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

20 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

12924. Наші права – щасливе дитинство 35.5 KB
  Виховна година на тему: Наші права – щасливе дитинство Мета:розповісти учням про їхні права й свободивизначені Конституцією про права дитини; навчити правильно реалізовувати свої прававиховувати в учнів поважне ставлення до власної особистості інших. Обла...
12925. Виховний захід. Дружба 51 KB
  Тема: Дружба Мета: розкрити зміст понять дружба дійсний друг; показати його відмінність від понять приятель і знайомий; прищепити учням повагу до цінностей дружби; сприяти розвиткові критичного ставлення до себе і своїх особистих якостей терпимості й коректно...
12926. Виховна година на тему «Європейські університети» 308 KB
  Виховна година на тему Європейські університети Ведучий 1 Доброго дня шановні викладачі студенти гості. Ведучий 2 Омар Хаям говорив: Знання для духу світоч найясніший знання для тіла панцир найміцніший. Ведучий 1 Знання нам дарують вихователі вчителі
12927. Виховна година на тему: «Шкідливість алкоголю» 62 KB
  Виховна година на тему: Шкідливість алкоголю Мета: Виховання свідомого ставлення до свого здоров’я та здоров’я громадян як найвищої соціальної цінності; формування валеологічного світогляду; формування та пропаганда здорового способу життя; профілактика шкідливих ...
12928. Виховна година на тему: «СНІД. Небезпека і профілактика» 54.5 KB
  Виховна година на тему: СНІД. Небезпека і профілактика Мета: дати учням елементарні знання про СНІД основні шляхи зараження цією хворобою та заходи щодо її профілактики. Обладнання: роздавальний матеріал анкета Перевір свої знання про СНІД; плакат із відпові
12929. Виховна година на тему «Наркоманія» 88 KB
  Виховна година на тему Наркоманія Мета: дати учням елементарні знання про хворобу наркоманію основні наркотичні речовини їх дію на організм людини та шляхи профілактики наркозалежності; розглянути наркоманію в моральному правовому і медичному аспектах; привести...
12930. Про шкоду паління та алкоголізму 64.5 KB
  Про шкоду паління та алкоголізму Виховна година для підлітків 12–15 років Мета заходу: формування в учнів правильного уявлення про здоров’я здоровий спосіб життя; виховання дбайливого ставлення до свого здоров’я здоров’я оточуючих; пропаганда здорового способу життя;...
12931. Збірка Виховних годин 422 KB
  Виховна година Доброта. Мета: виховувати в підлітках доброту; довести що можливість зробити світ трохи кращим знаходиться в кожному з нас. Обладнання: папір для відповідей на тести й малюнків фломастери; музичний центр диск Світлани Копилової Прит
12932. Разработка технологии изготовления высокоплотных изделий сложной формы из Al2О3 5.36 MB
  Области применения и виды изделий высокоглиноземистой керамики –различны. Их применяют: в режущих инструментах, в различных двигателях, в контейнерах для хранения радиоактивных отходов, в микроэлектронике, в ракето космической промышленности, в виде брони.