12967

Методы и схемы определения величины отклонений расположения шпоночного паза вала универсальными средствами измерений

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Методы и схемы Определения величины отклонений расположения шпоночного паза вала универсальными средствами измерений Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Метрология стандартизация и сертификация Лабораторная работа №3 Методы и ...

Русский

2013-05-07

476.5 KB

70 чел.

«Методы и схемы Определения величины отклонений

расположения шпоночного паза вала

универсальными средствами измерений»

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация»


Лабораторная работа №3

Методы и схемы определения величины отклонений расположения шпоночного паза вала универсальными средствами измерений.

Цель работы: изучить различные схемы измерений отклонений от параллельности и от симметричности шпоночного паза вала, провести измерения этих отклонений.

Теоретические положения.

Качество сборки и надежность работы шпоночных соединений существенно зависит от перекосов и смещений шпоночных пазов как во втулках, так и на валах. Чтобы ограничить концентрацию контактных давлений, шпоночные пазы на валах должны быть параллельны и симметричны оси посадочной поверхности валов. Допуски параллельности и симметричности принимают равными Т=0,6*Тшп ; Тсимм=4,0*Тшп [3].  Типовые требования к шпоночному пазу на валу представлены на  рис. 1.

Рис. 1. Требования к размерам и расположению шпоночного паза.

Где  d – диаметр шейки вала, на которой выполнен шпоночный паз; t1 – размер, определяющий глубину шпоночного паза; B – ширина шпоночного паза; Тшп – допуск ширины шпоночного паза.

Как известно (см.Л/р №2), требования расположения предъявляются к идеальным моделям реальных объектов, а не к реальным поверхностям. Для шпоночного паза такими моделями являются (см. рис. 2):

  •  плоскости, прилегающие к боковым сторонам шпоночного паза;
  •  плоскость симметрии шпоночного паза;
  •  А - ось окружности, прилегающей к базовой поверхности d.

Так как требования параллельности и симметричности относятся к допускам расположения, то и предъявляются не к боковым поверхностям шпоночного паза, а к плоскости симметрии шпоночного паза относительно оси шейки вала, на которой он расположен. При измерениях или контроле отклонений расположения для обеспечения требуемой точности необходимо тем или иным образом материализовать идеальные модели реальных поверхностей.

Плоскости, прилегающие к стенкам шпоночного паза, материализуются набором концевых мер длины, имеющих такие незначительные отклонения по параметрам плоскостности, параллельности и шероховатости, что ими можно пренебречь и считать идеальными. Для измерения отклонений расположения следует составить набор плоскопараллельных концевых мер длины, устанавливающийся в шпоночный паз без зазора (см. рис.2). При этом плоскость симметрии шпоночного паза будет практически (с достаточной точностью) совпадать с плоскостью симметрии набора концевых мер длины. Ось прилегающей окружности к базовой поверхности d принимают совпадающей с осью вращения вала, установленного шейкой А в призму (см. рис.2).

Рис. 2.

Материализация идеальных моделей реальных объектов.

Согласно типовым требованиям к шпоночному пазу на валу (см. рис.1) и в соответствии со стандартными  определениями отклонений от параллельности и симметричности плоскости относительно оси (см. Приложение 1 к лабораторному практикуму), конструкторской  базой вала является ось шейки, на которой расположен паз.

Принадлежности для проведения измерений.

При измерении в призмах:

  1.  Плита поверочная 400х400 или 250х250.
  2.  Комплект из 2-х узких призм одинаковой высоты или одна широкая призма.

При измерении в центрах:

  1.  Прибор с плоскими или прямолинейными направляющими.
  2.  Два центра, установленные параллельно направляющей плоскости.
  3.  Вал со шпоночным пазом
  4.  Набор концевых мер длины (НКМД) соответствующий ширине шпоночного паза
  5.  Стойки или штативы для установки индикаторных головок
  6.  Индикаторные головки 1МИГ или ИЧ-10

Для измерения отклонений симметричности и параллельности шпоночного паза требуется собрать схемы измерения согласно рис.3, рис.4. или рис. в приложении.

Рис. 3. Схема измерения параллельности и симметричности шпоночного паза в призмах на плите (7-поддерживающая опора).

Если измерения проводятся на плите поз.1, своей базовой шейкой А вал 3 устанавливается в призмы 2 таким образом, чтобы концевые меры длины 4, установленные в шпоночном пазу, не мешали его вращению.

Рис. 4. Схема измерения параллельности и симметричности шпоночного паза в центрах (1 - плоскость направляющих прибора; 2 - измерительная бабка с неподвижным центром 4; 3 - измерительная бабка с подвижным центром 5)

При базировании вала в центрах следует измерительную бабку с подвижным центром установить так, чтобы натяг от пружины выбрал все зазоры между центрами и центовыми отверстиями.

Так как в данной работе рассмотрены схемы  косвенных измерений отклонений, при которых  искомые отклонения определяют на основании прямых измерений разницы расстояний относительно плоскости поверочной плиты или плоскости направляющих измерительного прибора, поэтому, для уменьшения погрешности измерений необходимо выполнить следующие условия.

  1.  Поверхности плиты  или направляющие прибора, по которым перемещается штатив с индикатором, должны быть плоскими и прямолинейными. Величина погрешности определяется классом точности плиты или прибора (рис.5).

Рис.5. Требования к плите.

2) Измерения должны, по возможности, проводиться, используя принцип совмещения измерительной и конструкторской баз. Другими словами вал устанавливается в призмы по цилиндрической шейке, на которой выполнен шпоночный паз (кроме случаев измерения в центрах).

3) При измерении в призмах, для предотвращения опрокидывания, под дальнюю шейку вала устанавливается поддерживающая опора 7 таким образом, чтобы не влиять на базирование вала в призмах, то есть необходимо проверить, чтобы регулирующая опора не приподнимала вал  относительно призм 2.

4)  Следует обеспечить параллельность плоскости плиты и оси вала, чтобы уменьшить погрешность базирования при косвенных измерениях. Эта погрешность может возникнуть по разным причинам, например из-за перекоса призм относительно друг друга или их разной высоты, а при измерении в центрах из-за непараллельности оси центров и плоскости направляющих (см.рис.6).

Рис.6. Требование к величине отклонения от параллельности оси центров Б относительно плоскости направляющих В

Величина рассмотренной погрешности может быть измерена и в центрах и в призмах аналогично тому, как это сделано в лабораторной работе №2. Принимая, что отклонение профиля продольного сечения поверхности шейки А достаточно мало, проводим измерение параллельности верхней образующей этой шейки относительно плоскости плиты (см. рис 7а). Верхняя образующая соответствует максимальным показаниям индикатора при перемещении его из точки c’ в точку c’’ или из d’ в d’’(см. рис 7 б).

  а)       б)

Рис.7.

Проверка параллельности верхней образующей шейки вала и плоскости.

Допустимая разность показаний должна соответствовать условию (1):

                                       (1)

где   - показания индикатора в точке «с»;

- показания индикатора в точке «d».

5) Вращением вала в призмах добиваются, чтобы верхняя плоскость концевых мер длины была параллельна плоскости плиты в направлении, перпендикулярном базовой оси d (см. рис.8). Допустимое отклонение должно удовлетворять условию (2):   

// кмд  (2), где 

- показание индикатора в точке «e»;

- показание индикатора в точке «f».

Рис. 8.   Проверка  параллельности концевых мер длины относительно плоскости плиты в направлении, перпендикулярном базовой оси d.

Задание №1. 

Провести измерение отклонения от параллельности шпоночного паза в трех разных схемах (в призмах, в центрах и на УИМ-21).

Для измерения параллельности необходимо:

  1.  Переместить штатив с индикатором из положения «a» в положение «b» не меняя углового положения вала и не отрывая измерительный наконечник от поверхности концевых мер длины (см. рис.3 или рис.4).
  2.  Провести вычисление величины отклонения от параллельности по формуле:  //                                                      (3)

где  - показания индикатора в точке «а»;

- показания индикатора в точке «b»;

 – измерительная длина (расстояние, на которое переместился штатив с индикатором «от a до b»);

– нормируемая длина, т.е. длина шпоночного паза.

  1.  Занести в протокол результаты измерений.
  2.  Сравнить полученное отклонение с допуском параллельности шпоночного паза. Сделать заключение о годности.
  3.  Провести анализ источников возникновения погрешности измерения, актуальных для данной схемы.

Задание №2. 

Провести измерение отклонения от симметричности шпоночного паза в трех разных схемах (в призмах, в центрах и на УИМ-21) с использованием 3-х различных методик.

1 методика:

  1.  Установить деталь в призмах (или в центрах) таким образом, чтобы при перемещении штатива с индикатором в радиальном направлении показания индикатора в точках «e» и «f» совпадали (см. рис 8 и рис.9). Записать показание индикатора в точке «е». (При измерении согласно данной схеме предварительный натяг индикатора должен составлять не менее 3 мм).
  2.  Повернуть вал вокруг оси на угол 180 таким образом, чтобы показания индикатора в точках «g» и «h» совпадало (см. рис. 9). Записать показание индикатора в точке «h»

Рис. 9. Схема измерения отклонения от симметричности шпоночного паза (методика 1).

  1.  Вычислить отклонение от симметричности шпоночного паза по формуле (4):

Δ     =                                                                 (4)

  1.  Сравнить полученное значение отклонения с допустимым:

[Δ    ] = T      2                           (5)

  1.  Занести в протокол результаты измерений.
  2.  Сделать заключение о годности.
  3.  Провести анализ источников возникновения погрешности измерения, актуальных для данной схемы.

2 методика:

  1.  Установить деталь в призмах таким образом, чтобы при перемещении штатива с индикатором в радиальном направлении показания индикатора в точках «e» и «f» совпадали (см. рис.10). Записать показание индикатора в точке «е». (При измерении согласно данной схеме предварительный натяг индикатора должен составлять 1 - 2 мм).
  2.  Переместить штатив с индикатором и записать показания в точке «j».
  3.  Измерить микрометром МК25 диаметр шейки вала.

Рис. 10.

Схема измерений отклонения от симметричности шпоночного паза

(методика 2).

4) Рассчитать отклонение от симметричности шпоночного паза по формуле (6):

Δ   = (6)

где  Внкмд – размер набора концевых мер длины;

   D – действительный диаметр вала.

5) Занести в протокол результаты измерений.

6) Сравнить полученное значение отклонения с допустимым (см. формулу (5). Сделать заключение о годности.

7) Провести анализ источников возникновения погрешности измерения, актуальных для данной схемы.

3 методика:

Измерение на универсальном микроскопе УИМ-21 (схему измерения и методику смотри в приложении).

Задание №3.

Провести сравнительный анализ результатов измерений величин отклонений расположения шпоночного паза, полученных в ходе выполнения заданий №1 и №2 . Рассчитать средние значения отклонений по 3-м измерениям.

  1.  Сравнить результаты, полученные при измерениях с использованием разных схем и разных расчетных формул. Сделать общие выводы о достоверности и точности.
  2.  Провести анализ возможных причин появления отклонений от параллельности и от симметричности при изготовлении паза.

Примечания:

  1.  В ходе лабораторной работы рекомендуется  предложить и проанализировать другие варианты измерения или контроля отклонений от параллельности и симметричности расположения шпоночного паза.
  2.  Рассмотренные выше схемы измерений (рис.3, рис.4, рис.7, рис.8, рис.9, рис.10) при необходимости можно реализовать с установкой вала в призмах по подшипниковым шейкам. Так как при этом происходит смена баз, т.е конструкторская база не совпадает с базой измерительной, необходимо определить величину несовпадения конструкторской и измерительной баз путем измерения полного радиального биения поверхности, образующей базу А от общей оси подшипниковых шеек и внести соответствующие поправки в результаты измерений.

 

Примерный перечень вопросов для защиты лабораторной работы

  1.  Назвать контролируемый параметр точности, дать его определение (можно неточное, но полностью отражающее суть понятия) и обосновать необходимость нормирования указанного отклонения.
  2.  Указать что является измерительной базой (ИБ) для контроля точностного параметра, каким образом материализуется ИБ, как реализуется принцип совмещения баз.
  3.  Изобразить схему контроля параметра (или указать в отчете по Л/р), с объяснением назначения всех элементов схемы и методики проведения измерений.
  4.  Провести анализ возможных причин появления погрешности результата измерений и предложить способы их устранения.
  5.  Сформулировать требования (по точности, по прочности и по жесткости) к элементам измерительных схем (кроме измерительных приборов), обеспечивающие необходимую точность получения результатов.
  6.  Обосновать с точки зрения обеспечения требуемой точности применение измерительных приборов для контроля указанных параметров.
  7.  Рассмотреть альтернативные схемы и средства измерений и контроля рассматриваемого параметра.
  8.  Указать достоинства и недостатки рассматриваемого варианта измерений в сравнении с альтернативными подходами
  9.  Объяснить на каком основании делается заключение о годности по результатам измерений.
  10.  Указать возможные области применения изученных схем измерения отклонений расположения.

Список литературы:

1. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. Ч. 2/Под ред. В. Д. Мягкова. 5-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979 – с. 545-1032, ил.

2. Палей М.А., Марков Н.Н., Медовой И.А. и др. Единая система допусков ипосадок СЭВ в машиностроении и приборостроении. В2-х ч. Ч. 2. Контроль деталей.

3.Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Варламова Л.П. Допуски и посадки. Обоснование выбора: Учебное пособие для студентов.-М: Высш.шк., 1984 г. – 112 с.


Ød

EMBED KOMPAS.FRW  

180

EMBED Equation.3  

ØD

Н оси вала

Н пл-ти симметрии паза


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19250. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТОКАМАКА 1.6 MB
  Лекция 13 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТОКАМАКА Принцип действия принципиальная схема токамака параметры установки устойчивость тороидального плазменного шнур параметр удержания  энергетическое время жизни. Принцип действия. Принципиальная схема В заключите...
19251. УДАЛЕНИЕ ИЗ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ ТЕПЛА И ЧАСТИЦ, ДИВЕРТОР 136 KB
  Лекция 14 Удаление из термоядерной установки тепла и частиц ДИВЕРТОР Конфигурация скрэпслоя в токамаке с дивертором кондиционирование поверхности разрядных камер токамаков Hмода и Lмода режимов удержания плазмы Дивертор нужен не только очистки плазмы от
19252. РЕАКТОР ИТЭР 579.5 KB
  Лекция 15 Реактор ИТЭР Основные параметры ИТЭР бланкет системы диагностики плазмы выбор материалов первой стенки перспективы. Проектирование термоядерных реакторов началось в семидесятых годах прошлого века когда на установках были получены данные позво
19253. Понятие излучения. Реактор как источник излучений. Первичные и вторичные источники излучений. Задачи с источником на границе 71.5 KB
  Лекция 1. Понятие излучения. Реактор как источник излучений. Первичные и вторичные источники излучений. Задачи с источником на границе. 1.1. Понятие излучения. В рамках курса с учетом акцента на задачи радиационной защиты введем понятие излучения так. Излучение и
19254. Понятие радиационной защиты. Классификация защит. Построение задачи расчета защиты 39 KB
  Лекция 2. Понятие радиационной защиты. Классификация защит. Построение задачи расчета защиты. 2.1. Понятие радиационной защиты. Под радиационной защитой понимают материалы конструкцию располагаемые между источником опасности излучения и объектом защиты для о
19255. Понятие поглощенной и эквивалентной дозы. Коэффициенты качества излучения. Предельно допустимая доза облучения 36.5 KB
  Лекция 3. Понятие поглощенной и эквивалентной дозы. Коэффициенты качества излучения. Предельно допустимая доза облучения. 3.1. Понятие поглощенной дозы. Поглощенная доза излучения доза излучения D отношение энергии переданной излучением веществу в некотором о...
19256. Газокинетическое уравнение переноса нейтронов в неразмножающей среде. Решение уравнения переноса для нерассеянной компоненты излучения 122.5 KB
  Лекция 4. Газокинетическое уравнение переноса нейтронов в неразмножающей среде. Решение уравнения переноса для нерассеянной компоненты излучения. 4.1. Газокинетическое уравнение переноса нейтронов в неразмножающей среде. Неразмножающей подкритической будем н...
19257. Классификация и обзор методов расчета полей нейтронов и гамма-квантов 70 KB
  Лекция 5. Классификация и обзор методов расчета полей нейтронов и гаммаквантов. 5.1. Классификация методов расчета полей нейтронов и гаммаквантов. Методы расчета полей нейтронов и гаммаквантов можно разделить на приближенные и точные. Приближенные методы не
19258. Модель сечения выведения для быстрых нейтронов: основные предположения, границы применимости. Сечение выведения смесей и гетерогенных сред 78 KB
  Лекция 6. Модель сечения выведения для быстрых нейтронов: основные предположения границы применимости. Сечение выведения смесей и гетерогенных сред. 6.1. Модель сечения выведения для быстрых нейтронов. Модель сечения выведения приближенный метод вычисления мо