12825

Выбор универсальных средств измерения (СИ) линейных размеров деталей «вал» и «фланец»

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторная работа №2 дополнение Выбор универсальных средств измерения СИ линейных размеров деталей вал и фланец Цель работы: освоить директивный подход к выбору универсальных СИ. Теоретическая часть Факторы которые необходимо учитывать при выборе уни

Русский

2013-05-03

852.5 KB

38 чел.


Лабораторная работа №2 (дополнение)

Выбор универсальных средств измерения (СИ) линейных размеров деталей «вал» и «фланец»

Цель работы: освоить директивный подход к выбору универсальных СИ.

Теоретическая часть

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе универсальных СИ:

  •  конструктивные особенности объекта измерений и средства измерений, определяющие возможность его использования данного СИ для контроля искомого параметра;

пример: микрометр гладкий используется для измерения наружных поверхностей, нутромер – для измерения отверстий, глубиномер – для ступенчатых размеров;

  •  диапазон измерений СИ;
  •  способность выбранного СИ обеспечить необходимую точность измерения (допустимую погрешность);
  •  удобство снятия показаний по шкале прибора при измерении искомого параметра    ( 1/20T≤ цена деления СИ ≤ 1/5T );
  •  наличие или возможность приобретения СИ;
  •  стоимость приобретения и обслуживания СИ;
  •  требуемая скорость получения результата;
  •  уровень квалификации оператора (умение пользоваться СИ);
  •  условия (температура, влажность, запыленность и т.п.), в которых используется СИ;
  •  возможные потери из-за погрешности измерений.

Существует 3 основных подхода к  выбору СИ:

  •  экономический;
  •  вероятностный;
  •  директивный.

В данной лабораторной работе будет рассмотрен именно директивный подход к выбору универсальных СИ, так как он наиболее широко используется в машиностроении. Нормативной базой  этого подхода являются  РД50-98-86,  ГОСТ 8.051-81 и ГОСТ 8.549-86.  Основным критерием выбора СИ принимается допустимая погрешность измерения и лишь косвенно учитываются экономические соображения. Согласно этому подходу погрешность измерения должна быть такова, чтобы её величиной можно было пренебречь и не указывать при записи результата измерений.  

В кратком изложении основные положения выглядят следующим образом.

Если  Т – допуск изготовления измеряемого параметра (линейного размера, отклонения формы или расположения),

[изм] – допустимая погрешность измерения искомого параметра,

[СИ]допустимая погрешность средства измерений (СИ), обеспечивающая необходимую точность результата измерения,

то директивный подход к выбору универсальных СИ предполагает следующие соотношения между допуском изготовления контролируемого параметра и допустимой погрешностью его измерений в зависимости от уровня точности параметра (см. табл. 1).

Таблица 1

Формулы для определения допустимой погрешности измерения [изм]

Для сопрягаемых, координирующих размеров и других размеров влияющих на качество изделия

Для свободных размеров, не влияющих на качество изделия

Формула

0,35 * T

0,3 * T

0,25 * T

0,2 * T

0,5 * T

Квалитет (IT) или  степень точности параметра

5 и точнее

6 - 7

8-9

10 и грубее

__

ПримечаниЯ:

1) Соотношения указанные в таблице 1 обязательны к применению только при измерениях линейных размеров до 500 мм.

2) В случае измерений угловых величин в градусной мере, отклонений формы и расположения поверхностей и осей, указанные в таблице 1 соотношения имеют рекомендательный характер.

Так как СИ - не единственный источник появления погрешности измерений, поэтому значение [СИ] должно быть уменьшено по сравнению с [изм] в зависимости от количества факторов и степени их влияния на суммарную величину погрешности. Учитывая вероятностный характер сочетания различных составляющих погрешности, принимают следующее соотношение :   [СИ] = (0,25..0,75)* [изм],

Примечание :

В данной лабораторной работе примем коэффициент равным 0,75 если измерение прямое и 0,5 , если косвенное, т.к. при измерении линейных размеров других  влияющих факторов сравнительно немного.

Главное условие выбора средства измерений:

Основная погрешность СИ 

(берется из паспорта СИ или из таблицы «Метрологические характеристики универсальных измерительных инструментов и приборов» в приложении)

должна быть

меньше или равна допустимой погрешности СИ [СИ],

но не меньше чем  от её величины

Примечание:   при выборе СИ кроме погрешности измерения необходимо учитывать соотношение величины допуска на размер и цены деления прибора.

Задание

Для размеров указанных преподавателем на чертежах деталей «вал» (рис.1) и «фланец» (рис.2) подобрать соответствующие универсальные СИ, провести измерения и сделать заключение о годности.

Порядок выполнения работы

  1.  Заполнить раздел «характеристики размера» в таблице 3 (пример заполнения см. в таблице 2). Определить тип размера («вал», «отверстие», «прочий») для размеров с неуказанными допусками.
  2.  Выбрать из табл. «Метрологические характеристики универсальных измерительных инструментов и приборов» (в приложении) универсальные СИ для измерения каждого размера в соответствии с директивным подходом. Заполнить раздел «характеристики СИ» в таблице 3  (пример заполнения см. в таблице 2).
  3.  Провести измерения указанных размеров выбранными СИ. Сделать заключение о годности параметра («годен» / «негоден, исправим» / «негоден, неисправим»). Результаты занести в таблицу  3.

Некоторые пояснения к заполнению Таблиц 2 и 3

а) «Виды измерений»

Измерение Абсолютное / Относительное / Пороговое

Абсолютными (Абс.) называются измерения, при которых вся величина размера искомого параметра определяется непосредственно по шкале прибора прямого действия (например: измерение длины ступени вала линейкой измерительной или штангенциркулем, диаметра вала – микрометром).

Относительными (Отн.) называются измерения размера искомой величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную (например: измерение диаметра вала скобой рычажной с использованием концевой меры длины (КМД) или измерение диаметра отверстия нутромером индикаторным настроенным по микрометру гладкому или набору КМД).

Пороговым (Пор.) называется измерение, результатом которого является не действительное значение измеряемой величины, а определение нахождения искомой величины в некотором диапазоне (например: измерение (контроль) диаметра вала – скобой или ширины шпоночного паза  набором концевых мер длины).

Прямое /Косвенное  измерение

Прямые (Пр) – это измерения, при которых искомое значение параметра находят непосредственно в ходе измерительного эксперимента.

Косвенные (Кс) – это измерения, при которых значение параметра определяют на основании известной зависимости между искомым параметром и параметрами, полученными прямыми измерениями. 

Контактное / Бесконтактное измерение

Если в процессе измерений чувствительный наконечник СИ касается объекта измерений, то измерение называется Контактным (Кт) (микрометры, штангенциркули, индикаторы часового типа и др.).

В других случаях измерение считается Бесконтактным (Бк) (линейки измерительные, микроскопы, проекторы и др.).

б) «Измерительное усилие»:

  •  если вид измерения бесконтактный  –  измерительное усилие отсутствует (ставить “ “);
    •  если контактный – то возможны 2 варианта:

1)  усилие обеспечивается конструкцией СИ (пружина, муфта и т.п.), указывается в Н (Ньютонах) и его величину можно определить по табл. «Метрологические характеристики универсальных измерительных инструментов и приборов» (под названием СИ);

2)   усилие зависит от оператора («от руки»).

 


Рис.1 - «Вал»

Рис. 2 - «Фланец

Рис.3 - «Вал»

Таблица 2

Пример заполнения таблицы выбора УСИ для размеров вала, чертеж которого представлен на рис. 3

Характеристики размера

Характеристики средства измерения

Результаты

Размер по чертежу (с указанием квалитета IT)

Поле допуска Т (мм) и его расположе-ние

Верхнее ES и нижнее EI отклонения, мм

Предельные допустимые размеры, мм (max/min)

Допустимая погрешность измерения [изм], мм

Допустимая погрешность CИ [си]

0,75/0,5*[изм], мм

Выбранный инструмент

Основная погреш-ность СИ, мм

Цена деления, мм

Диапазон измерений, мм

Виды измерении

Измери-тельное усилие,

Н

Действительный размер, мм

Заключение о годности

Ø55k6

0,019

+0,021

+0,002

55,021

55,002

0,3*Т

0,006

0,004

СР75 и КМД

0,002

0,002

50-75

Отн-Пр-Кт

62

55,032

негоден, исправим

Ø63r6

0,019

+0,060

+0,041

63,060

63,041

0,3*Т

0,006

0,004

МКЦ75

0,003

0,001

50-75

Абс-Пр-Кт

7.52.5

63,055

годен

Ø55d9

0,074

-0,100

-0,174

54,900

54,826

0,25*Т

0,019

0,014

МК 75-2

0,004

0,01

50-75

Абс-Пр-Кт

72

54,76

негоден, неисправим

90H15

1,4

+1,4

0

91,4

90,0

0,5*Т

0,7

0,53

ШЦ I-125

или

Линейка измерительная

0,1

0,1

0,1

1,0

0-125

0-150

Абс-Пр-Кт

 

Абс-Пр-Бк

От руки

-

90,5

годен

248h14

1,15

0

-1,15

248,0

246,85

0,2*Т

0,23

0,173

ШЦ II-250

0,05

0,05

0-250

Абс-Пр-Кт

От руки

247,25

годен

145h11

0,25

0

-0,25

145,0

144,75

0,2*Т

0,05

0,038

ШР-210,  КМД 30(4кл)  и плита

0,02

0,002

0,02

0-210

Абс-Кс-Кт

От руки

(174,68-30)

=144,68

негоден, неисправим

97h11

0,22

0

-0,22

97,0

96,78

0,2*Т

0,044

0,033

ШЦЦI-200

0,03

0,01

0-200

Абс-Пр-Кт

От руки

97,12

негоден, исправим

18N9

0,052

0

-0,052

18,0

17,948

0,25*Т

0,013

0,01

Набор КМД 4 кл. точности

ПР: 0,002*2

НЕ:

0,002*3

НЕ:

10+8=18

ПР:

1,45+6,5+ +10=17,95

Пор-Пр-Кт

От руки

-

годен

7,5

IT12

0,2

+0,2

0

7,7

7,5

0,2*Т

0,04

0,03

МК 75-2

0,004*2

0,01

50-75

Абс-Кс-Кт

72

(48,01-41,07) =6,94

негоден, исправим.

Ø62h14

0,74

0

-0,74

62,0

61,26

0,5*Т

0,37

0,3

ШЦ I-125

0,1

0,1

0-125

Абс-Пр-Кт

От руки

61,5

годен

5Н14

0,3

+0,3

0

5,3

5

0,5*Т

0,15

0,12

Линейка измерительная

0,1

1,0

0-150

Абс-Пр-Бк

-

5

годен

1,6*45o

Контролируются визуально или линейкой измерительной



Типовые ошибки при выполнении лабораторной работы

(на примере детали «вал», рис.3 и таблицы 2).

  1.  Основная погрешность СИ из таблицы «Метрологические характеристики универсальных измерительных инструментов и приборов» (в приложении) превышает допустимую погрешность СИ [δСИ], полученную расчетом.

Например: предложение измерить размер 145h11, допустимая погрешность измерения которого равна 0,038мм,  штангенциркулем ШЦII-250-0,05, имеющим основную погрешность ±0,05мм.

  1.  Тип размера не соответствует выбранному СИ.

Например: предложение измерить размер 82IT14/2 (тип размера «прочий») штангенциркулем ШЦII-250-0,05.

  1.  Несоответствие диапазона измерений СИ и величины искомого размера.

 Например: выбор ШЦI-125-0,1 для измерения габаритного размера 248h14

  1.  Не выдержано соотношение цены деления СИ и допуска измеряемого параметра (1/20T≤ цена деления СИ ≤ 1/5T).

Например: для Ø55к6 с Т=0.019мм выбран МК75-1 с ценой деления 0,01мм. При этом из ряда действительных значений 55.03,  55.02,  55.01 и  55.00, которые можно получить  с помощью микрометра, только 2 входят в поле допуска, таким образом, дискретность показаний СИ недостаточная  (или другими словами велика цена деления прибора).

  1.  При выборе СИ не учитываются конструктивные особенности объекта измерения.

Например: размер 145h11 нельзя измерить штангенциркулем ШЦI  или ШЦII из-за перепада диаметров Ø 55 и Ø 48.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67533. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЛИТОСФЕРУ 198 KB
  Почва один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные экологические функции почвы замыкаются на одном обобщающем показателе почвенном плодородии. человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие.
67534. Обобщенная машина, соответствующая асинхронному двигателю. Понятие векторного управления 147 KB
  Соответствующая пространственная векторная диаграмма дана на рис. 11.2. На диаграмме видно, что вектор перпендикулярен вектору тока а вектор перпендикулярен вектору тока Далее, вектор находится впереди вектора что говорит о двигательном режиме и положительном моменте асинхронного двигателя.
67535. УПРАВЛЕНИЕ ОТХОДАМИ 832 KB
  Накопление отходов в окружающей среде и вызываемое ими вторичное загрязнение в результате длительного хранения наряду с задолживанием территорий развитием экспорта отходов в пространстве и времени делают приоритетными вопросы эффективного обращения с отходами и снижение эмиссии в окружающую среду.
67536. Амплитудное и фазовое управление двухфазным асинхронным двигателем с полым ротором. Следящий электропривод переменного тока с сельсинами 229 KB
  Одна из фаз называется обмоткой возбуждения а другая обмоткой управления. Если на обмотки возбуждения и управления подать напряжения сдвинутые по фазе на угол π 2 например то получается магнитное поле вращающееся с синхронной частотой ω1. При уменьшении напряжения управления магнитное...
67537. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ СИЛОВОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 300.5 KB
  На рис. 13.3 показана тележка, на которую действует сжатая пружина с силой F = cx, где с – коэффициент жесткости пружины; x – величина ее деформации. Сила направлена вправо независимо от направления движения – влево или вправо. Действие пружины обусловлено ее потенциальной энергией упругой деформации.
67538. Функции передаточного устройства. Характеристики агрегата «двигатель-редуктор». Выбор мощности двигателя по типовому движению 213 KB
  Третьей функцией передаточного устройства является изменение скорости вращения и момента для согласования характеристик двигателя и исполнительного механизма. Масса объем мощность потерь и стоимость электродвигателя определяются его моментом М2 а мощность на валу дается формулой P2 = M2 ω.
67539. Электропривод с упругими связями. Уравнения трехмассовой системы и колебания в двухмассовой системе. Люфт в механической передаче. Удары и выход из контакта. Механическая передача с упругими связями 247.5 KB
  Рассмотрим упругий стержень, к концам которого приложены моменты М1, М2 (см. рис. 15.1). Концы имеют углы поворота α1 и α2, коэффициент жесткости стержня с12 . Если не учитывать момент инерции стержня, то из условия равновесия моментов получаем равенства...
67540. Установившиеся и переходные процессы в электроприводах. Система уравнений динамики двигателя постоянного тока независимого возбуждения 72.5 KB
  Система уравнений динамики двигателя постоянного тока независимого возбуждения Переходные процессы в электрических приводах. Примеры установившихся процессов для тока На рис.1 приведены примеры установившихся процессов для электрического тока постоянный ток переменный синусоидальный...
67541. Электромеханический и электромагнитный переходные процессы в двигателе постоянного тока независимого возбуждения. Электромеханический переходной процесс 140.5 KB
  Через время Тэм экспонента уменьшается в е = 2,71828 раз. За время 2Тэм она уменьшится в е2 раз. Через время 3Тэм экспонента уменьшается приближенно в 20 раз, тогда считают, что переходной процесс заканчивается (остается 5 % от первоначального значения экспоненты).