением различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала. Под основным отверстием понимается отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю. Под основным валом понимают вал, верхнее отклонение которого равно нулю. Положение поля допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением. Основное отклонение — одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее) ближайшее к нулевой линии. Установлено 27 основных отклонений для отверстий и 27 основных отклонений для валов. Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита, прописными для отверстий и строчными для валов (рис. 1, 3). Отклонения JS и js симметричные, поэтому основными не являются. Второе предельное отклонение определяется через основное отклонение и допуск (рис. 2; 4). Рисунок 1 - Схема расположения и обозначение основных отклонений отверстий Рисунок 2- Определение второго предельного отклонения отверстия через основное отклонение и допуск Рисунок 3- Схема расположения и обозначение основных отклонений валов Рисунок 4- Определение второго предельного отклонения вала через основное отклонение и допуск Величину допуска для любого размера можно найти по формуле Т = k ⋅i , где Т - допуск размера, мкм; k- число единиц допуска (коэффициент точности); i- единица допуска, мкм. В ЕСДП единица допуска для размеров от 1 до 500 мм определяется по формуле i = 0,45 ⋅ 3 D + 0,001⋅ D , (1) (2) где D = Dmax ⋅ Dmin - средняя геометрическая величина диаметра (размера) для заданного интервала диаметров, мм. Точность изготовления различных деталей в ЕСДП характеризуется квалитетом. Квалитет (степень точности) — это совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров. ГОСТ 2534689 устанавливает 20 квалитетов, которые обозначаются: 01,0, 1,2... 18. В каждом квалитете ЕСДП установлено вполне определенное число единиц допуска k, которые для квалитетов с 5 по 13 приведены в табл. 1. Таблица 1-Число единиц допуска в квалитетах ЕСДП, наиболее часто используемых для образования посадок Квалитеты Число единиц допуска k 6 5 1 2 3 4 00 60 50 При известной величине допуска детали и ее номинальном размере можно определить число единиц допуска (коэффициент точности) по формуле: T k= , (3) i где i – единица допуска, вычисленная по формуле (2) По коэффициенту k можно судить, по какому квалитету должна обрабатываться деталь. При решении задач данной темы приходится определять величины предельных отклонений отверстий и валов заданных посадок. При этом используются табл. 1,2,3 ГОСТ 25346-89, а величины предельных отклонений находят по формулам: ES = EI + IT (4) EI = ES − IT (5) es = ei + IT (6) ei = es − IT (7) где ES – верхнее отклонение отверстия; EI – нижнее отклонение отверстия; es – верхнее отклонение вала; ei – нижнее отклонение вала; IT – стандартный допуск (International Тоlеrаnсе) взятый из таблиц системы допусков и посадок. Методика решения задач Рассмотрим методы решения некоторых задач. Пример 1. В двух посадках известны номинальные размеры соединений и обозначения посадок. Определить: 1) в какой системе (в системе отверстия или вала) задана посадка; 2) предельные отклонения отверстия и вала; 3) допуск отверстия, допуск вала, допуск посадки; 4) предельные размеры отверстия и вала. Дать схему расположения полей допусков деталей сопряжения с указанием на ней предельных отклонений. H7 Первая посадка: Ø40 f7 E9 Вторая посадка: Ø50 h8 Решение. Первая посадка: Ø40 Н7/f7. 1. При решении вопроса о том, в какой системе (отверстия или вала) задана посадка, следует помнить, что по ЕСДП основное отверстие обозначается буквой Н, а основной вал h. В соответствии с изложенным видим, что посадка задана в системе отверстия ЕСДП, причем допуски отверстия и вала заданы по седьмому квалитету. 2. Для определения предельных отклонений обращаемся к табл. 1,2,3 ГОСТ 25346-89. Нижнее отклонение основного отверстия Н равно нулю: Е1=0. Верхнее отклонение отверстия определим по уравнению (4) ЕS=ЕI+IТ=0+25=25 мкм, где IТ - величина стандартного допуска по седьмому квалитету для размера 40 мм, взята по табл. 1 ГОСТ 25346-89. Находим предельные отклонения вала. Верхнее отклонение вала определяется буквой f и берется из таблицы стандарта, указанного ранее, для номинального размера d= 40 мм. Итак, находим, что ез = - 25 мкм. Нижнее отклонение вычисляем по формуле (7): еi =еs - IТ= -25 - 25 = - 50 мкм. Величина стандартного допуска IТ седьмого квалитета для номи- нального размера 40 мм была найдена ранее. Строим схему расположения полей допусков рассмотренной посадки (рис. 5). Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков Рисунок 6 - Схема расположения полей допусков 3. Определяем допуск отверстия, допуск вала, допуск посадки. Допуск отверстия и допуск вала определяются квалитетом. В нашем конкретном случае допуски отверстия и вала будут численно равны между собой, так как отверстие и вал выполнены по седьмому квалитету ТD=Td=IТ740 =25 мкм. Допуск посадки найдем по формуле (13) или (14) (см. тему: «Определение основных элементов соединения») Тп=ТD+Td=25+25 =50мкм. Находим предельные размеры отверстия и вала по формулам (1), (2), (6), (7) (тема: «Определение основных элементов соединения») Dmax = D + ES =40+0,025=40,025 мм Dmin = D + EI =40+0=40,000 мм dmax = d + es =40+(-0,025)=39,975 мм dmax = d + ei =40+(-0,050)=39,950 мм Вторая посадка Ø 50Е9/h8. 1. Эта посадка задана в системе вала по ЕСДП. Основной вал восьмого квалитета, а отверстие девятого квалитета с основным отклонением Е. 2. Предельные отклонения выписываем из табл. 2 и З ГОСТ 25346-89 или СТ СЭВ 145-88 для заданного номинального размера посадки d = 50 мм/ Имеем: EI= +50 мкм; ЕS=ЕI +ТТ950 = 50 + 62 = +112 мкм. es=0 еi =еs-IT850= 0-39= -З9мкм. Строим схему расположения полей допусков деталей сопряжения (рис. 2.6). 3. Определяем допуск отверстия, допуск вала и допуск посадки по формулам (3), (8), (13): ТD= ЕS -ЕI + 112- (+ 50) = 62 мкм; Td=es-ei=0-(-39)=39 мкм Tп=TD+Td=62+39=101 мкм Пример 2. Для некоторого соединения известны: число единиц допуска отверстия k1= 25, число единиц допуска вала k2= 16, номинальный размер сопряжения d = 120 мм и наименьший зазор Smin= 36 мкм. Определить (подобрать) посадку по ЕСДП в системе отверстия, отвечающую условиям задачи. В найденной посадке определить: 1) предельные размеры отверстия и вала; 2) дать схему расположения полей допусков деталей сопряжения с указанием предельных отклонений; 3) наибольший зазор; 4) допуск зазора (допуск посадки). Решение. 1. Определяем величины допусков отверстия и вала соединения по формулам (1) и (2): TD = k1 ⋅ 0, 45 ⋅ 3 D + 0, 001 ⋅ D = 25 ⋅ 0, 45 ⋅ 3 98 + 0, 001 ⋅ 98 = 54 мкм Td ( = k ⋅ ( 0, 45 ⋅ 2 3 ) ( D + 0, 001 ⋅ D ) = 16 ⋅ ( 0, 45 ⋅ 3 ) ) 98 + 0, 001 ⋅ 98 = 34, 5 мкм В ЕСДП в формуле (2) под D понимается среднее геометрическое из крайних значении интервала диаметров, к которому относится заданный размер. В нашем случае номинальный размер сопряжения d= 120 мм. Он относится к интервалу размеров 80... 120, поэтому D = 80 ⋅120 = 98 мм Наиболее близко к полученным с помощью расчетов величинам допусков подходят стандартные допуски по восьмому и седьмому квалитетам для номинального размера 120 мм. Итак, имеем для отверстия TD =54 мкм, а для вала Td =35 мкм. Найденным значениям допусков при наименьшем зазоре в посадH8 ке Smin = 36 мкм, удовлетворит посадка ЕСДП Ø120 f7 2.Определяем наибольший зазор в найденной посадке Smax по формуле (13) темы: «Определение основных элементов соединения» Smax = Smin + TD + Td = 36 +54+35 -125 мкм. 3. Находим предельные размеры отверстия и вала, предварительно определив предельные отклонения. Так как используется система отверстия, то EI = 0 и ES = + 54 мкм. Предельные отклонения вала в соответствии с полем допуска: es = -36 мкм, ei = es -IT7120 = -36 -35 =-71 мкм . Далее имеем: Dmax = D + ES =120+0,054=120,054 мм Dmin = D + EI =120+0=120,000 мм dmax = d + es =120+(-0,036)=119,964 мм dmax = d + ei =120+(-0,071)=119,926 мм 4. Определяем допуск посадки по формуле (13): Tп = TD + Td = 54 +35 = 89 мкм Строим схему полей допусков посадки (см. рис. 7). Ри Рисунок 7 - Схема расположения полей ей допусков доп Задание Задача 1. По известным номинальным номи размерам сопряжений и обозначе означению посадок изобразить схему располож положения полей допусков посадок. В заданных посадка садках определить: -в какой системе ме задана зад посадка (в системе отверстия или в системе си вала); -предельные отклон тклонения отверстия и вала и указать их наа схеме; схем -допуск отверстия, тия, допуск д вала и допуск посадки; -предельные, средни редние зазоры или натяги и указать их на схеме схеме; -предельные размер азмеры отверстия и вала. Таблица 1. Предпоследняя цифра номера варианта Номинальный диаметр сопряжения, 500 мм 1 18 2 75 3 28 4 50 5 170 Обозначение посадки Таблица1 (продолжение) Последняя цифра номера варианта 1 Номинальный диаметр сопряжения, мм 75 48 2 3 30 100 4 5 38 12 Обозначение посадки Задача 2. В двух посадках ах по ЕСДП известны номинальные диаметры тры сопряжений с и обозначения посадок (табл (табл.2). Необходимо опреде пределить: -в какой системе ме задана зад посадка (в системе отверстия или и в системе си вала); -предельные отклон тклонения отверстия и вала; -допуск отверстия, тия, допуск д вала и допуск посадки; -предельные размер азмеры отверстия и вала. Изобразить схему ему ра расположения полей допусков посадок. к. На схемах указать предельные отклонения. Таблица 2. Предпоследняя цифра номера варианта Номинальный диаметр сопряжения, мм 180 1 300 2 10 3 50 4 30 5 18 Обозначение посадки Таблица 2. (продолжение) Последняя цифра номера варианта 6 7 8 9 10 1 1 Номинальный диаметр сопряжения, мм 105 28 8 36 17 4 50 Обозначение посадки Задача 3. Определить допуск пуск на изготовление отверстия и вала при и известном изве номинальном размере и числе единиц иц допуска, до содержащихся в допусках отверсти ерстия и вала (табл. 3). По полученным м результатам резу подобрать посадку по ЕСДП П в системе си отверстия с минимальным зазором, м, рав равным нулю. Для найденной й посадки поса дать схему расположения полей допусков допу отверстия и вала с указанием на ней предельн дельных отклонений. В посадке определи еделить: -предельное отклоне тклонение отверстия и вала; -допуск посадки; -предельные размер азмеры отверстия и вала; Таблица 3. Предпоследняя цифра номера варианта 1 2 3 4 5 90 190 28 53 4.8 36 Номинальный диаметр сопряжения, мм Число единиц допуска отверстия, Число допуска вала, 25 10 40 16 16 64 25 10 25 16 10 40 единиц Задача 4. Для некоторогоо сопряжения сопр известны число единиц допуска уска в допуске отверстия число единиц допускаа в до допуске вала зазор , номинальный размер сопря сопряжения и наименьший (табл. 4). Определить (подобр одобрать) посадку по ЕСДП а системе отверсти ерстия, отвечающую условиям задачи. , В найденной посадк осадке определить: -наибольший зазор; -предельные размер азмеры отверстия и вала; -допуск зазора (допуск (допу посадки). Дать схему располож сположения полей допусков отверстия и вала ала с указанием на ней предельных отклонений. Таблица 4. Предпоследняя цифра номера варианта Номинальный диаметр сопряжения, мм 1 22 18 50 Число единиц допуска отверстия, Число единиц допуска вала, 2 4 2 31 16 40 16 8 2 5 1 6 4 5 14 10 6 64 3 85 7 12 40 25 6 16 10 6 4 6 4 3.7 Практическая ская работа р № 9 (ПЗ-9) 2 часа Тема: Комплексная ксная стандартизация, унификация и агрегатир гатирование 3.7.1 Задание: 1. Изучить и записать за термины, касающиеся компле мплексной стандартизации, унификации и агрегатиров овании. 2.Изучить и построоить классификацию видов унификации. 3.В соответствии ии с вариантом в (таблица 1) определить уровень вень унификации одного изделия. Общие положения 1.1. Унификация Унификация - наиболее наиб распространенная и эффективная вная форма стандартизации. Унификации подлежат ат типоразмеры ти изделий, их составныхх частей час и деталей, марки материалов, их свойства, тва, рразмеры, процессы, инструмент, методы ды ис испытаний, терминология и тд. п объектов одинакового функци ункционального назначения к Унификация - это приведение единообразию (например, имер, к оптимальной конструкции) по установленному устан признаку и рациональное сокращение щение числа этих объектов на основе данны данных об их эффективной применяемости. Таким образом, при унификации устанавливают минимально необходимое, но достаточное число типов, видов, типоразмеров, изделий, сборочный единиц и деталей, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемости. Модификационня унификация унификация всех модификаций определенного изделия с базовой моделью или между собой внутри одного типоразмера. Внутритиповая (размерно-конструктивная) унификация- унификация между однотипными изделиями, имеющими различные параметрыМежтиповая унификация - унификация элементов продукции, отличающихся конструкцией, но имеющих сходные величины основных параметров. Общая унификация - унификация сходной по назначению продукции, не имеющей конструктивно - технологического подобия. Создание и выпуск машин на основе проверенных оптимальных унифицированных агрегатов позволяет примерно в 3 раза сократить сроки проектирования и освоения новой техники, снизить затраты на проектирование и освоение производства в 1,5 ... 2 раза и уменьшить себестоимость изготовления на 25 ... 30 %. 1.2. Агрегатирование. Агрегатирование - принцип создания машин, оборудования, приборов и других изделий из унифицированных стандартных агрегатов (автономных сборочных единиц), устанавливаемых в изделии в различном числе и комбинациях. Принцип агрегатирования широко применяют при создании разнообразных типов машин в сельскохозяйственном и автотракторном машиностроении. Используемые при этом агрегаты обладают полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам. Унификация и агрегатирование позволяет на основе базовой модели создавать ряд производных машин одинакового назначения, но с различными эксплуатационными показателями (по мощности, производительности и др.) или машин различного назначения, выполняющих качественно другие операции. Метод секционирования заключается в разделении машин на одинаковые унифицированные секции, из которых образуется путем простого набора ряд производных машин (сеялки, плуги, оборудование животноводческих комплексов и т.д.) Метод базового агрегата заключается в при соединении к базовой модели машины специального оборудования (агрегатов), в результате чего получают ряд производных машин разнообразного назначения. Метод широко применяется при создании тракторов, автомобилей, комбайнов. 1.3. Комплексная стандартизация Комплексная стандартизация - это стандартизация, при которой осуществляется целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом и его основным элементам, так и к материальным и нематериальным факторам, влияющим на объект, в целях обеспечения оптимального решения задачи. Комплексная стандартизация продукции, определяя одновременно качество конечной продукции, исходного сырья, материалов, комплектующих изделий, позволяет сбалансировать качество всех составляющих элементов в интересах достижения оптимального уровня конечной продукции. Инструментом практической организации работ по комплексной стадартизации продукции является разработка и реализация программ комплексной стандартизации. Реализация указанных программ осуществляется путем разработки и внедрения взаимосвязанных комплексов нормативно-технических документов,обеспечивающих решение поставленных задач. 1.4. П оказатели уровня стандартизации и унификации изделий. Уровень стандартизации и унификации изделия - насыщенность его соответственно стандартными и унифицированными составными частями. Унифицированная деталь (составная часть) - это деталь (составная часть), используемая под одним и тем же номером в двух и более машинах. Оригинальная деталь (составная часть) - это деталь (составная часть), используемая в одной конкретной машине. Уровень стандартизации и унификации изделия характеризуется следующими коэффициентами, определенными по методике РД 50-33-80: Коэффициент применяемости по типоразмера Кт y = a − a( × 100, % a где n- общее количество типоразмеров составных частей в изделии; n0- количество оригинальных типоразмеров составных частей в изделии. Коэффициент применяемости по стоимости: С − С( КСТy = × 100, % С где С - стоимость всех деталей; C0- стоимость оригинальных деталей. Коэффициент повторяемости: − ( К = × 100, % −1 где N общее количество составных частей в изделии; No- количество оригинальных деталей. Для планирования уровня унификации устанавливается коэффициент межпроектной (взаимной) унификации: ∑€\) a − • × 100% ∑€2) a − a п, - число типоразмеров составных частей (узлов) в i - м изделии; ~му = z=∑ƒ\) ‚ число типоразмеров составных частей в Н изделиях; qi - число разновидностей типоразмеров одного наименования в j - й составной части; m - общее число наименований составных частей рассматриваемых делий (проектов); nmax- максимальное число типоразмеров составных частей одного изделия (проекта). Для количественной оценки уровня комплексной стандартизации пользуется интегральный коэффициент охвата изделий стандартизацией: из- ис- Kинт =K1 ∙K2∙ … .∙Kn где K1 , K2……….Kn- частные коэффициенты стандартизации каждого элемента конструкции, компонента, входящего в изделие. Таким образом, интегральный коэффициент охвата изделий стандартизацией Кинmполучается перемножением частных коэффициентов, характеризующих уровень стандартизации сырья, полуфабрикатов, комплектующих изделий и т.д. Частный коэффициент К представляет собой отношение количества разработанных нормативно-технических документов на стандартизованные элементы конструкции Ксmи общему количеству нормативно технических документов, необходимых для выпуска данной продукции Кобщ ~= ~ст ~общ Решение задач Рассмотрим решение задач на примерах. Оценить уровень унификации автомобиля. Исходные лу типоразмеров, деталей и их стоимости представлены в таблице 1. Таблица 1 -Информация о составных частях автомобиля Число типоразмеров общее п Число деталей оригина ОбщееN льных n0, 3473 × 100 = чис- Оригина льных обща яС Оригиналь ная Со No 196 2 t по Стоимость, руб 14989 763 Решение: Коэффициент применяемости по типоразмерам: Кт y = данные 4=:42)38 4=:4 ∙ 100 = 94.3% 3239, 36 1146,46 Коэффициент применяемости по стоимости: КСТy = С − С( 3239.36 − 1146.46 × 100 = ∙ 100 = 64.7 3239.36 С Коэффициент повторяемости: ' К = ˆ2ˆt ˆ2) × 100= )=3‰32:84 )=3‰32) ∙ 100 = 94.9 Определить коэффициент межпроектной (взаимной) унификации для 18 моделей универсальных токарных станков при следующих исходных данных: общее количество моделей станков Н=18; число типоразмеров составных частейz = ∑)‰ о\) ‚ƒ = 76 максимальное Птах = 28 число типоразмеров составных частей общее количество составных частей z= ∑)‰ о\) ‚ƒ = 276 Решение: Коэффициент межпроектной (взаимной) унификации: ~му = ∑‹ ŠŒ• Š 2Ž ‘ ∑•w• •• 2•’“” × 100 = ':82'‰ ∙ 100 = 80.8% ':82:8 одного станка Таблица 1- Исходные данные Пар а- Вар иант мет р 9 1 1 2 13 76 85 78 20 92 40 30 20 5 5 7 28 00 15 1 п N 52 67 7 95 72 25 41 86 97 84 23 8 87 02 43 74 18 46 10 40 90 10 30 50 80 10 2 7 9 2 5 8 6 4 9 8 6 7 6 4 7 05 5 3 4 00 15 20 00 50 90 3 4 03 40 60 1 4 С, уел. 6 6 ед. 8 по к, 1 8 1 СО, уел. 3 00 20 60 80 00 20 40 60 4 80 00 20 ед. 3.8 Практическая работа № 10 (ПЗ-10) 2 часа Тема: Размерный анализ 3.8.1Задание: 1. В соответствии с заданным замыкающим звеном выявить размерные связи и составить схему размерной цепи. 2. Установить квалитет, определить допуски и предельные отклонения составляющих звеньев размерной цепи методом максимума-минимума. 3. Определить допуск и предельные отклонения корректирующего звена. 4. Дать сравнительную оценку методам расчета (полученные допуски составляющих звеньев при методе максимума-минимума сравнить с допусками, которые могли бы получиться при вероятностном методе расчета). Общие положения 1. На II формате в расчетно-пояснительной записке выполняется эскиз заданного узла, на котором выявляется заданное замыкающее звено. По заданному замыкающему звену выявляются составляющие звенья (размеры) размерной цепи, т.е. устанавливаются размерные связи. Составляющими называются звенья (размеры), изменение которых вызывает изменение замыкающего звена. Выявление составляющих звеньев размерной цепи является одним из ответственных этапов, от которого зависит правильность её расчета. Предварительно следует разобраться в конструктивных особенностях заданного узла, условиях его работы в машине, а также установить последовательность его сборки. 207 Детали в узлах сопрягаютсямежду собой по сборочным базам (сборочными базами деталей называются поверхности касания соседних деталей). При выявлении каждого составляющего звена (размера) необходимо убедиться в том, что изменение его размера (при постоянных размерах остальных составляющих звеньев) влечет за собой изменение размера замыкающего звена. Если увеличение исследуемого размера увеличивает замыкающее звено, то такой размер относят составляющим увеличивающим. Если увеличение исследуемого размера уменьшает замыкающее звено, то этот размер - составляющий уменьшающий. При наличии подшипниковых узлов следует обращать внимание на то, каким подшипником вал удерживается от осевого смещения (внутреннее кольцо жестко закреплено на валу, а наружное - корпусе). Изменение положения данного подшипника в корпусе вызывает изменение положение вала в узле со всеми деталями, смонтированными на валу. Если это вызывает изменение замыкающего звена, то размер, определяющий положение подшипника в корпусе, будет составляющим звеном. После выявления составляющих звеньев строится схема размерной цепи, которая представляется в виде замкнутого размерного контура. В размерную цепь должны входить замыкающее звено и все составляющие звенья (размеры). При построении схемы сборочной размерной цепи по чертежу последовательно переходят от одной сборочной базы к другой сборочной базе (через составляющие размеры и замыкающее звено) и строят замкнутый размерный контур. Примеры схем размерных цепей представлены на рис. 10.1. На схеме размерной цепи составляющие звенья размерной цепи представляются в виде размерной линии со стрелками на концах. Вертикальными отрезками условно обозначены положения сборочных баз (короткими - промежуточных, более длинными – крайних, которые ограничивают на чертеже составляющие звенья соответственно слева и справа). Увеличивающие звенья на схеме размерной цепи обозначают отрезками со → → стрелками на конце, направленными слева направо (например A1 , Á1 , и т.д.), уменьшающие звенья – отрезками со стрелками на конце, направленными справа налево → → → (например A4 , Á3 , Á5 ). На схеме указываются номинальные размеры звеньев, например, А1=10 и т.д. Правильность построения схемы размерной цепи и назначения номинальных размеров звеньев проверяются по уравнению: m p i =1 i =1 A∆ = ∑ Aiуу − ∑ Aiуу , где A∆ , Aióâ , Aióì - номинальные размеры замыкающего, увеличивающих и уменьшающих составляющих звеньев; m – число увеличивающих составляющих звеньев; р – число уменьшающих составляющих звеньев. Если схема размерной цепи составлена правильно, а условие (45) не выполняется, то корректируют номинальный размер одного из составляющих звеньев. 208 Рисунок 10.1 – Схемы размерных цепей:а) – для замыкающего звена А∆; б) – для замыкающего звена Б∆. 2. Решаем прямую задачу способом назначения допусков одного и того же квалитета, методом максимума-минимума. Квалитет устанавливается по коэффициенту "а", который рассчитывается по уравнениям: n −1 а ср = TA∆ / ∑ ii ; (1) i =1 n -1 à ñð = ÒA∆ + ∑ TA ièçâ i =1 q ∑i ; (2) где ÒA∆ – iîïð i =1 допуск замыкающего звена; ÒÀièçâ – допуск i-го составляющего звена, который предварительно известен; n – 1 – число составляющих звеньев; q – число составляющих звеньев, допуски которых требуется определить; i – единица допуска. Уравнение (1) используется при неизвестных допусках всех составляющих звеньев, уравнение (2) - когда допуски некоторых составляющих звеньев предварительно известны. Единицу допуска рассчитывают по формулам: i = 0,453 Aiñð + 0,001 ⋅ Aiñð для размеров до 500 мм; ii = 0,004 Aiñð + 2,1 для размеров свыше 500 до 3150 мм, Aiñð = Ai max ⋅ Ai min где Ai max , Ai min – крайние значения интервалов размеров, к которым относятся номинальные размеры Аi. В уравнениях i и iIАi ср подставляют в мм, ii получают в мкм. 209 Величины Аi срii и рассчитываются для каждого составляющего звена, допуск которого неизвестен. По полученному значению а и по таблице 2 устанавливается квалитет. В соответствии с установленным квалитетом по ГОСТ 25346-89 или ГОСТ 2534782 определяются допуски составляющих звеньев, кроме одного - корректирующего. За корректирующее звено принимается одно из составляющих звеньев, допуск которого неизвестен. При аср < атб за корректирующее звено принимается размер, по которому деталь проще обработать и измерить. Устанавливаются предельные отклонения составляющих звеньев: для охватывающих размеров - как для основного отверстия (EI = 0), для охватываемых - как для основного вала (es = 0) 3. Допуск и предельные отклонения корректирующего звена определяются, исходя из уравнений: n -1 ÒA∆ = Σ TAi , i =1 m p i =1 i =1 EsA∆ = ∑ EsAióâ − ∑ EiAióì , p m −1 i =1 i =1 EiA∆ = ∑ EiAióâ − ∑ EsAióì , Допуск корректирующего звена определяется по формуле: n-2 ТAiкор = ТA∆ - Σ TAi , i =1 p m −1 EsAувкор = EsA∆ + ∑ EiAiуу − ∑ EsAiуу , i =1 i =1 p m −1 i =1 i =1 êîð EiAóâ = Ei A∆ + ∑ EsAióâ − ∑ EiAióì , Для уменьшающего корректирующего звена предельные отклонения определяются по уравнениям: EsA êîð óì m p −1 i =1 i =1 m p −1 i =1 i =1 = ∑ EiAióâ − EiA∆ − ∑ EsAióì , EiAóìêîð = ∑ EsAióâ − EsA∆ − ∑ EiAióì , Правильность определения допуска и предельных отклонений корректирующего звена проверяется по формуле: EsAiêîð - EiAiêîð = TAiêîð , где TAiêîð – допуск корректирующего звена. 4. Сравнительная оценка методам расчета дается по коэффициенту расширения допусков составляющих звеньев - τ: ав τ = ср , а ср â где àñð – коэффициент, определенный при вероятностном методе расчета; àñð – коэффициент, определенный при расчете методом максимума-минимума. При условии, что погрешности размеров распределены по нормальному закону, центр группирования совпадает с серединой поля попуска, и допуск равен зоне рассеяния, â определяются по формуле (3), когда допуски всех составляющих размеров неизвестны àñð и по формуле (4), когда допуски некоторых составляющих размеров известны: 210 â à ñð = , TA∆ n −1 ∑i (3) 2 i i =1 n −1 (ÒA∆ ) 2 − ∑ (ÒAièçâ ) 2 â = à ñð q +1 q ∑i . (4) 2 iîïð i =1 Допуски составляющих размеров при вероятностном методе могут быть расширены в τ раз (τ> 1). 3.9 Практическая работа № 11 (ПЗ-11) 2 часа Тема: Оценка случайной погрешности прямых измерений 3.9.1 Задание: 1.Изучить методику оценки случайной погрешности прямых измерений. 2.Обработка измерений деталей (на примере измерений диаметра цилиндра). Общие положения При обработке результатов измерений мы предлагаем следующий порядок операций для прямых измерений: 1. Результаты каждого измерения записываются в таблицу. 2. Вычисляется среднее значение из п измерений ā = ∑ \) – 3. Находятся погрешности отдельных измерений ∆ai= ā - ai 4. Вычисляются квадраты погрешностей отдельных измерений (∆аi)2. 5. Если одно (или два) измерение резко отличается по своему значению от остальных измерений, то следует проверить, не является ли оно промахом. 6. Определяется средняя квадратичная погрешность результата серии измерений ) ∆Sā = — u ∑™ ŠŒ•(˜ Š ) ( 2)) 7. Задается значение надежности α. 8. Определяется коэффициент Стьюдента t a (n) для заданной надежности α и числа произведенных измерений п. 9. Находятся границы доверительного интервала (погрешность результата измерений) ∆а = t a (n)∆S ā. 10. Если величина погрешности результата измерений окажется сравнимой с величиной погрешности прибора, то в качестве границы доверительного интервала следует взять величину ∆a = —;j' (a)V ' ā + ( 4œ)' Q ' , kα = ;j › где δ — величина погрешности прибора. Т а б л и ц а 1 Приближенное определение погрешностей функции zодного переменного 211 п/п Вид функции z= z(a) ca, с = const аn, n ≥≤ a/1 + а 1-а √– ™ 1 е a/с, с = const Aa/c, с= const A = const In а sin(a/c) , с= const cos (a/c), c=const tg(a/c), с=const 2 ctg(a/ c), c=const Абсолютн ая погрешно сть ∆z с∆а nā(n-1)∆а (1 +āā)/(1+ā)2∆а = ∆а/(1+ā)2 (1 +āā)/(1-ā)2∆а= ∆а/(1-ā)2 1/n*ā(1/n1) ∆a е ā/с*∆a/c Aā/cln A∆a/c ∆a/ā cos(ā/c) ∆a/c Относит ельная погрешн ость Ɛ = ∆z/ z ∆а / а n∆а / а ∆а /ā(1+ā) ∆а /ā(1ā) 1/n*∆a/ā ∆a/c ln A∆a/c ∆a/lnā*ā ctg (ā/c) ∆a/c sin(ā/c) ∆a/c 1/cos2(ā/c) *∆a/c tg(ā/c) ∆a/c 2/sin(2ā/ c)*∆a/c 1/sin2(ā/c) *∆a/c 2/sin(2ā/ c)*∆a/c Пример. Обработка измерений диаметра цилиндра. Проведем ее для двух значений надежности α = 0,95 и α = 0,99. Десять значений диаметра цилиндра приведены в табл. 2. Измерения проводились микрометром с ценой деления 0,01 мм. Таблица 2 212 1 . Возьмем пять ть первых пер измерений из табл. 2 и найдем средн среднее значение диаметра и границы доверительного ьного интервала из этих измерений. Выберем рем произвольное п число d0, удобное для расчетовв (пусть (пус d0 = 14,80 мм)\ вычислим разности dl — d0и квадраты этих разностей. Результаты ы приведены прив в табл. 3, Найдем среднее ее значение зна d: Таблица 3 di,мм di — dQ, мм (di — dQ)2, мм2 14,85 14,80 14,84 14,81 14,79 Сумма 0,05 0,00 0,04 0,01 -0,01 0,09 0,0025 0,0000 0,0016 0,0001 0,0001 0,0043 рат погрешности по серии из пяти измерений равен Средний квадрат Извлекая квадратны ратный корень , получим Для надежности α = 0,95 и n= 5 находим значение коэффиц эффициента Стьюдента tα = 2,78 и вычисляем абсолютн олютную погрешность результата измерений Тогда результат ат изм измерения можно представить в виде (14,818—0,032) мм ≤ d≤ (14,818 + 0,032) мм. Или, сохраняя в вел величине погрешности одну значащую цифру, цифру (14,82—0,03) мм ≤d≤ ≤ (14,82 + 0,03) мм, т. е. 14,79 мм ≤ d≤ 14,85 мм или мм d = (14,82 ± 0,03) мм. Относительнаяя погр погрешность Теперь найдем м абсолютную абс и относительную погрешнос ности для тех же пяти измерений при другом ом зн значении надежности: а = 0,99. Находим одим для п = 5 и а= 0,99 значение t a = 4,60. Тогда огда 213 Следовательно, d = (14,82 ± 0,05) мм и Сравнив результат льтат, мы видим, что границы доверитель ительного интервала при увеличении надежности сти от α = 0,95 до α = 0,99 возросли. 2. Проведем расчет асчет погрешностей для этих же пяти измерени ерений, незаконно полагая, что Ϭ2 = ∆Sn2(что, конечн нечно, при п = 5 является ошибочным). ). Для этого воспользуемся кривыми. Отношениее заштрихованной зашт площади под кривой Гаусса к площади под всей кривой дает величину а. Полагая величину а = 0,95, можно найти найт значение абсциссы, равное , в нашем ашем случае kа = 1,96. Это дает возможнос ожность определить значение абсолютной погрешности погре результата Сравнивая получен лученный результат (в) с результатом (а), ), видим, вид что погрешность получилась меньше приме примерно на 30%. Принимая данную величину ичину погрешности результата измерения (в), можно можн найти величину надежности. Дляя этог этого положим t a = каи получим a = 0,87 вместо есто заданной величины а = 0,95, Следовател вательно при малом числе измерений п применени енение закона нормального распределения ения с Ϭ2 = ∆Sn2вместо распределения Стьюдент дента при определении абсолютной погрешности погр результата приводит к уменьшению ию надежности на результата измерений. Полагая олагая а = 0,99, получаем к х = 2,58 и ∆d = к х • ∆Sd = 3 • 10-2мм вместо ∆d = к х • ∆Sd = 5 • 10-2 мм. Значение надежност жности в этом случае понижается до а = 0,95. 3. Найдем теперь ерь ср средние значения и погрешности из следующих следую пяти измерений (6—10), приведенныхх в табл таб 2. Таблица 4 di , di — мм d0, мм 14, +0,01 81 14, +0,05 80 +0,04 14, 85 14, 84 14, 80 Сумма +0,10 (di — d0)2,мм2 0,000 1 0,002 5 0,0016 +0,00 42 214 При α= 0,95 имеем меем и d == (14,82±0,03) 0,03) мм. м При α = 0,99 получа олучаем и d = (14,82 ± 0,05) мм. м Таблица5 Сумма di-d0, мм (di-d0)2, мм2 +0,19 0,0085 Найдем теперь рь по погрешность результата всей серии и из и десяти измерений, приведенных в табл.. 3 и 4. В этом случае имеем табл. 5, получе олученную суммированием последних строчек табл. бл. 3 и 4. d 0 = 14,80 мм, Коэффициенты ы Стьюдентаt Ст α α n- ,90 ,98 ,95 ,99 ,999 1 1 6 ,31 2 2 ,92 3 4 2 4 5 3 1 2,9 4 ,60 3 3 1,6 ,84 ,75 2 9 4 2 6 36,6 ,92 ,54 ,78 2 6 3 2 6 3,7 ,96 ,18 ,13 3 1,8 ,30 ,35 5 1 2,7 8 ,61 4 6 215 ,02 6 ,57 1 ,94 7 1 9 1 10 1 ,81 11 ,23 ,80 12 ,78 13 ,77 14 ,76 15 1 ,75 16 2 ,13 1 ,75 17 1 ,74 18 1 ,73 19 1 ,73 20 1 ,72 21 ,09 ,72 22 ,72 23 ,71 24 ,71 25 1 ,71 26 2 ,06 1 ,71 27 1 ,70 28 1 ,70 29 1 ,70 30 1 ,70 2 2 3 ,66 2 ,75 2 3 ,67 ,76 ,46 2 2 2 2 3 ,69 ,76 ,46 ,04 1 2 2 2 ,05 3 ,71 ,77 ,47 3 ,73 2 2 2 ,05 2 ,78 ,47 3 ,75 ,79 2 2 ,05 ,77 ,80 ,48 3 2 2 2 ,06 ,79 ,81 ,49 3 2 2 ,49 3 ,82 ,82 ,50 ,06 ,85 2 2 2 3 2 ,83 ,51 ,07 1 ,85 2 2 3 ,88 2 2 ,52 ,07 1 2 2 2 3 ,92 ,86 ,53 ,08 1 2 2 2 3 ,97 ,88 ,54 2 1 2 2 2 ,09 4 ,02 ,90 ,55 4 ,07 2 2 2 ,10 2 ,92 ,57 4 ,14 ,95 2 2 ,11 ,22 ,98 ,58 4 2 2 2 ,12 ,32 ,01 ,60 4 3 2 ,62 4 ,44 ,05 ,65 ,14 ,59 3 2 2 4 3 ,11 ,68 ,16 1 ,17 2 2 4 ,78 3 2 ,72 ,18 1 3 2 2 5 ,04 ,25 ,76 ,20 1 3 2 2 5 ,41 ,36 ,82 2 1 3 2 2 5 ,96 ,50 ,90 ,26 3 3 2 ,87 ,71 ,00 ,31 ,83 3 2 1 ,03 ,14 ,36 ,86 32 2 ,45 ,89 8 ,36 3 ,65 2 3 216 ,69 34 ,04 1 ,69 36 1 40 1 42 1 ,68 44 ,02 ,68 46 ,68 48 ,68 50 ,68 55 1 ,67 60 1 ,67 2 ,00 65 70 ,67 80 90 ,67 10 ,66 12 ,66 15 ,66 20 ,66 25 ,66 30 ,65 40 ,65 50 ,65 1 1 1 1 1 1 1 ,65 1 ,65 ,33 3 ,33 2 3 ,32 2 ,59 3 ,32 2 2 1 ,96 2 ,59 ,34 3 ,34 ,60 2 1 ,97 ,36 ,60 ,34 3 2 2 1 ,97 ,37 ,61 ,34 3 2 2 1 ,97 ,39 ,62 ,35 ,97 3 2 2 1 ,40 ,63 ,35 ,98 3 2 2 1 1 ,63 ,36 ,98 3 ,42 2 2 1 1 2 2 ,36 ,98 3 ,44 ,64 2 1 1 2 2 ,37 ,99 3 ,45 ,65 ,37 1 1 2 2 1 ,99 3 ,46 ,65 ,38 3 ,48 2 2 1 ,99 2 ,66 ,39 3 ,50 ,67 2 2 ,00 ,51 ,68 ,39 3 2 2 2 ,00 ,52 ,68 ,40 3 2 2 ,40 3 ,53 ,69 ,41 ,01 ,54 2 2 2 3 2 ,69 ,41 ,01 1 ,70 2 2 3 ,55 2 2 ,41 ,01 1 2 2 2 3 ,57 ,70 ,42 ,02 1 2 2 2 3 ,58 ,71 ,42 2 1 2 2 2 3 ,60 ,72 ,43 ,02 2 2 2 ,62 ,73 ,43 ,02 ,68 2 2 1 ,74 ,44 ,03 ,69 2 ,03 ,69 38 ,45 ,59 3 ,31 217 3.10 Практическая работа № 12 (ПЗ-12) 2 часа Тема: Обработка результатов измерений 3.10.1 Задание: 1. Изучить общие положения по обработке результатов измерений 2. Решение типовых задач по обработке результатов измерений Общие положения Результат измерения – числовое значение, приписываемое измеряемой величине, с указанием точности измерения. Численные показатели точности: • доверительный интервал (доверительные границы) погрешности ∆Р; • оценка СКО погрешности S. Правила выражения показателей точности: численные показатели точности выражаются в единицах измеряемой • величины; • численные показатели точности должны содержать не более двух значащих цифр • наименьшие разряды результата измерения и численных показателей точности должны быть одинаковыми. Представление результатов измерений Результат измерения: ~ Х = Х ± ∆Р ~ Х = Х , ∆ = ±∆ Р Пример: U = 105,0 В, ∆0,95 = ± 1,5 B или или U = 105,0 ± 1,5 B. Вычисление значения измеряемой величины Пусть модель объекта (измеряемой величины) Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) – ∆мет ; при измерениях получены результаты наблюдений Хij, где i = 1, …, m – количество прямо измеряемых входных величин; j = 1, …, n – число наблюдений каждой входной величины. ~ Порядок нахождения Х : 5) исключение известных систематических погрешностей путем введения поправок ∆cij : Х΄ij = Хij – ∆cij ; 6) оценка равноточности измерений (исключение грубых погрешностей) – по критерию Смирнова или критерию Райта; 7) вычисление среднего арифметического каждой входной величины: n ∑ Xij′ ~ Х = j =1 ; i n 218 8) вычисление значения измеряемой величины: ( ~ ~ Х = f Х1 ... ) ~ Х m − ∆ мет . При связанных входных величинах сначала вычисляют ряд ~ Х'j = ƒ (X'1j,…,X'mj) – ∆мет, а затем Х = ∑ X ′j n . Процедура оценивания погрешности 7) вычисление оценок СКО – входных величин: ~ S(Х i ) = n ~ 2 ∑ ( X ij − Х i ) j =1 ; n (n −1) – результата измерения: 2 S(Х ) = 8)  ∂f ~  S ( Х ) ;  ∑ i X ∂   1  i m определение доверительных границ случайной составляющей погрешности: o ∆ P = t P (v) S ( Х ) , tP(v) – квантиль распределения Стьюдента для заданной Рдпри числе степеней свободы v = n – 1. вычисление границ и СКО неисключенной систематической составляющей 9) погрешности: 2 ∆ нс = k  ∂f  , ∆ нсi  ∑  X  1 ∂ i  m Sнс = ∆ нс , 3k k = 1,1 при Рд = 0,95; ∆нсi определяется по имеющейся информации; 10) вычисление СКО суммарной погрешности: S∑ = 11) 2 S 2 + S нс ; оценка погрешности измерения o – если ∆нс /S(Х)< 0,8 , то ∆ = ∆ ; P P – если ∆нс /S(Х)> 8 , то ∆ = ∆нс ; P 219 – если 0,8 ≤ ∆нс /S(Х) ≤ 8 , то o . ∆ Р + ∆ нс ∆P = S∑ S ( Х ) + Sнс интерпретация полученных результатов: 12) ~ ~ • интервал ( Х – ∆Р, Х + ∆Р) с вероятностью Рд содержит истинное значение измеряемой величины. Оцениваниепогрешности при однократных измерениях 3) прямые измерения (i = 1,j = 1) ~ Х = Х ± ∆Р ~ Х = Хизм – ∆c ; ∆Р = ∆max , (∆max находится через класс точности прибора). Пример 1: Uн1 = 150 В, К1 = 1,0; Uн2 = 200 В, К2 = 1,0/0,5. Запишите результаты измерения напряжения при показаниях вольтметров Uизм = 75 В. Решение: K1U н1 1,0 ⋅150 ∆ max 1 = 100% U = 75,0 ± 1,5 B. = 100 = 1,5 B; U   200  δmax 2 = c + d  H 2 −1 = 1,0 + 0,5  −1 = 1,8 %  75   U  4) косвенные измерения ; δ max 2U 1,8 ⋅ 75 (i ∆ = = 1,4 B; max 2 = 100% 100 = 2, …, U = 75,0 ±1,4 B. m, j = ~ Х = Х ± ∆Р ( ~ ~ Х = f Х1 ... ) ~ Х m − ∆ мет . 2 ∆P = • •  ∂f  ∆ max i  ; ∑  X  1 ∂ i  m если Х = ∑ Xi , то если X = ∆P = m 2 ∑ ∆ max i ; 1 X1 ... X l ,то X l +1 ... X m 220 δ( Х ) = • m δ( Х ) X ; 2 ; ∑ δ max i ∆ P = 100% 1 если Х = kY, то∆(Х) = k∆(Y)max; если X = Yn, то • ∆(Х) = nYn-1∆(Y)max δ(Х) = nδ(Y)max, (∆maxи δmax вычисляются через класс точности). Пример 2: Мощность симметричной трехфазной нагрузки измеряется одним ваттметром. Определите результат измерения, если показание ваттметра 600 Вт, предел измерения 750 Вт, класс точности 0,5. ~ ~ Р = Р ± ∆ Р ; Р = 3Рф = 1800 Вт; KP 0,5 ⋅ 750 ∆ max = н = = 3,75 В ; ∆P = 3∆max = 11 Вт; 100% 100 Результат измерения: Р = 1800 ± 11 Вт. Решение: Пример 3: Найдите результат измерения сопротивления в схеме при показаниях приборов Uизм = 100B, Iизм = 1A, если Uн = 200B, KV = 1,0/0,5, RV= 10 кОм; Iн = 2A, KA = 1,0, RА= 1 Ом. А U V R Решение: ∆мет= RA = 1 Ом ; ~ U 100 R = изм − ∆ мет = − 1 = 99 Ом; I изм 1 δI = K1 I н 1,0 ⋅ 2 = = 2,0%; I изм 1 U   200  δU = c + d  н −1 = 1,0 + 0,5  −1 = 1,5%;  100  U  δ R = δU2 + δ 2I = 1,5 2 + 2 ,0 2 = 2 ,5% ; ∆R = δR RN 100% = 2,5 ⋅ 99 100 = 2,5 Ом ; Результат измерения: R= 99,0 ± 2,5 Ом . 221 Пример 4: Переменная составляющая несинусоидального напряжения определяется по показаниям электромагнитного и магнитоэлектрического вольтметров: 50 В и 40 В соответственно. Найдите результат измерения при условиях: Uн1 = 100B, K1 = 0,5; Uн2= 50 В, K2 = 0,5. Решение: ~ U~ = U 2 −U02 = 502 −402 = 30 B; KU KU 0,5⋅100 0,5⋅50 ∆U max = 1 н1 = = 0,5 В; ∆U max = 2 н2 = = 0,25 В; 100% 100 100% 100% 2 2 U 2 ∆2U max +U02 ∆2U0 max  ∂U   ∂U0  ∆ Р =  ∆U max  + ∆U0 max  = = 2 2 U U ∂ ∂ U U −  ~   ~  (50⋅0,5)2 +(40⋅0,25) 2 =1,6 В; 502 −402 Результат измерения: U~ =30,0±1,6 В. = 3.11 Практическая работа № 13 (ПЗ-13) 2 часа Тема: Выявление и исключение промахов из серии измерений 3.11.1Задание: 1. Изучить методику выявления и исключения промахов из серии измерений. 2. Решить задачи по выявлению промахов. Общие положения Выявление и исключение промахов из серии измерений Если серия из небольшого числа измерений содержит грубую погрешность промах, то наличие этого промаха может сильно исказить как среднее значение измеряемой величины, так и границы доверительного интервала. Поэтому из окончательного результата необходимо исключить этот промах. Обычно промах имеет резко отличающееся от других измерений значение. Однако это отклонение от значений других измерений не дает еще права исключить это измерение как промах, пока не проверено, не является ли это отклонение следствием статистического разброса. В табл. 1 приведены значения vmax- максимально возможные значения v(n), возникающие вследствие статистического разброса, соответствующие заданной надежности α. Таблица 1 α α α = 0.90 = 0.95 = 0.99 β β β = 0.10 = 0.05 = 0.01 1. 1. 1. 41 41 41 1. 1. 1. 64 69 72 1. 1. 1. 79 87 96 1. 2. 2. 222 89 00 1. 97 09 2. 04 2. 37 2. 24 2. 15 26 17 10 2. 2. 2. 13 2. 2. 46 2. 29 2. 54 Как видно из табл. 1 значения vmaxвозрастают с увеличением надежности • , т.е. с уменьшением β, и с увеличением числа измерений n. Это означает, что вероятность появления больших отклонений, возникающих вследствие статического разброса, растет при увеличении числа измерений. Если резко выделяющееся значение измерения a(n), полученное в серии из n измерений, соответствует величине v(n) >vmax при заданном значении надежности α = 1 - β, то это означает, что данное значение a(n) не совместимо с исходным предположением о нормальном законе распределения и его можно рассматривать как промах. Это измерение следует исключить из серии n измерений и определить новые значения ā и ∆а для серии из оставшихся n - 1 измерений. Если же величина v(n), соответствующая значению a(n) , меньше vmaxдля этого же числа nпри заданной надежности α, то это резко выделяющееся измерение a(n) является следствием статистического разброса и нет оснований считать его промахом. Приведем пример применения табл. 1. Пусть при измерении длины стержня штангенциркулем были получены следующие значения, приведенные во втором столбце табл. 2. Таблица 2 l li (li2 l0,мм l0) , мм i, мм 1 2,5 53,4 1,6 6 0,1 1 54,6 0,4 6 1 0,0 54,7 0,3 9 1 55,0 1 + 86, 64,3 9,3 49 1 0,2 54,5 0,5 5 Сум + 89, ма 6,5 55 Возьмем l0 = 155,0 мм и вычислим величины li- l0 и (li- l0)2. (Эти значения приведены соответственно в третьем и четвертом столбцах табл.2) Тогда ) 8.* l = l0 + ∑ \) ž − ž0 = 155,0 + = 155,0 + 1,08 = 156,08 мм. 8 Отсюда l - l0 = 1,08 мм. 223 Проверим, не является ли значение l5 = 164,3 мм, полученное при пятом измерении, промахом, так как оно сильно отличается от других значений. (Возможно, что это значение появилось вследствие описки экспериментатора при записи 164,3 мм вместо 2) ∆S2n: 154,3 мм). Для этой цели найдем величину ∆S2n= ∑ \)(li − l)2 = ∑ \)[(li − l)2 - n(li- l0)2] = 1,166 = 13,76 мм2. Отсюда 2) — ) 2) ) ) 8 [89,55 - 6*1,08] = 14,925 - V a = √13,76 = 3,71 мм. (в)2 ( )8=,4 2 )*8,(‰ ‰,'' Подсчитаем теперь величину v(в): v(в)= ™w• — ˜¢ ™ = 4,:) = 4,:) = 2,22 (l(в) - наибольшее значение liв серии из шести измерений. В нашем случае l(в) = l5). Из табл. 1 находим при n = 6 для надежности α = 0,95 значение vmax= 2,00. Мы видим, что v(в)˃ vmax Это означает, что измерение l5 = 164,3 мм является промахом и его следует исключить из серии измерений. После исключения получаем, полагая l0 = 154,0 мм, следующие данные (табл. 3) Таблица 3 мм li , 1 53,4 1 54,6 1 54,7 1 55,0 1 54,5 Сумма мм2, li - l0, мм 0,6 + 0,6 + 0,7 + 1,0 + 0,5 + 2,2 (li l0) , мм2 0,36 2 0,36 0,49 1,00 0,25 2,46 Отсюда получаем ) ) l = l0 + ∑ \)(ž − ž0) = 154,0 + *2,2 = 154,0+0,44=154,44 мм * и l- l0 = 0,44 мм, ) ) [ ∑ \)(ž − ž0)2 − a(ž − ž0)2] = [ 2,46-5*0,442 ] = 0,123-0,048=0,075 ∆S2l = ( 2)) ∆Sl= 0,075 = 0,274 мм. *∗= 224 3.12 Практическая работа № 14 (ПЗ-14) 2 часа Тема: Выбор средств измерения 3.12.1Задание: 1. Определить, какие факторы влияют на выбор средства измерения. 2. Изучить порядок действия при выборе средства измерения. 3. По заданному варианту (приложение 1) выбрать средства измерения для гладкого цилиндрического сопряжения: - найти величину допускаемой погрешности измерения детали - определить предельную погрешность измерения - сопоставить величины предельной и допускаемой погрешностей измерения и решить вопрос о пригодности выбранного средства измерения. Общие положения При выборе средства измерения детали необходимо учитывать следующие факторы: величину допуска на изготовление измеряемого размера; номинальный размер; допускаемую погрешность измерения этого размера; общий контур детали; способ производства при изготовлении данной детали; предельную (полную) погрешность измерения. Для оценки пригодности выбираемого средства измерения сопоставляют величину допускаемой погрешности измерения контролируемого размера, определенную по приложению 2, с предельной величиной погрешности измерения этим средством, установленной по приложению 3. Если предельная погрешность измерения выбранным средством не превышает допускаемой погрешности измерения при оценке годности измеряемого размера, то данное средство можно применить для измерения. Погрешность средства измерения - это разность между показанием данного средства измерения и действительным размером измеренной величины. Порядок действия при выборе средства измерения для линейных размеров: 1. Определяют по чертежу детали номинальный размер, величины предельных отклонений измеряемого элемента детали. Подсчитывают величи- ну допуска размера в мкм. 2. Находят величину допускаемой погрешности измерения детали (приложение 2) по величине допуска и номинальному размеру. 3. Выбирают средство измерения по таблицам предельных погрешностей измерения (по приложению 3) и записывают его наименование, диапазон измерения, цену деления шкалы и величину предельной погрешности измерения этим средством. 4 Сопоставляют величины предельной и допускаемой погрешностей измерения и решают вопрос о пригодности выбранного средства измерения в данных условиях производства. Содержание работы 1. Для размеров заданного соединения (приложение 1) определить значение элементов, характеризующих их точность, и записать их в табл. 1 по таблицам ГОСТ 25347-82 определить значение предельных отклонений. величину допуска определить по формулам: TD = ES-EI, для отверстия (1) гдеES и EI- верхнее и нижнее отклонения отверстия 225 Td = es- ei, для валов (2) гдеes иei - верхнее и нижнее отклонения вала 2. По таблице ГОСТ 8.051 - 81 (приложение 2) установить значение допускаемой погрешности измерения для отверстия и вала и записать их в таблицу 1. 4. Выбрать средство измерения по таблицам предельных погрешностей измерения (по приложению 3), чтобы при этом выполнялось условие: ± ▲lirn< 8, (3) где ± ▲lirn - предельная погрешность измерения выбранного средства, мкм; 8 - допускаемая погрешность измерения, мкм 5.Выбранные измерительные средства и их характеристики записать в таблицу 2. 6.Сделать вывод о пригодности выбранных средств измерения. Деталь Условное Размер обозначение отклонениями, размера мм с Величина Допускаемая допуска, мкм погрешность измерения 8, мкм отверстие вал Таблица 1- Параметры деталей Таблица 2- Характеристика выбранных СИ Деталь Наименовани Пределы Точность Предельная е измерительного измерения, мм отсчета (цена погрешность (± Alim), средства деления), мм мкм Отверстие Вал 226 Наименование прибора Оптиметр горизонтальный при Настр Интервалы размеров, мм оенные по 1 5 8 1 18 концевым 0-80 0- 120 20- 180 0- 260 мерам класса -10 05 точности значения ± Ацт, мкм 01 изме ,35 ,5 0,6 0,4 рении валов 2 1 1 1 ,3 ,1 1 ,3 1 ,8 1 2 7 1 7 1 6 6 ,5 5 ,5 ,7 Оптиметр горизонтальный при измерении отверстий 01 2 ,0 ,9 ,0 ,4 Индикаторный нутромер с индикатором 0-го класса точности при работе в пределах одного оборота стрелки с ценой деления0,01 мм Индикаторный нутромер с индикатором 1-го класса точности при работе в пределах одного оборота стрелки с ценой деления 0,01 мм Индикаторный нутромер с ценой деления 0,001 и 0,002 мм 1, ,6 0,8 ,8 1,0 ,9 1,2 2 1,8 3 3 2 ,5 1 1 ,6 1 1 ,8 1 ,3 1 ,4 ,6 2,2 2 ,2 1 2 2, 4 1 14 1 18 7 7. 3 1 7 8 6 ,5 5 ,8 ,0 1, 1 2 1 4 1 1 1 2, ,5 5 227 Настрое Интервалы размеров, мм нные Наименование при- бора Рычажная скоба ценой деления 0.002 мм с по концевым -10 мерам класса точности 23 1 0-50- 1 0-80 5 8 1 1 0- 120 20- 180 80- 260 значения ± AlimMKM 3 3 3 3 3 3,5 4,0 ,5 4,5 6 - 5 .0 6 8 - 8 9 7 - 7 - ,5 Микрометр 0-го - класса 4 ,5 Микрометр 1-го - ,5 7 класса 7 1 Микрометр 2-го - класса 1 2 Штихмасс 1-го класса (микрометрический нутромер) Штангенциркуль отсчетом 0,02 мм - 3 - измерении 1 8 2 2 2 2 4 - 4 4 5 4 5 6 8 9 1 00 1 30 - 4 5 4 5 6 5 6 5 6 5 с - при измерении вала _ 8 - при отверстия i 1 5 8 Штангенциркуль отсчетом 0,05 мм 1 с -при измерении вала -при отверстия 1 4 2 измерении _ _ 1 00 1 00 1 30 1 00 1 50 1 50 228 3.13 Практическая работа № 15 (ПЗ-15) 2 часа Тема: Метрологическая аттестация средств измерения 3.13.1Задание: 1.Изучить основные положения метрологической аттестации средств измерений 2.Изучить правила проведения поверки СИ. 3. Изучить правила проведения калибровки СИ. 4.Ответить на вопросы преподавателя по данной тематике. Общие положения Государственный метрологический контроль и надзор (ГМКиН) обеспечивается Государственной метрологической службой для проверки соответствия нормам законодательной метрологии, утвержденным Законом РФ «Об обеспечении единства измерений», государственными стандартами и другими нормативными документами. Государственный метрологический контроль и надзор распространяется на: 1) средства измерений; 2) эталоны величин; 3) методы проведения измерений; 4) качество товаров и другие объекты, утвержденные законодательной метрологией. Область применения Государственного метрологического контроля и надзора распространяется на: 1) здравоохранение; 2) ветеринарную практику; 3) охрану окружающей среды; 4) торговлю; 5) расчеты между экономическими агентами; 6) учетные операции, осуществляемые государством; 7) обороноспособность государства; 8) геодезические работы; 9) гидрометеорологические работы; 10) банковские операции; 11) налоговые операции; 12) таможенные операции; 13) почтовые операции; 14) продукцию, поставки которой осуществляются по государственным контрактам; 15) проверку и контроль качества продукции на выполнение обязательных требований государственных стандартов Российской Федерации; 16) измерения, которые осуществляются по запросам судебных органов, прокуратуры и других государственных органов; 17) регистрацию спортивных рекордов государственного и международного масштабов. Необходимо отметить, что неточность и недостоверность измерений в непроизводственных сферах, таких как здравоохранение, могут повлечь за собой серьезные последствия и угрозу безопасности. Неточность и недостоверность измерений в сфере торговых и банковских операций, например, могут вызвать огромные финансовые потери как отдельных граждан, так и государства. Объектами Государственного метрологического контроля и надзора могут являться, например, следующие средства измерений: 1) приборы для измерения кровяного давления; 2) медицинские термометры; 3) приборы для определения уровня радиации; 229 4) устройства для определения концентрации окиси углерода в выхлопных газах автомобилей; 5) средства измерений, предназначенные для контроля качества товара. В Законе Российской Федерации установлено три вида государственного метрологического контроля и три вида государственного метрологического надзора. Виды государственного метрологического контроля: 1) определение типа средств измерений; 2) поверка средств измерений; 3) лицензирование юридических и физических лиц, занимающихся производством и ремонтом средств измерений. Виды государственного метрологического надзора: Виды государственного метрологического надзора: 1) за изготовлением, состоянием и эксплуатацией средств измерений, аттестованными методами выполнения измерений, эталонами единиц физических величин, выполнением метрологических правил и норм; 2) за количеством товаров, которые отчуждаются в процессе торговых операций; 3) за количеством товаров, расфасованных в упаковки любого вида, в процессе их фасовки и продажи. Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям. Существуют следующие виды поверок: Первичная поверка - проводится для средств измерений утвержденных типов при выпуске их из производства, после ремонта, при ввозе из-за границы. При утверждении типа средств измерений единичного производства на каждое из них оформляется сертификат об утверждении типа; первичную поверку данные средства измерений не проходят. Периодическую поверку проводят для средств измерений, находящихся в эксплуатации, через определённые межповерочные интервалы. Необходимость поверки обусловлена возможностью утраты измерительным средством метрологических показателей из-за временных и других воздействий. Внеочередную поверку проводят: при необходимости подтверждения пригодности средства измерений к применению; в случае применения средства измерений, в качестве комплектующего по истечении половины межповерочного интервала; в случае повреждения клейма или утери свидетельства о поверке; при вводе в эксплуатацию после длительной консервации (более одного межповерочного интервала); при отправке средств измерений потребителю после истечения половины межповерочного интервала. Экспертную поверку проводят при возникновении разногласий по вопросам, относящимся к метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности их к применению. Инспекционную поверку выполняют в рамках государственного надзора или ведомственного контроля, для контроля качества первичных или периодических поверок и определения пригодности средств измерений к применению. Калибровка средства измерений - это совокупность операций, выполняемых калибровочной лабораторией с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности средства измерений к применению в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору в соответствии с установленными требованиями. Методы поверки (калибровки) и поверочные схемы. Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с 230 эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины. Метод непосредственного сличения поверяемого (калибруемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях, как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами. Достоинства этого метода в его простоте, наглядности, возможности применения автоматической поверки (калибровки), отсутствии потребности в сложном оборудовании. Метод сличения с помощью компаратора основан на использовании прибора сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое (калибруемое) и эталонное средства измерения. Достоинством данного метода специалисты считают последовательное во времени сравнение двух величин. Метод прямых измерений применяют, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным в определенных пределах измерений. В целом этот метод аналогичен методу непосредственного сличения, но методом прямых измерений производится сличение на всех числовых отметках каждого диапазона (и поддиапазонов, если они имеются в приборе). Метод прямых измерений применяют, например, для поверки или калибровки вольтметров постоянного электрического тока. Метод косвенных измерений используется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Этим методом определяют вначале не искомую характеристику, а другие, связанные с ней определенной зависимостью. Искомую характеристику рассчитывают. Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений. Схемы передачи информации о размерах единиц при их централизованном воспроизведении называют поверочными. Поверочная схема - это утверждённый в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений. Поверочная схема может быть: государственной и локальной. Государственная поверочная схема устанавливает передачу информации о размере единицы в масштабах страны. Она возглавляется государственными или специальными эталонами. Локальные поверочные схемы в отличие от государственных поверочных разрабатываются метрологическими службами предприятия и организации. Рассмотрим в общем виде содержание государственной поверочной схемы. Наименование эталонов и рабочих средств измерений обычно располагают в прямоугольниках (для государственного эталона прямоугольник двухконтурный). Здесь же указывают метрологические характеристики для данной ступени схемы. В нижней части схемы расположены рабочие средства измерений, которые в зависимости от их степени точности (т.е. погрешности измерений) подразделяют на пять категорий: наивысшей, высшей, высокой, средней, низшей. Наивысшая точность обычно соизмерима со степенью погрешности средства измерения государственного эталона. В каждой ступени поверочной схемы регламентируется порядок (метод) передачи размера единицы. Наименования методов поверки (калибровки) располагаются в овалах, в которых также указывается допускаемая погрешность метода поверки (калибровки). 231 3.13 Практическая работа № 16,17 (ПЗ-16,17) 4 часа Тема: Структура метрологического обеспечения единства измерений. 3.13.1Задание: 1.Изучить организационные, научные основы метрологического обеспечения. 2. Изучить структуру метрологических служб и организации. 3.Изучить функции национального органа РФ по метрологии. 4. Ответить на вопросы по данной тематике. Общие положения Единство измерений означает, что результаты измерений выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) – комплекс государственных стандартов, устанавливающих правила, требования и нормы по организации и методике оценивания и обеспечения точности измерений. Основные положения ГСИ: • результаты измерений должны выражаться в принятой системе единиц (системе СИ); • форма представления результатов измерений должна содержать показатели точности; • средства ИТ подлежат испытаниям при выпуске и обязательной поверке при эксплуатации. Поверка – установление соответствия средств ИТ нормативным техническим требованиям. Цель поверки – определение характеристик, регламентированных ТУ. погрешностей и других метрологических Поверочные схемы для передачи размера единицы физической величины: государственный эталон вторичный эталон рабочий эталон образцовые средства рабочие средства ИТ. Организационные, научные основы метрологического обеспечения предприятий. Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Основной тенденцией в развитии МО является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задаче обеспечения качества измерений. Качество измерений- понятие более широкое, чем точность измерений. Оно характеризует совокупность свойств СИ, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемой точностью 232 (размером допускаемых погрешностей), достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью. Понятие «метрологическое обеспечение» применяется, как правило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то же время допускают использование термина «метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации)», подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации. Объектом МО являются все стадии жизненного цикла (ЖЦ) изделия (продукции) или услуги. Под ЖЦ понимается совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления. Так, на стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания. Так же осуществляется метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации. При разработке МО необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединённых одной целью- достижением требуемого качества измерений. Такими процессами являются: • установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений при контроле качества продукции и управлении процессами; • технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры; • стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольноизмерительной техники; разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения • измерения, испытаний и контроля (МВИ); • поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольноизмерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии; контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а • также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии; • участие в разработке и внедрении стандартов предприятия; • внедрение международных, государственных и отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта; проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, • конструкторской и технологической документации; • проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление мероприятий по совершенствованию МО; подготовка работников соответствующих служб и подразделений • предприятия к выполнению контрольно-измерительных операций. Метрологическое обеспечение имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную и техническую. Отдельные аспекты МО рассмотрены в рекомендации МИ 2500-98 по метрологическому обеспечению малых предприятий. Разработка и проведение мероприятий МО возложено на метрологические службы (МС). Метрологическая службаслужба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и осуществления метрологического контроля и надзора. Национальный орган РФ по метрологии. Национальный орган по метрологии – это Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (РОСТТАНДАРТ), которое входит в систему федеральных 233 органов исполнительной власти Российской Федерации и находится в ведении Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации; образовано в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 20 мая 2004 г. №649 «Вопросы структуры федеральных органов исполнительной власти». РОСТТАНДАРТ является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом в сфере технического регулирования и метрологии. Оно осуществляет лицензирование деятельности по изготовлению и ремонту средств измерений, а также функции по государственному метрологическому контролю и надзору, а также контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов и технических регламентов. РОСТТАНДАРТ осуществляет свою деятельность непосредственно через свои территориальные органы и через подведомственные организации . РОСТТАНДАРТ осуществляет руководство Государственной метрологической службой(ГМС), которая несёт ответственность за метрологическое обеспечение измерений в стране на межотраслевом уровне, и государственный метрологический контроль и надзор. В состав ГМС входят: Государственные научные метрологические центры(ГНМЦ), метрологические научно-исследовательские институты, несущие в соответствии с законодательством ответственность за создание, хранение и применение государственных эталонов, а также за разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений в закреплённом виде измерений. Основная деятельность органов ГМС направлена на обеспечение единства измерений в стране. Она включает создание государственных и вторичных эталонов, разработку систем передачи размеров единиц ФВ рабочим СИ, государственный надзор за производством, состоянием, применением, ремонтом СИ, метрологическую экспертизу документации и важнейших видов продукции, методическое руководство МС юридических лиц; Органы Государственной метрологической службы на территории республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга. ГМС взаимодействует с другими государственными службами по обеспечению единства измерений, а именно: Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли(ГСВЧ)- сеть организаций, ответственных за воспроизведение и хранение единиц времени и частоты и передачу их размеров, а также за обеспечение потребителей в народном хозяйстве информацией о точном времени, за выполнение измерений времени и частоты в установленных единицах и шкалах; Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов(ГССО)- сеть организаций, ответственных за создание и внедрение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов с целью обеспечения единства измерений; Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов(ГСССД)-сеть организаций, ответственных за получение и информационное обеспечение заинтересованных лиц данными о физических константах и свойствах веществ и материалов, основанных на исследованиях и высокочастотных измерениях. 234 3.14 Практическая работа №18 (ПЗ-18) 2 часа Тема: Изучение закона «Об обеспечении единства измерения» 3.14.1Задание: 1. Изучить основные положения закона «Об обеспечении единства измерения». 2. Ответить на вопросы по данной тематики. Общие положения В1993 г. принят Закон РФ «Об обеспечении единства измерений». До того, по существу, не было законодательных норм в области метрологии. Правовые нормы устанавливались постановлением Правительства (№ 273 от 04.04.83), и действовала централизованная система управления государственными и ведомственными метрологическими службами. По сравнению с положениями этих постановлений Закон установил немало нововведений – от терминологии до лицензирования метрологической деятельности в стране. Рассмотрим основные положения Закона «Об обеспечении единства измерений». Цели Закона состоят в следующем: -защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений; -содействие научно-техническому и экономическому прогрессу на основе применения государственных эталонов единиц величин и использования результатов измерений гарантированной точности, выраженных в допускаемых к применению в стране единицах; -создание благоприятных условий для развития международных и межфирменных связей; -регулирование отношений государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений; -адаптация российской системы измерений к мировой практике. Основные статьи Закона устанавливают: -организационную структуру государственного управления обеспечением единства измерений; -нормативные документы по обеспечению единства измерений; -единицы величин и государственные эталоны единиц величин; -средства и методики измерений. Закон «Об обеспечении единства измерений» укрепляет правовую базу для международного сотрудничества в области метрологии, принципами которого являются: -поддержка приоритетов международных договорных обязательств; -содействие процессам присоединения России к ВТО; -сохранение авторитета российской метрологической школы в международных организациях; -создание условие для взаимного признания результатов испытаний, поверок и калибровок в целях устранения технических барьеров в двухсторонних и многосторонних внешнеэкономических отношениях. 235