Лабораторний практикум з метрології. Лабораторні роботи з метрології, стандартизації та сертифікації. За метрології, стандартизації, сертифікації

Міністерство освіти РМ

Державна бюджетна освітня установа Республіки Мордовія

середньої професійної освіти

(Середній спеціальний навчальний заклад)

«Рузаевский політехнічний технікум»

Метрологія, стандартизація і сертифікація

методичні вказівки та контрольні завдання

для студентів денної форми навчання

спеціальностями

151901 «Технологія машинобудування»

(2 курс, 1 семестр)

150415 «Зварювальне виробництво»

(2 курс, 2 семестр)

Укладач Торопигіна Є.В.

Перелік лабораторних робіт

Лабораторна робота №1 «Вивчення конструкцій гладких калібрів, контроль виробів калібрами »

Лабораторна робота №2«Контроль розмірів деталей Штангенінструмент»

Лабораторна робота №3«Контроль розмірів деталей мікрометричними інструментами»

Лабораторна робота№4 «Контроль розмірів деталей порівняльним методом»

загальні вказівки

Методичні вказівки призначені для виконання лабораторних робіт з дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація» студентами спеціальностей 150901 «Технологія машинобудування» і 150415 «Зварювальне виробництво».

При виконанні даних лабораторних робіт студенти знайомляться з методами розрахунків граничних розмірів, калібрів, вибором вимірювального і контролюючого матеріалу.

Приступаючи до виконання практичних робіт, студенти повинні пам'ятати наступне:

Перед кожною практичною роботою студенти ретельно вивчають відповідні розділи за рекомендованою літературі, конспекту лекцій і справжнім методичним вказівкам.

Звіт про виконану практичну роботу повинні оформлятися відповідно до вимог ГОСТ 7.32-91 (ИСО 5966-82) і містити наступні розділи: назва, мета роботи, короткий зміст теорії, завдання на практичну роботи, список використаної літератури, виконані розрахунки по тематиці практичної роботи і відповіді на контрольні питання.

Оформлений та підписаний звіт пред'являється кожним студентом в кінці заняття викладачеві на перевірку і підпис, після чого в журналі робиться відмітка про виконання практичної роботи.

Відповісти на питання викладача при захисті практичної роботи, після чого в журналі виставляється оцінка.

Лабораторна робота №1

Тема: Вивчення конструкцій гладких калібрів, контроль виробів калібрами.

Мета роботи : Освоїти вибір гладких калібрів і техніку перевірки розмірів.

устаткування : калібри-скоби, калібри-пробки, деталі для вимірювання.

ЗАВДАННЯ:

1. Вибрати гладкі калібри для заданих розмірів.

2. Визначити виконавчі розміри вибраних калібрів.

3.Проізвесті контроль заданих розмірів.

4.Дать висновок про придатність перевіряються деталей.

література:

2. Керівництво з вибору вимірювальних засобів (посібник) .Руководство за вибором вимірювальних засобів (посібник).

3.М.А.Палей. ЕСДП / том 2 - М .: Видавництво стандартів, 2012

4.ГОСТи 18362-73,14810-69 - М: Изд-во стандартов

Методичні вказівки гладко калібру.

У масовому і великосерійному виробництвах розміри гладких циліндричних поверхонь з допуском від IT 6 до 1Т17перевіряють граничними калібрами. Комплект робочих граничних калібрів складається з прохідного калібру ПР і непрохідного - НЕ.

За допомогою граничних калібрів визначають придатність розміру. Деталь вважається придатною, якщо прохідний калібр (прохідна сторона калібру) під дією власної ваги або зусилля, рівного йому, проходить, а непрохідний калібр (непрохідна сторона)) не проходить по контрольованій поверхні деталі. Робочі калібри ПР і НЕ призначені для контролю -Виріб в процесі їх виготовлення. Цими калібрами користуються для контролю робітники і контролери ВТК заводу-виготовлювача.

Для контролю валів використовуються скоби. Найбільшого поширення набули односторонні двухпредельние скоби. Застосовуються також регульовані скоби, які можна налаштовувати на різні розміри, але в порівнянні з жорсткими вони мають меншу точність і надійність, тому вони застосовуються рідко і для розмірів 8 квалітету і грубіше.

Для контролю отворів застосовуються пробки. При контрольованому діаметрі до 50 мм користуються двосторонніми пробками зі вставками, при діаметрі від 50 до 100 мм - односторонніми пробками зі вставками, при діаметрі понад 100 мм - односторонніми неповними пробками

Номінальний розмір прохідного калібру-пробки виконують за найменшим, а непрохідного - за найбільшою граничного розміру перевіряється отвори. Номінальний розмір прохідного калібру-скоби виконують по найбільшому, а непрохідного - по найменшому граничного розміру перевіряється вала.

Вставки калібрів-пробок виготовляють зі сталі марки X по ГОСТ 5950-73 або ШХ по ГОСТ 801-78. Корпуси калібрів-скоб, які не мають окремих губок, і губки складових калібрів-скоб виготовляють зі сталі марок 15 або 20 по ГОСТ 1050-74, які цементують, товщина шару цементації не менше 0,5 мм

При виборі калібрів-пробок користуватися ГОСТ 14807-69 -ГОСТ 14827-69, а калібрів-скоб ГОСТ 18358-73 - ГОСТ 18369-73. .

ТЕХНІКА ВИМІРЮВАННЯ.

перед перевіркою вимірювальну поверхню калібру необхідно протерти серветкою змоченою в бензині, потім насухо чистою серветкою.

перевіряється деталь повинна бути очищена від пилу і бруду.

підготовлені калібри не класти вимірювальними поверхнями на стіл.

при перевірці контрольованої поверхні, якщо прохідний калібр проходить під власною вагою, а непрохідний не проходить то вона вважається придатною.

після закінчення роботи калібри протерти чистою тканиною, вимірювальні поверхні змастити антикорозійним змащенням і укласти в коробку.

Скласти ескіз деталі.

Знайти граничні відхилення перевіряються розмірів, занести їх в таблицю. (В.Д.Мягков "Допуски і посадки", т. 1, табл. 127, стор.79)

Визначити граничні розміри і допуски перевіряються поверхонь і занести їх в таблицю.

З керівництва по вибору вимірювальних засобів для контролю розмірів деталі по таблиці №1стр.3 знайти допустиму похибку вимірювання і занести в таблицю.

5. За ГОСТ 18362-73 вибрати калібр - скобу, а по ГОСТ 14810-69 - калібр-пробку і їх умовні позначення занести в таблицю

6. Для калібру - скоби, і калібру-пробки знайти граничні відхилення

(М.А.Палей ЕСДП довідник т.II, табл.1.9 стор.18, табл.1.8, стор.11), визначити граничні розміри калібрів і занести в таблицю.

7. Провести перевірку заданих поверхонь калібрами в 2-х напрямках і результати занести в таблицю.

8.Дать висновок про придатність деталі по перевіряється поверхонь.

ФОРМА звіт

Назва роботи.

Мета роботи.

Склад завдання.

Ескіз деталі.

6. Визначення граничних розмірів і допусків перевіряються поверхонь деталей.

перевіряється

розмір

Граничні відхилення в мм

Граничні розміри, в мм

Допускв мм

Допустима похибка вимірювання, в

мм

Е S, ЕS

EI, ei

Dmax dmax

Dmin, dmin

TD, Td

d max = d + es (мм) d min = d + ei (мм) Td = es - ei (мм)

D max = D + ES (мм) D min = D + EI (мм) TD = ES - TI (мм)

7. Вибір гладких калібрів для контролю перевіряються розмірів.

перевіряється

розмір

позначення

калібра- скоби, калібра- пробки

Граничні розміри калібрів в мм

прохідна сторона

непрохідна сторона

наибол.

Найменша.

наибол.

Найменша.

Для скоби:

пр max = d + ES ін (мм);

пр min = d + EI ін (мм);

Чи не max = d + Es ні (мм);

Чи не min = d + EI ні (мм).

Для пробки:

пр max = D + es ін (мм);

пр min = D + ei ін (мм);

Чи не max = D + es ні (мм);

Чи не min = D + ei ні (мм)

8. Результати вимірювання:

перевіряється розмір

Висновок про придатність

Питання для повторення:

За яких типах виробництва використовуються для контролю розмірів граничні калібри?

Як називаються граничні калібри для контролю валів?

Як називаються граничні калібри для контролю отворів?

Чому калібри для контролю розмірів отвору і вала називаються граничними?

Найбільший граничний розмір отвору? Яким калібром він контролюється?

Найменший граничний розмір валу? Яким калібром він контролюється?

У яких квалітетах використовуються для контролю розмірів граничні калібри?

Лабораторна робота №2

Тема: "Контроль розмірів деталей штангенінструмент".

Мета роботи: Освоїти вимір розмірів Штангенінструмент.

устаткування: штангенциркулі, деталі, що підлягають вимірюванню.

література:

1. В.Д.Мягков Допуски і посадки / том 1 - М .: Машинобудування, 2014

завдання:

Виміряти задані розміри

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

штангенінструмент

Штангенінструмент (ШІ) - найпопулярніші інструменти для вимірювання лінійних розмірів виробів, який застосовується вже понад 100 років. Завдяки простій конструкції, зручності в користуванні й швидкості в роботі, вони - найуживаніші інструменти для лінійному вимірі. З усіх (ШІ) найпоширеніший - штангенциркуль. Кожен верстатник, слюсар, технолог і конструктор має власний штангенциркуль (ШЦ). Велика розмаїтість форм вимірювальних ніжок, що дозволяють вимірювати самі різні поверхні (внутрішні, зовнішні, проточки, виточки, глибину, довжину), роблять ШЦ універсальними інструментами. ШИ випускають багато закордонних фірм - Tesa (Швейцарія), Mitutoyo (Японія). Carl Mahr (Німеччина) і вітчизняні фірми - Челябінський інструментальний завод (ЧИЗ) і Кіровський інструментальний завод (КРИН). Так само у продажу є китайські Штангенінструмент, до яких слід ставитися з певною обережністю.

В даний час випускають три групи ШИ:

– механічні ШИ з відліків по штриховий шкалою, оснащені ноніусом;

– ШИ з відліком по циферблату;

– електронний ШИ з цифровим відліком.

ШИ з відліком по штриховий шкалою (штангенциркулі, Штангенглубиноміри, штангенрейсмаси, штангенугломери і ін.) Мають штангу (звідси їх назва) c матовим хромованим покриттям для безбликове зчитування, на якій нанесена основна шкала, і ноніус - допоміжну шкалу, що служить для точного відліку часток поділів.

Пристрій штангенінструмент визначається їх призначенням. Якість сучасних штангенінструмент дуже висока. Виготовлення точної направляючої повзуна (штанги) забезпечує його плавне переміщення без перекосів губок і люфтів. Примение нержавіючих сталей і сплавів і термообробки забезпечує антикорозійні властивості інструменту, опір зносу і корозії. Також випускають моделі виготовлені з вуглепластика. Такі ШИ зручні для вимірювання магнітів і мають практично нульову теплопровідність, що зменшує температурну похибку при вимірюванні.

Штангенциркулі (ШЦ) випускаються по ГОСТ 166-89 і міжнародним стандартом DIN 862 з двостороннім або одностороннім розташуванням губок, для зовнішніх і внутрішніх вимірювань і з висувним щупом для вимірювання глибин (рисунок 1).

Малюнок 1 - ШЦ з ноніусом з відліків по штриховий шкалою

Основними частинами ШЦ є: прямокутна штанга, дві вимірювальні губки одна нерухома, виконана заодно зі штангою, інша - рухома, що переміщається по штанзі. Деякі моделі забезпечені рухомою рамкою з мікрометричною подачею для точного підведення губки до вимірюваної поверхні або коліщатком для створення постійного вимірювального зусилля. Губки для внутрішніх вимірювань ШЦ мають циліндричну вимірювальну поверхню з радіусом не більше половини сумарної товщини губок. Розмір зсунутих губок для внутрішніх вимірювань (зазвичай 10 мм) маркується на їх бічної поверхні і визначає найменший внутрішній розмір, який може бути перевірений цим ШЦ. При всіх внутрішніх вимірах до відліку за шкалою слід додавати маркерованний розмір губок.

Рухома губка забезпечена затискачем частіше виконаним у вигляді гвинта. ШЦ зі шріховой шкалою забезпечені ноніусом для точного відліку частини поділки основної шкали. Кожне п'яте поділ штанги і ноніуса має бути зазначено подовженим штрихом, а кожне десяте розподіл штанги - більш довгим штрихом, ніж п'ята розподіл, і відповідним числом. Площина, на якій нанесені поділки ноніуса, має рівний край, який перекриває штрихи штанги не менше ніж на 0,5 мм. Довжина видимої частини коротких штрихів штанги і коротких штрихів ноніуса повинні знаходитися в межах від 2 до 3 мм. Штрихи ноніуса повинні доходити до краю. Відстань від верхньої кромки краю ноніуса до поверхні шкали штанги з метою зменшення похибки від паралакса не повинно перевищувати 0,22 мм при величині відліку за ноніусом 0,05 мм і 0,3 мм при величині відліку 0,1 мм. При зрушуванні губок ШЦ до зіткнення просвіт між вимірювальними поверхнями не повинен перевищувати 0,003 мм при величині відліку за ноніусом 0,05 мм і 0,006 мм при величині відліку 0,1 мм. При затягуванні затиску рамки допускаються вдвічі більші просвіти. При вимірі ШЦ розмір визначається відліком по шкалі штанги, виробленим щодо нульового штриха ноніуса. Відлік по нульовому штриху ноніуса дозволяє визначити ціле число поділок шкали, що полягає в измеренном (або встановленому) розмірі. Оцінка частині розподілу, що полягає між нульовим штрихом ноніуса і найближчим штрихом, розташованим з боку початку основної шкали, проводиться за допомогою шкали ноніуса.

Малюнок 2 - Ноніус ШЦ з відліком по штриховий шкалою

Схема ноніуса з показана на малюнку 2. Основна шкала штанги має ціну поділки 1,0 мм. Інтервал поділів ноніуса при величиною відліку 0,1 мм зазвичай дорівнює 0,9 або 1,9 мм, а число поділок 10. У нульовому положенні ноніуса нульові штрихи ноніуса і шкали збігаються, а останній штрих ноніуса (десятий) збігається з дев'ятим або дев'ятнадцятим розподілом шкали. Якщо ноніус зрушити вправо на 0,1 мм, то його перший штрих співпаде з найближчим розподілом шкали, при зсуві на 0,2 мм співпаде другий штрих, при зміщенні на 0,3 мм - третій штрих і т. Д. Таким чином зміщення ноніуса вправо в межах 1,0 мм визначається номером штриха ноніуса, яке співпало з розподілом шкали. У загальному випадку таким же чином визначається зміщення ноніуса щодо будь-якого штриха шкали. Цей зсув, виражене в десятих частках або сотих міліметра, доданий до цілого числа міліметрів, укладеним між нульовими штрихами шкали і ноніуса, визначає розмір, на який встановлений ШИ. Таким чином, ноніус дозволяє замінити окомірних оцінку розподілу по взаємному розташуванню штрихів шкали і відлікового штриха більш точною оцінкою за випадковим збігом штрихів шкали і ноніуса. Крім ноніус з величиною відліку 0,1 мм , застосовуються подовжені ноніуси з величиною відліку 0,05 і в рідкісних випадках 0,02 мм .

У всіх випадках величина відліку за ноніусом, ціна ділення шкали штанги, інтервал і число поділок ноніуса пов'язані певною залежністю.

Випускають ШЦ зі звітом по шріховой шкалою з діапазоном вимірювання від 125 до 2000 мм.

Штангенциркуль з відліком по циферблату відрізняються відсутністю ноніуса, який замінений невеликим циферблатом діаметром 30-35 мм зі стрілкою. Для приводу стрілки на штанзі встановлена ​​вузька зубчаста рейка з малим кроком, наприклад, 0,199 мм. З рейкою взаємодіє шестерня, передає рух повзуна через зубчасте колесо на стрілку (рисунок 4).

Малюнок 4 - ШЦ з відліком по циферблату

Міліметри відраховуються за шкалою, розташованої на штанзі, а частки міліметра по циферблату. За кожен міліметр, пройдений повзуном, стрілка індикатора робить повний оборот. Межа вимірювання циферблатних штангенциркулів до 300 мм. Ціна поділки відліку - 0,01 - 0,02 мм. Точність циферблатного ШЦ не вище точності нониусного, так як основна похибка ШЦ, що викликається порушенням принципу Аббе залишається, а замість похибки відліку за ноніусом додається похибка зубчастої передачі. Основний експлуатаційний недолік ноніусних і циферблатних ШЦ - незручний відлік результатів вимірювань по штриховий шкалою і ноніусом або циферблату і складання їх результатів особливо в умовах поганого освітлення. Цей недолік повністю виключений в сучасних інструментах, оснащених инкрементной електронною системою з цифровою індикацією.

Електронний штангенциркуль. Конструктивно електронний ШЦ мало відрізняється від механічного, але замість шріхових шкал і ноніуса він забезпечений інкрементного, як правило, ємнісним, перетворювачем, невеликим перетворює пристроєм і цифровим дисплеєм.

Малюнок 5 - Електронний штангенциркуль

Штангенглубіномери призначені для вимірювання глибини розташування виточок, проточек, заглиблень і глухих отворів.

Найпростішим глибиноміром забезпечені штангенциркулі з невеликим діапазоном вимірювання 125 і 200 мм. Вони мають тонкий висувний щуп, з'єднаний з рухомою губкою ШЦ. Вимірювальної базою служить торець штанги. Точність такого глибиноміра не висока. Деякі моделі ШЦ постачають знімною опорою, яка кріпиться на штангу ШЦ і дещо підвищує точність і зручність вимірювання глибини.

Випускають спеціальні механічні та електронні глибиноміри, призначені тільки для вимірювання глибини. Механічні глибиноміри мають відлік за шкалою і ноніусом, електронні - забезпечені інкрементного ємнісним перетворювачем і цифровим дисплеєм з дискретністю відліку 0,01 мм. Електронні глибиноміри з цифровим відліком значно зручніше в експлуатації.

Випускають глибиноміри з діапазоном вимірювання 200, 300, 500 і 1000 мм. Особливість штангенглибиномір в порівнянні з іншим штангенінструмент полягає в тому, що при вимірюванні глибиноміром дотримується принцип Аббе. Однак виникає похибка від неперпендикулярності базової площини і рухомий штанги.

Похибка штангенглибиномір становить 20 мкм для діапазону вимірювання 200 мм і 30 мкм для діапазону вимірювання 300 мм. Конструкція штангенглибиномір повністю повторює конструкцію ШЦ.

Малюнок 6 - Електронний штангенглибиномір

Ш тангенрейсмаси (ГОСТ 164-90) призначені для розмічальних робіт на плиті і для вимірювання висоти деталей, встановлених на плиті.

Штангенрейсмас - це найпростіший висотомір, який частіше використовується для розмітки деталей на плиті. При розмітці штангенрейсмас встановлюють на заданий розмір і, переміщаючи по плиті уздовж розмічається заготовки, наносять вістрям розмічальної ніжки на вертикальній поверхні заготовки горизонтальну лінію.

Для вимірювання висотних розмірів замість розмічальної ніжки встановлюють вимірювальну, що має нижню плоску і верхню з гострим ребром вимірювальні поверхні. При використанні верхньої вимірювальної поверхні до величини відліку повинен додаватися розмір ніжки.

Штангенрейсмаси випускаються в механічному виконанні зі шкалою і ноніусом і в електронному виконанні з інкрементного ємнісним перетворювачем і цифровим відліком.

Штангенрейсмаси випускають з діапазоном вимірювання 200,300, 600 і 1000 мм. Ціна поділки ноніуса 0,02 мм. У електронного штангенрейсмуса дискретність відліку 0,01 мм. Похибка штангенрейсмаса з діапазоном вимірювання 200 мм складає 0,04 мм, з діапазоном вимірювання 1000 мм становить 0,08 мм.

ТЕХНІКА ВИМІРЮВАННЯ

Перед вимірюванням штангенінструмент необхідно протерти серветкою, змоченою в бензині, потім насухо чистою серветкою, (особливо вимірювальні поверхні). Вимірюється деталь повинна бути очищена від пилу і бруду, рамка і хомутик повинні плавно переміщатися по штанзі;

Перевірити нульову установку, тобто збіг нуля ноніуса з нулем шкали штанги. У штангенциркулів шляхом підводки рухомий губки до зіткнення з нерухомою і закріпленням зажимами. У штангенглибиномір шляхом установки їх опорою на плиту опускання рамки зі штангою до зіткнення з нею і закріпленням зажимами. У штангенрейсмас після закріплення ніжки державкою нижче виступу рамки шляхом установки їх підставою на плиту і опускання рамки до зіткнення ніжки з плитою та закріплення затискачем. Мікрометрична подача застосовується для точної установки рамки щодо штанги.

Приблизно встановлюють контрольований розмір, закріплюють рамку мікрометричною подачі, потім за допомогою мікрометричною подачі доводять губку, штангу або ніжку до зіткнення з перевіряється поверхнею, закріплюють рамку, не допускаючи перекосу і домагаючись нормального вимірювального зусилля.

При вимірі штангенрейсмас і виріб встановлюються на одній плиті. Після закінчення роботи штангенінструмент протерти чистою тканиною поверхні штанг, рамок, вимірювальні поверхні губок і ніжок, змастити протикорозійного мастилом і укласти в футляр.

Накреслити ескіз деталі.

За кресленням знайти не вказані граничні відхилення перевіряються розмірів і занести їх в таблицю.

Вибрати граничні відхилення перевіряються розмірів (В. Д. Мягков Допуски і посадки т.1 таблиця 1,43 стр140-141) і занести їх в таблицю.

Вибрати допускається похибка для перевіряються розмірів (посібник з вибору вимірювальних засобів, таблиця 1 стор.3) і занести їх в таблицю.

Вибрати для кожного перевіряється розміру вимірювальні засоби і їх характеристику (посібник з вибору вимірювальних засобів) і занести їх
в таблицю.

Провести вимірювання в двох напрямках і занести їх в таблицю.

Дати висновок про придатність перевіряються поверхонь і про придатність деталі.

ФОРМА ЗВІТУ

Назва роботи, мета роботи.

Обладнання, що використовується при виконанні роботи.

Завдання.

Ескіз деталі.

перевіряється розмір

Граничні відхилення в мм

Граничні розміри в мм

Допуск в мм

Допустима похибка, мм

ES, es

EI, ei

D max, d max

D min, d min

D max = d + es (мм) d min = d + ei (мм) Td = es - ei (мм)

Вибір вимірювальних засобів

перевіряється розмір

межа вимірювання

Ціна поділки, мм

Результати вимірювання:

граничні розміри

перевіряється поверхні

результати вимірювань

висновок

про придатність

D max

d max

D min

d min

Висновок про придатність: ________________

Питання для повторення:

Як пов'язані між собою граничний розмір, номінальний розмір і
граничне відхилення?

Графічне зображення допусків.

Позначення граничних відхилень неспряжуваних розмірів на кресленнях.

Види і призначення штангенінтрумента.

Опишіть основні частини і застосування штангенциркуля.

Розкажіть, як починається відлік за ноніусом.

Лабораторна робота №3.

Тема:Контроль розмірів деталей мікрометричними інструментами.

Мета роботи: Освоїти вимір розмірів деталей мікрометричними інструментами.

устаткування: мікрометри, деталь, що підлягає вимірюванню.

література:

1. В.Д. Мягков Допуски і посадки / тому 1 Л .: Машинобудування, 2014.

2. Керівництво з вибору вимірювальних засобів (посібник).

завдання:

1. Вибрати вимірювальний інструмент для перевірки розмірів.

Виміряти задані розміри

Дати висновок про придатність виміряних розмірів.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

мікрометричні інструменти

Коли штангенінструмент не здатні видавати необхідну точність у вимірюванні малих величин, застосовуються.Дані інструменти в залежності від вимірювального діапазону випускаються в декількох варіантах. Це, в числі інших, можуть бути стрілочні рахункові пристрої для ручного і настільного застосування.

Дія мікрометра забезпечується переміщенням гвинта уздовж осі в процесі його обертання в нерухомій гайці. Мікрометр в залежності від конструкції може вимірювати охоплюють і охоплюються розміри, перетин тонких листових матеріалів і проводів. Для визначення ширини пазів і діаметрів отворів використовуються мікрометри для внутрішніх вимірювань.

Для порівняння з еталоном вимірюваної деталі або для абсолютних вимірювань застосовуються важільні мікрометри.

Для того, щоб виміряти середній діаметр зовнішньої різьби, виготовляються спеціальні різьбові мікрометри.

Мікрометричними інструментами називають засоби вимірювання лінійних розмірів, засновані на використанні гвинтової пари, званої мікропара. Мікропара служить розмірним і преосвітнім пристроєм в цих засобах вимірювання. Метод вимірювання мікрометричними інструментами прямої, абсолютний. До мікрометричним інструментів відносяться: мікрометри, мікрометричні глибиноміри і нутроміри.

1. Мікрометри гладкі типу МК призначені для вимірювання зовнішніх розмірів виробів.

Мікрометри гладкі МК виготовляють з межами 43меренія: 0-25 мм, 25-50 мм, 50-75 мм ... 250-275 мм. 275-300 мм. 500-400 мм, 400-500 мм, 500-600 мм 1-го і 2-го класу точності.

Конструкція мікрометра показана на малюнку 1. Скоба1 повинна бути

досить жорсткою, щоб її деформація від вимірювального зусилля не позначалася на точності вимірювання. У мікрометрів невеликих розмірів (до 300 мм) п'ята2 запресовується в скобу. У мікрометрів для розмірів понад 300 мм п'яти виконують рухливими (регульованими або змінними), що полегшує встановлення їх в нульове положення і дозволяє розширити межі вимірювання.

М
ІКРОМЕТРИ - призначені для вимірювання лінійних розмірів. Мікрометри гладкі МК виготовляють з межами 43меренія: 0-25 мм, 25-50 мм, 50-75 мм ... 250-275 мм. 275-300 мм. 500-400 мм, 400-500 мм, 500-600 мм 1-го і 2-го класу точності.

Мікрометри гладкі типу МК призначені для вимірювання

зовнішніх розмірів виробів.

скоба 1 повинна бути досить жорсткою, щоб її деформація від вимірювального зусилля не позначалася на точності вимірювання. У мікрометрів невеликих розмірів (до 300 мм) п'ята 2 запресовується в скобу. У мікрометрів для розмірів понад 300 мм п'яти виконують рухливими (регульованими або змінними), що полегшує встановлення їх в нульове положення і дозволяє розширити межі вимірювання. стебло 5 запресовують в скобу або приєднують до неї на різьбі. У деяких конструкціях стебло виконують разом зі скобою. Всередині стебла з одного боку є мікрометрична різьблення, а з іншого - гладке циліндричний отвір, що забезпечує точний напрям переміщення гвинта 3 . На кінці стебла (на довжині

мікрометричною різьблення) є поздовжні прорізи, а зовні конічна різьблення з навернути на неї гайкою 10 . Обертанням цієї гайки можна змінювати щільність нарізного сполучення гвинта зі стеблом, забезпечуючи необхідну легкість обертання гвинта і усунення мертвого ходу. Торцева поверхня гвинта, звернена до п'яти, є вимірювальної. Торцеві поверхні п'яти 2 і гвинта 3 повинні мати шорсткість поверхні не нижче 12-го класу шорсткості.

Тріскачка призначена для забезпечення сталості вимірювальної сили в межах 7 ± 2 Н. Механізм тріскачки складається з храповика 7 , штифта 8 і пружини 9 . Обертання головки храповика за годинниковою стрілкою передається мікрометричного гвинта тертям між штифтом 8 , Підтискає пружиною 9 , І зубами храповика. при

вимірювальному зусиллі, що перевищує допустиму величину, храповик буде повертатися щодо гвинта. Існують і інші конструкції пристроїв для стабілізації вимірювальної сили (фрикційне пристрій зі спіральною пружиною, з гвинтовою пружиною і т. П.). стопорний пристрій 4 використовують, якщо необхідно зберігати мікрометричний гвинт в установленому положенні.

Результат вимірювання розміру мікрометром відраховується як сума відліків за шкалою стебла і барабана. Ціна поділки шкали стебла 0,5 мм, а шкали барабана 0,01 мм. Крок різьби мікропара 0,5 мм. Число поділок барабана 50. Якщо повернути барабан на одну поділку його шкали, то торець мікровінта переміститься щодо п'яти на 0,01 мм, тому що 0,5 мм: 50 = 0,01 мм. Показання за шкалами мікрометра відлічують в наступному порядку: спочатку за шкалою стебла читають значення штриха, найближчого до торця скоса барабана. Потім за шкалою барабана читають значення штриха, найближчого до поздовжнього штриха стебла. Склавши обидва значення отримують свідчення мікрометра. Для установки на нуль всі м
ікрометри, крім 0-25 мм, забезпечуються установочними заходами розмір яких дорівнює нижній межі вимірювання. Позначення: мікрометра МК-50-1 ГОСТ 6507-78.

Для більш швидких вимірювань, виготовляються інструменти з електронної «цифровий» індикацією, кінцеве значення вимірювань в яких, виводиться на окремий електронний дисплей (наприклад, модифікований мікрометр МК - )

2. глибиномір мікрометричний.

М ікрометріческіе глибиноміри призначені для вимірювання глибини та висоти виробів, відстаней до буртиков і уступів. конструкція мікрометричного

глибиноміра: 1 - мікрометричний гвинт; 2 - стебло; 3 - барабан; 4 - тріскачка.

Діапазон вимірювань глибиномір

становить 0 ... 25, 25 ... 50 і т. д., до 125 ... 150 мм.

Цифри у штрихів стебла і барабана нанесені в

зворотному порядку в порівнянні з мікрометрами, тому що чим більше глибина, тим далі висунутий мікрогвинт.

Глибиномір встановлюється на "0" по настановних заходів-втулкам на плоскій точної поверхні. У торці мікровінта виконаний отвір, в яке вставляються змінні вимірювальні стрижні.

Особливість мікрометричного глибиноміра в тому, що числові значення штрихів шкали стебла розташовані, зменшуючись при видаленні барабана від підстави, тому що зменшуються відповідно розміри глибини вимірюваного уступу. Число значень штрихів на барабані також розташовано протилежно числах і шкалою барабана гладкого мікрометра.

Мікрометричні глибиноміри ГМ виготовляють з межами вимірювання 0-25 мм, 25-50 мм, 50-75 мм ... 150-175 мм, 175-200 мм 1-го і 2-го класів точності. Позначення: глибиномір ГМ - 75-1 ГОСТ 7470-78.

3. нутроміри мікрометричні.

Нутромери мікрометричні призначені для вимірювання внутрішніх лінійних розмірів. вони складаються1 - мікрометричний гвинт;2 - барабан; 3 - стопор.

Збільшення меж вимірювання нутромірів здійснюють за допомогою набору подовжувальних стрижнів різної довжини, укладених в трубках і підібганих пружинами.

Для з'єднання подовжувачів один з іншим і з мікрометричним нутромером подовжувачі мають на одному кінці зовнішню, а на іншому внутрішню різьбу.

Мікрометричні нутроміри випускаються у вигляді наборів мікрометричних головок з наконечниками і комплектів подовжувачів до них.

Установку шкал мікрометричних нутромірів в нульове положення можна

виконувати по мікрометрів для зовнішніх вимірювань, а також у спеціальній скобі.

Результат вимірювання підраховується як сума: вихідний розмір головки + розмір подовжувача + показання шкал головки.

Нутромери мікрометричні випускаються з межами вимірювання 50-75 мм, 75-175 мм, 75-600 мм, 150 - 1250мм, 800-2500 мм 1250-4000 мм, 2500-6000мм, 6000-10000м> 1 першого класу точності. Позначення: нутромер НМ-175 ГОСТ 10-75.

ТЕХНІКА ВИМІРЮВАННЯ

перед початком роботи з мікрометричним інструментом необхідно ознайомитися з паспортом і перевірити його комплектність;

видалити мастило з зовнішніх поверхонь вузлів і деталей інструменту, особливо ретельно з вимірювальних поверхонь тканиною, змоченою в бензині і протерти сухою чистою тканиною;

Оглянути і перевірити якість інструменту. На вимірювальних поверхнях, стеблі і скошеної частини барабана не допускаються забоіни, сліди корозії. Мікрометричний гвинт перемістити кілька разів в обидві сторони. Барабан повинен переміщатися уздовж стебла плавно без тертя об нього, а мікрометричний гвинт не повинен мати осьового люфту.

Перевірити дію стопорного пристрою, а також тріскачки в різних положеннях мікрометричного гвинта. Тріскачок немає у мікрометричних нутромірів;

Перевірити установку на нуль. Перевірка мікрометричного інструменту на "0" проводиться з установочними заходами, за винятком гладких мікрометрів і мікрометричних глибиномірів для вимірювання розмірів до 25 мм. Якщо нульовий відлік виходить за межі 0,01 мм, зробити установку інструменту на нуль. Для цього стопориться мікрометричний гвинт, звільняється барабан від зчеплення з гвинтом і повертається до збігу нульового штриха з поздовжнім штрихом стебла і знову закріплюється барабан;

Проводити вимірювання гладкими мікрометрами і мікрометричними глибиномір, користуючись тріскачкою. Правильне положення при вимірюванні таке, в якому мікрометричний нутромер не зрушується в поперечному напрямку і щільно стосується утворює отвори в поздовжньому напрямку;

Після закінчення роботи, при необхідності, розібрати мікрометричний інструмент, промити в бензині, змастити антикорозійним змащенням і укласти в футляр.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1. Накреслити ескіз деталі.

За кресленням знайти перевіряються розміри і занести їх в таблицю.

Вибрати граничні відхилення перевіряються розмірів (В.Д. Мягков Допуски посадки т. 1 таблиця, 3 стор 140-141, таблиця 1.30 стор. 99) і занести їх в таблицю.

4. Визначити граничні розміри і допуски перевіряються розмірів, записати їх в таблицю.

5. Вибрати допускається похибка для перевіряються розмірів (посібник з вибору вимірювальних засобів таблиця 1 стор.3) і занести їх в таблицю,

6. Вибрати для кожного перевіряється розміру вимірювальні засоби і його характеристику (посібник з вибору вимірювальних засобів) і занести їх в таблицю,

7 . Провести вимірювання в двох напрямках і занести їх в таблицю,

8. Дати висновок про придатність перевіряються поверхонь і про придатність деталі.

форма звіту

Назва роботи.

Мета роботи.

Обладнання, що використовується при виконанні роботи.

Склад завдання.

Ескіз деталі.

Визначення граничних розмірів і допусків в перевірених поверхнях виробів

перевіряється

розмір

Граничні відхилення в мм

Граничні розміри в мм

допуск в

мм

TD, Td

мм

Е S, ЕS

EI, ei

D max d max

D min, d min

D max = D + ES (мм) D min = D + EI (мм) TD = ES - ЕI (мм)

В ибор вимірювальних засобів

перевіряється розмір

Позначення вимірювального засобу

Похибка вимірювального засобу

межа вимірювання

Ціна поділки, мм

Результати вимірювання:

граничні розміри

перевіряється поверхні

результати вимірювань

висновок

про придатність

D max

d max

D min

d min

9. Висновок про придатність: _______________________

Питання для повторення:

Які вимірювання називаються абсолютними?

Які вимірювання називаються відносними?

Що таке мікрометр?

Як визначається ціна поділки мікрометра?

З яких частин складається мікропара, і який крок її різьби?

У чому особливість пристрою мікрометричного глибиноміра, його шкали і застосування?

Опишіть основні частини мікрометричного нутромера і його застосування.

Лабораторна робота №4

Тема:"Контроль розмірів деталей порівняльним методом".

Мета роботи : Вивчити конструкції індикаторного інструменту, плоскопараллельних кінцевих мір довжини. Освоїти техніку настройки і вимірювання індикаторними інструментами.

устаткування : Скоба важільна, скоба індикаторна, нутромер індикаторний, ППКМД з приладдям, деталі для вимірювання.

література:

1 .В.Д. Мягков. Допуски і посадки. том 1 - М .: Машинобудування, 2014

2. Керівництво з вибору вимірювальних засобів, (посібник).

завдання:

Вибрати вимірювальний інструмент для перевірки розмірів, вивчити їх пристрій і конструкцію.

Налаштувати вибрані індикаторні і інструменти на перевірку розмірів.

Виміряти задані поверхні деталі.

Дати висновок про придатність.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Індик Торн ІНСТРУМЕНТИ.

Індикаторні інструменти оснащені вимірювальними головками і призначені для визначення розмірів деталей відносним методом.

1. Скоби індикаторні

Призначені для вимірювання зовнішніх лінійних розмірів. Підставою індикаторної скоби служить корпус-скоби 5, в робочій виїмці якої розташовані знаходяться на одній вимірювальної осі з одного боку рухлива п'ята 2, що сприймає зміни розмірів вимірюваної деталі, а з іншого боку - переставна п'ята 1. Збоку встановлений упор зусилля індикатора годинного типу 4. індикаторна скоба встановлюється на розмір по настановної мірою або по блоку плоскопараллельних кінцевих мір довжини рівному найменшому граничного розміру вимірюваної деталі, в цьому випадку действітальное значення розміру дорівнюватиме сумі розміру блоку кінцевих мір довжини і величиною відліку за шкалою індикатора з відповідним знаком

Скоби індикаторні СИ виготовляють з межами вимірювання 0-50 мм, 50-100 мм, 100-200 мм, 200-300 мм ... 600-700 мм, 700-850мм, 850-1000 мм, ціною поділки 0,01 мм першого класу точності. Позначення: скоба СИ-300 ГОСТ 11098-75.

2 Скоби важільні.

Призначені для вимірювання зовнішніх лінійних розмірів. Скоба-корпус у важеля скоби володіє більшою жорсткістю ніж у індикаторної. Рухома п'ята 6 і переставна п'ята 1 володіє великими вимірювальними поверхнями іїх переміщення відбуваються набагато точніше. Рухома п'ята має дві виїмки, в одну з них входить важіль відведення, а в другу наконечник передавального важеля, що належить вимірювальної голівці, вмонтованої в корпус скоби. Рух рухомої п'яти передається стрілці 2 вимірювальної головки. У задньому торці рухомий п'яти надіта пружина вимірювального зусилля важеля скоби. Скоба має на шкалі покажчики поля допуску, які переставляються за допомогою ключа. Переставна п'ята пересувається обертанням гайки і стопориться ковпачком. Налаштування скоби на розмір проводиться по блоку кінцевих мір довжини рівному деталі. Для установки стрілки на нуль стопоріння п'яти здійснювати обертанням ковпачка і гайки. Дійсний розмір буде дорівнює сумі розмірів блоку кінцевих мір довжини і величиною відліку за шкалою індикатора ( dmax + dmin ):2 з відповідним знаком. Скоби важільні виготовляються з межами вимірювання 0-25 мм, 25-50мм, 50-75 мм ... 125-150 мм, ціною поділки 0,002 мм першого класу точності.

Позначення: скоба СР50 ГОСТ 11098-75

ТЕХНІКА ВИМІРЮВАННЯ скоби.

Перед вимірюванням протерти циліндричні частини п'ят і особливо ретельно вимірювальні поверхні, протирати чистою тканиною, змоченою в бензині, і остаточно - сухою тканиною.

Вимірювані деталі повинні бути сухими і чистими.

При користуванні скобою можна піддавати її різним ударам, проводити вимірювальними поверхнями по вимірюваної деталі необхідно користуватися відводами.

Після закінчення вимірювань п'яти скоби протираються тканиною і змащуються антикорозійним змащенням крім вимірювальних поверхонь /, скобу укласти в футляр.

Наприклад, для складання блоку розміром 27,855 мм з плиток набору N1 будуть потрібні наступні плитки:

плитка 1,005 залишається 26,85

плитка 1.35 залишається 25,5

плитка 5,5 - "- 20

плитка 20 - "- 0

Перевірка 1,005+1,35 + 5,5 + 20 = 27,855 мм

Вибрані заходи звільняються від мастила і протираються чистою м'якою тканиною;

Підготовлені до притирання плитки не класти обмірними поверхнями на стіл, складати на чистий аркуш паперу або чисту серветку;

Притирання плиток виробляти відносним їх переміщенням під
невеликим тиском;

Щоб уникнути деформації нежорстких плиток малої довжини

при безпосередньому вимірі блоком потрібно по кінцях блоку притирати плитки більш жорсткі;

5. Після роботи плитки протерти і укласти у відповідні комірки футляра набору.

4. Плоськопараллельним кінцевим ЗАХОДИ ДОВЖИНИ.

Пласкопаралельні кінцеві міри довжини представляють собою прямокутні призми.

Вони призначені для вимірювання лінійних розмірів і являють собою прямокутні пластини з двома протилежними обмірними площинами. Кожна плитка має певний розмір і тому є одновимірним інструментом. Завдяки ретельній обробці вимірювального поверхонь плитки мають чудову властивість «притиратися», т. Е. Зчіплюватися одна з одною, що дає можливість збирати в блок кілька плиток, отримуючи в цілому необхідний розмір.

Мірними плитками можна зробити виміри з точністю до 0,001 мм. Мірні плитки виготовляються наборами.

Залежно від величини відхилення середньої довжини заходів від номінального розміру і від плоскопаралельності встановлюються 5 класів точності кінцевих мір: 00, 0,1,2, 3.

Плитки випускаються наборами від 2 до 112 плиток в наборі: причому за ДСТУ 9038-83 встановлено 19 наборів. ГОСТом 9038-83 встановлено наступний ряд довжини, перевірки і градуювання засобів вимірювальної техніки, для точних вимірювань виробів і градації: 0,001 0,005 0,01; 0,1; 1 10 5, 50; 100 мм

Найбільш вживаними є набор.№1-83 заходи, N 2-38 заходів і набори

№ 6 та № 7 по 11 заходів,

При складанні набору плиток завжди прагнуть отримати його з найменшої кількості плиток, тому що зі збільшенням кількості плиток в блоці зростає похибка.

Для отримання блоку з найменшої кількості плиток потрібно керуватися таким правилом: спочатку брати плитку, відповідну останнім знаком даного розміру, потім передостаннім і т. Д. Коли дрібна частина числа готова, треба відняти від цілої частини розміру суму цілих міліметрів, підібраних під час складання дробової частини , і взяти відповідну плитку в цілих мм.

Наприклад: блок 71875

1-я плитка - 1,005

2-я плитка -1,37

3-тя плитка - 9,5

4-я плитка - 60

71,875

Плитками можна вимірювати деталі тільки з відшліфованими поверхнями. Перед вимірюванням і складанням блоку необхідно плитки очистити від мастила чистим першосортним бензином, після чого насухо витерти м'якою серветкою і покласти на чистий стіл неробочий поверхнею.

Так потрібно послідовно притирати все плитки, що входять у цей блок.

1. Вимірювання проводиться при Т - 20 ° С.

2. Вимірюваний об'єкт чисто витертий від бруду і промитий бензином. Площині, що безпосередньо стикаються при вимірюванні з плитками, не повинні мати забоїн, задирок.

3. При роботі з плитками неприпустимо торкатися руками до вимірювальним поверхонь.

4. Вимірювальні плитки та приладдя до них не повинні піддаватися ударам і падіння.

5. Після роботи плитки повинні бути промиті першосортним бензином, насухо витерті і змащені безкислотним бензином.

Номінальні значення довжини кінцевих мір повинні відповідати зазначеним в таблиці 1.

Таблиця 1

в мм

Градація кінцевих мір

Номінальні значення довжини кінцевих мір

1,0005

0,001

Від 0,99 до 1,01 включ.

" 1,99 " 2,0 "

" 9,99 " 10,01 "

0,005

Від 0,40 до 0,41 включ.

0,01

Від 0,1 до 0,7 включ.

"0,9" 1,5 включ.

" 2 " 3 "

" 9,9 " 10,1 "

Від 0,1 до 3 включно.

Від 0,5 до 25 включно.

Від 1 до 25 включно.

Від 10 до 100 включ.

Від 25 до 200 включ.

Від 50 до 300 включ.

Від 100 до 1000 включно.

5 індикаторні нутроміри

Д ля внутрішніх вимірювань застосовують індикаторний нутромір.

Він має направляючу втулку 5, у верхній частині якої встановлено індикатор 1 годинного типу, закріплений гвинтом 2. Усередині втулки знаходиться довгий стрижень, який стикається з коротким стрижнем 10, що впирається в грибок 9 трійника 6 головки нутромера. У трійнику розташовані движок 4 і змінний вимірювальний стрижень 8, закріплений в трійнику гайкою 7. З боку рухомого штифта на трійнику насаджений центрирующий місток 5, службовець для установки головки індикатора по діаметру отвору. При вимірі отворів движок 4 із спіральною пружиною 11 тисне на важіль 9 і через стрижень 10 передає рух на довгий стрижень до індикатора.

За переміщенню стрілки індикатора визначають відхилення розміру.

Як заходи для установки індикаторних нутромірів на розмір і на нуль застосовують комплекти з кінцевих мір довжини.

При вимірі необхідно покачати нутромер в осьовій площині в поздовжньому перетині і знайти мінімальне положення по стрілці вимірювальної головки, тобто перпендикуляри до обох утворюючим вимірюваного отвору.

Налаштування нутромера проводиться на номінальний розмір перевіряється розміру за рахунок змінного наконечника. Індикатор при установці на нуль повинен мати натяг 1-2 обороту. Дійсний розмір буде дорівнює сумі номінального розміру і величиною відліку за шкалою індикатора з відповідним знаком.

Індикаторні нутроміри виготовляються з межами вимірювань 6-10 мм, 10-18 мм, 18-50 мм, 50-100 мм, 100-160 мм, 160 250 мм 1-го і 2-го класів точності, а з межами вимірювання 250 -450 мм, 450-700мм, 700-1000 мм першого класу точності з ціною поділки 0,01 мм. Позначення: нутромер НІ-18-50-1 ГОСТ 868-82.

ТЕХНІКА ВИМІРЮВАННЯІндикаторні нутроміри.

перед виміром протерти вимірювальні поверхні чистою тканиною, змоченою в
бензині і остаточно сухою тканиною,

вимірювані деталі повинні бути сухими і чистими,

при вимірюванні отвори індикаторний нутромір вводять спочатку торкаючись стінки отвори містком, а потім вводять нутромер далі, невеликим погойдуванням в осьовому напрямку;

після вимірів вимірювальні поверхні протирають тканиною і змащує антикорозійним змащенням, нутромер укласти в футляр.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ.

1 .Начертіть ескіз деталі

Вибрати граничні відхилення перевіряються розмірів (В.Д. Мягков "Допуски і посадки", т.1, табл.1. 7, стор.79, табл.1.30 стор.95 ізанесті в таблицю.

Визначити граничні розміри і допуски перевіряються розмірів, записати їх в таблицю.

Вибрати допускається похибка для перевіряються розмірів (посібник з вибору вимірювальних засобів для контролю розмірів деталей табл. № 1, стр.З) і занести їх в таблицю.

Вибрати для кожного перевіряється розміру вимірювальні засоби і його характеристику (посібник з вибору вимірювальних засобів для контролю розмірів деталей) і занести їх в таблицю.

Зробити розрахунок блоків кінцевих мір довжини для настройки індикаторних інструментів.

Налаштувати індикаторні інструменти.

Дати висновок про придатність перевіряються поверхонь і про придатність деталі по ним.

ФОРМА звіт:

Назва роботи.

Мета роботи.

Обладнання, що використовується при виконанні роботи.

Склад завдання.

Ескіз деталі.

Визначення граничних розмірів і допусків в перевірених поверхнях виробів

перевіряється

розмір

Граничні відхилення в мм

Граничні розміри в мм

Допуск в мм

Допустима похибка вимірювання в

мм

Е S, ЕS

EI, ei

D max d max

D min, d min

TD, Td

d max = d + es (мм) d min = d + ei (мм) Td = es - ei (мм)

D max = D + ES (мм) D min = D + EI (мм) TD = ES - TI (мм)

В ибор вимірювальних засобів

перевіряється розмір

позначення

вимірювального засобу

похибка

вимірювального засобу

межа

виміру

Ціна

ділення, мм

Розрахунок блоків кінцевих мір довжини для настройки індикаторних інструментів

результати вимірювань

Висновок про придатність _______________

Питання для повторення:

Які ви знаєте вимірювальні головки і як в них виходить перетворення руху наконечника в поворот стрілки?

Опишіть індикатор годинникового типу, його ціну поділки і вимір.

Як влаштований індикаторний нутромір? Як його застосовують?

Що таке індикаторна скоба? Як вона влаштована і як застосовується?

Що таке важільна скоба? Як вона влаштована і яка ціна ділення шкали?

Даний збірник описів практичних і лабораторних робіт з дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація» розроблений для студентів за спеціальностями 150411, 240401,220301,140613. Завдання для практичних робіт складено відповідно до чинної програми з урахуванням специфіки кожної спеціальності. До збірки включені роботи, що дозволяють провести аналіз структури і змісту стандартів, проведення вимірювань та їх математичної обробки, вивчення стандартизації в промисловій сфері, основних норм взаємозамінності продукції з метою забезпечення її якості та конкурентоспроможності. До збірки включені роботи для ознайомлення з основними нормами взаємозамінності продукції і стандартизацією точності ГЦС; по переводу неметричних одиниць виміру в одиниці СІ. У ньому розбираються питання щодо вибору засобів вимірювань і способам вимірювання ними лінійних розмірів.

Зважаючи на відсутність літератури з дисципліни, основний теоретичний матеріал, необхідний для вивчення при проведенні практичних робіт поміщений в посібнику. Даний матеріал опрацьовується самостійно при підготовці до практичної роботи і закріплюється при її проведенні. Щоб удосконалювати теоретичні і практичні знання, до збірки включені контрольні запитання та ділові ситуації.

Методичний посібник включає:

Завдання до тем занять із зазначенням порядку їх виконання;

Як додаток до збірника завдань є:

1. Закон РФ «Про забезпечення єдності вимірювань»;

2. Федеральний закон «Про технічне регулювання»;

3. Стандарти НСС: ГОСТ Р 1.0-2004, ГОСТ Р 1.12-2004, ГОСТ Р 1.2-2004, ГОСТ Р 1.4-2004, ГОСТ Р 1.5-2004, ГОСТ Р 1.9-2004, ГОСТ 2.114-95.

4. Система сертифікації ГОСТ Р

5. Фрагменти стандартів ЕСДП.

6. Відповіді до завдань з рішенням.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб користуватися попереднім переглядом створіть собі аккаунт ( обліковий запис) Google і увійдіть в нього: https://accounts.google.com

По темі: методичні розробки, презентації та конспекти

Питання для контрольної роботи по предмету "Метрологія, стандартизація, сертифікація в громадському харчуванні за професією" Технологія продукції о / п "" (заочне відділення)

Питання для контрольної роботи по предмету "Метрологія, стандартизація, сертифікація в громадському харчуванні за професією" Технологія продукції о / п "" (заочне відділення) ...

Методичні вказівки до ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ «МЕТРОЛОГІЯ, СТАНДАРТИЗАЦІЯ І СЕРТИФІКАЦІЯ»

Методичні вказівки призначені для виконання лабораторних робіт з курсу «Метрологія, стандартизація та сертифікація», містять відомості облаштуванні та методиці контролю універсальним м ...

Методичні вказівки щодо виконання практичних робіт з дисципліни Метрологія, стандартизація і сертифікація для студентів очної та заочної форм навчання

Методичні вказівки розроблені на основі Федерального державного освітнього стандарту за фахом 190631 Технічне обслуговування та ремонт автомобільного транспорту середнього профес ...

Практичні роботи з дисципліни "метрологія, стандартизація, сертифікація і технічне документознавство" "

з дисципліни "метрологія, стандартизація, сертифікація і технічне документознавство" ...

Методичні рекомендації до самостійних робіт з дисципліни "Метрологія, стандартизація та сертифікація"

Методика вивчення сучасного курсу метрології, стандартизації та підтвердження якості передбачають використання роботи учнів, спрямованої на самостійне придбання і поповнення знань ...

Â. Í. ÊÀÉÍÎÂÀ, Ò. Í. ÃÐÅÁÍÅÂÀ, Å. Â. ÒÅÑËÅÍÊÎ, Å. À. ÊÓËÈÊÎÂÀ ÌÅÒÐÎËÎÃÈß, ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß È ÑÅÐÒÈÔÈÊÀÖÈß. ÏÐÀÊÒÈÊÓÌ Під загальною редакцією В. Н. Кайнова ÄÎÏÓÙÅÍÎ ÓÌÎ âóçîâ ïî îáðàçîâàíèþ â îáëàñòè àâòîìàòèçèðîâàííîãî ìàøèíîñòðîåíèÿ (ÓÌÎ ÀÌ) â êà ÷ åñòâå ó ÷ åáíîãî ïîñîáèÿ äëÿ ñòóäåíòîâ âóçîâ, îáó ÷ àþùèõñÿ ïî íàïðàâëåíèþ ïîäãîòîâêè «Êîíñòðóêòîðñêî-òåõíîëîãè ÷ åñêîå îáåñïå ÷ åíèå ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ ïðîèçâîäñòâ »ÑÀÍÊÒ-ÏÅÒÅÐÁÓÐà ÌÎÑÊÂÀ ÊÐÀÑÍÎÄÀÐ 2015 ББК 30.10я73 К 12 Кайнова В. Н., Гребньова Т. Н., Тесленко О. В., Куликова Є. А. До 12 Метрологія, стандартизація і сертифікація: Практикум: навчальний посібник / За ред. В. Н. Кайно & виття. - СПб .: Видавництво «Лань», 2015. - 368 с .: іл. - (Підручники для вузів. Спеціальна література). ISBN 9785811418329 Навчальний посібник містить теоретичний та довідково & методичний матеріал по нормуванню геометричних характеристик виробів, а також за вибором засобів вимірювань та їх обробки результатів одноразових і багаторазових вимірювань, виконаних прямим і непрямим методами. Розроблено варіанти завдань, які використовуються при виконанні практичних занять і самостійних робіт з дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація». Призначено для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за технічними напрямами підготовки БАКАЛАУ & рів, магістрів і дипломованих фахівців. Може бути корисно інженерно & технічним службам підприємств та організацій & ций, що виконують розробки та виробництво виробів в області машинобудування. ББК 30.10я73 Рецензенти: Ф. Ф. РЕПИН - кандидат технічних наук, професор кафедри «Технологія конструкційних матеріалів і машіноремонта» Волзької державної академії водного транспорту; П. М. КОРОЛЬОВ - кандидат технічних наук, заст. головного технолога ВАТ НАЗ «СОКІЛ». Обкладинка Е. А. ВЛАСОВА Охороняється законом РФ про авторське право. Відтворення всієї книги або її частини забороняється без письмового дозволу видавця. Будь-які спроби порушення закону будуть переслідуватися в судовому порядку. © Видавництво «Ла; нь », 2015 © Колектив авторів, 2015 © Видавництво« Лань », художнє оформлення, 2015 ПЕРЕДМОВА Д ісціпліна« Метрологія, стандартизація та сертифікація »відноситься до базової частини професійного циклу очної та заочної форми навчання студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за технічними напрямами підготовки бакалаврів, магістрів і дипломованих фахівців. Даний навчальний посібник розроблений вперше в вигляді практикуму, попередні видання містили теоретичний матеріал і довідкові дані. Автори посібника мають великий досвід у вивченні питань нормування та контролю точності геометричних параметрів, в питаннях стандартизації в області оформлення конструкторської та технологічної документації. З огляду на, що сучасні навчальні плани приділяють значну увагу на виконання студентами самостійної і практичної роботи, виникла необхідність у створенні навчально-методичного посібника у вигляді практикуму. У посібнику по всіх розглянутих тем коротко дана теоретична частина, варіанти завдань та приклади їх вирішення. Посібник складається з п'яти глав і додатків, які містять довідкові таблиці зі стандартів, необхідні для виконання завдань. Т. Н. Гребньової підготовлена ​​перша глава, розділи по шпонковим і шліцьовим з'єднанням з четвертого розділу. Друга і третя глави, а також розділ по вибору засобів 4 Передмова вимірювань з п'ятої глави складені Е. В. Тесленко. Е. А. Куликова розробила розділ по нормуванню параметрів метричної різьби з четвертого розділу і розділ з п'ятої глави з розрахунку похибок вимірювання. Розділи п'ятого розділу з основ теорії ймовірностей, математичної статистики та обробки результатів вимірювань склала В. Н. Кайнова. Загальну редакцію посібника виконала доцент, кандидат технічних наук Валентина Миколаївна Кайнова. Автори приносять глибоку подяку за цінні пропозиції та зауваження щодо поліпшення змісту навчального посібника кандидату технічних наук, професору Ф. Ф. Рєпіна і головному технологу, кандидату технічних наук, доценту ВАТ НАЗ «Сокіл» П. М. Корольову. Точна наука немислима без міри. Д. І. Менделєєв Чим далі від дошки конструктора виявляється ненадійність, тим дорожче вона обходиться. А. А. Туполєв ВСТУП До онструкторская документація визначає проектне якість виробів. Вона є основним видом документів, які використовуються для проектування технологічних процесів обробки і збірки, контрольно-вимірювальних операцій, а також при виконанні робіт з сертифікації. При розробці конструкторської документації необхідно дотримуватися вимог діючих стандартів. Точність істотно впливає на якість виробів, на трудомісткість їх виготовлення, а отже, і на собівартість. Мета даного навчального посібника - допомогти студентам у вирішенні зазначених завдань. Посібник складається з п'яти глав і додатків, які містять довідкові таблиці зі стандартів, необхідні для виконання завдань. У першому розділі дано загальні поняття про систему допусків гладких циліндричних з'єднань (ЕСДП), а також рекомендації та приклади з вибору і розрахунку допусків і посадок, методи розрахунку розмірних ланцюгів. Другий розділ присвячено питанням шорсткості поверхонь, точності форми і розташування поверхонь деталей машин, а також містить рекомендації щодо розрахунку числових значень геометричних допусків і вказівкою їх на кресленнях. У третьому розділі розглянуті сполуки з підшипниками кочення, дані рекомендації з вибору посадок і оформлення креслень. 6 Введення Четверта глава містить відомості по призматичним шпонки, прямобічним шліцам, різьбовим з'єднанням і циліндричним зубчастих передач. П'ята глава висвітлює питання метрологічного забезпечення машинобудівного виробництва: аналіз похибок вимірювань, рекомендації з вибору засобів вимірювань, основи теорії ймовірностей і математичної статистики, розглянуті конкретні ситуації. ГОЛ А В А 1 НОРМУВАННЯ ТОЧНОСТІ ГЛАДКИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ СОЕДИНЕНИЙ 1.1. ЕСДП. ДОПУСКИ І ПОСАДКИ ГЛАДКИХ СОЕДИНЕНИЙ 1.1.1. Терміни та визначення ПО ГОСТ 25346-89 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.1 Н ормірованіе точності лінійних розмірів здійснюється стандартами Єдиної системи допусків і посадок (ЕСДП). Базовий стандарт цієї системи ГОСТ 25346-89 «ОНВ. Єдина система допусків і посадок. Загальні положення, ряди допусків і основних відхилень ». Розмір - числове значення лінійної величини в обраних одиницях виміру. Прийнято розділяти розміри на вільні і сполучаються, охоплюються (вали) і охоплюють (отвори). Отвір - термін, умовно застосовується для позначення внутрішніх елементів деталей, включаючи і нециліндричну елементи. Вал - термін, умовно застосовується для позначення зовнішніх елементів деталей, включаючи і нециліндричну елементи. Всі параметри вала позначаються малими буквами латинського алфавіту, а всі параметри отвори - прописними. Розмір може бути дійсним, номінальним або граничним (найбільшим або найменшим). Дійсний розмір - розмір елемента, встановлений вимірюванням з допустимою похибкою. Граничні розміри - два гранично допустимих розміру елемента (найбільший і найменший), між 8 Метрологія, стандартизація і сертифікація якими повинен знаходитися дійсний розмір придатної деталі: Dmax, Dmin - найбільший і найменший граничні розміри отвору відповідно; dmax, dmin - найбільший і найменший граничні розміри валу відповідно. Номінальний розмір - розмір, щодо якого визначаються відхилення. Значення номінального розміру знаходиться по виконаним інженерних і конструкторських розрахунків деталі на міцність, жорсткість, вигин і ін. , Враховуючи коефіцієнт запасу надійності (рівний 2, 3 і більше), з подальшим округленням його по рядах нормальних лінійних розмірів згідно ГОСТ 6636-69: d - номінальний діаметр вала; D - номінальний діаметр отвору. Номінальний розмір служить початком відліку відхилень - дійсних або граничних (верхнього і нижнього). Все номінальні розміри в системі ЕСДП розбиті на ряд інтервалів,. Відхилення - алгебраїчна різниця між розміром (дійсним, граничним) і відповідним номінальним розміром. Граничне відхилення (верхнє або нижнє) - алгебраїчна різниця між граничним і відповідним номінальним розмірами (рис. 1.1): E, e - дійсні відхилення отвору і валу відповідно; ES, es - верхні граничні відхилення отвору і валу відповідно; EI, ei - нижні граничні відхилення отвору і валу відповідно. ES = Dmax - D; es = dmax - d; EI = Dmin - D; (1.1) ei = dmin - d. (1.2) Звідси граничні розміри можна визначити як алгебраїчну суму номінального розміру і відповідного граничного відхилення за такими формулами: Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 9 Рис. 1.1 Граничні розміри і відхилення: а, б - валів; в - отвори. Dmax = D + ES; dmax = d + es; Dmin = D + EI; (1.3) dmin = d + ei. (1.4) Допуск отвору і вала (Т) можна подати як різницю граничних розмірів або як алгебраїчну різницю граничних відхилень: TD = Dmax - Dmin = ES - EI; (1.5) Td = dmax - dmin = es - ei. (1.6) Залежність допуску від номінального розміру виражається через одиницю допуску, яка для розмірів до 500 мм позначається буквою i (мкм), а для розмірів понад 500 мм - I (мкм). Вона є характеристикою точності (функцією номінального розміру). Округлені значення одиниці допуску в залежності від номінального розміру представлені в таблиці 1.1. Відповідно до ГОСТ 25346-89 стандартний допуск (IT) - це будь-який з допусків, встановлених даною системою допусків і посадок, який задається квалітетом (ступенем точності) і умовно позначається з урахуванням номера квалітету ITn. 10 Метрологія, стандартизація і сертифікація Т а б л і ц а 1.1 Інтервали розмірів, мм Округлі значення одиниць допуску i, мкм до 3 св. 3 до 6 св. 6 до 10 св. 10 до 18 св. 18 до 30 св. 30 до 50 св. 50 до 80 св. 80 до 120 св. 120 до 180 св. 180 до 250 св. 250 до 315 св. 315 до 400 св. 400 до 500 i 0,6 0,8 0,9 1,1 1,3 1,6 1,9 2,2 2,5 2,9 3,2 3,6 4 Квалитет - це сукупність допусків, що розглядаються як відповідні одного рівня точності для всіх номінальних розмірів. Допуски розмірів в залежності від інтервалів розмірів і квалитетов дані в Додатку Б, таблиці Б.1. Розрахунок зроблений для нормальної температури 20 ° С з імовірністю 0,997. Таким чином, під квалітетом розуміють сукупність допусків всіх номінальних розмірів даного діапазону, які характеризуються постійною відносною точністю, вираженої коефіцієнтом a, званим числом одиниць допуску (табл. 1.2). Ряд значень величини коефіцієнта а відповідає ряду R5 бажаних чисел. Т а б л і ц а 1.2 Квалитет Значення числа одиниць допуску a в залежності від номера квалітету 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 а 7 10 16 25 40 64 100 160 250 400 640 1000 1600 Число одиниць допуску а для даного квалітету у всьому діапазоні розмірів постійно, а величина допуску залежить від номінального розміру і номера квалітету. Отже, значення допуску для квалітетів з 5 по 17 в залежності від номінального розміру можна визначити за формулою ITn = a⋅i; (1.7) де а - число одиниць допуску; i - одиниця допуску, мкм. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 11 Одиниця допуску, що є функцією номінального розміру (гіперболічна залежність), розраховується за формулою i = 0,453 D + 0,001D, де D = Dmax Dmin, т. Е. Середнє геометричне крайніх розмірів кожного інтервалу (Dmax і Dmin), в мм. Стандартом встановлюються 20 квалітетів: 01, 0, 1, 2, ..., 18. КВАЛІТЕТ від 01 до 4 призначені переважно для калібрів. Виконавчі розміри на кресленнях задаються номінальним розміром і полем допуску. Поле допуску обмежується найбільшим і найменшим граничними розмірами і визначається величиною допуску і його положенням щодо номінального розміру. При графічному зображенні полів допусків положення номінального розміру зображується лінією, яка називається нульовою. Відлік відхилень проводиться по перпендикуляру до нульової лінії: вгору - з позитивним знаком, а вниз - з негативним. Горизонтальні лінії, що обмежують поле допуску зверху і знизу, - це верхні утворюють циліндричних поверхонь з найбільшим і найменшим діаметрами відповідно. Положення поля допуску задається основним відхиленням, яким в ЕСДП називається одне з двох граничних відхилень (верхнє або нижнє), найближче до нульової лінії. Таким чином, у полів допусків, розташованих вище нульової лінії, основним відхиленням буде нижнє відхилення, а у полів допусків, розташованих нижче нульової лінії, - верхнє відхилення. Основні відхилення позначаються буквами латинського алфавіту: малими - для валів (а-zc), прописними - для отворів (А-ZC). Для розмірів до 500 мм передбачено по 27 варіантів основних відхилень валів і отворів (табл. 1.3). Схема розташування основних відхилень представлена ​​на малюнку 1.2. 12 Метрологія, стандартизація і сертифікація Т а б л і ц а 1.3 Позначення основних відхилень отвору і валу Отвори A B C D E EF F FG G H Js K Вали a b c d e ef f fg g h js k m Отвори N P R S T U V X Y Z ZA ZB ZC Вали n p r s t u v x y z za zb zc M Рис. 1.2 Основні відхилення: а - отворів; б - валів; I - для посадок з зазором; II - для перехідних посадок; III - для посадок з натягом. У ряду основних відхилень особливе місце займають відхилення з позначенням H, h, Js, js. Літерами H, h Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 13 позначають поля допусків основного отвору і основного вала відповідно. Основний вал (h) - вал, основне верхнє відхилення якого дорівнює нулю: es = 0. Основне отвір (H) - отвір, основне нижнє відхилення якого дорівнює нулю: EI = 0. Поля допусків основного отвору і основного вала спрямовані в «тіло» деталі і визначають розмір максимуму матеріалу. Термін розмір максимуму матеріалу відноситься до того з граничних розмірів, якому відповідав би більший обсяг матеріалу деталі, т. Е. Найбільшому граничному розміру зовнішнього (охоплюваного) елемента (вала) або найменшому граничного розміру внутрішнього (куди входять) елемента (отвори). У ГОСТ 25346 термін «межа максимуму матеріалу» використовується приблизно в тому ж значенні, що і термін «розмір максимуму матеріалу» по ГОСТ Р 53090-2008. Позначення Js, js відповідають симетричному (полю допуску) розташуванню відхилень отвору і валу відповідно (рис. 1.2). Значення основного відхилення залежить від умовного позначення і величини номінального розміру. Друге відхилення полів допусків (рис. 1.3) визначається як різниця алгебри або алгебраїчна сума значень основного відхилення і стандартного допуску ITn отвори або вала, заданого квалітетом розміру, за такими формулами (враховуючи знак основного відхилення і його розташування): ES = EI + ITn ( від A до H); (1.8) EI = ES - ITn (від K до ZC); (1.9) ei = es - ITn (від a до h); (1.10) es = ei + ITn (від k до zc). (1.11) Числові значення основних відхилень дані в Додатку Б, для валів - в таблиці Б.2, для отворів - в таблиці Б.3. 14 Метрологія, стандартизація і сертифікація Рис. 1.3 Схема розташування полів допусків: а - отвори (ES і EI - позитивні); б - вала (es і ei - негативні). У зв'язку з тим, що поле допуску визначається величиною допуску і його положенням щодо номінального розміру, в його умовне позначення відповідно до ГОСТ 25436 повинні входити величина номінального розміру, позначення основного відхилення і номер квалітету. Наприклад: ∅30F7 і ∅30f6. Перший розмір відноситься до отвору, а другий - до валу. Вказівка ​​полів допусків і граничних відхилень розмірів на кресленнях проводиться відповідно до ЕСКД по ГОСТ 2.307-2011 наступним чином: 1) умовним позначенням полів допусків (буквою і цифрою); рекомендується в масовому виробництві: ∅20m6, ∅50Н7, ∅100f8 і т. д .; 2) числовими значеннями граничних відхилень (верхнім і нижнім відхиленнями) в мм; рекомендується в одиничному виробництві: +0,025; ∅100-0,036; ∅20 ++ 0,021 0,008; ∅50 -0,090 3) змішаним способом; рекомендується в серійному виробництві і в навчальних цілях: Записати змішаним способом значить вказати поле допуску два рази: спочатку умовними знаками (буквою і 15 Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань цифрою), а потім в дужках значеннями граничних відхилень. Дужка відокремлює один спосіб запису поля допуску від іншого. При нанесенні на кресленнях розмірів з граничними відхиленнями слід дотримуватися таких правил: верхнє і нижнє відхилення записують в два рядки шрифтом в два рази менше основного, розташовуючи верхнє відхилення над нижнім: ∅30 ++ 0,075 0,051; кількість знаків при запису верхнього і нижнього откло нений має бути однаковим, наприклад ∅30--0,007 0,040; відхилення, рівні нулю, не вказують, наприклад +0,021 ∅30; ∅30-0,033; при симетричному розташуванні відхилень їх зна ня задають після знака «±» цифрами, рівними по висоті цифрам номінального розміру, наприклад ∅30 ± 0,026. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.1 Ознайомитися з теоретичною частиною розділу. Отримати завдання (варіант) практичної роботи. Варіанти задані в таблиці 1.4. Т а б л і ц а 1.4 Варіанти завдань до практичного заняття 1.1 № варіанта Розміри № варіанту Розміри № варіанту Розміри 1 30F8 30h8 10 100K7 100h6 19 80U7 80h6 2 90f8 90H9 11 120k6 120H7 20 70u6 70H7 3 45G7 45h6 12 85S7 85h6 21 50H11 50d10 4 65g6 65H7 13 75s6 75H7 22 150h10 150E9 5 112G6 112h5 14 102D8 102h7 23 12P5 12h5 6 35M5 35h4 15 135m5 135H6 24 240G7 240h6 72E7 72h6 7 16 58e8 58H9 25 20s7 20H8 8 185m6 185H7 17 10Js9 10h9 26 24k6 24H7 9 28a11 18 32c11 32H12 27 210r6 210H7 28H12 Завдання. Розрахувати допуски і граничні відхилення заданих розмірів і записати поля допуску змішаним способом (1-й рівень складності); на 2-му рівні складності побудувати схеми розташування полів допусків. 16 Метрологія, стандартизація і сертифікація Рішення. 1. Знайти по таблиці 1.1 значення одиниці допуску для заданих номінальних розмірів. 2. Визначити число одиниць допуску по таблиці 1.2 в залежності від заданого номера квалітету. 3. Розрахувати значення допуску для заданих розмірів за формулою (1.7). 4. Округлити розраховане значення допуску до стандартного по таблиці Б.1 Додатка Б. 5. Визначити вид і значення основних відхилень (табл. Б.2 і Б.3), а також другі відхилення полів допусків для заданих розмірів за формулами (1.8) , (1.9) або (1.10), (1.11). 6. Записати задані розміри, вказавши поля допусків змішаним способом. 7. Побудувати схеми розташування полів допусків на задані розміри аналогічно малюнку 1.3. Приклади ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.1 Приклад 1 (1-й рівень складності) Завдання. Розрахувати допуски і граничні відхилення розмірів ∅30H7 і ∅30f6 і записати поля допусків змішаним способом. Рішення. 1. Для розміру ∅30 знайти по таблиці 1.1 значення одиниці допуску i = 1,3 мкм. 2. Визначити число одиниць допуску по таблиці 1.2: для 7-го квалітету -a = 16; для 6-го квалітету -a = 10. 3. Розрахувати значення допуску для заданих розмірів за формулою (1.7): для отвори IT7 = a ⋅ i = 1,3 ⋅ 16 = 20,8 мкм; для вала IT6 = a ⋅ i = 1,3 ⋅ 10 = 13 мкм. 4. По таблиці Б.1 знайти стандартні значення допусків: IT7 = 21 мкм; IT6 = 13 мкм. 5. Визначити вид і значення основних відхилень і другі відхилення полів допусків для заданих розмірів за формулами (1.8), (1.9) або (1.10), (1.11). Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 17 5.1. Розмір ∅30H7 має основне відхилення H (табл. Б.3), якому відповідає нижнє відхилення, рівне EI = 0, друге відхилення визначається за формулою (1.8): ES = EI + IT7 = 0 + 21 = +21 мкм. 5.2. Розмір ∅30f6 має основне відхилення f, якому відповідав би верхнє відхилення, рівне es = -20 мкм (табл. Б.2). Нижня відхилення вала за формулою (1.10): ei = es - ITn = -20 - 13 = -33 мкм. 6. Записати задані розміри, вказавши поле допуску змішаним способом: ∅30H7 (+0,021); ∅30f 6 (--0,020. 0,033) Приклад 2 (2-й рівень складності) Завдання. Розрахувати граничні відхилення, граничні розміри ∅30H7 і ∅30f6, записати поля допусків змішаним способом і побудувати схеми розташування полів допусків. Рішення. Для розміру ∅30H7 визначити: 1. Вид і значення основного відхилення H: EI = 0 (табл. Б.3). 2. Значення стандартного допуску IT7 = 21 (табл. Б.1). 3. Значення другого відхилення за формулою (1.8): ES = EI + IT7 = 0 + 21 = +21 мкм. 4. Записати поле допуску змішаним способом: ∅30H7 (+0,021). 5. Розрахувати граничні розміри отвору за формулами (1.3): Dmax = D + ES = 30,000 + 0,021 = 30,021; Dmin = D + EI = 30,000 + 0 = 30,000. Для розміру ∅30f6 визначити: 1. Вид і значення основного відхилення f: es = -20 (табл. Б.2). 18 Метрологія, стандартизація і сертифікація Рис. 1.4 Схеми розташування полів допусків: a - отвори ∅30H7; б - вала ∅30f6. 2. Значення стандартного допуску IT6 = 13 мкм (табл. Б.1). 3. Значення другого відхилення за формулою (1.10): ei = es - IT6 = -20 - 13 = -33 мкм. 4. Записати поле допуску змішаним способом: ∅30f 6 (--0,020. 0,033) 5. Розрахувати граничні розміри валу за формулами (1.4): dmax = d + es = 30,000 - 0,020 = 29,980; dmin = d + ei = 30,000 - 0,033 = 29,967. 6. Побудувати схему розташування полів допусків для розміру ∅30H7 (рис. 1.4а) і для розміру ∅30f6 (рис. 1.4б). 1.1.2. ПОСАДКИ І ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКИ. СИСТЕМИ ПОСАДОК ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.2 Посадка - це з'єднання двох деталей, в результаті чого утворюється зазор або натяг. Різниця розмірів Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 19 отвору і валу до збірки визначає характер з'єднання деталей. Розрізняють посадки з зазором, посадки з натягом і перехідні посадки. Для освіти посадок використовують або основне отвір H, або основний вал h. Основний вал - вал, верхнє (основне) відхилення якого дорівнює нулю: es = 0 → h. Основне отвір - отвір, нижня (основне) відхилення якого дорівнює нулю: EI = 0 → H. Номінальний розмір посадки - номінальний розмір, загальний для отвору і валу, складових з'єднання. До характеристик посадки відносяться натяг, зазори і допуск посадки. Зазор (S) - різниця між розмірами отвору і вала до збірки, якщо розмір отвору більше розміру вала. Натяг (N) - різниця між розмірами вала і отвору до збірки, якщо розмір вала більше розміру отвору. Допуск посадки - сума допусків отвору і вала, складових з'єднання: TS (TN) = TD + Td. Мал. 1.5 Схема розташування полів допусків посадок з зазором (1.12) 20 Метрологія, стандартизація і сертифікація Посадка з зазором - посадка, при якій завжди утворюється зазор в з'єднанні, так як найменший граничний розмір отвору більше найбільшого граничного розміру вала або дорівнює йому. При графічному зображенні посадки поле допуску отвору розташовано над полем допуску вала (рис. 1.5). Граничними характеристиками посадки з зазором є найбільший і найменший зазори і допуск зазору: Smax = Dmax - dmin = ES - ei; (1.13) Smin = Dmin - dmax = EI - es; (1.14) TS = Smax - Smin = TD + Td. (1.15) Посадка з натягом - посадка, при якій завжди утворюється натяг в з'єднанні, т. Е. Найбільший граничний розмір отвору менше найменшого граничного розміру вала або дорівнює йому. При графічному зображенні поле допуску отвору розташовано нижче поля допуску вала (рис. 1.6). Граничними характеристиками посадки з натягом є найбільший і найменший натяг і допуск натягу: Рис. 1.6 Схема розташування полів допусків посадки з натягом Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 21 Рис. 1.7 Схема розташування полів допусків перехідної посадки Nmax = dmax - Dmin = es - EI; (1.16) Nmin = dmin - Dmax = ei - ES; (1.17) TN = Nmax - Nmin = TD + Td. (1.18) Посадка перехідна - посадка, при якій в з'єднанні можливі як зазор, так і натяг, в залежності від співвідношення дійсних розмірів отвору і вала. При графічному зображенні поля допусків отвору і вала перекриваються повністю або частково (рис. 1.7). Граничними характеристиками перехідною посадки є найбільший зазор, найбільший натяг і допуск посадки: Smax = Dmax - dmin = ES - ei; (1.19) Nmax = dmax - Dmin = es - EI; (1.20) TS / N = Smax + Nmax = TD + Td. (1.21) Схема на малюнку 1.8 ілюструє розрахунок допуску посадки з зазором, перехідної посадки і посадки з натягом через граничні характеристики. Так як зазори і натяг мають протилежний характер, прийнято зазори відкладати в позитивну сторону від нуля, а натяг - в негативну сторону. Завдання відповідно до схеми вирішується як геометрична, т. Е. Допуск посадки визначається або як різниця відрізків, рівних граничним характеристикам посадки (для посадок з зазором і посадок з натягом), або як їх сума (для перехідної посадки). 22 Метрологія, стандартизація і сертифікація Рис. 1.8 Схема розрахунку допуску посадки у розмірі граничної характеристикам Позначення посадки вказується після номінального розміру посадки. Посадка позначається дробом, в чисельнику якого вказується умовне позначення поля допуску отвору, а в знаменнику - умовне позначення поля допуску вала. При змішаному способі позначення після умовного позначення полів допусків отвору і вала вказуються числові значення граничних відхилень цих полів допусків, укладені в дужки. Наприклад: ∅40 H7 / k6; ∅40 H7 (+0,025) Н7; ∅50. k6 k6 (+0,018 +0,002) Система допусків і посадок - це сукупність рядів допусків і посадок, закономірно побудована на основі теоретичних і експериментальних досліджень. Посадки можуть призначатися в двох системах: в системі отвору (СH) і в системі вала (Сh). Посадки системи отвори - посадки, в яких необхідні зазори і натяг виходять поєднанням різних за основним відхиленням полів допусків валів з полем допуску основного отвору H (EI = 0). Таким чином, щоб змінити характер з'єднання, необхідно змінити положення поля допуску вала, т. Е. Основне відхилення вала (рис. 1.9), залишивши незмінним поле допуску отвору (Н). Приклади посадок в системі отвору: ∅30Н / k6; ∅30Н7 / f6; ∅30Н7 / Р6. Посадки системи вала - посадки, в яких необхідні зазори і натяг виходять поєднанням різних за основним відхиленням полів допусків отворів з полем допуску основного вала h (es = 0). Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 23 Рис. 1.9 Поля допусків системи отвори Таким чином, щоб змінити характер з'єднання, необхідно змінити основне відхилення отвору, т. Е. Становище поля допуску отвору (рис. 1.10), залишивши незмінним поле допуску вала (h). Приклади посадок в системі вала: ∅30M7 / h6; ∅30F7 / h6; ∅30R7 / h6. Однойменні посадки різних систем з однаковим номінальним розміром є взаємозамінними, так як мають однакові граничні характеристики. Однак в деяких випадках застосування системи вала необхідно. Приклади застосування системи вала: 1) в з'єднаннях гладкого валу з декількома отворами по посадкам різного характеру; Мал. 1.10 Поля допусків системи вала 24 Метрологія, стандартизація і сертифікація 2) в поєднанні зовнішнього кільця підшипника з отвором в корпусі (підшипник - стандартний виріб); 3) в з'єднаннях шпонки по ширині з пазами отвору і валу; 4) застосування гладких холоднотягнутих каліброваних прутків в якості осей або валів без додаткової механічної обробки в сільськогосподарських машинах,. Стандартом допускаються будь-які поєднання полів допусків отворів і валів, але рекомендуються для застосування два вужчих ряду полів допусків: основний ряд, в якому виділено ще більш вузький відбір кращих полів допусків (табл. 1.5 і 1.6), і додатковий ряд, обмеженого застосування. Т а б л і ц а 1.5 Перевага поля допусків в системі отвору Основні отвори Поля допусків валів Кількість полів Н7 e8, f7, g6, h6, js6, k6, n6, p6, r6, s6 10 Н8 d9, e8, h7, h8 4 Н9 d9, h9 2 Н11 2 d11, h11 Σ 18 Разом Т а б л і ц а 1. 6 Перевага поля допусків в системі вала Основні вали Поля допусків отворів h6 F8, H7, Js7, K7, N7, P7 6 h7 H8 1 h8 E9, H9 2 h11 H11 1 Разом Кількість полів Σ 10 Кращою є система отвору (СH), так як дозволяє знизити собівартість обробки деталей за рахунок зменшення номенклатури типорозмірів мірного різального інструменту (свердел, зенкерів, розгорток) і вимірювального інструмента (нутроміри для отворів). Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 25 Посадки називаються основними, якщо виконуються наступні умови: поля допусків (основні відхилення) отвору і валу належать одній системі; точність отвору і вала однакова, т. е. номера квалитетов отвору і валу однакові або відрізняються на одиницю; в рідкісних випадках допускається розходження в номерах квалитетов, що дорівнює двом. Якщо ці умови або одне з них не виконуються, посадка буде комбінованої за обома ознаками або по одному з них. Приклади основних і комбінованих посадок: 1) посадка ∅45Н7 / k6 - основна посадка: поля допусків належать одній системі - системі отвору, і різниця за номерами квалитетов дорівнює одиниці; 2) посадка ∅45Н7 / h6 - комбінована посадка за першою ознакою. Поля допусків належать різним системам: поле допуску отвору належить системі отвору, поле допуску вала - системі вала. 3) посадка ∅45F9 / k6 - комбінована за двома ознаками. Поля допусків отвору і вала належать різним системам: поле допуску отвору - системі вала, а поле допуску вала - системі отвору. Різниця номерів квалитетов не більше трьох. Рекомендовані стандартом поля допусків отворів при номінальних розмірах від 1 до 500 мм за різними квалітетами представлені в таблиці Б.4. Найбільша кількість полів допусків (10) знаходиться в зоні 7-11-го квалітетів. Рекомендовані стандартом поля допусків валів при номінальних розмірах від 1 до 500 мм за різними квалітетами представлені в таблиці Б.5. Найбільша кількість полів допусків (16) знаходиться в зоні 6-11-го квалітетів. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.2 Рівень першої складності - вирішення питань для однієї заданої посадки, для двох посадок - другий рівень, а для трьох - третій рівень складності. 26 Метрологія, стандартизація і сертифікація Ознайомитися з теоретичною частиною розділу. Отримати завдання (варіант) практичної роботи. Варіанти задані в таблиці 1.7. Т а б л і ц а 1.7 Посадки № варіанту № варіанту Варіанти завдань до практичного заняття 1. 2 105Js7 / h6 14 Посадки 1 30H7 / f6 62P7 / h6 16H6 / g5 50U8 / h7 88H8 / e7 2 45G7 / h6 83H6 / r5 58K7 / h6 15 45H7 / g6 76M7 / h6 25H9 / js9 22H7 / r6 3 36G6 / h5 85H8 / x8 100M6 / h5 16 30F7 / h6 180K8 / h7 4 22C11 / h10 230H6 / t5 18 K8 / h7 17 25F7 / h6 10Js10 / h9 45H7 / s6 5 40D11 / h10 60H7 / p6 105H7 / js 7 18 32F9 / h8 28N8 / h7 175H6 / t 5 6 118F10 / h9 150H7 / p6 130H6 / m5 19 34D9 / h8 240H5 / k4 102H7 / s6 7 76D8 / h7 205H7 / u7 90H7 / m6 20 72F8 / h7 18H8 / z8 90H7 / js6 8 25H9 / f8 210T7 / h6 55H7 / k6 21 118U8 / h7 15H10 / h9 20H7 / n7 9 90H8 / g8 110H7 / t6 65N7 / h6 22 27M8 / h7 36H10 / f9 125H7 / s7 10 185H8 / k7 222N8 / h7 70H10 / d9 27H7 / r6 112Js7 / h7 23 95H11 / d11 11 48H12 / d11 42S7 / h6 130H6 / k5 24 114Js9 / h9 50G7 / h6 55H7 / s6 12 80K8 / h7 122H7 / r6 25 145G7 / h6 23H7 / r6 108K7 / h6 140H7 / n6 40H9 / x8 26 180H10 / e9 105R7 / h6 215H6 / k5 50F8 / h7 13 90H12 / b11 Примітка. При обчисленні основних відхилень отворів (K, M, N, а також для P-Z до 7-го квалітету) використовувати «Примітка» до таблиці Б.3 Додатки Б. Завдання. Визначити граничні відхилення полів допусків для трьох заданих посадок (з зазором, натягом і перехідної посадки) по заданому варіанту. 1. Визначити граничні відхилення полів допусків заданих посадок. Для цього за таблицями Б.1-Б.3 Додатку Б визначити допуски і основні відхилення. 2. Другі відхилення полів допусків розрахувати в залежності від основного відхилення і допуску, як це було зроблено при виконанні першої практичної роботи. 3. Записати поля допусків розмірів деталей змішаним способом. 4. Розрахувати граничні характеристики заданих посадок, допуск посадки знайти двома способами: по Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 27 граничним зазорам або натяг, а перевірку виконати по допускам отвору і валу за формулою (1.12). 5. Побудувати три схеми розташування полів допусків всіх трьох посадок. ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.2 Завдання. Розрахувати граничні характеристики трьох заданих посадок і побудувати схеми розташування полів допусків для них: ∅40H7 / f6; ∅40H7 / k6; ∅40H7 / r6. Рішення. 1. Визначити граничні відхилення полів допусків заданих посадок. Для цього по таблиці Б.1 Додатка Б визначити допуски для розміру ∅40: допуск IT7 = 25 мкм; допуск IT6 = 16 мкм. Основні відхилення визначити за таблицями Б.2, Б.3 Додатку Б: для H → EI = 0; для f → es = -25 мкм; для k → ei = +2 мкм; для r → ei = +34 мкм. 2. Другі відхилення полів допусків розрахувати в залежності від основного відхилення і допуску: для H → ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 мкм; для f → ei = es - IT6 = -25 - 16 = -41 мкм; для k → es = ei + IT6 = +2 + 16 = +18 мкм; для r → es = ei + IT6 = +34 + 16 = +50 мкм. 3. Записати поля допусків розмірів деталей змішаним способом: +0,018 +0,050 ∅40H7 (+0,025); ∅40f 6 (--0,025 0,041); ∅40k6 (+0,002); ∅40r 6 (+0,034). 4. Розрахувати граничні характеристики заданих посадок. 4.1. Розрахувати граничні характеристики поH7 (+0,025) садки з зазором в системі отвору ∅40 по f 6 (--0,025) 0,041 формулами (1.13) - (1.15): Smax = ES - ei = +25 - (-41) = 66 мкм ; 28 Метрологія, стандартизація і сертифікація Smin = EI - es = 0 - (-25) = 25 мкм; TS = Smax - Smin = 66 - 25 = 41 мкм; Перевірку виконати за формулою (1.12): TS = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм. 4.2. Розрахувати граничні характеристики перехідної посадки в системі отвору ∅40 лам (1.12), (1.19) - (1.21): Н7 (+0,025) по формук6 (++ 0,018 0,002) Smax = ES - ei = 25 - 2 = 23 мкм; Nmax = es - EI = 18 - 0 = 18 мкм; TS / N = Smax + Nmax = 23 + 18 = 41 мкм; TS / N = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм. Мал. 1.11 Схеми розташування полів допусків посадок: а - з зазором; б - перехідний; в - з натягом. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 29 4.3. Розрахувати граничні характеристики посадки з натягом в системі отвору ∅40 лам (1.12), (1.16) - (1.18): H7 (+0,025) r 6 (++ 0,050 0,034) по форму-Nmin = ei - ES = 34 - 25 = 9 мкм; Nmax = es - EI = 50 - 0 = 50 мкм; TS / N = Nmax - Nmin = 50 - 9 = 41 мкм; TS / N = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм. 5. Побудувати схеми розташування полів допусків заданих посадок (рис. 1.11). 1.1.3. ЗАГАЛЬНИЙ І СПЕЦІАЛЬНЕ ПРАВИЛА ОСВІТИ взаємозамінними ПОСАДОК ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.3 ГОСТ 25346 передбачає забезпечення взаємозамінності однойменних посадок системи отвори і системи вала при однакових номінальних розмірах. Такі посадки мають однакові граничні характеристики за рахунок використання загального і спеціального правил, що встановлюють значення однойменних основних відхилень вала і отвору. Загальне правило встановлює наступні співвідношення між однойменними (т. Е. Мають однакове буквене позначення) основними відхиленнями: EI = -es → від А (a) до Н (h); (1.22) ES = -ei → від K (k) до ZC (zc). (1.23) Відповідно до загального правила однойменні основні відхилення отвору і валу рівні за величиною і протилежні за знаком, т. Е. Симетричні щодо 30 Метрологія, стандартизація і сертифікація Рис. 1.12 Схема розташування однойменних основних відхилень нульової лінії. Фрагмент схеми розташування однойменних основних відхилень представлений на малюнку 1.12. Загальне правило поширюється на всі посадки з зазором, на перехідні посадки з 9-го квалітету і грубіше і на посадки з натягом з 8-го квалітету і грубіше. На посадки перехідні по 8-й квалітет включно і посадки з натягом по 7-й квалітет поширюється спеціальне правило. Воно дозволяє отримати однакові граничні зазори і натяг в однойменних посадках, заданих в системі отвору і в системі вала, в яких отвір заданого квалітету з'єднується з валом найближчого більш точного квалітету. Спеціальне правило: основне відхилення отвору одно основному відхиленню валу, взятому з протилежним знаком, з додатком поправки Δ: ES = -ei + Δ, (1.24) де Δ = ITq - ITq-1 - різниця між допусками сусідніх квалитетов, т. Е. різницю між допуском розглянутого квалітету (отвори) і допуском найближчого більш точного квалітету (вала). Друге відхилення поля допуску отвору або вала визначається через основне відхилення і допуск ITn відповідно до формули розрахунку допуску. При зміні системи точність (квалітет) отвору і валу не змінюється. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 31 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.3 Ознайомитися з теоретичною частиною розділу. Отримати завдання (варіант) практичної роботи. Варіанти задані в таблиці 1.8. Т а б л і ц а 1.8 Варіанти завдань до практичного заняття 1.3 № варіанта Посадка № варіанту Посадка № варіанту Посадка 1 30H7 / f6 2 45G7 / h6 10 60P7 / h6 19 76D11 / h10 11 83H6 / r5 20 210T6 / h5 3 100M6 / h5 12 58E9 / h8 21 36G7 / h6 4 25F9 / h8 13 55K7 / h6 22 12N9 / h9 5 100F7 / h6 14 60H7 / p6 23 76H11 / d10 6 45H7 / g6 15 83R6 / h5 24 210H6 / t5 7 100H6 / m5 16 105H7 / f6 25 36H7 / g6 8 25H9 / f8 17 55H7 / k6 26 20Js9 / h9 9 130H6 / k5 18 27H7 / r6 27 28N8 / h7 Завдання. Для заданої посадки утворити взаємозамінну однойменну посадку в іншій системі. Розрахувати граничні характеристики обох посадок. Побудувати схеми розташування полів допусків однойменних посадок. Рішення. 1. Визначити систему заданої посадки і призначити однойменну їй посадку в іншій системі. 2. Визначити значення величини допуску, вид і значення величини основного і другого відхилень для всіх полів допусків, що утворюють однойменні посадки (див. Примітку до табл. Б.3). Позначити посадки змішаним способом. 3. Розрахувати граничні характеристики обох посадок. 4. Побудувати схеми розташування полів допусків посадок. 5. Зробити висновок про взаємозамінність посадок. 32 Метрологія, стандартизація і сертифікація ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.3 Приклад 1 на загальне правило (2-й рівень складності) Завдання. Для заданої посадки ∅40Н7 / f6 утворити взаємозамінну однойменну посадку. Розрахувати граничні характеристики обох посадок. Побудувати схеми розташування полів допусків однойменних посадок і зробити висновок. Рішення. 1. Задана посадка з зазором в системі отвору, так як присутня поле допуску основного отвору. Їй відповідає однойменна посадка в системі вала ∅40F7 / h6. 2. Визначити значення величини допуску, вид і значення величини основного і другого відхилень для всіх полів допусків, що утворюють однойменні посадки. 2.1. Розрахувати і округлити до стандартних значень за таблицею Б.1 величини допусків 6-го і 7-го (IT6, IT7) квалитетов для номінального розміру 40 мм, якому відповідав би одиниця допуску i = 1,6 мкм: IT6 = a⋅i = 10 ⋅1,6 = 16 мкм; IT7 = a⋅i = 16⋅1,6 = 25 мкм. 2.2. Визначити вид (верхнє або нижнє) і значення основних відхилень отворів з ∅40 (табл. Б.2 і Б.3 Додатку Б): H → EI = 0; F → EI = +25 мкм. 2.3. Так як задані посадки з зазором, на підставі загального правила (EI = -es) знайдемо значення однойменних основних відхилень валів: h → es = 0; f → es = -25 мкм. 2.4. Другі відхилення полів допусків отвору і вала розрахувати через основне відхилення і величину допуску (відповідно до формулами розрахунку допуску розміру через відхилення): TD = ES - EI; Td = es - ei. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 33 Обчислити другий відхилення полів допусків: Н7 → ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 мкм; h6 → ei = es - IT6 = 0 - 16 = -16 мкм; F7 → ES = EI + IT7 = +25 + 25 = +50 мкм; f6 → ei = es - IT6 = -25 - 16 = -41 мкм. 2.5. Позначити посадки змішаним способом: 3. Розрахувати граничні характеристики обох посадок. 3.1. Розрахувати граничні характеристики посадки з зазором в системі отвору ∅40 H7 (+0,025) f 6 (--0,025 0,041): Smax = ES - ei = +25 - (-41) = 66 мкм; Smin = EI - es = 0 - (-25) = 25 мкм; TS = Smax - Smin = 66 - 25 = 41 мкм; TS = TD + Td = 27 + 16 = 41 мкм. 3.2. Розрахувати граничні характеристики посадки з зазором в системі вала ∅40 F7 (++ 0,050 0,025) h6 (-0,016): Smax = ES - ei = +50 - (-16) = 66 мкм; Smin = EI - es = +25 - 0 = 25 мкм; TS = Smax - Smin = 66 - 25 = 41 мкм; TS = TD + Td = 27 + 16 = 41 мкм. 4. Побудувати схеми розташування полів допусків однойменних посадок (рис. 1.13). 34 Метрологія, стандартизація і сертифікація Рис. 1.13 Схема розташування полів допусків посадок: а - в системі отвору; б - в системі вала. Висновок. Розглянуті приклади показали, що однойменні посадки з однаковими номінальними розмірами, задані в різних системах , Взаємозамінні, так як мають однакові граничними характеристиками. Таким чином, для посадок ∅40Н7 / f6 і ∅40F7 / h6 найменший і найбільший зазори рівні відповідно: Smin = 25 мкм; Smax = 66 мкм. Приклад 2 на спеціальне правило (3-й рівень складності) Завдання. Для заданої посадки ∅50H7 / k6 утворити взаємозамінну однойменну посадку. Розрахувати граничні характеристики обох посадок. Побудувати схеми розташування полів допусків однойменних посадок. Рішення. 1. Задана перехідна посадка в системі отвору не грубіше 8-го квалітету: ∅50H7 / k6. Їй відповідає однойменна посадка в системі вала ∅50K7 / h6 2. Визначити значення величини допуску, вид і значення величини основного і другого відхилень для полів допусків, що утворюють однойменні посадки. 2.1. Розрахувати значення допусків 6-го і 7-го (IT6, IT7) квалитетов для номінального розміру 50 мм, якому відповідав би одиниця допуску i = 1,6 мкм: IT6 = a ⋅ i = 10 ⋅ 1,6 = 16 мкм; Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 35 IT7 = a ⋅ i = 16 ⋅ 1,6 = 25 мкм. 2.2. Визначити вид (верхнє або нижнє) і значення основних відхилень полів допусків отвору і вала для посадки ∅50H7 / k6 (табл. Б.2, Б.3 Додатку Б): H → EI = 0; k → ei = +2 мкм. 2.3. Другі відхилення полів допусків отвору і вала розрахувати через основне відхилення і величину допуску (відповідно до формулами розрахунку допуску розміру через відхилення): TD = ES - EI; Td = es - ei. Обчислити другий відхилення полів допусків посадки ∅50H7 / k6: Н7 → ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 мкм; k6 → es = ei + IT6 = +2 + 16 = +18 мкм. 2.4. Для посадки в системі вала ∅50K7 / h6 визначити основне відхилення поля допуску отвору K7 за спеціальним правилом, так як посадка перехідна, що не грубіше 8-го квалітету: Δ = IT7 - IT6 = 25 - 16 = 9 мкм; ES = -ei + Δ = -2 + 9 = +7 мкм, де ES - основне відхилення поля допуску отвору K7; ei - основне відхилення однойменного поля допуску вала k6. 2.5. Розрахувати друге відхилення поля допуску отвору K7: EI = ES - IT7 = +7 - 25 = -18 мкм. 2.6. Основне відхилення поля допуску основного вала h6 одно es = 0. Друге відхилення: ei = es - IT6 = 0 - 16 = -16 мкм. 36 Метрологія, стандартизація і сертифікація 3. Окреслити посадки змішаним способом: 4. Розрахувати граничні характеристики цих посадок. 4.1. Розрахувати граничні характеристики перехідної посадки в системі отвору ∅50H7 / k6: Smax = Dmax - dmin = ES - ei = 25 - 2 = 23 мкм; Nmax = dmax - Dmin = es - EI = 18 - 0 = 18 мкм; TS / N = Smax + Nmax = 23 + 18 = 41 мкм; TS / N = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм. 4.2. Розрахувати граничні характеристики перехідної посадки в системі вала ∅50K7 / h6: Smax = Dmax - dmin = ES - ei = +7 - (-16) = 23 мкм; Nmax = dmax - Dmin = es - EI = 0 - (-18) = 18 мкм; ТS / N = Smax + Nmax = 23 + 18 = 41 мкм; TS / N = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм. 5. Побудувати схеми розташування полів допусків однойменних посадок (рис. 1.14). Мал. 1.14 Схеми розташування полів допусків посадок: а - ∅50H7 / k6; б - ∅50K7 / h6. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 37 Висновок. Розглянуті приклади показали, що однойменні посадки з рівними номінальними розмірами, задані в різних системах, взаємозамінні, так як мають однакові граничними характеристиками. Таким чином, для посадок ∅50H7 / k6 і ∅50K7 / h6 найбільший зазор і найбільший натяг відповідно рівні Smax = 23 мкм; Nmax = 18 мкм. 1.1.4. ПРИЗНАЧЕННЯ ПОСАДОК МЕТОДОМ ПОДОБИ ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.4 Метод прецедентів (аналогів) Метод полягає в тому, що конструктор, проектуючи нові вузли і механізми, призначає в них такі ж посадки, які були використані в однотипному раніше сконструйованому і знаходиться в експлуатації виробі,. Метод подібності Він є розвитком методу прецедентів і заснований на класифікації деталей машин по конструктивних і експлуатаційних ознаками і випуску довідників з прикладами застосування посадок (Додаток Б.6). Недоліком цього методу є якісне, а не кількісне опис експлуатаційних ознак і складність їх ідентифікації з ознаками знову проектованої конструкції. Рекомендації по призначенню посадок методом подібності Призначення посадок з зазором. Посадки характеризуються гарантованим мінімальним зазором Smin, необхідним для розміщення мастила між сполучаються поверхнями в рухомих з'єднаннях, для компенсації температурних деформацій, похибок форми і розташування в цілях забезпечення збирання вироби. Основні вимоги, що пред'являються до посадкам з зазором: робоча температура не повинна перевищувати 50 ° С; 38 Метрологія, стандартизація і сертифікація відношення довжини сполучення до діаметру не повинно перевищувати співвідношення l: d ≤ 1: 2; коефіцієнти лінійного розширення отвору і валу повинні бути близькі між собою; величина гарантованого зазору повинна бути тим більше, чим більше кутова швидкість обертання. Призначення посадок з натягом. Посадки призначені для нерухомих нероз'ємних з'єднань без додаткового кріплення гвинтами, штифтами і т. П. Відносна нерухомість досягається за рахунок напружень, що виникають в матеріалі сполучених деталей. Основні способи складання деталей з натягом: поздовжня запрессовка - збірка під пресом за рахунок осьового зусилля при нормальній температурі; поперечна запрессовка - збірка з попередніми розігрівом деталі, що охоплює або охолодженням охоплюється до певної температури. Призначення перехідних посадок. Перехідні посадки призначені для нерухомих, але роз'ємних з'єднань деталей, забезпечують хороше центрування і застосовуються з додатковим кріпленням. Ці посадки відрізняються один від одного ймовірністю отримання зазорів або натягів (табл. 1.9). Т а б л і ц а 1.9 Імовірність отримання зазорів або натягів в перехідних посадках Позначення посадки Найменування посадки Імовірність зазорів Імовірність натягов H7 / n6 глуха 1% 99% H7 / m6 туга 20% 80% H7 / k6 напружена 60% 40% H7 / js6 щільна 99% 1% ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.4 (3-Й РІВЕНЬ сКЛАДНОСТІ) Ознайомитися з теоретичною частиною розділу. Отримати завдання (варіант) практичної роботи. Варіанти задані в Додатку А (А.1-А.12) за розміром D1 або D2. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 39 Завдання. Визначити посадку для заданого з'єднання (варіанти A.1-А.12); враховуючи вимоги, що пред'являються до нього, розрахувати граничні характеристики і допуск посадки, побудувати схему розташування полів допусків посадки, записати посадку змішаним способом. Завдання оформити у вигляді карти вихідних даних. Рішення. 1. Визначити, до якої групи належить посадка (за описом характеру з'єднання і його призначення): з зазором, з натягом або перехідна. 2. Визначити систему посадки на підставі аналізу конструкції з'єднання. 3. Вибрати вид сполучення (поєднання основних відхилень полів допусків отвору і вала) по таблиці Б.6. 4. Визначити точність посадки: квалітет точності, з огляду на перевагу застосування посадок і полів допусків за таблицями Б.4 і Б.5. 5. Визначити граничні відхилення і допуски за таблицями Б.1-Б.3. 6. Розрахувати граничні характеристики і допуск посадки. 7. Побудувати схему розташування полів допусків посадки і записати посадку змішаним способом. ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.4 Карта вихідних даних Найменування вихідних даних Значення вихідних даних Номінальний розмір з'єднання і його значення D = 65 мм Назва деталей, що входять в з'єднання косозубой колесо 4 і шпиндель 6 Вимоги, що пред'являються до роботи з'єднання (з опису до креслення) косозубой зубчасте колесо 4 по D2 добре зцентрувати щодо осі шпинделя і має дві діаметрально розташовані призматичні шпонки Рішення. 1. Визначити групу посадки. Визнач з'єднання нерухоме з додатковим кріпленням двома шпонками, в якому потрібно забезпечити 40 Метрологія, стандартизація і сертифікація точне центрування. Цим умовам відповідає перехідна посадка (табл. Б.6). 2. Призначити систему посадки. У з'єднання входить косо зубне колесо і шпиндель. Так як з даного діаметру вал з'єднується з одним отвором, а внутрішні поверхні більш складні для обробки, вибираємо кращу систему отвори СН. Таким чином, на отвір косозубого колеса призначаємо поле допуску основного отвору H. 3. Вибрати вид сполучення. Методом подібності призначаємо такий вигляд посадки H / js (табл. Б.6). Для цього виду більш вірогідні зазори, ніж натяг. Він забезпечує легку складання та розбирання, точне центрування і застосовується для змінних деталей, які вимагають додаткового кріплення в точних квалітетах: вали з 4-го по 7-й, а отвори з 5-го по 8-й. 4. Визначити точність посадки. Аналізуючи конструкцію і умови роботи даного з'єднання, призначаємо посадку H7 / js6. Ця посадка застосовується в наступних сполуках: стакани підшипників 4-го, 5-го класів точності в корпусах, зубчасті колеса, що з'єднуються з валом двома шпонками, піноль задньої бабки токарного верстата (табл. Б.6). 5. Визначити граничні відхилення і допуски отвору і валу. По таблиці Б.1 знайти допуски 6-го і 7-го квалітетів по інтервалу розмірів від 50 до 80: IT6 = 19 мкм; IT7 = 30 мкм. Верхнє відхилення для ∅65Н7 одно допуску, т. Е. 30 мкм. Вал ∅65js6 має симетричне розташування поля допуску, т. Е. ± 9,5 мкм. 6. Розрахувати граничні характеристики і допуск посадки ∅65 H7 (+0,030). js6 (± 0,0095) Граничні розміри отвору: Dmax = D + ES = 65 + 0,030 = 65,030 мм; Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 41 Dmin = D + EI = 65 + 0 = 65 мм. Граничні розміри валу: dmax = d + es = 65 + 0,0095 = 65,0095 мм; dmin = d + ei = 65 + (-0,0095) = 64,9905 мм. Максимальний натяг: Nmax = dmax - Dmin = 65,0095 - 65 = 0,0095 мм. Максимальний зазор: Smax = Dmax - dmin = 65,030 - 64,9905 = 0,0395 мм. Средневероятному зазор: Sm = (Smax - Nmax) / 2 = (0,0395 - 0,0095) / 2 = 0,015 мм. Допуск посадки: TS / N = Smax + Nmax = 0,0095 + 0,0395 = 0,049 мм або TS / N = TD + Td = 0,030 + 0,019 = 0,049 мм. 7. Побудувати схему розташування полів допусків посадки (рис. 1.15). Мал. 1.15 Розташування полів допусків посадки 42 Метрологія, стандартизація і сертифікація 1.1.5. ПРИЗНАЧЕННЯ ПОСАДКИ розрахунковим методом ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.5 Розрахунковий метод - найбільш обґрунтований метод призначення посадки. Він заснований на інженерних розрахунках з'єднань на міцність, жорсткість і т. Д. Однак формули не завжди повністю враховують складний характер фізичних явищ, що відбуваються в сполученні. Недоліком цього методу є необхідність проведення випробувань дослідних зразків перед запуском в серійне виробництво нового вироби і коригування посадок в розробленому виробі. Розрахунковий метод використовується в тому випадку, коли за умовами експлуатації механізму граничні значення зазорів або натягів обмежені,, наприклад для підшипників ковзання, відповідальних пресових з'єднань і т. Д. Наприклад, при розрахунку посадки з зазором виду H / h, яка використовується як центрирующей, визначають перш за все найбільшу гранично допустиму величину ексцентриситету або температурні деформації деталей, якщо робоча температура істотно відрізняється від нормальної. При розрахунках перехідних посадок (в основному перевірочних) визначають ймовірність отримання зазорів і натягів в з'єднанні, найбільший зазор по відомому гранично допустимому ексцентриситету деталей, що з'єднуються або найбільше зусилля збірки при найбільшому натяг посадки, а для тонкостінних втулок виконується розрахунок на міцність. У посадках з натягом розраховують мінімальний допустимий натяг виходячи з можливих найбільших сил, що діють на пару, а максимальний натяг розраховують з умови міцності деталей. Після розрахунку граничних характеристик необхідно підібрати стандартну посадку з граничними характеристиками, близькими до розрахункових. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 43 Підбір стандартної посадки здійснюється в наступній послідовності. 1. За результатами аналізу конструкції вузла визначається система посадки. У більшості випадків посадки призначають в системі отвору як кращою. Типові випадки призначення посадок в системі вала - див. П. 1.1.4. 2. Розраховується допуск посадки з зазором, з натягом або перехідної за заданими характеристиками: Tпос = TS = Smax - Smin; (1.25) Tпос = TN = Nmax - Nmin; (1.26) Tпос = TS / N = Smax + Nmax. (1.27) 3. Для визначення стандартного допуску посадки необхідно визначити відносну точність посадки АПОС (число одиниць допуску посадки), виходячи з формул (1.7) і (1.12): Tпос = TD + Td = aD ⋅ i + ad ⋅ i = i ⋅ (А D + аd), (1.28) де А D + аd = АПОС, т. е. сума чисел одиниць допусків отвору і вала дорівнює числу одиниць допуску посадки; i = iпос - одиниця допуску посадки, значення якої залежить від номінального розміру посадки (табл. Б.1). Звідси випливає, що АПОС = Tпос / i. (1.29) 4. За відомим числу одиниць допуску посадки визначаються номери квалитетов на отвір і вал відповідно до другого ознакою основної посадки: номера квалитетов отвору і валу однакові або відрізняються на одиницю (рідко на дві). Таким чином, А D = аd = АПОС / 2. Потім по таблиці Б.1 визначаються найближчим до розрахункового стандартне значення числа одиниць допуску отвору і вала, за яким визначають номер квалітету. 5. Якщо значення числа одиниць допуску потрапляє між двома стандартними значеннями, на отвір і вал призначають квалітети, відповідні цим стандартним значенням (більш грубий - на отвір, понад 44 Метрологія, стандартизація і сертифікація точний - на вал), при цьому сума aD + ad повинна бути близька до розрахункового значення aпос, наприклад aпос = 35, тоді при aD = ad = 35/2 = 17,5 - точність отвору і вала відповідає ≈ IT7 (a = 16). 6. Посадка може бути комбінована по квалітетам при наявності монтажу на цей же діаметр вала підшипника кочення. В цьому випадку необхідно обмежити точність валу. Наприклад, IT6 (ad = 10), тоді aD = 35 - 10 = 25, що відповідає точності отвору IT8. 7. Поля допусків на отвір і вал призначають в залежності від обраної системи посадок (СH або Сh) допусків отвору і вала (табл. Б.1) і значення однієї з граничних характеристик посадки, за якою розраховують основне відхилення поля допуску не основний деталі ( вала або отвору) в наступній послідовності: спочатку визначають допуски отвору і валу по таблиці Б.1 і другі відхилення основних деталей за формулами (1.8) і (1.10) практичного заняття 1.1: ES = EI + ITn (від A по H); ei = es - ITn (від a до h); для посадок з зазором, з натягом і перехідної, заданих в системі отвору, основні відхилення розраховують відповідно за такими формулами: es = EI - Smin; (1. 30) ei = ES + Nmin; (1.31) ei = ES - Smax; (1.32) для посадок з зазором, з натягом і перехідної, заданих в системі вала, основні відхилення розраховують відповідно за такими формулами: EI = es + Smin; (1.33) ES = ei - Nmin; (1.34) ES = ei + Smax. (1.35) Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 45 За розрахованими значеннями основних відхилень вала або отвору за таблицями Б.2 і Б.3 підбирають найближчі стандартні значення. 8. Потім визначаються другі граничні відхилення не основних вала або отвору за формулами (1.8) - (1.10) практичного заняття 1.1 в залежності від групи посадок. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.5 (3-Й РІВЕНЬ СКЛАДНОСТІ) Ознайомитися з теоретичною частиною розділу. Отримати завдання (варіант) практичної роботи. Варіанти задані в Додатку А (А.1-А.12) за розміром D3. Завдання. Підібрати по заданих граничних характеристикам стандартну посадку для заданого з'єднання розрахунковим методом. Розрахувати граничні характеристики і допуск стандартної посадки, побудувати схему розташування полів допусків посадки і записати посадку змішаним способом. Завдання оформити у вигляді карти вихідних даних. Рішення. 1. Визначити, до якої групи належить посадка (за описом характеру з'єднання і його призначення): з зазором, з натягом або перехідна. 2. Визначити систему посадки, аналізуючи конструкцію з'єднання. 3. Визначити точність посадки. 3.1. Розрахувати допуск посадки в залежності від її групи по формулі (1.26), або (1.27), або (1.28). 3.2. Визначити відносну точність посадки (число одиниць допуску посадки aпос). Розрахувати по формулі (1.29) число одиниць допуску посадки. 3.3. По таблиці Б.1 визначити квалітети вала і отвору. При призначенні квалитетов на отвір і вал необхідно прагнути забезпечити виконання другої ознаки основний посадки, т. Е. Призначити однакові квалітети на вал і отвір або з різницею за номерами квалитетов, що дорівнює одиниці. 46 Метрологія, стандартизація і сертифікація 3.4. Знайти допуски отвору і валу по таблиці Б.1. 4. Визначити основні та другі відхилення отвору і валу. 4.1. Обрана система посадки визначає основну деталь (основне отвір для CH і основний вал для Ch). Основна деталь матиме основне відхилення, рівне 0, а друге визначають залежно від виду основного відхилення (ES або ei) і допуску. 4.2. Визначити положення поля допуску інший (не основний) деталі за формулами (1.30) - (1.32) або (1.33) - (1. 35) в залежності від групи посадок через відомі величини Smin; Smax або Nmin; Nmax і з урахуванням прийнятих відхилень основної деталі. 4.3. Підібрати стандартні основні та другі відхилення полів допусків отвору і вала (табл. Б.2 або Б.3). Записати поля допусків в змішаному вигляді. 5. Розрахувати граничні характеристики і допуск посадки по формулам практичного заняття 1.2. 6. Побудувати схему розташування полів допусків посадки. 7. Визначити похибка підбору посадки по допуску посадки і граничним характеристикам. Допустима похибка підбору за характеристиками посадки може становити ± 10%. Формула для визначення похибки (ΔТпос) має вигляд: ΔTпос Тзад - Тст ⋅ 100% ≤ ± 10%, Тзад де ΔТпос - похибка підбору посадки по допуску посадки, т. Е. Відносна величина відмінності призначеного стандартного поля допуску і заданого; Тзад - заданий допуск посадки; Тст - допуск обраної стандартної посадки. Перевірити правильність підбору посадки порівнянням стандартних значень граничних зазорів (натягів) з заданими: для посадок з зазором Smaх ст ≤ Smax; Smin ст ≈ Smin; для посадок з натягом Nmax ст ≈ Nmax; Nmin ст ≥ Nmin. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 47 ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.5 Карта вихідних даних до малюнка А.12 Найменування вихідних даних Значення вихідних даних Номінальний розмір з'єднання і його значення Назва деталей, що входять в з'єднання D = 36 мм Фреза 11 і шпиндель 6 Задані характеристики посадки для розрахункового методу призначення посадок, мкм: Smax = Smin = Вимоги, що пред'являються до роботи з'єднання (з опису до креслення) 42 2 На обох кінцях шпинделя встановлені фрези 11, періодично знімаються для заточування або переналагодження верстата Рішення. 1. Визначити групу посадки. Необхідно призначити стандартну посадку з характеристиками, близькими до заданих. Задані граничні зазори, отже, повинна бути призначена посадка з зазором. 2. Визначити систему посадки. На обох кінцях шпинделя встановлені фрези 11, періодично знімаються для заточування або переналагодження верстата. Також по діаметру D на цьому ж кінці шпинделя встановлені регулювальна шайба і захисне кільце по посадкам іншого характеру. Таким чином, призначаємо систему вала Ch (табл. Б.6). 3. Визначити точність посадки. 3.1. Розрахувати допуск посадки: TS = Smax - Smin = 42 - 2 = 40 мкм. 3.2. Визначити відносну точність посадки (число одиниць допуску посадки aS). За номінальним розміром знайдемо одиницю допуску (табл. Б.1) - i = 1,6 мкм. Розрахуємо число одиниць допуску посадки: aS = TS 40 = ≈ 25. i 1,6 48 Метрологія, стандартизація і сертифікація 3.3. Визначити квалітети вала і отвору. Виходячи з того, що aS = aD + ad і відповідно до принципу основний посадки про рівність точності отвору і вала (номера квалитетов отвору і валу однакові або відрізняються на одиницю), приймаємо aD = 16, ad = 10. Це відповідає 7-му квалитету для отвори і 6-му - для вала. 3.4. Знайти допуски отвору і валу. По таблиці Б.1 визначимо допуск отвори TD = IT7 = 25 мкм і допуск вала Td = IT6 = 16 мкм. 4. Визначити основні та другі відхилення отвору і валу. 4.1. Так як посадка призначена в системі вала, то на вал призначаємо поле допуску основного вала h6 з основним відхиленням es = 0. 4.2. Друге відхилення вала визначимо з урахуванням допуску 6-го квалітету по таблиці Б.2: ei = es - IT6 = 0 - 16 = -16 мкм. Запишемо поле допуску вала змішаним способом: 4.3. Визначимо основне відхилення отвору. Так як призначена посадка з зазором в системі вала, основним відхиленням поля допуску отвору буде нижнє граничне відхилення, яке визначимо по заданому мінімальному зазору: EI = Smin + es = 2 + 0 = +2 мкм. 4.4. За ГОСТ 25346-89 (табл. Б.3) підбираємо стандартне поле допуску отвору. Стандартне поле допуску на отвір з основним відхиленням EI = +2 мкм відсутня. Найближчим до такого розташування буде поле допуску основного отвору H7 з основним відхиленням EI = 0 мкм. 4.5. Друге відхилення поля допуску отвору розрахуємо в залежності від допуску 7-го квалітету: ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 мкм. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 49 Запишемо поле допуску отвору змішаним способом: ∅36Н7 (+0,025). Таким чином, на з'єднання «фреза - шпиндель» призначимо посадку: ∅36 Н7 (+0,025). h6 (-0,016) Посадка є комбінованої по системам, так як отвір задано в системі отвору, а вал - в системі вала. 5. Розрахувати граничні характеристики і допуск посадки. Розрахунок показників полягає у визначенні граничних розмірів отвору і вала і визначенні величин граничних зазорів і допуску посадки. Граничні розміри отвору: Dmax = D + ES = 36 + 0,025 = 36,025 мм; Dmin = D + EI = 36 + 0 = 36 мм. Граничні розміри валу: dmax = d + es = 36 + 0 = 36 мм; dmin = d + ei = 36 + (-0,016) = 35,984 мм. Мінімальний зазор: Smin = Dmin - dmax = 36 - 36 = 0 мм. Максимальний зазор: Smax = Dmax - dmin = 36,025 - 35,984 = 0,041 мм. Средневероятному зазор: Sm = (Smax + Smin) / 2 = (0,041 + 0) / 2 = 0,0205 мм. Допуск посадки: TS = Smax - Smin = 0,041 - 0 = 0,041 мм = 41 мкм; TS = TD + Td = 25 + 16 = 41 мкм = 0,041 мм. 50 Метрологія, стандартизація і сертифікація 6. Побудувати схему розташування полів допусків призначеної посадки (рис. 1.16). 7. Перевірка правильності розрахунку і підбору посадки. Визначити похибка ΔТпос підбору посадки по допуску: ΔTпос = Тзад - Тст ⋅ 100%; Тзад ΔTпос = 40 - 41 ⋅ 100% = 2,5%< 10%. 40 Проверить правильность подбора посадки сравнением стандартных значений предельных зазоров (натягов) с заданными: Smaх ст = 41 ≤ Smax = 42; Smin ст = 0 ≈ Smin = 2. Следовательно, посадка назначена верно. Рис. 1.16 Схема расположения полей допусков вала и отверстия посадки Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 51 1.2. ДОПУСКИ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ 1.2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ 1.6 Размерная цепь - совокупность геометрических размеров (звеньев), расположенных по замкнутому контуру и определяющих взаимные положения и точность элементов деталей при изготовлении, измерении и сборке. По области применения размерные цепи можно разделить на конструкторские (сборочные), технологические (операционные, детальные) и измерительные. Звено размерной цепи - один из размеров, образующих размерную цепь. Звенья размерной цепи обозначаются заглавной буквой русского алфавита с числовым индексом, определяющим порядковый номер звена в цепи. Размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего звена. Простейшей размерной цепью будет соединение вала с отверстием (рис. 1.17а). Эта размерная цепь содержит наименьшее число размеров (три), которые расположены параллельно и получены в результате обработки вала и втулки: диаметр вала d (А2), диаметр отверстия втулки D (А1). В результате сборки этих деталей получается замыкающее звено - зазор S (А∆), если размер отверстия будет больше размера вала до сборки, или натяг N (А∆), если размер вала будет больше размера отверстия до сборки. Простейшая технологическая размерная цепь двухступенчатого валика (рис. 1.17б) состоит из габаритного размера А1, ступени вала А2 и замыкающего звена, оставшейся части вала А∆, которая получается за счет обтачивания меньшего диаметра на длину А2. Схема размерной цепи - графическое изображение размерной цепи. Замыкающее звено - звено, получаемое в размерной цепи последним в результате решения поставленной задачи, 52 Метрология, стандартизация и сертификация Рис. 1.17 Виды размерных цепей: а - конструкторская (сборочная); б - технологическая (операционная). в том числе при изготовлении, сборке и измерении. В размерной цепи должно быть только одно замыкающее звено, которое получается последним в результате сборки, обработки или измерения (размер контролируемой детали). Составляющее звено - звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена. Все составляющие звенья по характеру влияния на замыкающее звено делятся на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающие звенья - звенья, при увеличении которых замыкающее звено увеличивается. Уменьшающие - звенья, при увеличении которых замыкающее звено уменьшается. На рисунке 1.18 представлена схема размерной цепи, в которой звенья А1–А6 - составляющие звенья, А∆ - замыкающее звено. Для определения характера составляющего звена используют правило обхода по контуру размерной цепи. Для этого предварительно выбирают направление обхода размерной цепи (может быть любое). Оно совпадает с направлением левонаправленной стрелки (←), проставленной над замыкающим звеном. Обходя цепь в этом направлении, над Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 53 составляющими звеньями расставляют стрелки в направлении обхода. Увеличивающие звенья обозначаются стрелкой над буквой, направленной вправо а уменьшающие - стрелкой, направленной влево Правило. Все составляющие звенья, имеющие такое же направление стрелок, которое имеет стрелка над замыкающим звеном, являются уменьшающими звеньями, а звенья, имеющие протилежний зміст , - збільшують. По взаємному розташуванню розмірів ланцюга діляться на плоскі (ланки ланцюга розташовані довільно в одній або декількох довільних паралельних площинах) і просторові (ланки ланцюга розташовані довільно в просторі). Залежно від виду ланок ланцюга діляться на лінійні (ланки ланцюга - лінійні розміри, розташовані на паралельних прямих) і кутові (ланки ланцюга є кутові розміри, відхилення яких можуть бути задані в лінійних величинах, віднесених до умовної довжині, або в градусах). За місцем у виробі ланцюга діляться на детальні (визначають точність відносного положення поверхонь або осей однієї деталі) і складальні (визначають точність відносного положення поверхонь або осей деталей, що утворюють складальну одиницю). За характером ланок ланцюга діляться на скалярні (всі ланки - скалярні величини), векторні (все Рис. 1.18 Схема розмірного ланцюга 54 Метрологія, стандартизація і сертифікація ланки - векторні похибки) і комбіновані (частина ланок - векторні похибки, інші - скалярні величини). Перед тим як побудувати розмірний ланцюг, слід виявити замикаючу ланка. Для цього по кресленнях загальних видів і складальних одиниць виявляються і фіксуються всі вимоги до точності, яким має задовольняти виріб або складальна одиниця, наприклад: точність взаємного розташування деталей, що забезпечує якісну роботу вироби при експлуатації (перпендикулярність осі шпинделя верстата до робочої площини столу); точність взаємного розташування деталей, що забезпечує збирання вироби,. При виявленні замикаючих ланок їх номінальні розміри і допустимі відхилення встановлюються за стандартами, технічними умовами, на підставі досвіду експлуатації аналогічних виробів, а також шляхом теоретичних розрахунків і спеціально поставлених експериментів. Для знаходження складових ланок після визначення останнього у ланки слід йти від поверхонь (осей) деталей, що утворюють замикає ланка, до основних баз (осях) цих деталей, від них - до основних баз деталей, що утворюють перші деталі, і т. Д. До освіти замкнутого контуру. У число складових ланок необхідно включати розміри деталей, які безпосередньо впливають на замикаючу ланка, і прагнути до того, щоб від кожної деталі в лінійну ланцюг входив тільки один розмір. Кожна розмірна ланцюг повинна складатися з можливо меншого числа ланок (принцип «найкоротшою» розмірної ланцюга). 1.2.2. МЕТОДИ РІШЕННЯ розмірності КІЛ При вирішенні розмірних ланцюгів можуть бути використані два методи розрахунку: метод розрахунку розмірної ланцюга на max-min; імовірнісний метод розрахунку. Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 55 Метод розрахунку розмірної ланцюга на max-min - метод розрахунку розмірної ланцюга, при якому необхідна точність замикаючої ланки розмірної ланцюга виходить при будь-якому поєднанні розмірів складових ланок. При цьому припускають, що в розмірної ланцюга одночасно можуть виявитися всі ланки з граничними значеннями, причому в будь-якому з двох найбільш несприятливих сполучень (все збільшують ланки мають найбільшу граничне значення, а все що зменшують ланки - найменше граничне значення або навпаки). В результаті розмір останнього у ланки буде максимальним або мінімальним. Переваги такого методу полягають в простоті, наочності, невеликий трудомісткості обчислювальних робіт, повної гарантії від шлюбу через неточності останнього у ланки. Недоліком є ​​те, що отримані за цим методом результати часто не відповідають фактичним. Метод економічно доцільний лише для ланцюгів малої точності або для точних ланцюгів з невеликим числом складових ланок. Імовірнісний метод розрахунку - метод розрахунку розмірної ланцюга, що враховує явище розсіювання і ймовірність різних сполучень відхилень складових ланок. Цей метод допускає малий відсоток виробів, у яких замикає ланка вийде за рамки поля допуску. При цьому розширюються допуски складових ланцюг розмірів і тим самим знижується собівартість виготовлення деталей. В даному практичному занятті використовується тільки метод розрахунку розмірної ланцюга на max-min, а імовірнісний метод розрахунку розглядається в спецкурсах. Рівняння розмірних ланцюгів встановлюють взаємозв'язок між параметрами замикаючої ланки і складових ланок. Для конструкторських (складальних) лінійних скалярних ланцюгів передавальне відношення приймається для збільшують ланок ξ = +1, для зменшують ланок - ξ = -1. Тоді рівняння розмірних ланцюгів при розрахунку на max-min можна представити в наступному вигляді. 56 Метрологія, стандартизація і сертифікація 1. Рівняння номіналів. За визначенням розмірної ланцюга слід, що сума всіх номінальних розмірів, включаючи і замикає ланка, дорівнює нулю: Виходячи з цього рівності, можна знайти номінальний розмір замикаючого ланки: де ξ = ± 1 - передавальне відношення; ρ - число складових ланок. Або з урахуванням характеру ланки (передавального відношення) отримаємо рівняння номіналів для розрахунку розмірної ланцюга на max-min (номінал останнього у ланки дорівнює різниці суми номіналів збільшують ланок і суми номіналів зменшують ланок): (1. 36) де n - число збільшують ланок; k - число зменшують ланок. 2. Рівняння допусків. Допуск останнього у ланки (або поле розсіювання розміру замикаючої ланки) дорівнює сумі допусків складових ланок: (1.37) де p = n + k - число складових ланок; 3. Рівняння граничних відхилень: верхнє відхилення замикаючої ланки дорівнює різниці суми верхніх відхилень збільшують ланок і суми нижніх відхилень зменшують ланок: (1.38) Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 57 нижнє відхилення замикаючої ланки дорівнює різниці суми нижніх відхилень збільшують ланок і суми верхніх відхилень зменшують ланок: (1.39) При розрахунку конструкторських розмірних ланцюгів зазвичай вирішуються два завдання: пряма і зворотна. Пряма задача полягає в тому, що за граничними розмірами і допуску замикаючої ланки визначаються допуски і граничні відхилення складових ланок. Це основне завдання, яке вирішується при проектуванні. Дано: АΔ; ТΔ; ЕSΔ; EIΔ (параметри останнього у ланки). Знайти: Аj; Тj; ЕSj; EIj (параметри складових ланок). Зворотній завдання полягає в тому, що за розмірами, граничним відхиленням і допускам складових ланок визначається розмір, допуск і граничні відхилення замикаючої ланки. Це завдання використовується при перевірочних розрахунках. Дано: Аj; Тj; ЕSj; EIj (параметри складових ланок) Знайти: АΔ; ТΔ; ЕSΔ; EIΔ (параметри останнього у ланки). Знаходження точності складових ланок при вирішенні прямої задачі може здійснюватися двома способами: 1. Спосіб рівних допусків. Цей метод можна застосовувати в разі, коли всі розміри ланцюга входять в один інтервал розмірів. Тоді допуски складових ланок будуть рівні середньому допуску Тm: ТА 1 = ТА2 = ... = ТАp = Тm. Середній допуск визначається за формулою (1.40) 58 Метрологія, стандартизація і сертифікація 2. Спосіб одного квалітету. Всі розміри можуть бути виконані по якогось одного квалітету (або двом найближчим квалітетам), який визначається знаходженням середнього числа одиниць допуску аm (середньої відносної точності). Величини допусків при цьому будуть визначені в залежності від номінального розміру (табл. Б.1). Відомо, що допуск є твір одиниці допуску на число одиниць допуску. Це справедливо для будь-якої ланки розмірної ланцюга: Tj = ijaj, де ij - одиниця допуску для кожної ланки, мкм; aj - число одиниць допуску кожної ланки. Отже, рівняння допусків розмірної ланцюга можна представити в наступному вигляді за умови, що число одиниць допуску a у всіх ланок однакове (т. е. точність ланок однакова): Так як допуски складових ланок невідомі, на підставі рівняння розмірних ланцюгів (1.37) суму допусків складових ланок замінимо допуском замикаючої ланки, який заданий за умовою задачі. Визначимо середнє число одиниць допуску розмірної ланцюга - аm: (1.41) Якщо в розмірну ланцюг включені стандартні ланки (ширина підшипника), необхідно з допуску замикаючої ланки виключити суму допусків стандартних ланок, так як допуск цих ланок вже відомий і змінювати його не можна. У цьому випадку число одиниць допуску визначається тільки для нестандартних ланок - аmнест: Глава 1. Нормування точності гладких циліндричних з'єднань 59 (1.42) де t - число стандартних ланок; p - число всіх складових ланок; (Ρ - t) - число нестандартних ланок; Tjст - допуск стандартного ланки; ijнест - одиниця допуску нестандартного ланки. Для визначення полів допусків на розміри складових ланок, крім квалитета, необхідно призначити основні відхилення в залежності від виду розмірів: для охоплених - h, що охоплюють - H, інших - js. Наприклад, на малюнку 1.17а розмір - охоплює, розмір - охоплюється; на малюнку 1.17б розмір - охоплює, відноситься до групи інших розмірів, т. е. не відноситься ні до охоплених, ні до охоплює. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 1.6 (Розрахунок розмірного ланцюга НА MAX-MIN) (3-Й РІВЕНЬ СКЛАДНОСТІ) Завдання. За граничним розмірам і допуску замикаючої ланки визначити допуски і граничні відхилення складових ланок. Виконати перевірку, вирішивши зворотну задачу. Наведені граничні розміри замикаючої ланки і номінальні розміри складових ланок. Варіанти завдань наведені у додатку А.13. 1. Вирішити пряму задачу. 1.1. Представити схему розмірної ланцюга і вказати, які ланки охоплюються, а які охоплюють. 1.2. Визначити номінальний розмір, граничні відхилення та допуск замикаючої ланки. 1.3. Визначити номінальний розмір (номінал) замикаючої ланки за рівнянням номіналів розмірної ланцюга (1.36). 60 Метрологія, стандартизація і сертифікація 1.4. Визначити граничні відхилення через граничні розміри і номінал останнього у ланки. 1.5. Розрахувати допуск замикаючої ланки за граничними розмірами або граничних відхилень. 1.6. Визначити характер складових ланок (збільшують або зменшують ланки). 1.7. Визначити точність складових ланок, використовуючи спосіб рівних квалітетів (формули 1.41 і 1.42). Призначити однаковий квалітет на всі ланки. 1.8. Визначити вид і значення (табл. Б.1) основних відхилень полів допусків складових ланок в залежності від виду розміру (для охоплених - h; охоплюють - H; інших - js). 2. Вирішити зворотну задачу. 2.1. Виконати перевірку за рівнянням допусків (1.37). При великій різниці між полем розсіювання і допуском замикаючої ланки виконати узгодження по квалітетами (змінити квалітет у однієї ланки). 2.2. Виконати перевірку по граничних відхилень (1.38), (1.39). Для коригування розташування поля розсіювання замикаючої ланки вибрати найпростіше по конструкції согласующее ланка. Розрахувати нові граничні відхилення узгоджувального ланки, підставивши в ліву частину Т а б л і ц а 1.10 Номінальний розмір ланки, мм Значення одиниці допуску ij, мкм Позначення розмірів розмірного ланцюга, Аj Розрахунок розмірного ланцюга методом на «максимум - мінімум» після призначення полів допусків по розрахунковим значенням аm 55 1,9 55Js10 (± 0,06) 55Js10 (± 0,06) 3 0,6 3h10 (-0,04) 3h10 (-0,04) 22 1,3 22h10 (-0,084) 22h11 (-0,13) 22h11 (-0,13) 32 1,6 32h10 (-0,10) 32h10 (-0,10) 32h10 (-0,10) ωΔ = 0,344 ωΔ = 0,39 ωΔ = 0,4 ТΔ 0,4 AΔ 2-0,4 - Прийняті значення ланок розмірної ланцюга ωΔ< T∆ после согласования значений допусков после согласования предельных отклонений 55Js10(±0,06) 2–0,4 Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 61 уравнений требуемые значения предельных отклонений замыкающего звена. 2.3. Представить результаты расчета размерных цепей в виде таблицы (табл. 1.10). ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 1.6 (РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ НА MAX-MIN) Задание. Необходимо обеспечить собираемость деталей с валом (Приложение А.13, табл. А.25, рис. А.13; вариант 13-1). Исходные данные: 1) предельные размеры замыкающего звена (зазор между торцами вала 13 и зубчатого колеса 3): А∆min = 1,6 мм; A∆max = 2,0 мм; 2) номинальные размеры составляющих звеньев: длина ступени вала 13 - А1 = 53 мм; буртик втулки 7 - А2 = 3 мм; длина втулки 7 - А3 = 22 мм; длина (высота) зубчатого колеса 3 - А4 = 32 мм. Решение. 1. Решить прямую задачу. 1.1. На рисунке 1.19 представлена схема размерной цепи, в которую включены размеры, влияющие на замыкающее звено, по одному от каждой детали. Размеры А2, А3, А4 - охватываемые; размер А1 не относится ни к охватываемым, ни к охватывающим (группа остальных размеров). Рис. 1.19 Схема размерной цепи 62 Метрология, стандартизация и сертификация Для обеспечения полной взаимозаменяемости сборки решение следует вести методом расчета на max-min, так как цепь невысокой точности. 1.2. Определить номинальный размер, предельные отклонения и допуск замыкающего звена. 1.3. Определить номинальный размер замыкающего звена: А∆ = (32 + 22 + 3) – 55 = 2 мм. 1.4. Определить предельные отклонения замыкающего звена через его предельные размеры и номинал: ES∆ = A∆max – А∆ = 2 – 2 = 0; EI∆ = А∆min – A∆ = 1,6 – 2 = –0,4 мм. 1.5. Определить допуск замыкающего звена: Т∆ = A∆max – А∆min = 2 – 1,6 = 0,4 мм = 400 мкм. Записать номинал и предельные отклонения замыкающего звена в виде исполнительного размера: А∆ = 2–0,4 (нулевое отклонение не обозначается). 1.6. Определить характер составляющих звеньев. Для этого обходим цепь слева направо в соответствии с левонаправленной стрелкой, указанной над замыкающим звеном. Расставляем стрелки над составляющими звеньями в направлении обхода. В соответствии с правилом обхода по контуру размерной цепи определяем характер составляющих звеньев: звено - уменьшающее; звенья - увеличивающие. 1.7. Определить точность составляющих звеньев. Так как номинальные размеры составляющих звеньев относятся к разным интервалам размеров, для определения точности составляющих звеньев используем способ одного квалитета, т. е. рассчитаем среднее число единиц допуска с учетом отсутствия в цепи стандартных звеньев по формуле (1.41): Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 63 Ближайшее к рассчитанному значению аm = 74 стандартное число единиц допуска равно аm = 64, что соответствует 10-му квалитету. Поэтому принимаем для всех звеньев 10-й квалитет. 1.8. Определить вид и значения основных отклонений полей допусков составляющих звеньев в зависимости от вида размера (для охватываемых - h; охватывающих - H; остальных - js). Так как звено А1 относится к третьей группе размеров, назначим на него поле допуска js10, а для звеньев А2, А3, А4 (как на охватываемые) поле допуска h10. Составляющие звенья будут иметь следующие размеры: 2. Решить обратную задачу 2.1. Выполним проверку по допускам. Рассчитаем поле рассеяния замыкающего звена: ω∆ = 120 + 40 + 84 + 100 = 344 = 0,344 < 0,4 на 0,056 мм. Так как разница между полем рассеяния ω∆ = 0,344 мм и заданным допуском замыкающего звена T∆ = 0,4 мм получилась слишком большая, изменим 10-й квалитет звена А3 на 11-й квалитет. Тогда Это позволяет расширить поле рассеяния замыкающего звена на следующую величину: IT11 – IT10 = 0,130 – 0,084 = 0,046 мм, т. е. поле рассеяния при этом будет равно ω∆ = 0,39 мм. Примечание. Звено А3 выбрано потому, что разница между допусками 10-го и 11-го квалитетов для номинального размера этого звена наиболее близко приближает поле 64 Метрология, стандартизация и сертификация рассеяния замыкающего звена к полю допуска замыкающего звена. 2.2. Выполним проверку по предельным отклонениям: ES∆ = – [–0,060] = +0,060 мм; EI∆ = [(–0,040) + (–0,13) + (–0,10)] – [(+0,06)] = –0,33 мм. Следовательно, поле рассеяния замыкающего звена по предельным отклонениям равно: ω∆ = ES∆ – EI∆ = 0,06 – (–0,33) = 0,39 мм. Это совпадает со значением поля рассеяния, полученным по уравнению допусков: ω∆ = 0,39 мм, т. е. расчет предельных отклонений замыкающего звена выполнен правильно. Однако расположение поля рассеяния замыкающего звена, полученное по отклонениям (рис. 1.20а), не соответствует заданному положению поля допуска (рис. 1.20б). 2.3. Для обеспечения заданного расположения поля допуска замыкающего звена выберем самое простое по конструкции согласующее звено. Таким звеном будет звено А2 (высота буртика втулки). Принимаем его отклонения за неизвестные и решаем уравнения отклонений размерной цепи относительно этих неизвестных, подставив в левую часть уравнений требуемые отклонения (А∆ = 3–0,4) замыкающего звена. 0 = – [(–0,06)]; Рис. 1.20 Расположение поля допуска замыкающего звена: а - полученное по отклонениям; б - заданное. Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 65 ESA2 = –0,06 мм; –0,4 = – [(+0,06)]; EIA2 = –0,11 мм. В результате для звена А2 получили новые предельные отклонения и допуск звена: TA2 = 0,05 мм. Таким образом, расширение допуска компенсирующего звена и изменение его предельных отклонений позволили получить замыкающее звено в заданных пределах (рис. 1.20б). Все расчеты внесем в таблицу 1.10. ГЛ А В А 2 НОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ ДОПУСКАМ 2.1. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ НОРМИРОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЮ 2.1 Н а поверхности детали после обработки остаются следы от кромок режущего инструмента в виде неровностей и гребешков, близко расположенных друг от друга. Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, выделенная на базовой длине (l). Нормирование шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 выполнено с учетом рекомендаций международных стандартов. Установлены (рис. 2.1) шесть параметров: три высотных (Ra; Rz; Rmax), два шаговых (Sm; S) и параметр относительной опорной длины профиля (tp) , , . Рис. 2.1 Профилограмма шероховатости поверхности Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 67 Характеристика параметров шероховатости: Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, мкм: (2.1) где yi - расстояние между любой точкой профиля и средней линией m, cредняя линия имеет форму номинального профиля и проводится так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально; n - количество рассматриваемых точек профиля на базовой длине. Rz - высота неровностей профиля по 10 точкам, мкм: (2.2) где Himax; Himin - высота наибольшего выступа и глубина наибольшей впадины, мкм. Соотношение между Ra и Rz колеблется в пределах от 4 до 7 раз; Rz больше, чем Ra. Rmax - наибольшая высота профиля - расстояние между линией выступов и линией впадин, мкм; Sm - средний шаг неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины, мм: (2.3) где n - количество шагов в пределах базовой длины; Smi - шаг неровностей профиля по средней линии. S - средний шаг местных выступов профиля (по вершинам) в пределах базовой длины, мкм: (2.4) где n - количество шагов в пределах базовой длины; Si - шаг местных выступов профиля. tp - относительная опорная длина профиля в %: 68 Метрология, стандартизация и сертификация (2.5) где p - уровень сечения профиля в процентах - это расстояние между линией выступов и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов; за 100% принимается Rmax; bi - длина отрезка, отсекаемая на заданном уровне в материале, мм; l - базовая длина, мм. Направления неровностей обработки зависят от метода и технологии изготовления, влияют на работоспособность, износостойкость и долговечность изделия. Условные обозначения направления неровностей (табл. 2.1) указывают на чертеже при необходимости. Т а б л и ц а 2.1 Условное обозначение направлений неровностей Тип направления неровностей Обозначение Тип направления неровностей Параллельное Произвольное Перпендикулярное Кругообразное Перекрещивающееся Радиальное Обозначение Точечное Выбор параметров производится в зависимости от эксплуатационных свойств поверхности. Предпочтительным принят параметр Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, так как он определяет шероховатость по всем точкам профиля (табл. В.1). Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 69 Точечное направление неровностей дают поверхности, полученные методом порошковой металлургии, электроискровым методом, травлением и др. Средняя высота неровностей по 10 точкам Rz используется в тех случаях, когда нельзя измерить Ra на приборах типа профилометр путем ощупывания поверхности алмазной иглой (острые кромки, мягкий материал, особо чистая поверхность). Шаговые параметры влияют на виброустойчивость, сопротивление в волноводах и электропроводность в электротехнических деталях. Параметр tp необходимо учитывать при высоких требованиях к контактной жесткости и герметичности. В ГОСТ 2789-59 предусматривалось 14 классов шероховатости в порядке уменьшения значений параметров. В сравнительной таблице В.1 даны соотношения между классами шероховатости и другими высотными параметрами. С 1983 г. для всех классов введен ряд значений Ra предпочтительного применения по 1-му варианту. Определение значений параметров шероховатости может быть выполнено методом подобия и расчетным методом. Метод подобия (табл. В.2) ориентируется на экономическую точность, которая устанавливает зависимость шероховатости и формы поверхности от допуска размера и применяемого отделочного метода обработки. Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размера и формы даны в таблице В.3 . Примеры выбора числовых значений Ra в зависимости от вида соединения даны в таблице В.4. При расчетном методе учитывается зависимость параметров шероховатости поверхности от допуска размера, так как при обеспечении требуемой точности размера изменяется шероховатость и точность геометрической формы поверхности. Для деталей жесткой конструкции (L ≤ 2d) соотношение допусков размера (Т) и формы поверхности (Тф) установлены три уровня относительной геометрической точности (ГОСТ 24643-81): А - нормальный, используемый наиболее часто в машиностроении для поверхностей без особых требований 70 Метрология, стандартизация и сертификация к точности формы при низкой скорости вращения или перемещения; В - повышенный, используемый для поверхностей, работающих при средних нагрузках и скоростях до 1500 об/мин, при оговоренных требованиях к плавности хода и герметичности уплотнений. Поверхности, образующие соединения с натягом или по переходным посадкам при воздействии больших скоростей и нагрузок, при наличии ударов и вибраций; С - высокий, рекомендуемый для поверхностей, работающих в подвижных соединениях при высоких нагрузках и скоростях свыше 1500 об/мин, при высоких требованиях к плавности хода, герметичности уплотнения и при необходимости трения малой величины; при высоких требованиях к точности центрирования, прочности соединения в условиях воздействия больших нагрузок, ударов и вибраций. Значения коэффициентов формы (Kф) и шероховатости (Kr) приведены в таблице 2.2. Т а б л и ц а 2.2 Значения коэффициентов Kф и Kr Уровень относительной геометрической точности цилиндрические поверхности плоские поверхности Значение коэффициента Kф Значение коэффициента Kr А 0,3 0,6 0,05 В 0,2 0,4 0,025 С 0,12 0,25 0,012 Значение Ra можно рассчитать по формуле Ra = KrТ, (2.6) где Т - допуск на размер, ограничивающий данную поверхность (Td или TD); Kr - коэффициент шероховатости поверхности по таблице 2.2. Расчетное значение округлить в сторону уменьшения до величины, указанной в таблице В.1, вариант 1. Указание требований к шероховатости поверхностей производится на чертежах согласно ЕСКД по ГОСТ 2.30973 «ЕСКД. Обозначения шероховатости поверхностей». Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 71 Рис. 2.2 Место и порядок записи параметров шероховатости Обозначение шероховатости состоит из условного значка и числовых значений . Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рисунке 2.2. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки. В обозначении шероховатости применяют один из знаков: - основной знак, когда метод обработки поверхности чертежом не регламентируется; - знак, соответствующий поверхности, полученной удалением слоя металла (точением, сверлением, фрезерованием, шлифованием и т. д.); - знак, соответствующий поверхности в состоянии поставки, без удаления слоя металла (литье, штамповка, поковка и т. д.). Согласно ГОСТ 2.309-73 с 01.01.2005 г. при задании параметров шероховатости: обязательно указывать символы (Ra, Rz, S, tp) перед их числовым значением; все параметры записывать под полочкой. Под полочкой могут быть указаны: условные обозначения неровностей, базовая длина и все параметры шероховатости по строчкам, начиная с Ra; над полочкой указывают способ обработки и другие дополнительные требования (например, полировать); 72 Метрология, стандартизация и сертификация знак «остальное» для поверхностей, обрабатываемых с одинаковыми требованиями, указывать в верхнем правом углу чертежа, например, или; обработку поверхностей сложного контура «кругом» указывать так: . Знак шероховатости может указываться на контурной линии чертежа, на размерных линиях или на их продолжениях, на рамке допуска формы, на полках линий - выносок (рис. 2.3а). При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке (рис. 2.3б): параметры высоты неровностей профиля; параметры шага неровностей профиля; относительная опорная длина профиля. При нормировании требований к шероховатости поверхности параметрами Ra, Rz, Rmax базовую длину в обозначении шероховатости не приводят, если она соответствует ГОСТ 2789-73 для выбранного значения параметра шероховатости (табл. В.1). В даному прикладі вказано (рис. 2.3б): середньоарифметичне відхилення профілю Ra не більше 0,1 мкм на базовій довжині l = 0,25 мм (в позначенні Рис. 2.3 Приклади позначення шорсткості: а - можливе розміщення знака шорсткості; б - вказівка ​​декількох параметрів. глава 2. Нормування вимог до шорсткості поверхні 73 Рис. 2.4 Варіанти позначення шорсткості в правому куті креслення: а - всі поверхні мають однакову шорсткість; б - частина поверхонь має однакову шорсткість (інші); в - частина поверхонь з даного кресленням не обробляється (поличка НЕ малюється, параметри не вказуються. базова довжина не вказана, так як відповідає значенню, визначеного стандартом для даної висоти нерівностей); середній крок нерівностей профілю Sm повинен знаходитися в межах від 0,063 до 0,040 мм на базовій довжині l = 0,8 мм; відносна опорна довжина профілю на 50% -му рівні перетину повинна знаходитися в межах 80 ± 10% на базовій довжині l = 0,25 мм. Приклади завдання вимог до шорсткості поверхні: означає Ra ≤ 1,6 мкм, метод обробки поверх ності кресленням не регламентується; означає Rz≤ 40 мкм, обробка різанням; означає Ra ≤ 12,5 мкм, поверхня без видалити ня шару металу (лиття, штампування, кування і т. д.). Позначення шорсткості поверхонь повторюваних елементів вироби (отворів, пазів, зубів і т. Д.), Кількість яких вказано на кресленні, а також позначення шорсткості однієї і тієї ж поверхні, незалежно від числа зображень або поверхонь, що мають однакову шорсткість і утворюють контур, наносять один раз. У правому верхньому куті креслення вказують загальні вимоги до поверхонь деталі, варіанти завдання таких вимог вказані на малюнку 2.4. 74 Метрологія, стандартизація і сертифікація ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 2.1 (1-Й РІВЕНЬ СКЛАДНОСТІ) Ознайомитися з теоретичною частиною розділу. Отримати завдання (варіант) практичної роботи. Варіанти задані в таблиці 2.3. Т а б л і ц а 2.3 Варіанти завдань до практичного заняття 2.1 № варіанта Позначення шорсткості поверхні № варіанту 1 15 2 16 3 17 4 18 5 19 6 20 Позначення шорсткості поверхні Глава 2. Нормування вимог до шорсткості поверхні 75 П р о д о л ж е н і е т а б л. 2.3 № варіанта Позначення шорсткості поверхні № варіанту 7 21 8 22 9 23 10 24 11 25 12 26 13 27 14 28 Позначення шорсткості поверхні 76 Метрологія, стандартизація і сертифікація Завдання. По заданому варіанту розшифрувати умовне позначення шорсткості. Рішення. 1. Вказати вид умовного значка, що позначає вимоги до шорсткості поверхні. 2. Визначити тип напрямки нерівностей. 3. Визначити найменування параметрів шорсткості, їх умовне позначення і числове значення. 4. Вказати базову довжину і пояснити її призначення. ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ 2.1 Завдання. По заданому варіанту розшифрувати умовне позначення шорсткості. Дано: Рішення. 1. Використано знак - метод обробки поверхні кресленням не регламентується. 2. Напрямок нерівностей не регламентується, т. Е. Відповідає методу обробки. 3. Шорсткість нормується по: параметру Ra (середнє арифметичне відхилення профілю), значення якого не повинно перевищувати 0,1 мкм; середній крок нерівностей профілю по середній лінії Sm в межах (0,063-0,040) мм; відносна опорна довжина профілю tp, задана на рівні 50% і повинна становити 80 ± 10%; 4. Базова довжина l = 0,25 мм для Ra не вказується, так як її числове значення відповідає числовому значенню параметра Ra (табл. В.1); базова довжина l = 0,8 мм для Sm вказана, базова довжина l = 0,25 мм для tp вказана, так як ці параметри на приладах профілометр - профілограф вимірюються на великих базових довжинах. Глава 2. Нормування вимог до шорсткості поверхні 77 2.2. НОРМУВАННЯ ВІДХИЛЕНЬ ФОРМИ ПОВЕРХНІ 2.2.1. Терміни та визначення ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ 2.2, 2.3, 2.4 В ГОСТ 24642 ​​(не діє в РФ) дані терміни та визначення, що відносяться до допускам форми; на території Росії введено в дію з 01.01.2012 р ГОСТ Р 53442, який встановлює визначення і правила вказівки на кресленнях геометричних допусків (форми, орієнтації, розташування та биття). Однак необхідно розглянути деякі поняття ГОСТ 24642-81, так як аналогічних їм у новому стандарті немає. Відхиленням форми EF (Δф) називається відхилення форми реального елемента від номінальної форми, що оцінюється найбільшою відстанню від точок реального елемента по нормалі до прилеглому елементу (рис. 2.5). Шорсткість поверхні в відхилення форми не включається. Номінальна поверхня - це ідеальна поверхня, форма якої задана кресленням або іншою технічною документацією. Реальна поверхня - це поверхня, що обмежує тіло і відокремлює його від навколишнього середовища. Відхилення форми оцінюються по всій поверхні (по всьому Рис. 2.5 Схема до визначення відхилення форми поверхні 78 Метрологія, стандартизація і сертифікація профілем) або на нормируемом ділянці, якщо задані площа, довжина або кут сектора, а в необхідних випадках і розташування його на поверхні. Якщо розташування ділянки не задано, то його вважають будь-яким в межах всієї поверхні або профілю. Відлік відхилень форми поверхні проводиться по нормалі до прилеглої поверхні як найбільша відстань від точок реальної поверхні до прилеглої, яка розглядається як номінальна. Прилегла поверхня - поверхня, що має форму номінальної поверхні, що стикається з реальною поверхнею і розташована поза матеріалу деталі так, щоб відхилення від неї найбільш віддаленої точки реальної поверхні в межах нормованої ділянки мало мінімальне значення. Відхилення форми профілю оцінюються аналогічно - від прилеглої лінії. Допуск форми TF (Тф) - це найбільше допустиме значення відхилення форми. Допуски форми можуть бути: комплексними (площинність, циліндричний, круглость, допуск форми заданого профілю); елементарними (опуклість, увігнутість, овальність, ограновування, конусообразность, седлообразно, бочкообразность). Відхилення від круглості Δкр - найбільша відстань від точок реального профілю до прилеглої окружності (рис. 2.6). Основні види приватних відхилень профілю поперечного перерізу циліндричних поверхонь - овальність (рис. 2.7а) і ограновування (рис. 2.7б). Приватні відхилення профілю поздовжнього перерізу - конусообразность (рис. 2.8а), бочкообразность (рис. 2.8б), седлообразно (рис. 2.8в). Для всіх випадків відхилення форми визначається в Радіусна вираженні: (2.7) Допуски форми поверхні призначаються тільки в тому випадку, якщо вони за умовами експлуатації виробу повинні Глава 2. Нормування вимог до шорсткості поверхні Рис. 2.6 Відхилення від круглості Рис. 2.7 Приватні види відхилень від круглості: а - овальність; б - огранювання. Мал. 2.8 Приватні види відхилень форми профілю поздовжнього перерізу: а - конусообразность; б - бочкообразность; в - седлообразно. 79 80 Метрологія, стандартизація і сертифікація бути менше допуску розміру. Види допусків форми і інші геометричні допуски представлені в таблиці В.5. Найменування геометричного допуску складається з слова «допуск» і геометричної характеристики елемента, нормованої їм, наприклад «допуск прямолінійності». Виняток становить допуск позиціонування, який в сформованій практиці має назву «позиційний допуск». Числові значення допусків форми і розташування поверхонь встановлені ГОСТ 24643-81 по 16 ступенями точності (табл. В.6 і Б.7). У таблицях розглянуті 12 ступенів, т. К. Для грубих поверхонь застосовується ГОСТ 30893. 2 на загальні допуски. Числові значення допусків форми поверхні можуть бути визначені розрахунковим методом і методом подібності. 2.2.2. ВИЗНАЧЕННЯ числових ЗНАЧЕНЬ ДОПУСКІВ ФОРМИ ПОВЕРХНІ Метод подібності застосовується при відомому КВАЛІТЕТ точності розміру розглянутої поверхні. Визначається ступінь точності форми поверхні за умовами економічної точності для жорсткої конструкції (табл. В.2). Ступінь точності знижується на одну, якщо L / d від 2 до 5; на два ступені точності грубіше, якщо L / d> 5. Розрахунковий метод заснований на співвідношенні допусків розмірів з допусками форми і шорсткістю поверхні. При розгляді співвідношення між допуском розміру і допуском форми для циліндричних деталей прийнятий діаметр розглянутої поверхні, а для плоских деталей - допуск на товщину деталі, так як найбільша похибка дорівнює цьому допуску, т. Е. 100%. Тф max = Тd. Для циліндричних деталей допуск форми заданий в Радіусна вираженні, тому найбільша похибка форми прийнята рівною 50% від допуску на діаметр: Тф max = Тd / 2. Глава 2. Нормування вимог до шорсткості поверхні 81 Для рівня А допуск форми (

транскрипт

1 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Федеральне державне автономне освітня установа вищої освіти «НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ МІНІСТЕРСТВО ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» А.С. Спиридонова, Н.М. Наталінова ПРАКТИКУМ ПО МЕТРОЛОГІЇ, СТАНДАРТИЗАЦІЇ ТА СЕРТИФІКАЦІЇ Рекомендовано як навчальний посібник Редакційно-видавничим радою Томського політехнічного університету Видавництво Томського політехнічного університету 2014

2 УДК (076.5) ББК я73 С72 С72 Спиридонова А.С. Практикум з метрології, стандартизації та сертифікації: навчальний посібник / А.С. Спиридонова, Н.М. Наталінова; Томський політехнічний університет. Томськ: Изд-во Томського політехнічного університету, с. Посібник містить шість лабораторних робіт і чотири практичних заняття, які включають в себе необхідні теоретичні матеріали і контрольні питання для підготовки до захисту виконаних робіт. Призначено для студентів усіх напрямів для закріплення теоретичних основ метрології, методів вимірювань, порядку проведення вимірювань значень фізичних величин і правил обробки результатів вимірювань, оцінювання невизначеності вимірювань, нормативно-правових основ метрології, а також теоретичних положень діяльності по стандартизації, принципів побудови та правил користування стандартами, комплексами стандартів та іншої нормативної документації. УДК (076.5) ББК я73 Рецензенти Кандидат технічних наук, доцент ТГАСУ А.А. Алексєєв Кандидат хімічних наук, доцент ТГУ Н.А. Гавриленко ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2014 Спиридонова А.С., Наталінова Н.М., 2014 Оформлення. Видавництво Томського політехнічного університету, 2014

3 ВСТУП Метрологія і стандартизація є інструментами забезпечення якості та безпеки продукції, робіт і послуг важливого аспекту багатогранної діяльності. Якість і безпека є основними фактором реалізації товару. Метою викладання дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація» є виклад понять, формування у студентів знань, умінь і навичок в областях діяльності по стандартизації, метрології та підтвердження відповідності для забезпечення ефективності виробничої та інших видів діяльності. В результаті вивчення дисципліни студент повинен володіти такими компетенціями: знати цілі, принципи, сфери застосування, об'єкти, суб'єкти, засоби, методи, нормативно-правову базу стандартизації, метрології, діяльності з підтвердження відповідності; вміти застосовувати технічне і метрологічне законодавство; працювати з нормативними документами; розпізнавати форми підтвердження відповідності; розрізняти міжнародні та національні одиниці виміру; володіти досвідом роботи з діючими федеральними законами, Нормативними та технічними документами, необхідними для здійснення професійної діяльності. Робота відповідає вимогам державного освітнього стандарту вищої професійної освіти (ФГОС ВПО і стандартам ООП ТПУ) з дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація» для студентів усіх спеціальностей. Даний посібник призначений для закріплення теоретичних основ метрології, методів вимірювань, порядку проведення вимірювань значень фізичних величин і правил обробки результатів вимірювань, нормативно-правових основ метрології, також теоретичних положень діяльності по стандартизації і сертифікації, принципів побудови та правил користування стандартами, комплексами стандартів та іншої нормативною документацією. 3

4 РОЗДІЛ 1. МЕТРОЛОГІЯ Лабораторна робота 1 КЛАСИФІКАЦІЯ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАНЬ І нормованих МЕТРОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ 1.1. Основні поняття і визначення Відповідно до РМГ засіб вимірювань це технічний засіб, призначений для вимірювань, має нормовані метрологічні характеристики, що відтворює і (або) зберігає одиницю фізичної величини, розмір якої приймають незмінним (в межах встановленої похибки) протягом відомого інтервалу часу. Засоби вимірювання (СІ), що використовуються в різних областях науки і техніки, надзвичайно різноманітні. Однак для цього безлічі можна виділити деякі загальні ознаки, властиві всім СІ незалежно від сфери застосування. Ці ознаки покладені в основу різних класифікацій СІ, деякі з них наведені далі. Класифікація засобів вимірювань За технічним призначенням: Міра фізичної величини засіб вимірювань, призначений для відтворення і (або) зберігання фізичної величини одного або декількох заданих розмірів, значення яких виражені у встановлених одиницях і відомі з необхідною точністю; Розрізняють такі різновиди заходів: однозначна міра міра, яка відтворює фізичну величину одного розміру (наприклад, гиря 1 кг, конденсатор постійної ємності); багатозначна міра міра, яка відтворює фізичну величину різних розмірів (наприклад, штрихова міра довжини, конденсатор змінної ємності); набір заходів комплект заходів різного розміру однієї і тієї ж фізичної величини, призначених для застосування на практиці як окремо, так і в різних поєднаннях (наприклад, набір кінцевих мір довжини); магазин заходів набір заходів, конструктивно об'єднаних в єдиний пристрій, в якому є пристосування для їх з'єднання в різних комбінаціях (наприклад, магазин електричних опорів). 4

5 Вимірювальний прилад засіб вимірювань, призначений для отримання значень вимірюваної фізичної величини у встановленому діапазоні. Вимірювальний прилад, як правило, містить пристрій для перетворення вимірюваної величини в сигнал вимірювальної інформації і його індексації в формі, найбільш доступною для сприйняття. У багатьох випадках пристрій для індикації має шкалу зі стрілкою або іншим пристроєм, діаграму з пером або цифрове табло, завдяки яким може бути проведений відлік або реєстрація значень фізичної величини. Залежно від виду вихідної величини розрізняють аналогові та цифрові вимірювальні прилади. аналоговий вимірювальний прилад це вимірювальний прилад, показання (або вихідний сигнал) якого є безперервною функцією вимірюваної величини (наприклад, стрілочний вольтметр, скляний ртутний термометр). цифровий вимірювальний прилад це вимірювальний прилад, показання якого представлені в цифровій формі. У цифровому приладі відбувається перетворення вхідного аналогового сигналу вимірювальної інформації в цифровий код, і результат вимірювання відбивається на цифровому табло. За формою подання вихідної величини (за способом індикації значень вимірюваної величини) вимірювальні прилади поділяють на що показують і реєструють вимірювальні прилади. показує вимірювальний прилад вимірювальний прилад, що допускає тільки відлік показань значень вимірюваної величини (мікрометр, аналоговий або цифровий вольтметр). реєструючий вимірювальний прилад вимірювальний прилад, в якому передбачена реєстрація свідчень. Реєстрація значень вимірюваної величини може здійснюватися в аналогової або цифровій формі, у вигляді діаграми, шляхом друкування на паперовій або магнітній стрічці (термограф або, наприклад, вимірювальний прилад, пов'язаний з комп'ютером, дисплеєм і пристроєм для друкування показань). По дії вимірювальні прилади поділяють на інтегрують і підсумовують. Розрізняють також прилади прямої дії і прилади порівняння Вимірювальний перетворювач технічний засіб з нормативними метрологічними характеристиками, що служить для перетворення вимірюваної величини в іншу величину або вимірювальний сигнал, зручний для обробки, зберігання, подальших перетворень, індикації або передачі. Отримані в результаті перетворення величина 5

6 або вимірювальний сигнал, не доступні для безпосереднього сприйняття спостерігачем, вони визначаються через коефіцієнт перетворення. Вимірювальний перетворювач чи входить до складу будь-якого вимірювального приладу (вимірювальної установки, вимірювальної системи), або ж застосовується разом з будь-яким засобом вимірювань. За характером перетворення розрізняють аналогові, цифроаналогові, аналого-цифрові перетворювачі. За місцем в вимірювальної ланцюга розрізняють первинні і проміжні перетворювачі. Виділяють також масштабні і передають перетворювачі. Приклади: термопара в термоелектричному термометрі, вимірювальний трансформатор струму, електропневматичний перетворювач. Вимірювальна установка сукупність функціонально об'єднаних заходів, вимірювальних приладів, вимірювальних перетворювачів та інших пристроїв, призначена для вимірів однієї або декількох фізичних величин і розташована в одному місці. Вимірювальну установку, яка застосовується для повірки, називають повірочної установкою. Вимірювальну установку, що входить до складу зразка, називають еталонною установкою. Деякі великі вимірювальні установки називають вимірювальними машинами, призначеними для точних вимірювань фізичних величин, що характеризують виріб. Приклади: установка для вимірювань питомої опору електротехнічних матеріалів, установка для випробувань магнітних матеріалів. Вимірювальна система сукупність функціонально об'єднаних заходів, вимірювальних приладів, вимірювальних перетворювачів, ЕОМ та інших технічних засобів, розміщених в різних точках контрольованого об'єкта і т. П. З метою вимірювань однієї або декількох фізичних величин, властивих цьому об'єкту, і вироблення вимірювальних сигналів в різних цілях . Залежно від призначення вимірювальні системи поділяють на вимірювальні інформаційні, вимірювальні контролюючі, вимірювальні управляючі системи та ін. Вимірювальну систему, розбудовуємо в залежності від зміни вимірювальної завдання, називають гнучкою вимірювальної системою (ГІС). Приклади: вимірювальна система теплоелектростанції, що дозволяє отримувати вимірювальну інформацію про ряд фізичних величин в різних енергоблоках. Вона може містити сотні вимірювальних каналів; радіонавігаційна система для визначення місця розташування різних об'єктів, що складається з ряду вимірювально-обчислювальних комплексів, рознесених в просторі на значну відстань один від одного. 6

7 Измерительно-обчислювальний комплекс функціонально об'єднана сукупність засобів вимірювальної техніки, ЕОМ і допоміжних пристроїв, призначена для виконання в складі вимірювальної системи конкретної вимірювальної задачі. Компаратор засіб порівняння, призначене для звірення заходів однорідних величин (ваги важелів, компаратор для звірення нормальних елементів). По метрологічному призначенню все СІ підрозділяються на еталони, робочі еталони і робочі СІ. Еталон одиниці фізичної величини (еталон) засіб вимірювань (або комплекс засобів вимірювань), призначене для відтворення і (або) зберігання одиниці та передачі її розміру нижчим за повірочної схемою засобам вимірювань і затверджене як еталону в установленому порядку. Конструкція еталона, його властивості та спосіб відтворення одиниці визначаються природою даної фізичної величини і рівнем розвитку вимірювальної техніки в даній галузі вимірювань. Еталон повинен володіти, принаймні, трьома тісно пов'язаними один з одним істотними ознаками незмінністю, відтворюваністю і слічаемостью. Робочий еталон еталон, призначений для передачі розміру одиниці робочим засобам вимірювань. При необхідності робочі еталони поділяють на розряди (1-й, 2-й, ..., n-й). У цьому випадку передачу розміру одиниці здійснюють через ланцюжок супідрядних за розрядами робочих еталонів. При цьому від останнього робочого еталона в цьому ланцюжку розмір одиниці передають робочому засобу вимірювань. Робоча засіб вимірювань засіб вимірювань, призначений для вимірювань, не пов'язаних з передачею розміру одиниці іншим засобам вимірювань. За значущістю вимірюваної фізичної величини все СІ підрозділяються на основні і допоміжні засоби вимірювань. Основні засоби вимірювань СІ тієї фізичної величини, значення якої необхідно отримати відповідно до вимірювальної завданням. Допоміжні засоби вимірювань СІ тієї фізичної величини, вплив якої на основний засіб вимірювань або об'єкт вимірювань необхідно враховувати для отримання результатів вимірювань необхідної точності (термометр для вимірювання температури газу в процесі вимірювань об'ємної витрати цього газу). 7

8 Класифікація СІ з технічного призначення є основною і представлена ​​на рис Рис. 1.1 Метрологічна характеристика кошти вимірів (MX СІ): Характеристика одного з властивостей засобу вимірювань, що впливає на результат вимірювань і на його похибка. Для кожного типу засобів вимірювальної техніки встановлюють свої метрологічні характеристики. Метрологічні характеристики, що встановлюються нормативно-технічними документами, називають нормованими метрологічними характеристиками, а визначаються експериментально дійсними метрологічними характеристиками. Номенклатура метрологічних характеристик і способи їх нормування встановлені ГОСТ. Всі метрологічні характеристики СІ можна розділити на дві групи: показники, що впливають на результат вимірювань (що визначають область застосування СІ); характеристики, що впливають на точність (якість) вимірювання. До основних метрологічних характеристик, що впливає на результат вимірювань, відносяться: діапазон вимірювань вимірювальних приладів; 8

9 значення однозначної або багатозначної міри; функція перетворення вимірювального перетворювача; ціна ділення шкали вимірювального приладу або багатозначної міри; вид вихідного коду, число розрядів коду, ціна одиниці найменшого розряду коду засобів вимірювань, призначених для видачі результатів в цифровому коді. Діапазон вимірювань кошти вимірів (діапазон вимірювань) область значень величини, в межах якої нормовані допустимі межі похибки засобу вимірювань (для перетворювачів це діапазон перетворення). Значення величини, що обмежують діапазон вимірювань знизу і зверху (зліва і справа), називають відповідно нижньою межею вимірювань або верхньою межею вимірювань. Для заходів межі відтворення величин. Однозначні заходи мають номінальне і дійсне значення відтворюється величини. Номінальне значення міри значення величини, приписане міру або партії заходів при виготовленні. Приклад: резистори з номінальним значенням 1 Ом, гиря з номінальним значенням 1 кг. Нерідко номінальне значення вказують на міру. Справжнє значення заходи значення величини, приписане міру на підставі її калібрування чи перевірки. Приклад: до складу державного еталона одиниці маси входить платіноірідіевого гиря з номінальним значенням маси 1 кг, тоді як дійсне значення її маси складає 1, кг, отримане в результаті звірень з міжнародним еталоном кілограма, що зберігається в Міжнародному бюро Мер і Терезів (МБМВ) (в даному випадку це калібрування). Діапазон показань засоби вимірювань (діапазон показань) область значень шкали приладу, обмежена початковим і кінцевим значеннями шкали. Діапазон вимірювань кошти вимірів (діапазон вимірювань) область значень величини, в межах якої нормовані допустимі межі похибки засобу вимірювань. Значення величини, що обмежують діапазон вимірювань знизу і зверху (зліва і справа), називають відповідно нижньою межею вимірювань або верхньою межею вимірювань. Ціна поділки шкали (ціна поділки) різниця значення величин, що відповідають двом сусіднім позначок шкали засобу вимірювань. До метрологічних характеристик, що визначає точність вимірювання, відноситься похибка засобу вимірювань і клас точності СІ. 9

10 Похибка засоби вимірювань різниця між показанням засоби вимірювань (x) і істинним (дійсним) значенням (x d) вимірюваної фізичної величини. x x x d. (1.1) Як x d виступає або номінальне значення (наприклад, заходи), або значення величини, яка вимірюється більш точним (не менше ніж на порядок, т. Е. В 10 разів) СІ. Чим менше похибка, тим точніше засіб вимірювань. Похибки СІ можуть бути класифіковані по ряду ознак, зокрема: по відношенню до умов вимірювання основні, додаткові; за способом вираження (за способом нормування МХ) абсолютні, відносні, наведені. Основна похибка засобу вимірювань (основна похибка) похибка засобу вимірювань, що застосовується в нормальних умовах. Як правило, нормальними умовами експлуатації є: температура (293 5) До або (20 5) ºС; відносна вологість повітря (65 15)% при 20 ° С; напруга в мережі 220 В 10% з частотою 50 Гц 1%; атмосферний тиск від 97,4 до 104 кПа. Додаткова похибка засобу вимірювань (похибка) складова похибки засобу вимірювання, що виникає додатково до основної похибки внаслідок відхилення будь-якої з впливають величин від нормального її значення або внаслідок її виходу за межі нормальної області значень. При нормуванні характеристик похибок засобів вимірювань встановлюють межі допустимих похибок (позитивний і негативний). Межі допустимих основної та додаткової похибок виражаються в формі абсолютних, наведених або відносних похибок в залежності від характеру зміни похибок в межах діапазону вимірювань. Межі додаткової похибки можна висловлювати у формі, відмінній від форми вираження меж допустимої основної похибки. Абсолютна похибка засобу вимірювань (абсолютна по- x, виражена в еди- грешность) похибка засобу вимірювань Ницаха вимірюваної фізичної величини. Абсолютна похибка визначається за формулою (1.1). 10

11 Межі основної абсолютної похибки можуть бути задані у вигляді: a (1.2) або a bx, (1.3) де межі допустимої абсолютної похибки, вираженої в одиницях вимірюваної величини на вході (виході) або умовно в поділках шкали; x значення вимірюваної величини на вході (виході) засобів вимірювальної техніки або число поділок, відрахованих за шкалою; ab, позитивні числа, не залежні від x. Наведена похибка засобу вимірювання (приведена похибка) відносна похибка, виражена відношенням абсолютної похибки засобу вимірювань до умовно прийнятого значення величини (нормуючим значенням), постійного у всьому діапазоні вимірювань або в частині діапазону. Наведена похибка засобу вимірювань визначається за формулою: 100%, (1.4) x N де межі допустимої зведеної основної похибки,%; межі допустимої абсолютної основної похибки, що встановлюються за формулою (1.2); x N нормирующее значення, виражене в тих же одиницях, що і. Межі приведеної основної похибки слід встановлювати у вигляді: p, (1.5) де p абстрактне позитивне число, вибирається з ряду 1 10 n; 1,5 10 n; (1,6 10 n); 2 10 n; 2,5 10 n; (3 10 n); 4 10 n; 5 10 n; 6 10 n (n = 1, 0, 1, 2 і т. Д.). Нормуюче значення x N приймається рівним: кінцевому значенню робочої частини шкали (x k), якщо нульова відмітка знаходиться на краю або поза робочої частини шкали (рівномірної або статечної); сумі кінцевих значень шкали (без урахування знака), якщо нульова відмітка всередині шкали; модулю різниці меж вимірювань для СІ, шкала яких має умовний нуль; довжині шкали або її частини, що відповідає діапазону вимірювань, якщо вона істотно нерівномірна. В цьому випадку абсолютну похибку, як і довжину шкали, треба висловлювати в міліметрах. 11

12 Відносна похибка засобу вимірювань (відносна похибка) похибка засобу вимірювань, виражена відношенням абсолютної похибки засобу вимірювань до результату вимірів або до дійсного значення вимірюваної фізичної величини. Відносна похибка засобу вимірювань обчислюється за формулою: 100%, (1.6) x де межі допустимої відносної основної похибки,%; межі допустимої абсолютної похибки, вираженої в одиницях вимірюваної величини на вході (виході) або умовно в поділках шкали; x значення вимірюваної величини на вході (виході) засобів вимірювальної техніки або число поділок, відрахованих за шкалою. Якщо bx, то межі допустимої відносної основної похибки встановлюють у вигляді: q, (1.7) де q абстрактне позитивне число, вибирається з ряду, приве- a bx, то у вигляді: денного вище; або якщо x cd k 1, (1.8) x де x k більший (по модулю) з меж вимірювань; cd, позитивні числа, які обираються з ряду, наведеного вище. В обґрунтованих випадках межі допустимої відносної основної похибки визначають за складнішими формулами або у вигляді графіка або таблиці. Характеристики, введені ГОСТ 8.009, найбільш повно описують метрологічні властивості СІ. Однак в даний час в експлуатації знаходиться досить велика кількість СІ, метрологічні характеристики яких нормовані дещо по-іншому, а саме на основі класів точності. Клас точності засобів вимірювальної техніки (клас точності) узагальнена характеристика даного типу засобів вимірювання, як правило, відображає рівень їх точності, що виражається межами допустимих основної та додаткової похибок, а також іншими характеристиками, що впливають на точність. Клас точності дає можливість судити про те, в яких межах знаходиться погрішність вимірювань цього класу. Це важливо при виборі засобів вимірювань в залежності від заданої точності вимірювань. 12

13 Позначення класів точності СІ привласнюють відповідно до ГОСТ. Правила побудови і приклади позначення класів точності в документації і на засобах вимірювань наведені в додатку Б. Позначення класу точності наносять на циферблати, щитки і корпусу СІ, приводять в нормативної документації на СІ. Номенклатура нормованих метрологічних характеристик СІ визначається призначенням, умовами експлуатації і багатьма іншими факторами. Норми на основні метрологічні характеристики наводяться в стандартах, в технічних умовах (ТУ) та експлуатаційної документації на СІ Мета роботи ознайомлення з технічною документацією на СІ і визначення по ній основних класифікаційних ознак і нормованих метрологічних характеристик застосовуваних засобів вимірювань; придбання навичок визначення основних класифікаційних ознак, застосовуваних засобів вимірювань і їх нормованих метрологічних характеристик безпосередньо по засобам вимірювань; закріплення теоретичних знань за розділом «Класифікація засобів вимірювань» дисципліни, що вивчається «Метрологія, стандартизація та сертифікація», що використовується обладнання та прилади 1) осцилограф; 2) вольтметр цифровий; 3) вольтметр аналоговий; 4) генератор; 5) підсилювач; 6) джерело живлення; 7) елемент нормальний термостатований; 8) джерело каліброваних напруг програмований Програма роботи Визначити класифікаційні ознаки, зазначені в табл. 1.2 з числа що знаходяться на робочому місці засобів вимірювань (СІ) Ознайомитися з технічною документацією на СІ (керівництво по експлуатації, технічний опис з інструкцією по експлуатації або паспорт). 13

14 Визначити нормовані метрологічні характеристики СІ безпосередньо по засобам вимірювань і за технічною документацією на них і заповнити на кожен засіб вимірювань табл Скласти звіт про виконану роботу (приклад оформлення титульного аркуша див. У додатку А). Таблиця 1.2 Класифікаційні ознаки Засіб вимірювання (вказати тип СІ) За видами (з технічного призначення) По виду вихідної величини За формою подання інформації (тільки для вимірювальних приладів) За призначенням За метрологічного призначенням Нормовані метрологічні характеристики 1.5. Контрольні питання 1. Назвіть види засобів вимірювань. 2. За якими класифікаційними ознаками підрозділяються СІ. 3. Охарактеризувати кожен вид СІ. 4. На які групи поділяються метрологічні характеристики СІ. 5. Що таке метрологічні характеристики? 6. Що таке нормовані і дійсні метрологічні характеристики і чим вони відрізняються від метрологічних характеристик? 7. Назвіть метрологічні характеристики, що визначають: область застосування СІ; якість вимірювання. 8. Назвіть види похибок. 9. Яка характеристика визначає точність СІ? 10. Яку функцію виконують еталони? 11. У чому відмінність в призначенні робочих СІ і робочих еталонів? 1.6. Література 1. РМГ ГСИ. Метрологія. Основні терміни та визначення. Рекомендації з міждержавної стандартизації. 2. ГОСТ ГСИ. Нормовані метрологічні характеристики засобів вимірювань. 3. ГОСТ ГСИ. Класи точності засобів вимірювань. 4. Сергєєв А.Г., Терегеря В.В. Метрологія, стандартизація і сертифікація. М .: Издательство Юрайт: ИД Юрайт,

15 Лабораторна робота 2 НЕПРЯМІ одноразового вимірювання 2.1. Основні поняття і визначення Виміром називають сукупність операцій із застосування технічного засобу, що зберігає одиницю фізичної величини, що забезпечують знаходження співвідношення (в явному або неявному вигляді) вимірюваної величини з її одиницею і отримання значення цієї величини. Вимірювання є основним джерелом інформації про відповідність продукції вимогам нормативної документації. Тільки достовірність і точність вимірювальної інформації забезпечують правильність прийняття рішень про якість продукції, на всіх рівнях виробництва при випробуваннях виробів, в наукових експериментах і т. Д. Вимірювання класифікуються: а) за кількістю спостережень: одноразове вимірювання вимір, яке виконує один раз. Недоліком цих вимірювань є можливість грубої помилки промаху; багаторазове вимір вимір фізичної величини одного і того ж розміру, результат якого отримано з кількох наступних один за одним вимірювань, т. е. що складається з ряду одноразових вимірювань. Зазвичай їх число n 3. Багаторазові вимірювання проводять з метою зменшення впливу випадкових факторів на результат вимірювань; б) за характером точності (за умовами вимірювання): равноточние вимірювання ряд вимірювань будь-якої величини, виконаних однаковими по точності СІ в одних і тих же умовах з однаковою ретельністю; неравноточних вимірювання ряд вимірювань будь-якої величини, виконаних декількома розрізняються по точності СІ і (або) в різних умовах; в) за висловом результату вимірювання: абсолютний вимір вимір, засноване на прямих вимірюваннях однієї або декількох основних величин і (або) використанні значень фізичних констант (наприклад, вимірювання сили F mg засноване на вимірі основний величини маси m і використанні фізичної постійної прискорення вільного падіння g (в точці вимірювання маси); відносне вимір вимір відношення величини до однойменної величини, що відіграє роль одиниці, або вимірювання вимірюв- 15

16 нения величини по відношенню до однойменної величини, прийнятої за вихідну; г) за способом отримання результату вимірювання: пряме вимір це вимір, при якому шукане значення фізичної величини отримують безпосередньо (наприклад, вимірювання маси на вагах, вимірювання довжини деталі мікрометром); непряме вимірювання це визначення шуканого значення фізичної величини на підставі результатів прямих вимірювань інших фізичних величин, функціонально пов'язаних з шуканої величиною; сукупні вимірювання це проводяться одночасно вимірювання кількох однойменних величин, при яких шукані значення величин визначають шляхом вирішення системи рівнянь, одержуваних при вимірах цих величин в різних поєднаннях (наприклад, значення маси окремих гир набору визначають за відомим значенням маси однієї з гир і за результатами вимірювань ( порівнянь) мас різних сполучень гир); спільні вимірювання це проводяться одночасно вимірювання двох або декількох неодноіменних величин для визначення залежності між ними; д) за характером зміни вимірюваної фізичної величини: статичне вимір вимір фізичної величини, прийнятої відповідно до конкретної вимірювальної завданням за незмінну протягом часу вимірювання. Вони проводяться при практичному сталості вимірюваної величини; динамічне вимір вимір змінюється за- міру фізичної величини; е) з метрологічного призначенням використовуваних засобів вимірювань: технічні вимірювання вимірювання за допомогою робочих засобів вимірювань; метрологічні вимірювання вимірювання за допомогою еталонних засобів вимірювань з метою відтворення одиниць фізичних величин для передачі їх розміру робочим засобам вимірювань. Результати вимірювань представляють собою наближені оцінки значень величин, знайдені шляхом вимірювань, так як навіть найточніші прилади не можуть показати дійсного значення вимірюваної величини. Обов'язково існує похибка вимірювань, причинами якої можуть бути різні чинники. Вони залежать від методу вимірювання, від технічних засобів, за допомогою яких проводяться вимірювання, і від сприйняття спостерігача, який здійснює вимірювання. 16

17 Точність результату вимірів це одна з характеристик якості вимірювання, що відображає близькість до нуля похибки результату вимірювання. Чим менше похибка вимірювання, тим більше його точність. Похибка вимірювання x відхилення результату вимірювання x від істинного або дійсного значення (x i або x d) вимірюваної величини: xx x id. (2.1) Істинне значення фізичної величини значення фізичної величини, яке ідеальним чином характеризує в якісному і кількісному відношенні відповідну фізичну величину. Воно не залежить від засобів нашого пізнання і є абсолютною істиною. Воно може бути отримано тільки в результаті нескінченного процесу вимірювань з нескінченним вдосконаленням методів і засобів вимірювань. Справжнє значення фізичної величини значення фізичної величини, отримане експериментальним шляхом і настільки близьке до істинного значення, що в поставленої вимірювальної задачі може бути використано замість нього. Похибки вимірювання також можуть бути класифіковані по ряду ознак, зокрема: а) за способом числового виразу; б) за характером прояву; в) за видом джерела виникнення (причин виникнення). За способом числового виразу похибка вимірювання може бути: Абсолютна похибка вимірювання (x) являє собою різницю між виміряною величиною і дійсним значенням цієї величини, т. Е. X x x d. (2.2) Відносна похибка вимірювання () являє собою відношення абсолютної похибки вимірювання до дійсного значення вимірюваної величини. Відносна похибка може виражатися у відносних одиницях (в частках) або у відсотках: x або x 100%. (2.3) x x Відносна похибка показує точність проведеного вимірювання. 17

18 Залежно від характеру прояву розрізняють систематичну (с) і випадкову (0) складові похибки вимірювань, а також грубі похибки (промахи). Систематична похибка вимірювання (с) це складова похибки результату вимірів, що залишається постійною або закономірно змінюється при повторних вимірах однієї і тієї ж фізичної величини. Випадкова похибка вимірювання (0) складова похибки результату вимірів, що змінюється випадковим чином (по знаку і значенням) при повторних вимірах, проведених з однаковою ретельністю, однією і тією ж фізичної величини. Грубі похибки (промахи) виникають через помилкових дій оператора, несправності СІ або різких змін умов вимірювань (наприклад, раптове падіння напруги в мережі електроживлення). Залежно від виду джерела виникнення похибки розглядаються наступні складові загальної похибки вимірювань: Похибки методу це похибки, обумовлені недосконалістю методу вимірювань, прийомами використання засобів вимірювання, некоректністю розрахункових формул і округлення результатів, що виникають від помилковості або недостатньої розробки прийнятої теорії методу вимірювань в цілому або від допущених спрощень при проведенні вимірювань. Інструментальні складові похибки це похибки, які залежать від похибок застосовуваних засобів вимірювань. Дослідження інструментальних похибок є предметом спеціальної дисципліни теорії точності вимірювальних пристроїв. Суб'єктивні складові похибки це похибки, обумовлені індивідуальними особливостями спостерігача. Такого роду похибки викликаються, наприклад, запізненням або випередженням при реєстрації сигналу, неправильним відліком десятих часток поділки шкали, асиметрією, що виникає при установці штриха посередині між двома ризиками і т. Д Наближене оцінювання похибки Одноразові вимірювання. Переважна більшість технічних вимірювань є однократними. Виконання одноразових вимірювань обгрунтовують наступними факторами: виробничою необхідністю (руйнування зразка, неможливість повторення вимірювання, економічна доцільність і т. Д.); 18

19 можливістю зневаги випадковими похибками; випадкові похибки істотні, але довірча межа похибки результату вимірювання не перевищує допустимої похибки вимірювань. За результат одноразового вимірювання приймають одноедінственное значення відліку показання приладу. Будучи по суті справи випадковим, одноразовий відлік х включає в себе інструментальну, методичну та особисту складові похибки вимірювання, в кожній з яких можуть бути виділені систематичні і випадкові складові похибки. Складовими похибки результату одноразового вимірювання є похибки СІ, методу, оператора, а також похибки, зумовлені зміною умов вимірювання. Похибка результату одноразового вимірювання найчастіше представлена ​​систематичними і випадковими похибками. Похибка СІ визначають на підставі їх метрологічних характеристик, які повинні бути вказані в нормативних і технічних документах, і відповідно до РД Похибки методу і оператора повинні бути визначені при розробці та атестації конкретної МВВ. Особисті похибки при одноразових вимірюваннях зазвичай передбачаються малими і не враховуються. Непрямі вимірювання. При непрямих вимірах шукане значення величини знаходять розрахунком на основі прямих вимірювань інших фізичних величин, функціонально пов'язаних з шуканої величиною відомою залежністю yf x1, x2, ..., xn, (2.4) де x1, x2, ..., xn підлягають прямим вимірам аргументи функції y. Результатом непрямого вимірювання є оцінка величини у, яку знаходять підстановкою в формулу (4) виміряних значень аргументів х i. Оскільки кожен з аргументів х i вимірюється з деякою погрішністю, то задача оцінювання похибки результату зводиться до підсумовування похибок вимірювання аргументів. Однак особливість непрямих вимірювань полягає в тому, що внесок окремих похибок вимірювання аргументів на похибка результату залежить від виду функції (4). 19

20 Для оцінки похибок істотним є поділ непрямих вимірювань на лінійні і нелінійні непрямі вимірювання. При лінійних непрямих вимірах рівняння вимірювань має вигляд: y n bi xi, (2.5) i1 де b i постійні коефіцієнти при аргументах х i. Результат лінійного непрямого вимірювання обчислюють за формулою (2.5), підставляючи в неї виміряні значення аргументів. Похибки вимірювання аргументів х i можуть бути задані своїми кордонами xi. При малому числі аргументів (менше п'яти) проста оцінка похибки результату y виходить простим підсумовуванням граничних похибок (без урахування знака), т. Е. Підстановкою кордонів х 1, х 2, х n в вираз: y x1x2 ... xn. (2.6) Однак ця оцінка є надміру завищеною, оскільки таке підсумовування фактично означає, що похибки вимірювання всіх аргументів одночасно мають максимальне значення і збігаються за знаком. Імовірність такого збігу практично дорівнює нулю. Для знаходження більш реалістичної оцінки переходять до статичного підсумовування похибки аргументів за формулою: n 2 + 2 ii, (2.7) i1 yk bx де k коефіцієнт, який визначається прийнятою довірчою ймовірністю (при Р = 0,9 при k = 1,0; Р = 0 , 95 при k = 1,1; Р = 0,99 при k = 1,4). Нелінійні непрямі вимірювання будь-які інші функціональні залежності, відмінні від (2.5). При складній функції (2.4) і, особливо, якщо це функція декількох аргументів, визначення закону розподілу похибки результату пов'язано зі значними математичними труднощами. Тому в основі наближеного оцінювання похибки нелінійних непрямих вимірювань лежить линеаризация функції (2.4) і подальша обробка результатів, як при лінійних вимірах. Запишемо вираз для повного диференціала функції у через приватні похідні по аргументам х i: y y y dy dx1 dx2 ... dxn. (2.8) x x x 1 2 n 20

21 За визначенням повний диференціал функції це приріст функції, викликане малими приростами її аргументів. З огляду на, що похибки вимірювання аргументів завжди є малими величинами в порівнянні з номінальними значеннями аргументів, можна замінити у формулі (2.8) диференціали аргументів dx n на похибку вимірювань xn, а диференціал функції dy на похибка результату вимірювання y: y y y y x x ... xn. (2.9) x x x Якщо проаналізувати формулу (2.9), то можна отримати просте правило оцінювання похибки результату нелінійного непрямого вимірювання. Похибки в творах і приватних. Якщо виміряні значення x1, x2, ..., x n використовуються для обчислення y x ... 1x2 xn або y 1, x2 то підсумовуються відносні похибки y x1x2 ... xn, де y y. y 2.3. Похибка записи (округлення) числа Похибка записи (округлення) числа визначається як відношення половини одиниці молодшого розряду числа до значення числа. Наприклад, для нормального прискорення падаючих тел g = 9,81 м / с 2, одиниця молодшого розряду дорівнює 0,01, отже, похибка запису числа 9,81 дорівнюватиме 0,01 5, = 0,05%. 29, Мета роботи n x освоєння методів проведення одноразових прямих і непрямих вимірювань; засвоєння правил обробки, уявлення (записи) і інтерпретації результатів проведених вимірювань; набуття практичних навичок застосування різних за точністю засобів вимірювань, а також аналізу і зіставлення точності результатів непрямих вимірювань з точністю засобів вимірювань, що використовуються при проведенні прямих вимірювань; виявлення можливих джерел і причин методичних похибок; 21

22 закріплення теоретичного матеріалу з розділу «Метрологія» дисципліни, що вивчається «Метрологія, стандартизація та сертифікація» Обладнання, що використовується штангенциркуль (далі ШЦ); мікрометр; лінійка. При записи використовуваних засобів вимірювань вказати їх нормовані метрологічні характеристики, використовуючи засоби вимірювань Програма роботи Провести одноразові вимірювання діаметра і висоти циліндра засобами вимірювань різної точності: штангенциркулем, мікрометром і лінійкою. Результати вимірювань записати в табл Як циліндра 1 вибрати циліндр меншої висоти. Результати прямих вимірювань діаметра і висоти циліндрів записати в таблицю з тією точністю, з якою дозволяє виміряти засіб вимірювань. Таблиця 2.1 Результати вимірювань Вимірюваний Циліндр 1 (маленький) Циліндр 2 (великий) параметр Діаметр d, мм Висота h, мм Обсяг V, мм Отн.погреш. V Абс. похибкою. V, мм 3 мікрометр ШЦ ШЦ лінійка Визначити обсяг циліндра, використовуючи співвідношення: 2 V d h, мм 3, (2.10) 4 де = 3,14 числовий коефіцієнт; d діаметр циліндра, мм; h висота циліндра, мм Визначити відносну похибку вимірювань, виражену в відносних одиницях V V. (2.11) V 22

23 Для визначення відносної похибки вимірювань V необхідно формулу (2.11) перетворити в зручну для розрахунку, використовуючи формулу (2.9) (див. П. 2.2). В отриманій формулі d, h похибки засобів вимірювань, що використовуються при вимірах. При непрямих вимірах фізичних величин дуже часто використовуються табличні дані або ірраціональні константи. В силу цього використовується при розрахунках значення константи, округлене до деякого знака, є наближеним числом, що вносить свою частку до погрішності вимірювань. Ця частка похибки визначається як похибка запису (округлення) константи (див. П. 2.3) Визначити похибка обчислення обсягу за формулою VV, мм 3. (2.12) V Округлити похибки вимірювань і записати результат вимірювань об'ємів циліндрів VVV мм 3. (2.13) Для того щоб записати остаточний результат опосередкованих вимірювань, необхідно провести округлення похибки вимірювань V відповідно до МИ 1317, узгодити числові значення результату і похибки вимірювань (див. п. 2.4) Зобразити на малюнках області, в яких знаходяться результати вимірювань обсягів, отримані різними засобами вимірювань для кожного з циліндрів. Приклад наведено на малюнку 2.1. V 2 ΔV 2 V 2 V 1 ΔV 1 V 1 V 1 + ΔV 1 V 2 + ΔV 2 Рис Області результатів вимірювань об'єму циліндра Перша точка (наприклад, V 2) проставляється довільно, їй присвоюється значення обсягу циліндра, похибка вимірювання якого більше. Потім необхідно вибрати масштаб і проставити всі інші точки. На малюнку показати похибка методу. 23

24 2.6.7 Оформити звіт і зробити висновок (приклад оформлення титульного аркуша див. У додатку А). У висновку оцінити отримані результати вимірювань, виявити можливі джерела і причини методичних похибок Контрольні питання 1. Назвіть основні види вимірювань. 2. За якими ознаками класифікуються похибки вимірювання? 3. Назвіть і охарактеризуйте основні види похибок вимірювань. 4. Як визначити похибка запису числа? 5. Як визначити похибка результату непрямого вимірювання? 2.8. Використана література 1. РМГ Рекомендації з міждержавної стандартизації. ГСИ. Метрологія. Основні терміни та визначення. 2. Р Рекомендації з метрології. ГСИ. Вимірювання прямі одноразові. Оцінювання похибок і невизначеності результату вимірювань. М., Видавництво стандартів, Борисов Ю.І., Сігов О.С., Нефедов В.І. Метрологія, стандартизація і сертифікація: підручник. М .: ФОРУМ: ИНФРА-М, МІ Методичні вказівки. ГСИ. Результати і характеристики похибки вимірювань. Форми надання. Способи використання при випробуваннях зразків продукції та контролі їх параметрів. 24

25 Лабораторна робота 3 ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ПРЯМИХ багаторазових вимірювань 3.1. Введення Необхідність виконання прямих багаторазових вимірювань встановлюють в конкретних методиках вимірювань. При статистичній обробці групи результатів прямих багатократних незалежних вимірювань виконують такі операції: виключають відомі систематичні похибки з результатів вимірювань; обчислюють оцінку вимірюваної величини; обчислюють середнє відхилення результатів вимірювань; перевіряють наявність грубих похибок і при необхідності виключають їх; перевіряють гіпотезу про приналежність результатів вимірювань нормальному розподілу; обчислюють довірчі межі випадкової похибки (довірчу випадкову похибку) оцінки вимірюваної величини; обчислюють довірчі межі (межі) невиключену си стематіческой похибки оцінки вимірюваної величини; обчислюють довірчі межі похибки оцінки вимірюваної величини. Перевірку гіпотези про те, що результати вимірів належать нормальному розподілу, проводять з рівнем значущості q від 10% до 2%. Конкретні значення рівнів значимості повинні бути вказані в конкретній методиці вимірювань. Для визначення довірчих меж похибки оцінки вимірюваної величини довірчу ймовірність P приймають рівною 0, Основні поняття і визначення Залежно від характеру прояву розрізняють систематичну (C) і випадкову (0) складові похибки вимірювань, а також грубі похибки (промахи). Грубі похибки (промахи) виникають через помилкових дій оператора, несправності СІ або різких змін умов вимірювань, наприклад раптове падіння напруги в мережі електроживлення. До них тісно примикають промахи похибки, які залежать від 25

26 спостерігача і пов'язані з неправильним поводженням із засобами вимірювань. Систематична похибка вимірювання (систематична похибка C) це складова похибки результату вимірів, що залишається постійною або закономірно змінюється при повторних вимірах однієї і тієї ж фізичної величини. Вважається, що систематичні похибки можуть бути виявлені і вилучені. Однак в реальних умовах повністю виключити систематичну складову похибки вимірювання неможливо. Завжди залишаються якісь фактори, які потрібно враховувати, і які будуть складати невиключену систематичну похибку. Невиключену систематична похибка (НСП) складова похибки результату вимірів, обумовлена ​​похибками обчислення і введення поправок на вплив систематичних похибок або систематичної похибкою, поправка на дію якої не введена внаслідок її малості. Невиключену систематична похибка характеризується її межами. Межі невиключену систематичної похибки Θ при числі доданків N 3 розраховують за формулою: N i, (3.1) i1 де межа i-й складової невиключену систематичної i похибки. При числі невиключену систематичних похибок N 4 обчислення проводять за формулою k N 2 i, (3.2) i1 де k коефіцієнт залежності окремих невиключену систематичних похибок від обраної довірчої ймовірності Р при їх рівномірному розподілі (при Р = 0,95, k = 1,1 ; при Р = 0,99, k = 1,4). Тут Θ розглядається як довірча квазіслучайном похибка. Випадкова похибка вимірювання (0) складова похибки результату вимірів, що змінюється випадковим чином (по знаку і значенням) при повторних вимірах, проведених з однаковою ретельністю, однією і тією ж фізичної величини. 26

27 Для зменшення випадкової складової похибки проводять багаторазові вимірювання. Випадкова похибка оцінюється довірчим інтервалом tp Sx, (3.3) де t P коефіцієнт Стьюдента для даного рівня довірчої ймовірності Р д і обсягу вибірки n (число вимірів). Довірчі кордону похибки результату вимірювання межі інтервалу, всередині якого із заданою вірогідністю знаходиться шукане (справжнє) значення похибки результату вимірів. Вибірка ряд з х результатів вимірювань (х i), i = 1, ..., п (п> 20), з яких виключені відомі систематичні похибки. Обсяг вибірки визначається вимогами точності вимірювань і можливістю проводити повторні вимірювання. Варіаційний ряд вибірка, упорядкована за зростанням. Гістограма залежність відносних частот попадання результатів вимірювання в інтервали групування від їх значень, представлена ​​в графічному вигляді. Оцінка закону розподілу оцінка відповідності експериментального закону розподілу теоретичному розподілу. Проводиться за допомогою спеціальних статистичних критеріїв. при п< 15 не проводится. Точечные оценки закона распределения оценки закона распределения, полученные в виде одного числа, например оценка дисперсии результатов измерений или оценка математического ожидания и т. д. Средняя квадратическая погрешность результатов единичных измерений в ряду измерений (средняя квадратическая погрешность результата измерений) оценка S рассеяния единичных результатов x измерений в ряду равноточных измерений одной и той же физической величины около среднего их значения, вычисляемая по формуле: 1 n S 2 x x 1 i x n, (3.4) i1 где i x результат i-го единичного измерения; x среднее арифметическое значение измеряемой величины из n единичных результатов. Примечание. На практике широко распространен термин среднее квадратическое отклонение (СКО). Под отклонением в соответствии с приведенной выше формулой понимают отклонение единичных результатов в ряду измерений от их среднего арифметического значения. В метрологии это отклонение называется погрешностью измерений. 27

28 Середня квадратична похибка результату вимірювань середнього арифметичного оцінка S x випадкової похибки середнього арифметичного значення результату вимірювань однієї і тієї ж величини в даному ряду вимірювань, що обчислюється за формулою 2 i S Sx 1 xxxn nn1, (3.5) де S x середня квадратична похибка результатів одиничних вимірювань, отримана з ряду равноточних вимірювань; n число одиничних вимірювань в ряду Виняток грубих похибок Для виключення грубих похибок використовують статистичний критерій Граббса, який заснований на припущенні про те, що група результатів вимірювань належить нормальному розподілу. Для цього обчислюють критерії Граббса G 1 і G 2, припускаючи, що найбільший x max або найменший x min результат вимірювань викликаний грубими похибками: xmax xxx G1, min S G. (3.6) x 2 Sx Порівнюють G 1 і G 2 з теоретичним значенням GT критерію Граббса при обраному рівні значущості q. Таблиця критичних значень критерію Граббса приведена в додатку В. Якщо G 1> G T, то x max виключають як малоймовірне значення. Якщо G 2> G T, то x min виключають як малоймовірне значення. Далі знову обчислюють середнє арифметичне і середнє квадратичне відхилення ряду результатів вимірювань і процедуру перевірки наявності грубих похибок повторюють. Якщо G1 G T, то x max не вважають промахом і його зберігають в ряду результатів вимірювань. Якщо G 2 G T, то x min не вважають промахом і його зберігають в ряду результатів вимірювань Довірчі границі похибки оцінки вимірюваної величини Довірчі границі похибки оцінки вимірюваної величини знаходять шляхом побудови композиції розподілів випадкових похибок і НСП, що розглядаються як випадкові величини. Межі похибки оцінки вимірюваної величини (без урахування знака) обчислюють за формулою 28

29 K S, (3.7) де K коефіцієнт, що залежить від співвідношення випадкової складової похибки і НСП. Сумарне середньоквадратичне відхилення S оцінки вимірюваної величини обчислюють за формулою S S2 S2 x, (3.8) де S середньоквадратичне відхилення НСП, яке оцінюють в залежності від способу обчислення НСП за формулою S, (3.9) 3 де кордону НВВ, які визначають по одній з формул (3.1), або PS, (3.10) k 3 де P довірчі кордону НВВ, які визначають за однією з формул (3.2); k коефіцієнт, який визначається прийнятою довірчою ймовірністю P, числом складових НСП і їх співвідношенням між собою. Коефіцієнт K для підстановки в формулу (3.7) в залежності від числа НСП визначають за емпіричними формулами відповідно K, P K. (3.11) S S S x x S 3.5. Алгоритм обробки результатів спостережень Обробку результатів спостережень проводять відповідно до ГОСТ «Метрологія. Вимірювання прямі з багаторазові. Методи обробки результатів вимірювань. Основні положення »Визначення точкових оцінок закону розподілу x 1 n x i; 1 n S 2 x x 1 i x n; S Sx x. n n i Побудова експериментального закону розподілу результатів багаторазових спостережень а) в таблицю 3.2 записати варіаційний ряд результатів багаторазових спостережень x; i i1 29

Практичне заняття 6 «Обробка результатів равноточних вимірювань, вільних від систематичних похибок» Заняття присвячено вирішенню завдань по расчѐту похибок равноточних вимірювань Похибки

Лекція 5 ЗАСОБИ ВИМІРЮВАНЬ І І ПОХИБКИ 5.1 Види засобів вимірювань Засіб вимірювання (СІ) це технічний засіб, призначений для вимірювань, має нормовані метрологічні характеристики,

Лекція 3 ЗАСОБИ ВИМІРЮВАНЬ ТА ЇХ ПОХИБКИ 3.1 Види засобів вимірювань Засіб вимірювання (СІ) це технічний засіб, призначений для вимірювань, має нормовані метрологічні характеристики,

КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 1 ПОВІРКА АМПЕРМЕНТРА І ВОЛЬТМЕТРА Амперметр магнітоелектричної системи з межею вимірювання по струму I N 5.0 A і межею сигналу вимірювальної інформації y N 100 поділок, має оцифровані

Вимірювання фізичних величин Вимірювання фізичної величини сукупність операцій із застосування технічного засобу, що зберігає одиницю фізичної величини, що забезпечують знаходження співвідношення (в явному

МСІІК Основні поняття Фізична величина (ФВ) Істинне значення ФВ Справжнє значення ФВ Одиниця ФВ основні одиниці системи СІ, децибел, випробування, контроль, засоби вимірювань, класифікація

Метрологічні характеристики метрологічні характеристики (МХ) характеристики, які дозволяють визначити придатність СІ для вимірювання у відомому діапазоні з відомою точністю. Характеристики,

Лабораторна робота 1. Розрахунок похибки вимірювання напруги за допомогою потенціометра і подільника напруги. Теоретичні відомості. Класифікація похибок вимірювань Похибка засобів вимірювань

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я І НАУКИ УКРАЇНИ Волгоградського державного МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА біотехнічних систем І ТЕХНОЛОГІЇ ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ З МЕТРОЛОГІЇ НАВЧАЛЬНО-методичний посібник

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОХИБОК ФІЗИЧНИХ ИЗМЕРЕНИЙ Введення Невід'ємною частиною експериментальних досліджень, в тому числі і проведених у фізичному практикумі, є вимірювання фізичних величин. вимірювання

ПОХИБКИ ИЗМЕРЕНИЙ. СИСТЕМАТИЧНІ ПОХИБКИ Вимірювання Вимірювання фізичної величини полягає в зіставленні цієї величини з однорідною величиною, прийнятою за одиницю. У законі РБ Про забезпечення

«Похибки вимірювань, випробувань і контролю. Основні характеристики вимірювальних приладів »Мета: 1. Формувати знання студентів по темі, домогтися розуміння питань, забезпечувати засвоєння і закріплення

Контрольні завдання з метрології 1. При вимірюванні активного опору резистора були проведені десять равноточних вимірювань, результати яких наведені в таблиці. Оцініть абсолютну і відносну

ПОХИБКИ ИЗМЕРЕНИЙ Похибка результату вимірювання (скорочено похибка вимірювань) представляється відхиленням результату вимірювання від істинного значення величини Основні джерела похибки результату

ВИМІР ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН. ВИДИ І МЕТОДИ ВИМІРЮВАНЬ. Вимірювання та їх види Фізична величина як об'єкт вимірювання Фізична величина це властивість загальне в якісному відношенні багатьом фізичним об'єктам

1 Обробка результатів експерименту Визначення Вимірювання знаходження значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціально для цього призначених технічних засобів Вимірювання складається з

Теорія похибок При аналізі вимірювань слід чітко розмежовувати два поняття: істинні значення фізичних величин і їх емпіричні прояви - результати вимірювань. Справжні значення фізичних

Лекція 3 ПОХИБКИ ИЗМЕРЕНИЙ. СИСТЕМАТИЧНІ ПОХИБКИ 3.1 Постулати метрології. Класифікація похибок Якість засобів і результатів вимірювань прийнято характеризувати, вказуючи їх похибки.

ВИМІР ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН Вимірювання процес визначення кількісного значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів (приладів) і, вираженні цього значення в

1 ВАРІАНТ 1 (Вибір передбачає обгрунтування правильної відповіді) 1) При визначенні твердості матеріалу використовується шкала 2) Упорядкована сукупність значень фізичної величини, прийнята за згодою

1 Метрологія - це ... ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ а) теорія передачі розмірів одиниць фізичних величин; б) теорія вихідних засобів вимірювань (еталонів); в) наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення їх

ГОСТ Р 8.736-2011 Державна система забезпечення єдності вимірювань. Вимірювання прямі багаторазові. Методи обробки результатів вимірювань. Основні положення НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Лекція 4 МЕТРОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СІ 4.1 Метрологічні характеристики СІ і їх нормування Метрологічні характеристики (MX) - такі характеристики СІ, які дозволяють судити про їх придатність

Цифрові лабораторії «Архімед» - потужна мобільна вимірювальна лабораторія для проведення природничо експериментів. Безліч датчиків, вимірювальний інтерфейс, що перетворює безперервні сигнали

Лекція 4 Метрологічні характеристики засобів вимірювальної техніки Всі засоби вимірювань, незалежно від їх конкретного виконання, мають ряд загальних властивостей, необхідних для виконання ними їх функціонального

Вимірювання фізичних величин ГН Андрєєв В основі точних природних наук лежать вимірювання При вимірах значення величин виражаються у вигляді чисел, які вказують у скільки разів вимірювана величина більше

Метрологія, стандартизація і сертифікація Глава 1 Метрологія 1 Об'єкт і предмет метрології Метрологія (від грец. «Metron» міра, «logos» вчення) це наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення єдності

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Казанської державної архітектурно-технічний університет Лабораторна робота З ФІЗИКИ «ВИМІР ЩІЛЬНОСТІ ТІЛА ПРАВИЛЬНОЇ геометричній

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ МІНІСТЕРСТВО ДЕРЖАВНЕ БЮДЖЕТНА освітня установа вищої професійної освіти «САМАРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Міністерство освіти і науки Російської Федерації федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти «Російський економічний університет імені Г.В. Плеханова »ТЕОРЕТИЧНІ

Лекція 9 СТВОРЕННЯ нестандартизованное ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАНЬ 9. Метрологічні роботи, пов'язані зі створенням і застосуванням НДІ Експериментальна діяльність неодмінно пов'язана зі створенням нових і розширенням

I. Вимірювання фізичних величин. Коротка теорія похибок вимірювання прямі вимірювання, які представляють собою непрямі вимірювання, які представляють собою порівняння значення фізичної обчислення

Робота 3 Стандартна обробка результатів прямих вимірювань з багаторазовими спостереженнями 1. Мета роботи Ознайомлення з методикою виконання прямих вимірювань з багаторазовими спостереженнями. Отримання в цьому

Похибка вимірювання Матеріал з Вікіпедії вільної енциклопедії Похибка вимірювання оцінка відхилення величини виміряного значення величини від її справжнього значення. Похибка вимірювання є

ЗАТВЕРДЖЕНО наказом Федерального агентства з технічного регулювання і метрології від «27» грудня 2018 р 2768 державна перевірочна схема для засобів вимірювань КОЕФІЦІЄНТІВ ПЕРЕТВОРЕННЯ СИЛИ

1. Загальні положення З ПРОВЕДЕННЯ ВСТУПНИХ ВИПРОБУВАНЬ ПО ПРИЙОМУ до магістратури за НАПРЯМОК 27.04.01 «Стандартизація і метрологія» 3 1.1 Дана Програма, складена відповідно до федеральнимм

Міністерство освіти Республіки Білорусь Білоруський національний технічний університет Є.В. Журавкевіч ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ В фізичного практикуму Методичні вказівки до лабораторних

Федеральне агентство залізничного транспорту Уральський державний університетшляхів сполучення Л. С. Горєлова Т. А. Антропова Похибки вимірювань Обробка багаторазових вимірювань Єкатеринбург

Міністерство сільського господарства Російської Федерації Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «Самарська державна сільськогосподарська

Лекція 2 Класифікація вимірювань. Вимірювання фізичних величин. Види і методи вимірювань 2.1 Вимірювання Вимірювання фізичних величин полягає в зіставленні будь-якої величини з однорідною величиною,

Робота 1. Визначення лінійних розмірів і об'ємів тіл. Обробка результатів вимірювань Обладнання: штангенциркуль, мікрометр, досліджувані тіла. Введення Похибки будь-якого вимірювання складаються з помилок,

Нижегородський Державний Технічний університет імені Р.Є. Алексєєва Кафедра ФТОС Статистична обробка результатів вимірювань в лабораторному практикумі Попов Е.А., Успенська Г.І. Нижній Новгород

Додаток ОЦІНКА ПОХИБОК ДОСЛІДІВ ПРИ ОБРОБЦІ результатів вимірювань Основні поняття. Всі експериментальні дослідження, що проводяться в лабораторії опору матеріалів, супроводжуються виміром

УДК 373.167.1: 3 ББК 22.3я72 К28 К28 Касьянов, В. А. Фізика. 10 клас. Базовий і поглиблений рівні: зошит для лабораторних робіт / В. А. Касьянов, В. А. Коровін. 3-е изд., Стереотип. М.: Дро фа 2017.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «УФИМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АВІАЦІЙНИЙ ТЕХНІЧНИЙ

Лабораторна робота 1.01 ВИЗНАЧЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ ТВЕРДОГО ТІЛА Є.В. Козіс, Е.В. Жданова Мета роботи: вивчення методики проведення найпростіших фізичних вимірювань, а також основних методів оцінки похибок

НЕОБХІДНІ ВІДОМОСТІ ПО математичної ОБРОБКИ результатів вимірювань В лабораторному практикумі ви постійно будете мати справу з вимірами фізичних величин. Необхідно вміти правильно обробляти

Розділ 1 МЕХАНІКА Робота 1.1 Вимірювання часу зіткнення куль. Статистичний метод оцінки випадкових похибок Обладнання: штатив, кулі, електронний лічильник-секундомір. Введення Виміряти фізичну

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «Мордовський державний університет ім.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Державна освітня установа вищої професійної освіти Оренбурзький державний університет Л.Н. ТРЕТЯК ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

Анотація до робочої програми дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація в інфокомунікаціях» Робоча програмапризначена для викладання дисципліни «Метрологія, стандартизація та сертифікація

ЗАВДАННЯ 1 (Шифр 04) ПОВІРКА ТЕХНЧЕСКХ ПРБОРОВ ОСНОВИ МЕТРОЛОГ Технічний амперметр магнітоелектричної системи з номінальним струмом 5 числом номінальних поділів 100 має оцифровані поділу від нуля до

Московський енергетичний інститут (технічний університет) І.Н.ЖЕЛБАКОВ, В.Ю.КОНЧАЛОВСКІЙ, Ю.С.СОЛОДОВ МЕТРОЛОГІЯ, СТАНДАРТИЗАЦІЯ, СЕРТИФІКАЦІЯ Навчально-методичний комплекс Москва 004 ПЕРЕДМОВА Даний

Визначення щільності дерев'яного бруска. Мета роботи: познайомитися з теорією похибок, навчитися виконувати найпростіші вимірювання, знаходити похибки вимірювань, обробляти і аналізувати отримані

Лекція 3 Види, методи і засоби вимірювань Вимірювання фізичної величини сукупність операцій із застосування технічного засобу, що зберігає одиницю фізичної величини, що полягають в порівнянні (в явному

освіти та науки Росії

Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «Югорський державний університет» (ПІВДНЮ)

Нижньовартовську НЕФТЯНОЙ ТЕХНІКУМ

(Філія) федерального державного бюджетного освітнього закладу

вищої професійної освіти «Югорський державний університет»

(ННТ (філія) ФГБОУ ВПО «ПІВДНЮ»)

МЕТРОЛОГІЯ, СТАНДАРТИЗАЦІЯ І СЕРТИФІКАЦІЯ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

для студентів всіх форм навчання освітніх установ СПО.

Нижньовартовськ 2015

ТЕМАТИКА лабораторних робіт з дисципліни

«МЕТРОЛОГІЯ СТАНДАРТИЗАЦІЯ І СЕРТИФІКАЦІЯ»

номер

Номер і найменування заняття

К-ть аудиторних годин

Форма контролю

1.

Лабораторна робота № 1 «Вимірювання деталей Штангенінструмент»

2

2.

Лабораторна робота № 2 «Вимірювання деталей мікрометричним інструментом

2

3.

Лабораторна робота № 3 «Вимірювання деталей індикаторними приладами»

2

4.

Лабораторна робота № 4 «Вимірювання калібр-пробки»

2

5.

Лабораторна робота № 5 «Шорсткість поверхні»

2

Лабораторна робота № 1

ВИМІР ДЕТАЛЕЙ Штангенінструмент

Мета роботи

Вивчити пристрій, принцип вимірювання та метрологічні характеристики штангенінструмент.

Виміряти видану деталь штангенциркулем.

Виконати ескіз деталі з нанесенням дійсних розмірів.

штангенінструмент

Для вимірювання лінійних розмірів абсолютним методом і для відтворення розмірів при розмітці деталей служать Штангенінструмент, що об'єднують під цією назвою велику групу вимірювальних засобів: штангенциркулі, Штангенглубиноміри, штангенгрейсмаси, штангензубоміри і т.д.

Найбільш поширеним типом штангенінструмент є штангенциркуль. Існує кілька моделей штангенциркулів (ГОСТ 166-80).

рис.1

штангенциркуль ШЦ-IIз двостороннім розташуванням губок (рис.1, б) Призначений для зовнішніх і внутрішніх вимірювань і розмічальних робіт. Складається з тих же основних деталей, що і ШЦ-I, але має допоміжну рамку мікроподачі 4 для точного переміщення рамки 1 по штанзі 5 . Для цього необхідно попередньо зафіксувати допоміжну рамку 4 стопорним гвинтом 3 , А потім, обертаючи гайку 6 по мікрогвинти 7 , Переміщати вимірювальну рамку по штанзі. Як правило, цієї подачею користуються для точного встановлення розміру на штангенциркулем при розмітці. Гострі губки штангенциркуля ШЦ-II застосовують для розмітки або вимірювання зовнішніх розмірів в важкодоступних місцях. Нижні губки для виміру внутрішніх розмірів мають циліндричні робочі поверхні. Розмір губок в зведеному стані зазвичай буває дорівнює 10 мм і визначає найменший внутрішній розмір, який може бути визначений цим штангенциркулем. При внутрішніх вимірах до відліку за шкалою слід додати розмір губок, вказаний на їх боці. Штангенциркулі типу ШЦ-II мають ноніуси з ціною поділки 0,1 і 0,05 мм і межі вимірювання 0-160, 0-200, 0-250 мм.

штангенциркуль ШЦ-IIIне має верхніх гострих губок і пристрою для мікроподачі вимірювальної рамки. Він застосовується для зовнішніх і внутрішніх вимірювань за допомогою таких же, як у ШЦ-II, нижніх губок. Ціна поділки ноніуса 0,1 і 0,05 мм, межі вимірювань від 0 до 2000 мм.

штангенглибиномір(Рис.2) служить для вимірювання глибин і виступів. Він складається з підстави 1 , штанги 6 з основною міліметровою шкалою, вимірювальної рамки 3 , Стопорного гвинта 2 , Пристрої мікрометричною подачі 5 , Стопорного гвинта 4 , Гайки і гвинта 7 мікрометричною подачі і ноніуса 8 .

рис.2

рис.3

При розмітці вертикальних поверхонь штангенрейсмас з встановленим за шкалою і ноніусом розміром (при цьому рекомендується користуватися мікроподачі рамки) переміщається по плиті уздовж розмічається заготовки. Вістря розмічальної ніжки завдає на поверхню заготовки горизонтальну лінію.

відлікового пристрою

В основу конструкції відлікового пристрою входять штанга (вимірювальна лінійка) з нанесеною на ній основний шкалою з інтервалом поділки 1 мм. Кожне п'яте поділ шкали штанги відзначено подовженим штрихом, а кожне десяте - штрихом довшим з відповідним числом сантиметрів.

За штанзі вільно переміщається вимірювальна рамка, на схилі якої (навпроти міліметрової шкали штанги) нанесена додаткова шкала, звана ноніусом. Ноніус служить для відліку дрібних часток міліметра.

Відлік вимірювань в нониусного пристрої заснований на різниці інтервалів ділень основної шкали і додатково шкали ноніуса. Ноніус має невелике число поділок n(10, 20 або 50 ділень-штрихів). Нульовий штрих ноніуса виконує роль стрілки і дозволяє відраховувати розмір в міліметрах на основній шкалі.

Ціна поділки ноніуса здорівнює ціні поділки основної шкали а= 1 мм, розділеної на число поділок шкали ноніуса n :

.

Застосовуються ноніуси з ціною поділки 0,1; 0,05 мм і в рідкісних випадках 0,02 мм. Інтервал поділки шкали ноніуса залежить від прийнятого значення модуля , Який вибирається з чисел 1; 2; 3; 4 і більше. Але треба мати на увазі, що зі збільшенням модуля збільшується довжина додаткової шкали-ноніуса і збільшуються габаритні розміри всього відлікового пристрою. Інтервал поділки шкали ноніуса приймають кратним інтервалу розподілу основної шкали

,

де - модуль ноніуса, що характеризує розтягнутість шкали ноніуса або співвідношення між значеннями інтервалів основної шкали і ноніуса.

Довжина шкали ноніуса

Для прикладу візьмемо ціну поділки ноніусаз = 0,1 мм при модулі
, Тоді інтервал ділення шкали ноніуса
мм. Усі наступні штрихи ноніуса наносять з таким же інтервалом. Через те, що інтервали поділів ноніуса менше, ніж на основній шкалі, поступово накопичується відставання положення штрихів ноніуса від штрихів основної шкали і десятий штрих ноніуса збігається з дев'ятим штрихом основної шкали (рис.4).

рис.4

Для зручності відліку дрібних часток міліметра частіше випускаються штангенінструмент з модулем шкали ноніуса рівним 2.

При визначенні розміру деталі надходять у такий спосіб. Якщо нульовий штрих додаткової шкали-ноніуса збігся з будь-яким штрихом основної шкали, то значення вимірюваної величини відраховують тільки по основній шкалі в мм.

Якщо ж нульовий штрих ноніуса не збігається ні з одним штрихом основної шкали, то відлік виходить з двох частин. Ціле число в міліметрах беруть по основній шкалі зліва від нульового штриха ноніуса і додають до нього частки міліметра, отримані множенням ціни поділки ноніуса на порядковий номер штриха нониусной шкали, що співпала з штрихом основної шкали (рис.4, б, в).

Мета роботи.

Модель штангенциркуля і його основні метрологічні характеристики. Метод вимірювання.

Контрольні питання

Назвіть типи штангенінструмент.

Моделі штангенциркулів, їх конструктивні особливості та призначення.

Як відраховуються при вимірах цілі і дробові частки міліметрів? Пристрій ноніуса.

Для яких цілей маркується товщина губок у деяких моделей штангенциркулів?

Для чого служить штангенглибиномір?

Для чого служить штангенрейсмас?

література

Лабораторна робота № 2

ВИМІР ДЕТАЛЕЙ мікрометричними ІНСТРУМЕНТОМ

Мета роботи

Вивчити пристрій, принцип вимірювання та метрологічні характеристики мікрометричних інструментів.

Виміряти деталь гладким мікромером і дати висновок про придатність деталі.

мікрометричними ІНСТРУМЕНТИ

Мікрометричні інструменти є широко поширеними засобами вимірювань зовнішніх і внутрішніх розмірів, глибин пазів і отворів. Принцип дії цих інструментів заснований на застосуванні пари гвинт-гайка. Точний мікрометричний гвинт обертається в нерухомій мікрогайке. Від цього вузла і отримали назву ці інструменти.

Відповідно до ГОСТ 6507-78 випускаються наступні типи мікрометрів:

МК - гладкі для виміру зовнішніх розмірів;

МЛ - листові з циферблатом для вимірювання товщини листів та стрічок;

МТ - трубні для вимірювання товщини стінок труб;

МОЗ - зубомерні для вимірювання довжини загальної нормалі зубчастих коліс;

МВМ, МВТ, МВП - мікрометри зі вставками для вимірювання різних резьб і деталей з м'яких матеріалів;

МР, МРІ - мікрометри важільні;

МВ, МГ, МН, МН2 - мікрометри настільні.

Крім перерахованих типів мікрометрів випускаються мікрометричні нутроміри (ГОСТ 10-75 і ГОСТ 17215-71) і мікрометричні глибиноміри (ГОСТ 7470-78 і ГОСТ 15985-70).

Практично всі випущені мікрометри мають ціну поділки 0,01 мм. Виняток становлять мікрометри важільні МР, МР3 та МРІ, що мають ціну поділки 0,002 мм. Діапазони вимірювань гладких мікрометрів залежать від розмірів скоби і складають: 0-25, 25-50, ..., 275-300, 300-400, 400-500, 500-600 мм

На рис.1, а, бпоказані конструкція і схема гладкого мікрометра. В отворах скоби 1 запресовані з одного боку нерухома вимірювальна п'ята 2 , А з іншого - стебло 5 з отвором, яке є направляючої мікрометричного гвинта 4 . мікрометричний гвинт 4 угвинчується в мікрогайку 7 , Що має розрізи і зовнішню різьбу. На цю різьбу нагвинчують спеціальну регулювальну гайку 8 , Яка стискає мікрогайку 7 до повного вибору зазору в з'єднанні «мікрогвинт-мікрогайка». Цей пристрій забезпечує точне осьове переміщення гвинта щодо мікрогайкі в залежності від кута його повороту. За один оборот торець гвинта переміщається в осьовому напрямку на відстань, рівну кроку різьблення, т. Е. На 0,5 мм. На мікрометричний гвинт надаватися барабан 6 , Який закріплюється інсталяційний ковпачком-гайкою 9 . В ковпачку-гайки змонтований спеціальний запобіжний механізм 12 , Що з'єднує ковпачок-гайку 9 і тріскачку 10 , За неї і необхідно обертати барабан 6 при вимірах. Запобіжний механізм-тріскачка, що складається з храпового колеса, зуба і пружини, в разі перевищення зусилля між губками 500-900 сН від'єднує тріскачку 10 від інсталяційного ковпачка 9 і барабана 6 , І вона починає провертатися з характерним поклацуванням. При цьому мікрометричний гвинт 4 не обертається. Для закріплення гвинта 4 в необхідному положенні мікрометр забезпечений стопорним гвинтом 11 .

рис.1

на стеблі 5 мікрометра нанесена шкала 14 з розподілами через 0,5 мм. Для зручності відліку парні штрихи нанесені вище, а непарні - нижче суцільний поздовжній лінії 13 , Яка використовується для відліку кутів повороту барабана. На конічному кінці барабана нанесена кругова шкала 15 , Що має 50 поділок. Якщо врахувати, що за один оборот барабана з п'ятдесятьма поділами торець гвинта і зріз барабана переміщують на 0,5 мм, то поворот барабана на одну поділку викличе переміщення торця гвинта, рівне 0,01 мм, тобто ціна ділення на барабані 0,01 мм.

При знятті відліку користуються шкалами на стеблі і барабані. Зріз барабана є покажчиком поздовжньої шкали і реєструє показання з точністю 0,5 мм. До цієї категорії хворих додають відлік за шкалою барабана (рис.1, в).

Перед вимірюванням слід перевірити правильність установки на нуль. Для цього необхідно за тріскачку обертати мікрогвинт до зіткнення вимірювальних поверхонь п'яти і гвинта або зіткнення цих поверхонь з настановної мірою 3 (Рис.1, а).

Обертання за тріскачку 10 продовжують до характерного потьохкування. Правильною вважається установка, при якій торець барабана збігається з крайнім лівим штрихом шкали на стеблі і нульовий штрих кругової шкали барабана збігається з поздовжньою лінією на стеблі. У разі їх розбіжності необхідно закріпити мікрогвинт стопором 11 , Відвернути на півоберта інсталяційний ковпачок-гайку 9 , Повернути барабан в положення, відповідне нульового, закріпити його ковпачком-гайкою, звільнити мікрогвинт. Після цього слід ще раз перевірити правильність «установки на нуль».

До мікрометричним інструментів відносяться також мікрометричний глибиномір і мікрометричний нутромер.

мікрометричний глибиномір(Рис.2, а) Складається з мікрометричною головки 1 , Запресованої в отвір підстави 2 . Торець мікровінта цієї головки має отвір, куди вставляють розрізними пружними кінцями змінні стрижні 3 зі сферичною вимірювальною поверхнею. Змінні стержні мають чотири розміри: 25; 50; 75 і 100 мм. Розміри між торцями стрижнів витримані дуже точно. Вимірювальними поверхнями в цих приладах є зовнішній кінець змінного стрижня 3 і нижня опорна поверхня підстави 2 . При знятті відліку необхідно пам'ятати, що основна шкала, розташована на стеблі, має зворотний відлік (від 25 мм до 0).

рис.2

Вимірювання глибини отворів, уступів, виточок і т.д. виконують наступним чином. Опорну поверхню підстави мікрометричного глибиноміра встановлюють на базову поверхню деталі, щодо якої вимірюється розмір. Однією рукою притискають підставу до деталі, а інший обертають за тріскачку барабан мікрометричною головки до торкання стержня з вимірюваною поверхнею і потьохкування тріскачки. Потім фіксують стопором мікрогвинт і знімають відлік з шкал головки. Мікрометричні глибиноміри мають межі вимірювань від 0 до 150 мм і ціну поділки 0,01 мм.

мікрометричні нутромірипризначені для вимірювання внутрішніх розмірів виробів в діапазоні від 50 до 6000 мм.

Вони складаються з мікрометричною головки (рис.3, а), Змінних подовжувачів (рис.3, б) І вимірювального наконечника (рис.3, в).

Мікрометрична головка нутромера дещо відрізняється від головки мікрометра і глибиноміра і не має тріскачки. У стебло 6 мікрометричною головки з одного боку запресований вимірювальний наконечник 7 , А з іншого угвинчений мікрогвинт 5 , Який з'єднаний з барабаном 4 гайкою 2 і контргайкою 1 . Назовні виступає вимірювальний наконечник мікровінта 5 .

Зазор в з'єднанні гвинт-гайка вибирається за допомогою регулювальної гайки 3 , Що нагвинчується на розрізну мікрогайку з зовнішньої конічної різьбою. Встановлений розмір фіксується стопорним гвинтом 9 . Для розширення меж вимірювання в отвір для гвинта муфти 8 вгвинчуються подовжувачі (рис.3, б) І вимірювальний наконечник (рис.3, в).

рис.3

Подовжувач являє собою стрижень з сферичними вимірювальними поверхнями, що має точний розмір в осьовому напрямку. Стрижень не виступає за межі корпусу, на обох кінцях якого нарізана різьба. Пружина, розташована всередині корпусу, створює силове замикання стрижнів між собою при свинчивании подовжувача з мікрометричною головкою. На вільний кінець подовжувача може бути нагвинчений інший подовжувач і т. Д. До отримання нутромера з необхідним межею вимірювання. В останній подовжувач угвинчується вимірювальний наконечник. В процесі вимірювання з деталлю стикаються вимірювальний наконечник мікровінта і вимірювальний наконечник подовжувача. При використанні нутромера з декількома удлинителями необхідно пам'ятати, що подовжувачі слід з'єднувати в порядку убування їх розмірів і мікрометричного головку з'єднати з найдовшим з них.

Мікрометричні нутроміри в зборі з вимірювальним наконечником встановлюють на нуль по настановної мірою-скоби розміром 75 мм (рис.3, г). У разі незадовільної настройки нуля послаблюють на півоберта контргайку 1 , Повертають барабан до збігу нульової риски з поздовжньою лінією стебла, затягують контргайку 1 і відпускають гвинт 9 . Потім перевіряють правильність установки. Після настройки нутромера на нуль його згвинчував з подовжувачами для отримання необхідного розміру і приступають до вимірювань.

Вимірювання внутрішніх розмірів нутромером здійснюють наступним чином. Вводять інструмент в простір між вимірювальними поверхнями (наприклад, в отвір). Встановлюють один вимірювальний наконечник нутромера на поверхню і обертають барабан головки до торкання другого вимірювального наконечника протилежної поверхні. В процесі вимірювання необхідно не тільки обертати барабан, але ще і похитувати зібраний нутромер, вимірюючи діаметр в площині, перпендикулярній до осі отвору і в площині осьового перерізу. Найбільший розмір в першому положенні і найменший розмір у другій позиції повинні збігатися.

Мета роботи.

Конструкція і метрологічні характеристики гладкого мікрометра. Як читаються свідчення мікрометра при вимірах?

Ескіз деталі з дійсними розмірами.

Оцінка придатності деталей.

Контрольні питання

Види мікрометричних інструментів.

Пристрій мікрометрів.

Як знімати показання мікрометра? Налаштування мікрометра на нуль.

Для чого служить трещотка?

Пристрій мікрометричного глибиноміра.

Пристрій мікрометричного нутромера.

література

Марков М.М., Ганевскій Г.М. Конструкція, розрахунок і експлуатація контрольно-вимірювальних інструментів і приладів. -М.: Машинобудування, 1993.

Бєлкін І.М. Засоби лінійно-кутових вимірювань. Довідник. -М.: Машинобудування, 1987.

Васильєв А.С. Основи метрології та технічні вимірювання. -М.: Машинобудування, 1980.

Лабораторна робота № 3

ВИМІР ДЕТАЛЕЙ, індикаторні й

Мета роботи

Вивчити пристрій, принцип дії і метрологічні характеристики індикатора годинного типу і індикаторних приладів.

Отримати навички самостійної роботи з приладами, вимірявши деталі індикаторної скобою і індикаторним нутромером.

ВИМІРЮВАЛЬНІ ГОЛОВКИ З зубчасті МЕХАНІЗМОМ
АБО ІНДИКАТОРИ ЧАСОВОГО ТИПУ

Вимірювальними головками називаються відлікові пристрої, що перетворюють малі переміщення вимірювального стрижня в великі переміщення стрілки по шкалі (індикатори годинникового типу, для важеля зубчасті індикатори, багатооборотні індикатори, для важеля зубчасті головки).

Рис.1. Індикатор годинникового типу ИЧ-10

Вимірювальні головки призначені в основному для відносних вимірювань. Якщо розміри деталей менше діапазону показань приладу, то вимірювання можуть бути виконані абсолютним методом.

Найбільш поширеними вимірювальними головками з зубчастої передачею є індикатори годинникового типу.

Принцип дії індикатора годинного типу полягає в наступному (рис.1):

Вимірювальнийстрижень1 переміщається в точних направляючих втулках. На стрижні нарізана зубчаста рейка, що знаходиться в зачепленні з триб4 (= 16). Трібо в приладобудуванні називають зубчасте колесо малого модуля з числом зубів ≤18. На одній осі з триб4 встановлено зубчасте колесо3 (= 100), яке передає обертання трибу2 (= 10) .На одній осі триба2 закріплена велика стрілка8 , Яка рухається по шкалі7 , Відраховуючи десяті і соті долі міліметра переміщення вимірювального стрижня з наконечником12 .

При переміщенні вимірювального стрижня в діапазоні показань велика стрілка робить кілька обертів, тому в конструкції індикатора годинного типу встановлена ​​додаткова стрілка 5 на осі триба 4 і колеса 3 . При переміщенні вимірювального стержня на 1 мм велика стрілка 8 здійснює один оберт, а стрілка 5 переміщається на одну поділку малої шкали 6.

Число поділок малої шкали визначає діапазон показань індикаторів годинникового типу в мм.

З триб 2 знаходиться в зачепленні друге зубчасте колесо9 (= 100). До осі цього колеса одним кінцем приєднана спіральна пружина10 , Другий кінець якої закріплений в корпусі індикатора. Пружина забезпечує роботу зубчастих коліс в режимі однопрофільного зачеплення, зменшуючи тим самим вплив зазорів в зубчастих парах на похибку вимірювань.

В індикаторі годинного типу передбачена гвинтова пружина 11 , Один кінець якої закріплений на вимірювальному стрижні, а інший - на корпусі індикатора. Ця пружина створює вимірювальне зусилля на стрижні Р= 150 ± 60 сН.

Всі індикатори годинникового типу мають ціну поділки великий шкали дорівнює 0,01 мм. Більшість індикаторів має діапазон показань 2 мм (ІЧ-2), 5мм (ІЧ-5), 10мм (ІЧ-10) і рідше випускаються індикатори з діапазоном показань 25 мм (ІЧ-25) і 50мм (ІЧ-50).

Похибка вимірювань індикатором годинного типу залежать від переміщення вимірювального стрижня. Так в діапазоні показань 1 ÷ 2 мм похибка вимірювання знаходиться в межах 10 ÷ 15 мкм, а в діапазоні 5 ÷ 10мм похибка знаходиться в межах 18 ÷ 22 мкм.

ВИМІР Індикатори годинного типу

індикатор 1 кріпиться на індикаторної стійці 2 гвинтом 3 (Рис.2, а). послаблюючи гвинт 5 , Опускаємо індикатор до торкання наконечником вимірювального столика 4 , Після чого опускаємо додатково ще на 1 ... 2 мм (створюємо «натяг»). Фіксуємо це положення затягуванням гвинта 5 . Повертаємо за ободок 6 кругової шкали індикатора до суміщення «0» шкали з великою стрілкою. Записуємо показання індикатора (наприклад, 1,00 мм при натяг 1 мм).

Чи не змінюючи положення корпусу індикатора, піднімаємо вимірювальний наконечник і кладемо на вимірювальний столик деталь. Відпускаємо стрижень (рис.2, б) І записуємо показання індикатора (наприклад, 2,15 мм) Різниця між показанням індикатора при вимірюванні і при налаштуванні дає значення переміщення стрижня щодо столика при вимірюванні
(b= 2,15-1,00 = 1,15 мм). Це і буде розмір b. Таким способом виробляють вимірювання абсолютним методом.

У тих випадках, коли розмір деталі більше діапазону показань приладу, користуються відносним методом. Для цього визначаємо приблизно розмір деталі (наприклад, близько 42 мм), набираємо блок з плоскопараллельних кінцевих мір довжини (теж 42 мм) налаштовуємо прилад на «0» щодо плоскопараллельних кінцевих мір довжини (ПКМД) (рис.2, в) Аналогічно налаштуванню при абсолютному методі. Записуємо показання індикатора (наприклад, 1,00 мм), прибираємо блок ПКМД і ставимо деталь. Записуємо показання індикатора (наприклад, 2,15 мм). Визначаємо переміщення стрижня при вимірі щодо ПКМД ( = 2,15-1,00 = 1,15 мм) (рис.2, г). Дійсний розмір деталі d= ПКМД +  (наприклад, d= 42 + 1,15 = 43,15 мм). При додаванні необхідно враховувати знак відносного переміщення: якщо розмір деталі виявиться менше блоку ПКМД, то  вийде негативним. Наприклад, якщо індикатор показував при налаштуванні 1,00 мм, а при вимірі 0,42 мм, то
 = 0,42-1,00 = -0,58 мм.

Рис.2. Вимірювання індикатором

Відносним методом користуються і в тих випадках, коли необхідно зменшити похибка вимірювання, тобто зменшити вимірювальне переміщення з тим, щоб позбутися від накопичується похибки приладу.

індикаторні СКОБА

У корпусі скоби (рис.3) встановлені індикатор годинникового типу, рухома п'ята 2 і змінна переставна п'ята 3 .

рухома п'ята 2 постійно віджимається в сторону вироби вимірювальним стрижнем індикатора і спеціальною пружиною. переставна п'ята 3 при звільненні гвинті 4 і знятому ковпачку може переміщатися в межах до 50 мм. Діапазони вимірювань індикаторних скоб складають: 0 ÷ 50 мм, 50 ÷ 100 мм, 100 ÷ 200 мм, ..., 600 ÷ 700 мм, 700 ÷ 850 мм, 850 ÷ 1000 мм.

Основна похибка приладу (в залежності від типорозміру скоби) змінюється від 5 до 20 мкм.

ВИМІР Индикаторная скоби

індикаторні нутроміри

Індикаторні нутроміри призначені для вимірювання внутрішніх розмірів і діаметрів отворів відносним методом.

Найбільш часто застосовують нутроміри типорозмірів з наступного ряду діапазонів вимірювання: 6-10; 10-18; 18-50; 50-100; 100-160; 160-250; 250-450; 450-700; 700-1000 мм.

Пристрій і роботу індикаторних нутромірів розглянемо на прикладі нутромера моделі НІ-100 (рис.4).

У корпусі нутромера вставлена ​​втулка-вставка 2 , В яку з одного боку ввернуть змінний нерухомий вимірювальний стрижень 3 , А з іншого боку знаходиться рухливий вимірювальний стрижень 4, що впливає на двухплечего важіль 5 , Закріплений на осі 6 .

Усередині корпусу розміщений шток 8 , Що підтискається до важеля 5 вимірювальним стрижнем індикатора годинного типу і спіральної пружиною 10 . Останні створюють вимірювальне зусилля в межах від 200 до 500 сН.

Рис.4.

В межах діапазону вимірювань нутроміри забезпечуються комплектом змінних вимірювальних стрижнів. Положення нерухомого вимірювального стержня після настройки фіксується гайкою 7 . Рухомий вимірювальний стрижень 4 під впливом вимірювального зусилля знаходиться в крайньому вихідному положенні. Центрувальний місток 12 , Що підтискається двома пружинами 11 до поверхні контрольованого отвори, забезпечує поєднання лінії вимірювання з діаметром отвору.

Налаштування нутромера на необхідний номінальний розмір здійснюють по блокам ПКМД з боковика, встановленими в державках-струбцинах, або за атестованими кільцям. Похибка нутромірів зазвичай нормується рівної 1,5 ÷ 2,5 ціни поділки відлікової головки.

ВИМІР індикаторні нутроміри.

Підрахувати за номінальним розміром отвори вимірюваної деталі номінальні розміри ПМДК. Підготувати інсталяційний комплект (рис.5) з блоку ПМКД, двох Боковиков 2 і струбцини 1 . З комплекту змінних регульованих стрижнів (додаються до нутроміра) вибрати стрижень з діапазоном розмірів, в якому знаходиться номінальний розмір вимірюваного отвору. Вкрутити змінний регульований стрижень 3 в корпус нутромера 5 .

Ввести нутромер вимірювальними стрижнями в інсталяційний комплект між боковик і створити для індикатора годинного типу натяг 1 ÷ 2 мм (рис.5).

Похитуючи нутромер від себе на себе, повертаючи його вліво - вправо навколо вертикальної осі, потрібно встановити вісь вимірювальних стрижнів (вісь вимірювання) в положення, що збігається з найменшою відстанню між вимірювальними поверхнями Боковиков. Це положення покаже велика стрілка індикатора, коли дійде до найдальшого (при її русі за годинниковою стрілкою) ділення шкали і почне рух назад. Надавши правильне положення індикатору, потрібно затиснути контргайку 4 змінного вимірювального стрижня 3 і встановити нульову поділку шкали індикатора до збігу з великою стрілкою.

Рис.5. Індикаторний нутромір при налаштуванні ( а) (Центрирующий місток не буде показаний)
і при вимірюванні ( б)

Після настройки нутромера на «0» можна приступити до вимірювання відхилень розміру отвору деталі від номіналу.

Вводимо в отвір вимірюваної деталі вимірювальну головку нутромера. Підпружинений центрирующий місток 8 орієнтує вимірювальну вісь нутромера строго в діаметральної площині вимірюваного отвору (рис.5, б).

Похитуючи нутромер у вертикальній площині, визначаємо показання індикатора при крайньому правому положенні великої стрілки.

При визначенні дійсних відхилень розмірів отворів від номіналу керуються наступним правилом: відхилення приймають зі знаком мінус ( «-»), якщо велика стрілка індикатора відхилилася від «0» ділення шкали за годинниковою стрілкою, а відхилення проти годинникової стрілки показує збільшення діаметра отвору про номінального розміру і дійсне відхилення приймають зі знаком плюс ( «+»).

Значення дійсного відхилення підраховують множенням числа поділок шкали індикатора (вказане великий стрілкою від «0») на ціну поділки 0,01 мм.

Дійсний розмір діаметра отвору буде дорівнює номінальному діаметру отвору плюc ( «+») або мінус ( «-») дійсне відхилення.

Мета роботи.

Види індикаторних приладів, використовуваних в роботі і їх метрологічні характеристики. Метод вимірювання.

Ескізи вимірюваних деталей з дійсними розмірами.

Оцінка придатності деталей.

Контрольні питання

Конструкція індикаторів годинникового типу.

Метрологічні характеристики індикаторних приладів. Метод вимірювання.

Як читають свідчення при вимірах індикаторними приладами?

Індикаторна скоба. Налаштування скоби для вимірювань.

Як називається величина, яку фіксує прилад?

Індикаторний нутромір. Налаштування нутромера.

Вимірювання нутромером.

література

Бєлкін І.М. Засоби лінійно-кутових вимірювань. Довідник. -М.: Машинобудування, 1987.

Васильєв А.С. Основи метрології та технічні вимірювання. -М.: Машинобудування, 1980.

Лабораторна робота № 4

ВИМІР КАЛІБРУ-КОРКИ

Мета роботи

Вивчити пристрій, принцип дії і метрологічні характеристики пружинних вимірювальних головок ИГП - мікрокатори (ГОСТ 6933-81).

Отримати навички самостійної роботи з приладами для точних вимірювань відносним методом.

Навчитися будувати схеми полів допусків на калібри.

Виміряти калібр-пробку за допомогою ИГП, встановленої на стійці С-1 або С-2.

Визначити придатність калібру-пробки.

Пружинні ВИМІРЮВАЛЬНІ ГОЛОВКИ-мікрокатори

Ці прилади відносяться до точних вимірювальних приладів з механічним перетворенням малих переміщень вимірювального наконечника в великі переміщення стрілки щодо шкали приладу. Ця група приладів отримала назву «пружинних», так як в якості чутливого елемента використовується завита від середини в різні боки пружина з тонкої бронзової стрічки.

14

а

б

Рис.1.

стрічкова пружина 2 закріплена на косинці 1 і консольної плоскою пружині 4 , Встановленої на жорсткому виступі (рис.1, а). Змінюючи положення пружини 4 , За допомогою гвинтів регулюють натяг стрічкової пружини. Вимірювальнийстрижень 7 підвішений на мембранах 6 і жорстко пов'язаний з косинцем 1 . Переміщення вимірювального стрижня викликає поворот кутника навколо точки « а»І розтягнення пружини 2 . Вимірювальне зусилля створюється конічної пружиною 5 . До середньої частини бронзової закрученої стрічки приклеєна кварцова стрілка 3 . розтягування пружини 2 викликає поворот стрілки 3 щодо шкали.

Пружинні вимірювальні головки застосовують для високоточних відносних вимірювань розмірів виробів, а також відхилень форми і розташування поверхонь. Точність контрольованих виробів може бути від 2 годо 6 гоквалитета.

Для вимірювань прилади кріпляться в стійках (рис.1, б) Типу С-1 і С-2 або в спеціальних пристроях за трубку 7 діаметром 28 мм. Під час прийому нульове положення по блоку кінцевих мір використовується мікроподачі столу стійки.

Під час транспортування вимірювальний стрижень затискається поворотом фіксатора в основу трубки.

Пружинні вимірювальні головки випускаються наступних модифікацій: 01ІГП; 02ІГП; 05ІГП; 1ІГП; 2ІГП; 5ІГП; 10ІГП і мають ціну поділки шкали приладу відповідно: 0,0001; 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; і 0,01 мм.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Вивчити пристрій, принцип вимірювання та метрологічні характеристики мікрокатори на стійці С-1 або С-2. Записати в звіт основні метрологічні характеристики приладу (ціна поділки шкали приладу, діапазон виміру за шкалою приладу).

2. Отримати у викладача калібр-пробку для вимірювань.

3. По маркуванню на калібр визначити, для перевірки якого отвору він призначений (номінальний діаметр отвору, відхилення поля допуску отвору і квалітет).

4. За ГОСТ-25347-82 (СТ РЕВ 144-75) визначити граничні відхилення розміру отвору, а потім побудувати схему розташування поля допуску отвору (рис.2)

5. За ГОСТ-24853-81 (СТ РЕВ 157-75) для заданого калібру-пробки знайти допуски, граничні відхилення та побудувати схему розташування поля допуску на калібр.

7. Вибрати за схемою розмір, щодо якого прилад налаштовується на нуль за допомогою кінцевих мір довжини.

8. З набору плоскопаралельних кінцевих мір довжини взяти міру або кілька заходів для складання блоку, розмір яких дорівнює розміру, обраному за схемою.

9. Кінцеві міри, столик приладу промити бензином, протерти м'якою тканиною. Протерті заходи притертися один до одного і до столика.

10. Налаштувати прилад на нуль. Для цього (рис.1, б), Звільнивши гвинт 2 столика 3 обертанням мікрометричною гайки 1 , Опускається предметний столик з притертими блоком кінцевих мір в нижнє положення. Потім, звільнивши гвинт 10 кронштейна 9 , Обертанням кільця-гайки 11 опускається кронштейн 9 з мікрокатором до торкання наконечника з поверхнею кінцевої міри або блоку. Щодо моменту торкання судять по початку руху стрілки. У цьому положенні кронштейн 9 стопориться гвинтом 10 .

Увага!!!

Кронштейн слід опускати плавно, не допускаючи удару наконечника про кінцеву міру! Не можна чіпати регулювальні гвинти 14 столика, так як це порушить установку
столика

Остаточна установка приладу на нуль здійснюється за допомогою гайки 1 ; столик 3 піднімається до тих пір, поки стрілка мікрокатори приводу не співпаде з нульовим діленням шкали. У цьому положенні стіл стопориться гвинтом 2 і перевіряється установка на нуль шляхом підйому і опускання вимірювального наконечника 4 за допомогою аретира 5 .

Точна установка приладу на нуль здійснюється гвинтом 8 , Який може зміщувати шкалу щодо стрілки в межах ± 5 поділок.

11. Натиснувши на аретир, підняти вимірювальний наконечник і прибрати кінцеву міру або блок (блок кінцевих мір не розбирати).

12. Помістити на предметний столик калібр-пробку і, щільно притискаючи калібр двома пальцями до столика, повільно прокатувати його під наконечником і стежити за рухом стрілки. Найбільше відхилення стрілки в «плюс» чи «мінус» за шкалою визначає дійсне відхилення розміру пробки в даному перетині щодо настроечного розміру кінцевої міри або блоку. Щоб переконатися в правильності отриманого відхилення, вимірювання повторюють два-три рази. Кожен раз повинна бути чітка повторюваність показань приборка. Такі вимірювання слід провести в трьох перетинах по довжині пробки і в двох площинах (рис.3). Результати вимірювань занести в таблицю звіту.

13. Визначити справжніх розмірів пробки в контрольованих перетинах, які дорівнюють сумі алгебри розміру кінцевої міри або блоку і показання приладу. Результат занести в таблицю звіту.

14. Перевірити нульове показання приладу. Для цього, натиснувши на аретир, прибирається зі столика калібр і під вимірювальний наконечник знову встановлюється кінцева міра або блок. Піднімаючи і опускаючи два-три рази наконечник, переконуються в установці стрілки на нуль.

Відхилення стрілки від нульового штриха не повинна перевищувати половини поділки шкали приладу, якщо відхилення більше, то потрібно повторити настройку приладу на нуль і вимірювання калібру.

Отримані дані за результатами вимірювань заносяться в звіт.

1. Мета роботи.

2. Назва вимірювального приладу і його основні метрологічні характеристики (межі вимірювання за шкалою приладу, ціна ділення шкали).

3. Тип калібру, який контролюється, і його маркування.

4. Схема полів допусків на виріб і калібр з проставлянням граничних розмірів в мм і відхилень в мкм (рис.2).

рис.2

5. Вибір кінцевої міри або блоку кінцевих мір для настройки приладу на нуль.

6. Схема вимірювань калібру (рис.3) і результати вимірювань із заповненням таблиці.

Рис.3.

результати вимірювань

Розміри кінцевої міри
або блоку

прохідна сторона

Р-ПР

непрохідна сторона

Р-НІ

перетину

перетину

показання
приладу в мкм

площина

II-II

Дійсні розміри калібру в мм

площина

II-II

7. Висновок про придатність калібру.

Контрольні питання

Пристрій, принцип дії і метрологічні характеристики пружинних головок-мікрокатори.

Яку сферу застосування мають мікрокатори.

Метод вимірювання та налаштування мікрокатори для вимірювань.

Як розташовуються на схемах поля допусків гладких граничних калібрів-пробок і калібрів-скоб?

Чому для оцінки придатності калібру-пробки треба користуватися вимірювальними приладами типу Мікрокатор?

Як формулюється висновок про придатність калібру?

література

Бєлкін І.М. Засоби лінійно-кутових вимірювань. Довідник. -М.: Машинобудування, 1987.

Васильєв А.С. Основи метрології та технічні вимірювання. -М.: Машинобудування, 1980.

Лабораторна робота № 5

ШОРСТКІСТЬ ПОВЕРХНІ

Мета роботи

Вивчити основні параметри шорсткості і позначення шорсткості на кресленнях.

Познайомитися зі способами вимірювання і приладами для оцінки шорсткості поверхні деталей машин.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ

Шорсткістю поверхні називають сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кроками, виділену за допомогою базової довжини (ГОСТ 25142-82).

Базова довжина - довжина базової лінії, яка використовується для виділення нерівностей, які характеризують шорсткість поверхні.

Числові значення шорсткості поверхні визначають від єдиної бази, за яку прийнята середня лінія профілюm , Т. Е. Базова лінія, що має форму номінального профілю і проведена так, що в межах базової довжини середньоквадратичне відхилення профілю до цієї лінії мінімальне. довжина оцінки - довжина, на якій оцінюється реальний профіль. Вона може містити одну або кілька базових довжин (Рис. 1).

Мал. 1. профілограми і основні параметри шорсткості поверхні

Нормованих параметрів ШОРСТКОСТІ

Параметри шорсткості в напрямку висоти нерівностей. Середнє арифметичне відхилення профілю
- середнє арифметичне з абсолютних значень відхилень профілю в межах базової довжини:

або приблизно
,

де - базова довжина; - число обраних точок профілю на базовій довжині;у - відстань між будь-якою точкою профілю і середньою лінією. Нормується від 0,008 до 100 мкм.

Висота нерівностей профілю по десяти точках
- сума середніх абсолютних значень висот п'яти найбільших виступів профілю і глибин п'яти найбільших западин профілю в межах базової довжини:

,

де
- висотаi -го найбільшого виступу профілю;
- глибинаi -й найбільшої впадини профілю.

Найбільша висота нерівностей профілю
- відстань між лінією виступів профілю і лінією западин профілю в межах базової довжини . Нормуються від 0,025 до 100 мкм.

Параметри шорсткості в напрямку довжини профілю. Середній крок нерівностей профілю
- середньоарифметичний крок нерівностей профілю в межах базової довжини:

,

деп - число кроків в межах базової довжини ;
- крок нерівностей профілю, рівний довжині відрізка середньої лінії, що перетинає профіль в трьох сусідніх точках і обмеженою двома крайніми точками. Нормується від 0,002 до 12,5 мм.

Середній крок місцевих виступів профілю - середньоарифметичний крок місцевих виступів профілю в межах базової довжини:

,

де п - число кроків нерівностей по вершинах в межах базової довжини ; - крок нерівностей профілю по вершинах виступів. Нормується від 0,002 до 12,5 мм.

Числові значення параметрів шорсткості
,
,
,
і наведені в ГОСТ 2789-73, а в Додатку 1 вказані значення базової довжини , Рекомендовані для параметрів
,
,
.

Параметри шорсткості, пов'язані з формою нерівностей профілю. Опорна довжина профілю - сума довжин відрізків , Що відсікаються на заданому рівнір % в матеріалі профілю лінією, еквідистантним середньої лініїm - m і в межах базової довжини (рис. 1).

- відношення опорної довжини профілю до базової довжини:

.

Опорну довжину профілю визначають на рівні перетину профілюр, тобто на заданій відстані між лінією виступів профілю і лінією, що перетинає профіль еквідистантно лінії виступів профілю. Лінія виступів профілю - лінія, еквідистантним середньої лінії, що проходить через найвищу точку профілю в межах базової довжини. Значення рівня перетину профілюр відраховують по лінії виступів і вибирають з ряду: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90% від
. Відносна опорна довжина профілю призначається з ряду 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90%.

Міждержавною радою по стандартизації, метрології та сертифікації в ГОСТ 2.309-73 «Позначення шорсткості поверхонь» внесені зміни і встановлений термін введення змін - з 1 січня 2005 р

Зміни стосуються як позначення шорсткості поверхонь, так і правил їх нанесення на креслення.

Міждержавний стандарт ГОСТ 2.309 повністю відповідає стандарту ІСО 1302.

1. Позначення шорсткості поверхонь

Шорсткість поверхонь позначають на кресленні для всіх виконуваних за даним кресленням поверхонь вироби, незалежно від методів їх утворення, крім поверхонь, шорсткість яких не обумовлена ​​вимогами інструкції.

Рис.2.

У позначенні шорсткості поверхні застосовують один із знаків, зображених на рис.3. Висота повинна бути приблизно дорівнює застосовуваної на кресленні висоті цифр розмірних чисел. Висота
дорівнює (1,5 ... 5) . Товщина ліній знаків повинна бути приблизно дорівнює половині товщини суцільної основної лінії, яка застосовується на кресленні. У позначенні шорсткості поверхні, спосіб обробки якої конструктором не встановлюється, застосовують знак по рис.3,а . У позначенні шорсткості поверхні, яка повинна бути утворена тільки видаленням шару матеріалу, застосовують знак по рис.3,б . У позначенні шорсткості поверхні, яка повинна бути утворена без видалення шару матеріалу, застосовують знак по рис.3,в із зазначенням значення параметра шорсткості.

Поверхні деталі, що виготовляється з матеріалу певного профілю і розміру, що не підлягають з даного кресленням додаткової обробки, повинна бути відмічені знаком по рис.3, вбез вказівки параметрів шорсткості. Стан поверхні, позначеної таким знаком, має відповідати вимогам, встановленим відповідним стандартом або технічними умовами, або іншим документом, причому на цей документ має бути приведена посилання, наприклад, у вигляді вказівки сортаменту матеріалу в графі 3 основний напису креслення по ГОСТ 2.104-68.

Рис.3.

Значення параметра шорсткості по ГОСТ 2789-73 вказують в позначенні шорсткості після відповідного символу, наприклад: 0,4;
6,3;
0,63; 70; 0,032; 50. У прикладі 70 вказана відносна опорна довжина профілю = 70% при рівні перетину профілю =50%. . Товщина ліній знака повинна бути приблизно дорівнює половині товщини суцільної основної лінії.

Вид обробки поверхні вказують в позначенні шорсткості тільки у випадках, коли він є єдиним, застосовним для отримання необхідної якості поверхні (рис.5).

Допускається застосовувати спрощене позначення шорсткості поверхонь з роз'ясненням його в технічних вимогахкреслення за прикладом, вказаною на рис.6.

2. Правила нанесення позначень шорсткості
поверхонь на кресленнях

Позначення шорсткості поверхонь на зображенні вироби мають у своєму розпорядженні на лініях контуру, виносних лініях (по можливості ближче до розмірної лінії) або на полицях ліній-виносок. Допускається при нестачі місця розташовувати позначення шорсткості на розмірних лініях або на їх продовженнях, на рамці допуску форми, а також розривати виносну лінію (рис.7).

рис.7

рис.8

рис.9

Позначення шорсткості поверхні, в якій знак має полку, мають у своєму розпорядженні щодо основного напису креслення так, як показано на рисунку 8 і 9. При розташуванні поверхні в заштрихованої зоні позначення наносять тільки на полиці лінії виноски.

При вказівці однаковою шорсткості для всіх поверхонь вироби позначення шорсткості поміщають в правому верхньому куті креслення і на зображенні не завдають (рис.10). Розміри і товщина ліній знака в позначенні шорсткості, винесеному в правий верхній кут креслення, повинні бути приблизно в 1,5 рази більше, ніж в позначеннях, нанесених на зображенні.а-в), а для глобоїдних черв'яків і пов'язаних з ними коліс - на лінії розрахункової кола (рис.14, г).

Позначення шорсткості поверхні профілю різьблення наносять за загальними правилами при зображенні профілю (рис.15, а), Або умовно на виносної лінії для вказівки розміру різьби (рис.15, б - д), На розмірної лінії або на її продовженні (рис.15, е).

Якщо шорсткість поверхонь, що утворюють контур, повинна бути однаковою, позначення шорсткості наносять один раз відповідно до рис.16. Діаметр допоміжного знака- 4 ... 5 мм. В позначенні однаковою шорсткості поверхонь, плавно переходять одна в іншу, знак

рис.16

рис.17

рис.18

При цьому буквене позначення поверхні наносять на полиці лінії-виноски, проведеної від потовщеною штрихпунктирной лінії, якої обводять поверхню на відстані 0,8 ... 1,0 мм від лінії контуру (рис.18).

ВИМІР І КОНТРОЛЬ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ

Атестація шорсткості поверхні проводиться за двома видами контролю: якісним і кількісним.

Якісний контроль параметрів шорсткості поверхні здійснюють шляхом порівняння із зразками або зразковими деталями візуально або на дотик. ГОСТ 9378-75 встановлює зразки шорсткості, отримані механічною обробкою, зняттям позитивних відбитків гальванопластики або нанесенням покриттів на пластмасові відбитки. Набори або окремі зразки мають прямолінійні, дугоподібні або перехрещуються дугоподібні розташування нерівностей поверхні. На кожному зразку вказані значення параметра
(В мкм) і вид обробки зразка. Для підвищення точності використовують щупи, мікроскопи порівняння.

Кількісний контроль параметрів шорсткості здійснюють безконтактними і контактними засобами вимірювання.

Для кількісної оцінки шорсткості поверхні безконтактним методом використовуються два способи - збільшення їх за допомогою оптичної системи або використанням відбивних здібностей обробленої поверхні.

Приладами, заснованими на оцінці поверхневих нерівностей при збільшенні їх за допомогою оптичної системи, є «прилади світлового перетину». Приладами, заснованими на відбивної здатності, є мікроінтеферометри.

Принцип дії приладів світлового перетину полягає в отриманні збільшеного зображення профілю вимірюваної поверхні за допомогою променів, спрямованих похило до цієї поверхні, і вимірі висоти нерівностей в вихідному зображенні. Найбільш поширеним є подвійний мікроскоп типу МИС-11, який дозволяє визначати три параметра шорсткостіз тим, що багато функціональні вузли у них збігаються. Ці прилади призначені в основному для роботи в лабораторії. Вітчизняна промисловість виробляє кілька моделей приладів (201, 202, 252), заснованих на індуктивному методі перетворення коливань голки в коливання напруги.

Профілограф - прилад для запису величин нерівностей поверхні в нормальному до неї перерізі у вигляді профілограми, обробкою якої визначаються всі параметри, що характеризують шорсткість і хвилястість поверхні.

Профілометр - прилад для вимірювання поверхневих нерівностей в нормальному до неї перерізі і представленні результатів вимірювання на шкалі приладу у вигляді значення одного з параметрів »використовуваних для оцінки цих нерівностей. Більшість профілометри дають оцінку поверхневих нерівностей по параметру
і використовуються в якості цехових приладів. Оцінка шорсткості по параметру
пов'язана з труднощами обробки сигналу.

Малюнок профілю поверхневих нерівностей з основними параметрами.

Оцінка параметрів шорсткості за заданим профілем.

Прилади для оцінки шорсткості поверхні на деталях машин.

Приклад позначення шорсткості на кресленні деталі.

Контрольні питання

Які параметри використовують для оцінки шорсткості поверхні?

Чим і як контролюють шорсткість поверхні?

Який параметр шорсткості вимірює прилад МИС-11?

Як позначається шорсткість на кресленнях?

Для чого на відповідальних деталях машин домагаються малої шорсткості?

література

Марков М.М., Ганевскій Г.М. Конструкція, розрахунок і експлуатація контрольно-вимірювальних інструментів і приладів. -М.: Машинобудування, 1993.

Бєлкін І.М. Засоби лінійно-кутових вимірювань. Довідник. -М.: Машинобудування, 1987.

Васильєв А.С. Основи метрології та технічні вимірювання. -М.: Машинобудування, 1980.