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

38920. Исследование Свойств энтропии одиночных отсчетов случайных последовательностей 107 KB
  Цель работы Численное определение величины энтропии последовательностей дискретных случайных величин. Краткие теоретические сведения Согласно классической теории информации минимальное количество данных на один отсчет необходимых при идеальном кодировании дискретной случайной величины X определяется распределением вероятностей этой величины Pxi. Квантование непрерывной случайной величины преобразует эту величину в дискретную. Очевидно что полученный при этом результат будет зависеть как от плотности распределения вероятностей...
38921. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОЕКТИРОВАНИИ 2.4 MB
  В каждом узле присутствует 2 степени свободы: X –перемещение вдоль оси X; Z – перемещение вдоль оси Z. В каждом узле присутствует 3 степени свободы: X –перемещение вдоль оси X; Z – перемещение вдоль оси Z; UY – поворот вокруг оси Y. В каждом узле присутствует 3 степени свободы: Z – перемещение вдоль оси Z; UX – поворот вокруг оси X; UY – поворот вокруг оси Y. В каждом узле присутствует 3 степени свободы: X – перемещение вдоль оси X; Y – перемещение вдоль оси Y; Z – перемещение вдоль оси Z.
38922. МЕТАДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ В ПРОЕКТИРОВАНИИ 5.29 MB
  Расчёт элементов каменных и армокаменных конструкций по подпрограмме КАМИН SCD Office 11. Анализ результатов армирования бетонных элементов и конструкций по программе АРБАТ SCD Office 11. Расчёт элементов деревянных конструкций по подпрограмме ДЕКОР SCD Office 11. Расчёт элементов оснований и фундаментов по программе ЗАПРОС SCD Office 11.
38923. Автоматизированные системы, используемые в лабораторном проектировании 6.9 MB
  После этого щелкните по кнопке – Подтвердить. После этого щёлкните по кнопке – Применить. Щелкните по кнопке Сохранить. Щелкните по кнопке – Перерисовать.
38924. Измерение параметров оптического изображения 202.44 KB
  Таким образом в процессе вывода зарядов из ФЭП осуществляется второй этап преобразования: где – емкость выходной структуры ТВД.9 можно записать в виде Здесь в явной форме представлено соотношение между амплитудой сигнала от объекта и освещенностью создаваемой объектом на входе ФЭП. Амплитуда видеосигнала ; ток сигнала на выходе ФЭП; нагрузочное сопротивление коэффициент усиления видеоусилителя. Для описания свойств ФЭП как преобразователя световой энергии в энергию электрического...
38925. Основные алгоритмы телевизионных измерений 167 KB
  Алгоритмы предназначены для измерения геометрических энергетических и цветовых параметров протяженного объекта находящегося в поле зрения ТВД. Употребляемый по отношению к алгоритмам термин внутрикадровые означает чтo измерение параметра объекта выполняется на основе информации сосредоточенной в одном телевизионном кадре. Результат однократного измерения характеризует состояние объекта в момент съемки текущего кадра. Пересчет цифрового параметра объекта в его значение выраженное в соответствующих единицах измерения производится по...
38926. Межкадровая фильтрация и измерение динамических параметров 56 KB
  Кроме того изменения параметров динамического объекта за время Тк невелики опять же не всегда а в подавляющем большинстве случаев. применение к последним межкадрового усредения приведёт скорее всего к нежелательным последствиям например размазыванию изображения движущегося объекта. Но обычно перед ТВсистемами стоит задача измерения динамических параметров в частности непрерывный контроль за текущим состоянием объекта которые не могут быть определены однократным измерением. Так например скорость объекта где – положения...
38927. Представление и преобразование цифровых сигналов в телевизионных измерительных системах 31.5 KB
  Оцифровка представление объекта изображения или сигнала в дискретном наборе цифровых замеров. Для решения задач машинной графики обработки и распознавания изображений используются следующие этапы преобразования изображения: Предварительная обработка – операции восстановления фильтрации улучшения визуального восприятия изображения. Формирование графического препарата – обработка с целью вычленения характерных особенностей изображениясегментация выделение контуров скелетизация Анализ – выявление характерных особенностей...
38928. Простой пороговый метод нелинейной фильтрации импульсных помех 51.5 KB
  Сигнал от каждого из элементов массива анализируемого изображения сравнивается со средним значением сигнала для небольшой группы mxn в окрестностях данного элемента Здесь m и n – нечётные числа. Анизотропная фильтрация Анизотропная фильтрация относится к категории линейных процедур цифровой обработки массива [Eij ]. Он заключается выполнении операции свёртки исходного массива изображения формата M×N со скользящим сглаживающим массивом [W] меньшего формата m×n ядро свёртки. А поскольку в АТСН работающих в реальном масштабе времени...