4660

Нормирование параметров при проектировании

Научная статья

Архитектура, проектирование и строительство

Нормирование параметров при проектировании Как назначить ту или иную норму точности на параметр проектируемого изделия/ У сложного изделия множество деталей, у каждой из них большое число параметров. Известное всем оптико-механическое изделие с мини...

Русский

2012-11-23

57 KB

21 чел.

Нормирование параметров при проектировании

Как назначить ту или иную норму точности на параметр проектируемого изделия? У сложного изделия множество деталей, у каждой из них большое число параметров. Известное всем оптико-механическое изделие с минимумом механизмов – очки – включает два шарнира для поворота заушных оглобель, устройства для крепления линз и дужку для их соединения между собой. Подвижные и неподвижные соединения, которые могут быть решены разными конструктивными способами, причем для каждой детали выбирают множество параметров и нормы их точности. Какие посадки использовать для сопряжения петель, крепящих заушные оглобли, какую резьбовую посадку? Или отказаться от винтов в пользу заклепок (а какие в этом случае использовать посадки?). Еще больше проблем возникает при проектировании более сложного изделия, например, бинокля. Вопросы бесконечны, цепь решений ветвится, кажется, что нет выхода из этой ситуации. Но можно использовать накопленный человечеством опыт.

Нормирование геометрических параметров любого изделия включает два этапа:

  •  выбор номинального значения,
  •  установление предельных значений (одного или двух предельных отклонений) параметра.

Номинальное значение геометрического параметра (размера, формы, расположения поверхностей) получают, исходя из требований к функционированию элементов изделия, к их прочности и жесткости, к обеспечению кинематических связей элементов, к другим их свойствам.

Предельные значения параметров входящих в изделие деталей выбирают так, чтобы в первую очередь обеспечить нормальную работу соединений (сопряжений) двух или более деталей.

Неопределенность сопряжения двух и более деталей зависит от неопределенности всех деталей, входящих в сопряжение. Неопределенности параметров ограничивают допусками (при двухпредельных ограничениях значений параметров). Нормированное сопряжение двух деталей оформляют как стандартную посадку. Допуск посадки (T) равен сумме допусков отверстия TD и вала Td:

T = TD + Td.

Сопряжение нескольких (более двух) деталей следует рассматривать как размерную цепь, более сложную, чем посадка. Допуск замыкающего звена цепи T равен сумме допусков составляющих звеньев:

       n-1

T  =  Ti ,

,      i=1

где Ti – допуск i-того звена,

n – число звеньев цепи (включая замыкающее).

Расчеты размерных цепей (расчеты изделий на точность) являются необходимыми элементами проектирования, поскольку без подтверждения правильности выбранных норм точности нельзя гарантировать нормальную работу изделия.

Сопряжение двух деталей можно рассматривать как простейшую размерную цепь из трех звеньев: отверстия, вала и замыкающего звена (зазора или натяга в сопряжении). Многолетний опыт создания и эксплуатации изделий привел к разработке стандартных посадок, расчеты которых давно выполнены.

Выбор параметров базируется на глубоких знаниях конструкции и работы проектируемого изделия в целом и составных его частей. В условия большинства решаемых задач нормирования точности данные о номинальных и (или) предельных размерах входят в готовом виде. Если к тому же известны предельные значения параметров, обеспечивающие удовлетворительное функционирование изделия, решение сводится к согласованию исходных данных со стандартными значениями размеров, допусков, предельных отклонений.

В общем случае сложность выбора предельных значений параметров заключается не столько в поиске решения, сколько в необходимости корректной постановки самой задачи. От постановки задачи будет зависеть необходимость ее строгого или приближенного решения. Выбор предельных значений упрощенными методами должен распространяться только на те параметры, которые действительно не нуждаются в расчетной или экспериментальной проверке. Умение правильно произвести разделение задач выбора параметров на задачи, требующие расчетной или экспериментальной проверки и не нуждающиеся в ней, есть отличительная способность квалифицированного специалиста.

Методы нормирования

Анализ любых решений предусматривает сопоставление достоинств и недостатков (положительного и отрицательного, «за» и «против»). Такое сопоставление проще всего провести при выборе одного из двух возможных (альтернативных) решений. Поэтому научно-технические проблемы выбора решений предпочитают строить на альтернативной основе:

  •  решение, принимаемое по аналогии,
  •  решение, принимаемое на основе результатов научных исследований.

В ситуациях, когда приходится принимать большое количество решений, можно использовать оба метода в разных соотношениях.

Можно представить себе варианты решений некоторой технической (научной, бытовой, производственной) задачи по аналогии или путем использования результатов экспериментальных исследований:

  •  вариант 1 – «Сделаю как у других. У них получилось – и у меня будет не хуже»;
  •  вариант 2 – «Знаю, что многие так делали, но уж больно серо получается. Неужели я не в состоянии сделать что-нибудь новое и оригинальное?»

В таблицах 1 и 2 представлены преимущества и недостатки каждого из рассматриваемых вариантов.

Таблица 1 – Вариант 1 (решение задачи по аналогии)

ЗА

ПРОТИВ

Это будет быстро: не надо будет думать над каждой мелочью

Но зато все будет как у других – ничего нового и оригинального

Это будет экономично: быстрое принятие правильных решений и отработанные методы их выполнение экономят время и материальные средства

Хуже всего экономить на мыслях и идеях. Экономия на новизне – прямой путь к техническому застою

Это даст гарантированный результат: многократно проверенные решения не подведут

Всегда можно найти лучшие решения, ведь время идет и возможности меняются

Таблица 2 – Вариант 2 (решение задачи на основе результатов научных

исследований)

ЗА

ПРОТИВ

Если получится, то обеспечен технический и экономический выигрыш, а если не выйдет – вернусь к известным решениям

Но время будет упущено, а ресурсы (интеллектуальные, временные, энергетические и др.) затрачены

В ходе решений обязательно получу «побочный продукт», который можно использовать в других областях и направлениях

Надежда на «побочный продукт» – как на выигрыш в лотерею – чтобы выиграли единицы, проигрывать должны многие. Современная наука и техника переросли работу «на авось».

Если даже не решу задачу оптимально, то все же приобрету новый опыт и знания, а они всегда пригодятся

Не слишком ли дорогой ценой достанется опыт, который можно получить более целенаправленно и с меньшим риском?

Итак, можно отметить, что для нормирования конкретных геометрических параметров применимы два альтернативных метода:

1. Нормирование по аналогии с известными решениями (в литературе «метод прецедентов», «метод аналогов»).

2. Нормирование по результатам исследований (в литературе «расчетный метод»).

Тривиальные задачи назначения параметров, особенно если это касается деталей и сопряжений вспомогательного характера или отработанных, многократно проверенных элементов конструкций, решаются методом аналогов. Применение метода аналогов обеспечивает существенную экономию времени, труда, материалов. Отпадает необходимость проведения исследований, опасность получить ошибочные или отрицательные результаты, которые приводят к дополнительным потерям времени и труда.

Применение апробированных решений позволяет не только максимально использовать опыт предшественников, но также исключить этап согласования предельных значений геометрических параметров с требованиями соответствующих стандартов. Для использования метода аналогов необходим определенный уровень квалификации, поскольку неправильный выбор аналога приведет к назначению неудачных норм со всеми вытекающими последствиями.

Исследовательский метод нормирования предельных значений параметров при его корректном использовании гарантирует правильность решения и заданный уровень качества изделия. Однако исследования как теоретические, так и экспериментальные, требуют значительных затрат времени и труда, применения экспериментального оборудования, вычислительной техники и т.д. Кроме того, даже тщательно проведенное исследование может содержать скрытые ошибки методики проведения, обработки результатов или их интерпретации. Такие ошибки могут быть обнаружены только в процессе эксплуатации или при дальнейшем проведении более глубоких исследований. Очевидно, что исследовательский метод нормирования параметров ни в коем случае не следует применять для решения тривиальных конструкторских задач, которые многократно решаются при проектировании типовых элементов изделий.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60207. Жінка – краса і гордість України 4.33 MB
  Мета заходу: Методична запровадити методику використання мультимедійних технологій у позакласний захід з дисципліни Українська література; Дидактична поглибити знання студентів про видатних жінок їх місце в історії та суспільстві...
60208. Свято «Прощавай, початкова школо!» 124 KB
  Усе в житті буває вперше. Уперше тягнеться до сонця стебельце, щоб згодом порадувати нас хлібною зерниною. Уперше народжується дитина, щоб продовжити родовід. Уперше приходимо ми до школи.
60209. Виховний захід «Проблема сміття. Мій внесок у вирішення цієї проблеми» 4.56 MB
  А чи знаєте ви що за рік в атмосферу після ваших гралищ з вогнем піднімається: Сажі 391 тонни слайд 8 Марганцю 121 тонни Фтористих сполук 059 тонни Бензину 038 тонни Пилу цементу 0062 тонни Оксиду кальцію 2362 тонни Нікелю 003 тонни...
60210. Мати-берегиня нашого життя йшла у бій не заради слави 358 KB
  Мета: на основі дослідження архівних документів численних публікацій презентувати колективний проект з гендерної рівності Матиберегиня нашого життя йшла у бій не заради слави; показати героїчну велич Берегині нашого життя в роки...
60211. Сценарій свята «Ой, на Івана, та й на Купайла» 114.5 KB
  На Івана Купайла дівчата плетуть віночки вставляють в них запалені свічки і пускають їх на воду. У день свята дівчата збирають польові квіти лікарські рослини зібравшись на березі ставу плетуть віночки прикрашають Ївайло зеленню квітами стрічками достиглими вишнями звязаними...
60214. Овочева країна 70.5 KB
  На дошці напис Овочева країна мультимедійна презентація матеріали для конкурсів Слайд №2 Дивина така в природі: У бабусі на городі Різні овочі ростуть Розповзаються цвітуть. Виростила я чудові овочі.
60215. Свято «Прощавай, Букварику!» 119 KB
  На уроках читання ми познайомилися із казкою Муха Цокотуха і від нас тобі а також всім нашим батькам і гостям які завітали до нас на свято в дарунок ця казка. Мелодія Приходи Казка Муха Цокотуха Автор: Ось на воліпід дубком жила Муха під листком.