Laboratorní praktické práce z metrologie. Laboratorní workshop v oboru "metrologie, normalizace a certifikace". pro studenty denního studia

A. n. KAKEŇOVÁ, T. n. GRAF, Å. A. TÅSLÅNOKO, Å. A. SLOŽENÍ PENĚZ, STRATEGIE A SATURACE. ÏÐÀÊÒÈÊÓÌ Под общей редакцией В. Н. Кайновой ÄÎÏÓÙÅÍÎ ÓÌÎ âóçîâ ïî îáðàçîâàíèþ â îáëàñòè àâòîìàòèçèðîâàííîãî ìàøèíîñòðîåíèÿ (ÓÌÎ ÀÌ) â êà÷åñòâå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ äëÿ ñòóäåíòîâ âóçîâ, îáó÷àþùèõñÿ ïî íàïðàâëåíèþ ïîäãîòîâêè «Êîíñòðóêòîðñêî-òåõíîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ Totéž “je stejné jako záležitost 12.10.10ya73 až 12 Kaynova V.N., T. N. Grebnev, E.V., Kulikova E. A. Kolikov, standardizace a certifikace: dílny: dílny: dílny: dílny: dílny: dílny: dílny: dílny: dílny: dílny : workshopy: workshopy: workshopy: Učebnice / Ed. V. N. Kainoy. - Petrohrad: Nakladatelství "Lan", 2015. - 368 s.: ill. - (Učebnice pro vysoké školy. Odborná literatura). ISBN 9785811418329 Učebnice obsahuje teoretický a referenční a metodický materiál o standardizaci geometrických charakteristik výrobků, jakož i o volbě měřicích přístrojů a zpracování výsledků jednotlivých a vícenásobných měření prováděných přímými i nepřímými metodami. Byly vypracovány varianty úloh využívaných při výkonu praktické výuky a samostatné práce v oboru "Metrologie, normalizace a certifikace". Určeno pro studenty vysokých škol studujících v technických oblastech přípravy bakalářů, magistrů a absolventů. Může být užitečné pro inženýrské a technické služby podniků a organizací, které vyvíjejí a vyrábějí produkty v oblasti strojírenství. BBK 30.10ya73 Recenzenti: F. F. REPIN - Ph.D. P. M. KOROLEV - kandidát technických věd, náměstek. hlavní technolog OAO NAZ "SOKOL". Obálka EA VLASOVA Chráněno autorským zákonem RF. Reprodukce celé knihy nebo jakékoli její části je bez písemného souhlasu vydavatele zakázána. Jakýkoli pokus o porušení zákona bude stíhán. © Vydavatelství "La; н", 2015 © Kolektiv autorů, 2015 © Nakladatelství "Lan", výtvarný design, 2015 PŘEDMLUVA Obor "Metrologie, normalizace a certifikace" je základní částí profesního cyklu prezenčního a kombinovaného vzdělávání studentů vysokých škol studujících v technických oborech přípravy bakalářů, magistrů a absolventů. Tato příručka byla poprvé vyvinuta formou workshopu, předchozí vydání obsahovala teoretický materiál a referenční údaje. Autoři příručky mají bohaté zkušenosti se studiem problematiky normalizace a kontroly přesnosti geometrických parametrů, s problematikou normalizace v oblasti konstrukční a technologické dokumentace. Vzhledem k tomu, že moderní učební osnovy věnují značnou pozornost výkonu samostatné a praktické práce studentů, vyvstala nutnost vytvořit učební pomůcku ve formě dílny. V manuálu ke všem zvažovaným tématům je stručně uvedena teoretická část, možnosti úloh a příklady jejich řešení. Příručka se skládá z pěti kapitol a příloh, které obsahují referenční tabulky z norem potřebných pro splnění úkolů. T. N. Grebneva připravila první kapitolu, části o klíčovaných a drážkovaných spojích ze čtvrté kapitoly. Druhá a třetí kapitola, stejně jako část o volbě prostředků 4 Předmluva měření z páté kapitoly sestavil E. V. Teslenko. E. A. Kulikova vypracovala část o kótování parametrů metrických závitů ze čtvrté kapitoly a část z páté kapitoly o výpočtu chyb měření. Oddíly páté kapitoly o základech teorie pravděpodobnosti, matematické statistice a zpracování výsledků měření zpracovala VN Kainova. Souhrnné vydání příručky doplnila docentka, kandidátka technických věd Valentina Nikolaevna Kainová. Za cenné podněty a připomínky ke zlepšení obsahu učebnice vyjadřují autoři své hluboké poděkování Ph.D. Přesná věda je nemyslitelná bez měření. DI Mendělejev Čím další nespolehlivost je zjištěna od návrhářské desky, tím je dražší. AA Tupolev ÚVOD Konstrukční dokumentace určuje konstrukční kvalitu výrobků. Je hlavním typem dokumentů, které se používají při navrhování technologických postupů pro zpracovatelské a montážní, kontrolní a měřicí operace a také při provádění certifikačních prací. Při zpracování projektové dokumentace je nutné dodržet požadavky současných norem. Přesnost výrazně ovlivňuje kvalitu výrobků, složitost jejich výroby a následně i cenu. Účelem tohoto tutoriálu je pomoci studentům při řešení těchto problémů. Příručka se skládá z pěti kapitol a příloh, které obsahují referenční tabulky z norem potřebných pro splnění úkolů. V první kapitole jsou uvedeny obecné pojmy o systému tolerancí pro hladké válcové spoje (ESDP), dále doporučení a příklady pro výběr a výpočet tolerancí a uložení, metody výpočtu rozměrových řetězců. Druhá kapitola je věnována problematice drsnosti povrchu, přesnosti tvaru a umístění povrchů strojních součástí a obsahuje také doporučení pro výpočet číselných hodnot geometrických tolerancí a jejich uvádění na výkresech. Ve třetí kapitole jsou uvažovány spoje s valivými ložisky, jsou uvedena doporučení pro výběr uložení a sestavení výkresů. 6 Úvod Čtvrtá kapitola obsahuje informace o perech, přímých drážkách, závitových spojích a čelních kolech. Pátá kapitola se zabývá problematikou metrologické podpory strojírenské výroby: analýza chyb měření, doporučení pro výběr měřicích přístrojů, základy teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky, jsou zvažovány konkrétní situace. KAPITOLA 1 REGULACE PŘESNOSTI HLADKÝCH VÁLCOVÝCH SPOJŮ 1.1. ESDP. TOLERANCE A VYBAVENÍ HLADKÝCH SPOJŮ 1.1.1. POJMY A DEFINICE DLE GOST 25346-89 TEORETICKÁ ČÁST PRO PRAKTICKOU LEKCI 1.1 Standardizace přesnosti lineárních rozměrů se provádí podle norem Jednotného systému tolerancí a uložení (ESDP). Základní normou pro tento systém je GOST 25346-89 “ONV. Jednotný systém tolerancí a přistání. Obecná ustanovení, řady tolerancí a základních odchylek. Velikost - číselná hodnota lineární veličiny ve zvolených měrných jednotkách. Je zvykem dělit rozměry na volné a párové, kryté (šachty) a krycí (otvory). Díra – termín běžně používaný pro označení vnitřních prvků součástí, včetně neválcových prvků. Hřídel je termín běžně používaný k označení vnějších prvků součástí, včetně neválcových prvků. Všechny parametry hřídele jsou označeny malými latinskými písmeny a všechny parametry otvorů jsou označeny velkými písmeny. Velikost může být aktuální, jmenovitá nebo limitní (největší nebo nejmenší). Skutečná velikost - velikost prvku, nastavená měřením s povolenou chybou. Mezní rozměry - dva maximální přípustné rozměry prvku (největší a nejmenší), mezi nimiž musí být skutečná velikost vhodné části: Dmax, Dmin - největší a nejmenší mezní rozměry otvoru, resp.; dmax, dmin - největší a nejmenší rozměry hřídele, resp. Jmenovitá velikost - velikost, vzhledem k níž se určují odchylky. Hodnota jmenovité velikosti se zjistí podle provedených inženýrských výpočtů součásti na pevnost, tuhost, ohyb atd. , s přihlédnutím k bezpečnostnímu faktoru (rovný 2, 3 nebo více), s jeho dalším zaoblením v řadách normálních lineárních rozměrů podle GOST 6636-69: d - jmenovitý průměr hřídele; D je jmenovitý průměr otvoru. Jmenovitá velikost slouží jako výchozí bod pro odchylky - skutečné nebo mezní (horní a dolní). Všechny jmenovité velikosti v systému ESDP jsou rozděleny do několika intervalů. Odchylka - algebraický rozdíl mezi velikostí (skutečná, mezní) a odpovídající jmenovitou velikostí. Mezní odchylka (horní nebo dolní) - algebraický rozdíl mezi mezí a odpovídajícími jmenovitými rozměry (obr. 1.1): E, e - skutečné odchylky díry a hřídele; ES, es - horní mezní odchylky otvoru a hřídele; EI, ei - dolní mezní odchylky otvoru a hřídele, resp. ES = Dmax – D; es = dmax – d; EI = Dmin – D; (1,1) ei = dmin – d. (1.2) Odtud lze určit mezní rozměry jako algebraický součet jmenovité velikosti a odpovídající mezní odchylky podle následujících vzorců: Kapitola 1. Klasifikace přesnosti hladkých válcových spojů 9 Obr. 1.1 Mezní rozměry a odchylky: a, b - hřídele; v - dírách. Dmax = D + ES; dmax = d + es; Dmin = D + EI; (1,3) dmin = d + ei. (1.4) Toleranci otvoru a hřídele (T) lze vyjádřit jako rozdíl mezních rozměrů nebo jako algebraický rozdíl mezních odchylek: TD = Dmax - Dmin = ES - EI; (1.5) Td = dmax – dmin = es – ei. (1.6) Závislost tolerance na jmenovitém rozměru je vyjádřena toleranční jednotkou, která se pro velikosti do 500 mm označuje písmenem i (µm) a pro velikosti nad 500 mm - I (µm). Je to charakteristika přesnosti (funkce jmenovité velikosti). Zaokrouhlené hodnoty toleranční jednotky v závislosti na jmenovité velikosti jsou uvedeny v tabulce 1.1. V souladu s GOST 25346-89 je standardní tolerance (IT) jakákoli z tolerancí stanovených tímto systémem tolerancí a uložení, která je specifikována kvalitou (stupeň přesnosti) a je podmíněně označena s ohledem na číslo kvality ITn . 10 Metrologie, normalizace a certifikace T a b l e 1.1 Rozměrové intervaly, mm Zaokrouhlené hodnoty jednotek tolerance i, µm až 3 sv. 3 až 6 sv. 6 až 10 sv. 10 až 18 sv. 18 až 30 sv. 30 až 50 sv. 50 až 80 sv. 80 až 120 sv. 120 až 180 sv. 180 až 250 sv. 250 až 315 St. 315 až 400 sv. 400 až 500 i 0,6 0,8 0,9 1,1 1,3 1,6 1,9 2,2 2,5 2,9 3,2 3,6 4 Kvalita je soubor tolerancí považovaných za vhodné se stejnou úrovní přesnosti pro všechny jmenovité velikosti. Tolerance velikosti v závislosti na rozsahu velikostí a kvalifikaci jsou uvedeny v příloze B, tabulka B.1. Výpočet byl proveden pro normální teplotu 20°C s pravděpodobností 0,997. Kvalitou se tedy rozumí souhrn tolerancí všech jmenovitých velikostí daného rozsahu, které se vyznačují konstantní relativní přesností, vyjádřenou koeficientem a, nazývaným počet tolerančních jednotek (tab. 1.2). Rozsah hodnot koeficientu a odpovídá rozsahu R5 preferovaných čísel. Tab. jednotek a je pro danou kvalitu v celém rozsahu velikostí konstantní a hodnota tolerance závisí na jmenovité velikosti a čísle jakosti. Hodnotu tolerance pro třídy 5 až 17 v závislosti na jmenovité velikosti lze proto určit vzorcem ITn = a⋅i; (1.7) kde a je počet jednotek tolerance; i - toleranční jednotka, mikrony. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 11 Toleranční jednotka, která je funkcí jmenovité velikosti (hyperbolická závislost), se vypočítá podle vzorce i \u003d 0,453 D + 0,001D, kde D \u003d Dmax Dmin, tzn. geometrický průměr krajních rozměrů každého intervalu (Dmax a Dmin), v mm. Norma stanovuje 20 kvalifikací: 01, 0, 1, 2, ..., 18. Kvalifikace od 01 do 4 jsou určeny zejména pro ráže. Výkonné rozměry na výkresech jsou dány jmenovitou velikostí a tolerančním polem. Toleranční pole je omezeno největší a nejmenší mezní velikostí a je určeno hodnotou tolerance a její polohou vůči jmenovité velikosti. Při grafickém znázornění tolerančních polí je poloha jmenovité velikosti znázorněna čárou nazývanou nula. Odchylky se počítají podél kolmice k nule: nahoru - s kladným znaménkem a dolů - se záporným znaménkem. Vodorovné čáry omezující toleranční pole shora a zdola jsou horní tvořící přímky válcových ploch s největším a nejmenším průměrem. Poloha tolerančního pole je dána hlavní odchylkou, která se v ESDP nazývá jedna ze dvou mezních odchylek (horní nebo dolní), nejblíže nulové čáře. Pro toleranční pole umístěná nad nulovou čarou bude tedy hlavní odchylkou spodní odchylka a pro toleranční pole umístěná pod nulovou čarou horní odchylka. Hlavní odchylky jsou označeny písmeny latinské abecedy: malá – pro hřídele (a–zc), velká – pro otvory (A–ZC). Pro velikosti do 500 mm je k dispozici 27 možností pro hlavní odchylky hřídelí a otvorů (tabulka 1.3). Rozložení hlavních odchylek je znázorněno na obrázku 1.2. 12 Metrologie, normalizace a certifikace T a b l e 1.3 Označení základních odchylek vrtání a hřídele Otvory A B C D E EF F FG G H Js K Hřídele a b c d e eff f fg g h js k m Otvory N P R S T U V X Y Z ZA ZB p zC Hřídele M z c h ř. 1.2 Hlavní odchylky: a - otvory; b - hřídele; I - pro přistání s mezerou; II - pro přechodná přistání; III - pro uložení s přesahem. Mezi hlavními odchylkami zaujímají zvláštní místo odchylky s označením H, h, Js, js. Písmena H, h Kapitola 1. Hodnocení přesnosti hladkých válcových spojů 13 označují toleranční pole hlavního otvoru a hlavního hřídele. Hlavní hřídel (h) je hřídel, jehož hlavní horní odchylka je nula: es = 0. Hlavní otvor (H) je otvor, jehož hlavní spodní odchylka je nula: EI = 0. Toleranční pole hlavního otvoru a hlavního otvoru hřídel směřují na "tělo" detaily a určují maximální velikost materiálu. Pojem maximální velikost materiálu se vztahuje na velikost mezních velikostí, která odpovídá největšímu objemu materiálu součásti, tj. největší mezní velikosti vnějšího (samčího) prvku (hřídele) nebo nejmenší mezní velikosti vnitřního ( ženský) prvek (díra). V GOST 25346 se termín „maximální limit materiálu“ používá přibližně ve stejném smyslu jako termín „maximální velikost materiálu“ v souladu s GOST R 53090-2008. Označení Js, js odpovídají symetrickému (tolerančnímu poli) umístění odchylek otvoru, respektive hřídele (obr. 1.2). Hodnota základní odchylky závisí na symbolu a hodnotě jmenovité velikosti. Druhá odchylka tolerančních polí (obr. 1.3) je definována jako algebraický rozdíl nebo algebraický součet hodnot hlavní odchylky a standardní tolerance ITn díry nebo hřídele určené kvalifikací velikosti podle následujícího vzorce (s přihlédnutím ke znaménku hlavní odchylky a jejímu umístění): ES = EI + ITn ( od A do H); (1.8) EI = ES – ITn (od K do ZC); (1.9) ei = es – ITn (od a do h); (1.10) es = ei + ITn (od k do zc). (1.11) Číselné hodnoty hlavních odchylek jsou uvedeny v příloze B, pro hřídele - v tabulce B.2, pro otvory - v tabulce B.3. 14 Metrologie, normalizace a certifikace Obr. 1.3 Uspořádání tolerančních polí: a - otvory (ES a EI - kladné); b - hřídel (es a ei - negativní). Vzhledem k tomu, že toleranční pole je určeno toleranční hodnotou a její polohou vzhledem ke jmenovité velikosti, měl by její symbol v souladu s GOST 25436 obsahovat hodnotu jmenovité velikosti, označení hlavní odchylky a číslo kvality. Například: ∅30F7 a ∅30f6. První rozměr se vztahuje na vrtání a druhý rozměr se vztahuje na hřídel. Toleranční pole a maximální odchylky rozměrů na výkresech jsou označeny v souladu s ESKD podle GOST 2.307-2011 takto: 1) symbol tolerančních polí (písmeno a číslo); doporučeno v hromadné výrobě: ∅20m6, ∅50H7, ∅100f8 atd.; 2) číselné hodnoty mezních odchylek (horní a dolní odchylky) v mm; doporučeno v jedné výrobě: +0,025; ∅100-0,036; ∅20++0,021 0,008; ∅50 −0,090 3) smíšená metoda; doporučeno v sériové výrobě a pro vzdělávací účely: Psát smíšeným způsobem znamená označit toleranční pole dvakrát: nejprve konvenčními znaky (písmeno a 15 Kapitola 1. Přidělování přesnosti hladkých válcových spojů číslem), a poté v závorkách s hodnotami mezních odchylek. Závorka odděluje jeden způsob zápisu pole tolerance od druhého. Při kreslení rozměrů s maximálními odchylkami na výkresech je třeba dodržovat následující pravidla: horní a dolní odchylky se píší ve dvou řádcích písmem polovičním velikosti hlavního, horní odchylka se umístí nad spodní: ∅30+ +0,075 0,051; počet znaků při záznamu horní a dolní odchylky by měl být stejný, například ∅30−−0,007 0,040; odchylky rovné nule neindikují, například +0,021 ∅30; ∅30–0,033; při symetrickém uspořádání odchylek je jejich hodnota uvedena za znaménkem „±“ s číslicemi, které jsou stejně vysoké jako číslice jmenovité velikosti, např. ∅30 ± 0,026. POŘADÍ PROVEDENÍ PRAKTICKÉ LEKCE 1.1 Seznámit se s teoretickou částí oddílu. Získejte úkol (možnost) praktické práce. Možnosti jsou uvedeny v tabulce 1.4. 8 H 2 TAB L a TS A 1.4 možnosti pro úkoly pro praktickou lekci 1.1 č. Možnosti Rozměry č. Možnost Rozměry č. Možnost Rozměry 1 30f8 30h8 10 100k7 100H6 19 80U7 80H6 2 90F8 90H6 2 90F8 90H706 120K8 120K8 30h8 10 100k7 100H6 19 80U7 80H6 2 90F8 90H706 120K 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D1 50D 4 65G6 65H7 13 75s6 75H7 212G6 112H5111518 102H7 22P5 12H5 10G5M 215151515 10G5M215151515 55M 215. 58E8H9 25 20H8 8 185M6 195H7 10AHS9 10HS9 10HS9 10HS9 10HS9 10HS9 10HS9 10HS9 24KA 24HAP 24H 27 210r6 28H1 Práce Vypočítejte tolerance a maximální odchylky daných rozměrů a zapište toleranční pole smíšeným způsobem (1. stupeň složitosti); na 2. stupni složitosti sestavit rozvržení tolerančních polí. 16 Metrologie, standardizace a certifikace Řešení. 1. Zjistěte v tabulce 1.1 hodnotu toleranční jednotky pro dané jmenovité rozměry. 2. Určete počet jednotek tolerance podle tabulky 1.2 v závislosti na daném kvalifikačním čísle. 3. Vypočítejte hodnotu tolerance pro dané rozměry pomocí vzorce (1.7). 4. Vypočtenou hodnotu tolerance zaokrouhlete na standardní hodnotu podle tabulky B.1 přílohy B. 5. Určete typ a hodnotu hlavních odchylek (tabulky B.2 a B.3), jakož i druhé odchylky. tolerančních polí pro dané velikosti podle vzorců (1.8), (1.9) nebo (1.10), (1.11). 6. Zapište si dané rozměry a označte toleranční pole smíšeným způsobem. 7. Vytvořte rozložení tolerančních polí pro dané rozměry podobně jako na obrázku 1.3. PŘÍKLADY PROVEDENÍ PRAKTICKÉ LEKCE 1.1 Příklad 1 (1. úroveň složitosti) Úkol. Vypočítejte tolerance a mezní odchylky rozměrů ∅30H7 a ∅30f6 a zapište toleranční pole smíšeným způsobem. Řešení. 1. Pro velikost ∅30 najděte hodnotu jednotky tolerance i = 1,3 µm z tabulky 1.1. 2. Určete počet tolerančních jednotek podle tabulky 1.2: pro 7. ročník -a = 16; pro 6. třídu -a = 10. 3. Vypočítejte hodnotu tolerance pro dané rozměry podle vzorce (1.7): pro otvor IT7 = a ⋅ i = 1,3 ⋅ 16 = 20,8 µm; pro hřídel IT6 = a ⋅ i = 1,3 ⋅ 10 = 13 µm. 4. Podle tabulky B.1 najděte standardní hodnoty tolerance: IT7 = 21 µm; IT6 = 13 um. 5. Určete druh a hodnotu hlavních odchylek a druhých odchylek tolerančních polí pro dané rozměry podle vzorců (1.8), (1.9) nebo (1.10), (1.11). Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 17 5.1. Velikost ∅30H7 má hlavní odchylku H (tabulka B.3), která odpovídá nižší odchylce rovné EI = 0, druhá odchylka je určena vzorcem (1.8): ES = EI + IT7 = 0 + 21 = +21 um. 5.2. Velikost ∅30f6 má základní odchylku f, která odpovídá horní odchylce rovné es = –20 µm (tabulka B.2). Spodní průhyb hřídele podle vzorce (1.10): ei = es – ITn = –20 – 13 = –33 µm. 6. Zapište si specifikované rozměry s vyznačením tolerančního pole smíšeným způsobem: ∅30H7 (+0,021); ∅30f 6 (−−0,020 . 0,033) Příklad 2 (2. úroveň obtížnosti) Úkol. Vypočítejte mezní odchylky, mezní rozměry ∅30H7 a ∅30f6, zapište toleranční pole smíšeným způsobem a vytvořte toleranční pole. Řešení. Pro velikost ∅30H7 určete: 1. Typ a hodnotu hlavní odchylky H: EI = 0 (tabulka B.3). 2. Hodnota standardní tolerance IT7 = 21 (tabulka B.1). 3. Hodnota druhé odchylky podle vzorce (1.8): ES = EI + IT7 = 0 + 21 = +21 µm. 4. Zaznamenejte toleranční pole smíšeným způsobem: ∅30H7(+0,021). 5. Vypočítejte mezní rozměry otvoru pomocí vzorců (1.3): Dmax = D + ES = 30,000 + 0,021 = 30,021; Dmin = D + EI = 30 000 + 0 = 30 000. Pro velikost ∅30f6 určete: 1. Typ a hodnotu hlavní odchylky f: es = –20 (tabulka B.2). 18 Metrologie, normalizace a certifikace Obr. 1.4 Schémata umístění tolerančních polí: a - otvory ∅30H7; b - hřídel ∅30f6. 2. Hodnota standardní tolerance IT6 = 13 µm (tabulka B.1). 3. Hodnota druhé odchylky podle vzorce (1.10): ei = es – IT6 = –20 – 13 = –33 µm. 4. Zapište toleranční pole smíšeným způsobem: ∅30f 6 (−−0,020 . 0,033) 5. Vypočítejte maximální rozměry hřídele pomocí vzorců (1.4): dmax = d + es = 30,000 - 0,020 = 29,980; dmin = d + ei = 30,000 - 0,033 = 29,967. 6. Sestavte rozložení tolerančních polí pro velikost ∅30H7 (obr. 1.4a) a pro velikost ∅30f6 (obr. 1.4b). 1.1.2. PŘISTÁVÁNÍ A JEJICH CHARAKTERISTIKA. PŘIKLÁDACÍ SYSTÉMY TEORETICKÁ ČÁST K PRAKTICKÉ LEKCI 1.2 Lícování je spojení dvou dílů, jehož výsledkem je mezera nebo interference. Rozdíl v rozměrech Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 19 otvoru a hřídele před montáží určuje povahu spojení dílů. Rozlišujte přistání s mezerou, přistání s přesahem a přechodná přistání. Pro vytvoření podest se používá buď hlavní otvor H nebo hlavní hřídel h. Hlavní hřídel je hřídel, jejíž horní (základní) odchylka je nulová: es = 0 → h. Hlavní otvor - otvor, jehož spodní (základní) odchylka je nula: EI \u003d 0 → H. Jmenovitá velikost lícování - jmenovitá velikost společná pro otvor a hřídel, které tvoří spojení. Mezi vlastnosti lícování patří těsnost, vůle a tolerance lícování. Vůle (S) - rozdíl mezi rozměry otvoru a hřídele před montáží, pokud je rozměr otvoru větší než rozměr hřídele. Předpětí (N) - rozdíl mezi rozměry hřídele a otvoru před montáží, pokud je rozměr hřídele větší než rozměr otvoru. Tolerance lícování - součet tolerancí otvoru a hřídele, které tvoří spojení: TS (TN) = TD + Td. Rýže. 1.5 Uspořádání tolerančních polí uložení s mezerou (1.12) 20 Metrologie, normalizace a certifikace uložení s mezerou je uložení, u kterého se ve spoji vždy vytvoří mezera, protože nejmenší mezní velikost otvoru je větší než popř. rovná největší mezní velikosti hřídele. Při grafickém znázornění lícování je toleranční pole díry umístěno nad tolerančním polem hřídele (obr. 1.5). Omezujícími charakteristikami uložení s mezerou jsou největší a nejmenší mezery a tolerance mezery: Smax = Dmax - dmin = ES - ei; (1.13) Smin = Dmin – dmax = EI – es; (1.14) TS = Smax – Smin = TD + Td. (1.15) Uložení s přesahem je uložení, při kterém se ve spoji vždy vytvoří přesah, tj. největší mezní velikost otvoru je menší nebo rovna nejmenší mezní velikosti hřídele. Při grafickém znázornění se toleranční pole díry nachází pod tolerančním polem hřídele (obr. 1.6). Omezujícími charakteristikami uložení s přesahem jsou největší a nejmenší interference a tolerance interference: Obr. 1.6 Uspořádání tolerančních polí přesahového uložení Kapitola 1. Standardizace přesnosti hladkých válcových spojů 21 Obr. 1.6. 1.7 Rozložení polí tolerance přizpůsobení přechodu Nmax = dmax - Dmin = es - EI; (1,16) Nmin = dmin – Dmax = ei – ES; (1.17) TN = Nmax – Nmin = TD + Td. (1.18) Přechodové uložení - uložení, u kterého je možná vůle i přesah ve spoji v závislosti na poměru skutečných rozměrů otvoru a hřídele. Při grafickém znázornění tolerančního pole se otvor a hřídel zcela nebo částečně překrývají (obr. 1.7). Omezujícími charakteristikami přechodového uložení jsou největší mezera, největší přesah a tolerance uložení: Smax = Dmax - dmin = ES - ei; (1.19) Nmax = dmax – Dmin = es – EI; (1,20) TS/N = Smax + Nmax = TD + Td. (1.21) Diagram na obrázku 1.8 znázorňuje výpočet tolerance uložení s vůlí, přechodového uložení a uložení s přesahem prostřednictvím omezujících charakteristik. Protože mezery a těsnost jsou opačné povahy, je obvyklé umístit mezery v kladném směru od nuly a těsnost - v záporném směru. Úloha je v souladu se schématem řešena jako geometrická, tj. tolerance uložení se určí buď jako rozdíl mezi segmenty rovný mezním charakteristikám uložení (pro přistání s mezerou a přistání s přesahem ), nebo jako jejich součet (pro přechodné uložení). 22 Metrologie, normalizace a certifikace Obr. 1.8 Schéma pro výpočet tolerance uložení podle omezujících charakteristik Označení uložení je uvedeno za jmenovitou velikostí uložení. Přistání je označeno zlomkem, v jehož čitateli je uveden symbol tolerančního pole díry, a ve jmenovateli - symbol tolerančního pole hřídele. U kombinovaného způsobu označování jsou za symbolem pro toleranční pole díry a hřídele uvedeny číselné hodnoty maximálních odchylek těchto tolerančních polí, uzavřené v závorkách. Například: ∅40 H7/k6; ∅40 H7 (+0,025) H7; ∅50. k6 k6 (+0,018 +0,002) Systém tolerancí a uložení je soubor řad tolerancí a uložení, přirozeně vybudovaný na základě teoretických a experimentálních studií. Přistání lze přiřadit ve dvou systémech: v systému děr (СH) a v systému šachty (Сh). Přistání systému děr - přistání, ve kterých jsou požadované mezery a interference získány kombinací tolerančních polí hřídele různých základních odchylek s tolerančním polem hlavního otvoru H (EI \u003d 0). Aby se tedy změnil charakter spoje, je nutné změnit polohu tolerančního pole hřídele, tedy výchylku hlavního hřídele (obr. 1.9), přičemž toleranční pole otvoru (H) zůstane nezměněno. Příklady přistání v systému otvorů: ∅30N/k6; ∅30Н7/f6; ∅30H7/R6. Přistání hřídelového systému - přistání, ve kterém jsou požadované mezery a interference získány kombinací tolerančních polí otvorů, které se liší z hlediska hlavní odchylky od tolerančního pole hlavního hřídele h (es \u003d 0). Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 23 Obr.1. 1.9 Toleranční pole systému děr Pro změnu charakteru spoje je tedy nutné změnit hlavní odchylku díry, tedy polohu tolerančního pole díry (obr. 1.10), ponechat toleranční pole hřídele. h) beze změny. Příklady podest v šachtovém systému: ∅30M7/h6; ∅30F7/h6; ∅30R7/h6. Podobná přistání různých systémů se stejnou jmenovitou velikostí jsou zaměnitelná, protože mají stejné omezující charakteristiky. V některých případech je však použití hřídelového systému nezbytné. Příklady použití šachtového systému: 1) ve spojích hladké šachty s několika otvory pro podesty různého charakteru; Rýže. 1.10 Toleranční pole hřídelového systému 24 Metrologie, normalizace a certifikace 2) ve spojení vnějšího kroužku ložiska s otvorem v tělese (ložisko je standardním výrobkem); 3) ve spojích klíčů podél šířky s drážkami otvoru a hřídele; 4) použití hladkých za studena tažených kalibrovaných tyčí jako náprav nebo hřídelí bez dodatečného obrábění v zemědělských strojích. Norma umožňuje libovolnou kombinaci tolerančních polí pro otvory a hřídele, ale pro použití se doporučují dvě užší řady tolerančních polí: hlavní řada, ve které je zvýrazněn ještě užší výběr preferovaných tolerančních polí (tabulky 1.5 a 1.6), a další série omezeného použití. Tabulka 1.5 Preferovaná toleranční pole v systému otvorů Hlavní otvory Toleranční pole hřídele Počet polí H7 e8, f7, g6, h6, js6, k6, n6, p6, r6, s6 10 H8 d9, e8, h7, h8 4 H9 d9, h9 2 Н11 2 d11, h11 Σ 18 Celková tabulka 1. 6 Preferovaná toleranční pole v systému hřídelů Hlavní hřídele Toleranční pole otvoru h6 F8, H7, Js7, K7, N7, P7 6 h7 H8 1 h8 E9, H9 2 h11 H11 1 Celkový počet polí Σ 10 Preferuje se systém otvorů (CH) , tedy jak umožňuje snížit náklady na zpracování dílů snížením sortimentu standardních velikostí měřicích řezných nástrojů (vrtáky, záhlubníky, výstružníky) a měřicích nástrojů (vrtoměry pro otvory). Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 25 Přistání se nazývají základní, pokud jsou splněny následující podmínky: toleranční pole (základní odchylky) otvoru a hřídele patří do stejného systému; přesnost díry a hřídele je stejná, tj. čísla kvalifikace díry a hřídele jsou stejná nebo se liší o jednu; ve vzácných případech je povolen rozdíl v kvalifikačních číslech rovný dvěma. Pokud tyto podmínky nebo jedna z nich nejsou splněny, bude přistání spojeno na obou plochách nebo na jednom z nich. Příklady základních a kombinovaných přistání: 1) přistání ∅45Н7/k6 - základní přistání: toleranční pole patří do jednoho systému - systém děr a rozdíl v kvalifikačních číslech je roven jedné; 2) přistání ∅45Н7/h6 - kombinované přistání na první znamení. Toleranční pole patří k různým systémům: toleranční pole díry patří systému děr, toleranční pole hřídele patří systému hřídelí. 3) přistání ∅45F9/k6 - kombinované dvěma způsoby. Toleranční pole díry a hřídele patří k různým systémům: pole tolerance díry patří systému hřídele a pole tolerance hřídele patří systému děr. Rozdíl mezi počty kvalifikací není větší než tři. Toleranční pole otvorů doporučená normou pro jmenovité velikosti od 1 do 500 mm pro různé kvalifikace jsou uvedeny v tabulce B.4. Největší počet tolerančních polí (10) je v pásmu 7-11 kvalifikací. Toleranční pole hřídele doporučená normou s jmenovitými velikostmi od 1 do 500 mm pro různé kvalifikace jsou uvedeny v tabulce B.5. Největší počet tolerančních polí (16) je v pásmu 6-11 kvalifikací. POŘADÍ PROVEDENÍ PRAKTICKÉ LEKCE 1.2 Úroveň první složitosti - řešení otázek pro jedno dané přistání, pro dvě přistání - druhá úroveň a pro tři - třetí úroveň složitosti. 26 Metrologie, normalizace a certifikace Přečtěte si teoretickou část oddílu. Získejte úkol (možnost) praktické práce. Možnosti jsou uvedeny v tabulce 1.7. T a b l e k 1.7 Přistání Číslo varianty Číslo varianty Možnosti praktických cvičení 1. 2 105Js7/h6 14 Přistání 1 30H7/f6 62P7/h6 16H6/g5 50U8/h7 88H8/e7 2 45G7/h6 83H6/r5 58K7/h6 15/47H7M7/gh6 2H95/67M7/gh6 2H6 100M6/h5 16 30F7/h6 180K8/h7 4 22C11/h10 230H6/t5 18 K8/h7 17 25F7/h6 10Js10/h9 55H7/s6 5 4057h61/h 4057h61/h 118F10/h9 150H7/p6 130H6/m5 19 34D9/h8 240H5/k4 102H7/s6 7 76D8/h7 205H7/u7 90H7/m6 20 72FH28/h7 7172FH28/h7 581H68/h7 1H9 20H7/n7 9 90H8/g8 110H7/t6 65N7/h6 22 27M8/h7 36H10/f9 125H7/s7 10 185H8/k7 222N8/h7/222N8/h7/2H1207d6 7/2H1207d6 7/11 H6 130H6/K5 24 114JS9/H9 50G7/H6 55H7/S6 12 80K8/H7 122H7/R6 25 145G7/H6H7H7/R6 108K7/H6 140H7/N6 40H9/X8 26 180H10H10/E9 105R7/H6 215H6/H6/H7 133/H7/H7/H7/H7/H7 130H10H10/H6/H7/H7. 90H12/b11 Při výpočtu hlavních odchylek otvorů (K, M, N i pro P–Z do 7. třídy) použijte „Poznámku“ k tabulce B.3 Přílohy B. Úkol. Určete maximální odchylky tolerančních polí pro tři daná přistání (s mezerou, přesahem a přechodovým uložením) podle dané možnosti. 1. Určete maximální odchylky tolerančních polí daných přistání. K tomu určete podle tabulek B.1–B.3 přílohy B tolerance a základní odchylky. 2. Vypočítejte druhé odchylky tolerančních polí v závislosti na hlavní odchylce a toleranci, jak bylo provedeno při první praktické práci. 3. Zapište toleranční pole pro rozměry dílů smíšeným způsobem. 4. Vypočítejte mezní charakteristiky daných uložení, zjistěte toleranci uložení dvěma způsoby: podle kapitoly 1. Hodnocení přesnosti hladkých válcových spojů 27 omezte mezery nebo přesahy a proveďte kontrolu podle tolerancí otvoru a hřídele podle vzorce (1.12). 5. Vytvořte tři rozložení tolerančních polí pro všechna tři přistání. PŘÍKLAD REALIZACE PRAKTICKÉ LEKCE 1.2 Úkol. Vypočítejte mezní charakteristiky tří daných přistání a sestavte pro ně rozložení tolerančních polí: ∅40H7/f6; ∅40H7/k6; ∅40H7/r6. Řešení. 1. Určete maximální odchylky tolerančních polí daných přistání. Za tímto účelem určete podle tabulky B.1 v dodatku B tolerance pro velikost ∅40: tolerance IT7 = 25 µm; tolerance IT6 = 16 µm. Hlavní odchylky jsou určeny podle tabulek B.2, B.3 přílohy B: pro H → EI = 0; pro f → es = –25 µm; pro k -> ei = +2 um; pro r → ei = +34 um. 2. Vypočítejte druhé odchylky tolerančních polí v závislosti na hlavní odchylce a toleranci: pro H → ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 µm; pro f → ei = es – IT6 = –25 – 16 = –41 µm; pro k -> es = ei + IT6 = +2 + 16 = +18 um; pro r → es = ei + IT6 = +34 + 16 = +50 um. 3. Zapište toleranční pole pro rozměry dílů smíšeným způsobem: +0,018 +0,050 ∅40H7 (+0,025); ∅40f6 (--0,025 0,041); ∅40k6 (+0,002); ∅40r6 (+0,034). 4. Vypočítejte mezní charakteristiky daných přistání. 4.1. Vypočítejte mezní charakteristiky pomocí H7 (+0,025) klece s mezerou v systému otvorů ∅40 x f 6 (−0,025) 0,041 vzorce (1,13)–(1,15): Smax = ES – ei = +25 – (– 41) = 66 um; 28 Metrologie, normalizace a certifikace Smin = EI – es = 0 – (–25) = 25 µm; TS = Smax – Smin = 66 – 25 = 41 µm; Zkontrolujte podle vzorce (1.12): TS = TD + Td = 25 + 16 = 41 um. 4.2. Vypočítejte mezní charakteristiky přechodového uložení v systému otvorů ∅40 lam (1,12), (1,19)–(1,21): H7 (+0,025) podle tvaru6 (++0,018 0,002) Smax = ES – ei = 25 – 2 = 23 um; Nmax = es – EI = 18 – 0 = 18 µm; TS/N = Smax + Nmax = 23 + 18 = 41 um; TS/N = TD + Td = 25 + 16 = 41 um. Rýže. 1.11 Schémata umístění tolerančních polí přistání: a - s mezerou; b - přechodný; c - s napětím. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 29 4.3. Vypočítejte mezní charakteristiky přesahového uložení v systému otvorů ∅40 lam (1,12), (1,16)–(1,18): H7 (+0,025) r 6 (++0,050 0,034) podle tvaru - Nmin = ei – ES = 34 – 25 = 9 um; Nmax = es – EI = 50 – 0 = 50 µm; TS/N = Nmax – Nmin = 50 – 9 = 41 µm; TS/N = TD + Td = 25 + 16 = 41 um. 5. Sestrojte rozložení tolerančních polí daných podest (obr. 1.11). 1.1.3. OBECNÁ A ZVLÁŠTNÍ PRAVIDLA PRO TVORBU VÝMĚNNÝCH SEDADEL TEORETICKÁ ČÁST PRO PRAKTICKOU LEKCI 1.3 GOST 25346 zajišťuje zaměnitelnost podobných uložení systému otvorů a systému hřídelí se stejnými jmenovitými rozměry. Taková přistání mají stejné omezující charakteristiky díky použití obecných a speciálních pravidel, která stanovují hodnoty stejných základních odchylek hřídele a otvoru. Obecné pravidlo stanoví následující poměry mezi stejnými (tj. se stejným písmenným označením) hlavními odchylkami: EI \u003d -es → od A (a) k H (h); (1.22) ES = –ei → od K (k) do ZC (zc). (1.23) V souladu s obecným pravidlem jsou hlavní odchylky otvoru a stejnojmenné hřídele stejné velikosti a opačného znaménka, tj. jsou symetrické vzhledem k 30 Metrologie, normalizace a certifikace Obr. 1.12 Schéma umístění hlavních stejnojmenných odchylek nulové čáry. Fragment rozložení hlavních stejnojmenných odchylek je na obrázku 1.12. Obecné pravidlo platí pro všechna uložení s vůlí, pro přechodové uložení od třídy 9 a hrubší a pro uložení s přesahem od třídy 8 a hrubší. Zvláštní pravidlo platí pro přechodová přistání do 8. stupně včetně a rušivá přistání do 7. stupně. Umožňuje získat stejné mezní mezery a těsnost ve stejném uložení, specifikované v systému otvorů a v systému hřídele, ve kterém je otvor dané kvality připojen k hřídeli nejbližší přesnější kvality. Zvláštní pravidlo: hlavní odchylka otvoru se rovná hlavní odchylce hřídele, braná s opačným znaménkem, s připočtením korekce ∆: ES = –ei + ∆, (1.24) kde ∆ = ITq – ITq– 1 je rozdíl mezi tolerancemi sousedních kvalifikací, tj. rozdíl mezi tolerancí uvažované jakosti (díry) a tolerancí nejbližší přesnější kvality (hřídel). Druhá odchylka tolerančního pole otvoru nebo hřídele se určí prostřednictvím základní odchylky a tolerance ITn podle vzorce pro výpočet tolerance. Při změně systému se nemění přesnost (kvalita) otvoru a hřídele. Kapitola 1. Hodnocení přesnosti hladkých válcových spojů 31 POŘADÍ PROVEDENÍ PRAKTICKÉ LEKCE 1.3 Seznamte se s teoretickou částí oddílu. Získejte úkol (možnost) praktické práce. Možnosti jsou uvedeny v tabulce 1.8. Tab. /d10 6 45H7/g6 15 83R6/h5 24 210H6/t5 7 105H7/f6 25 36H7/g6 8 25H9/f8 17 55H7/k6 26 20Js9/hH9/h967r 927527 Pro dané uložení vytvořte zaměnitelné uložení stejného jména v jiném systému. Vypočítejte mezní charakteristiky obou přistání. Sestavte rozvržení tolerančních polí stejnojmenných přistání. Řešení. 1. Určete systém daného proložení a přiřaďte mu stejnojmenný tvar v jiném systému. 2. Určete hodnotu hodnoty tolerance, typ a hodnotu hodnoty hlavní a druhé odchylky pro všechna toleranční pole tvořící podobná přistání (viz poznámka k tabulce B.3). Určete přistání smíšeným způsobem. 3. Vypočítejte mezní charakteristiky obou přistání. 4. Vytvořte rozložení polí tolerance přistání. 5. Udělejte závěr o zaměnitelnosti přistání. 32 Metrologie, normalizace a certifikace PRAKTICKÉ PŘÍKLADY 1.3 Příklad 1 pro obecné pravidlo (2. úroveň složitosti) Úkol. Pro dané uložení ∅40Н7/f6 vytvořte stejnojmenné zaměnitelné uložení. Vypočítejte mezní charakteristiky obou přistání. Sestavte rozvržení tolerančních polí stejnojmenných přistání a udělejte závěr. Řešení. 1. Je specifikováno uložení s vůlí v systému otvorů, protože pro hlavní otvor existuje toleranční pole. Odpovídá stejnojmennému uložení v hřídelovém systému ∅40F7/h6. 2. Určete hodnotu hodnoty tolerance, typ a hodnotu hlavní a druhé odchylky pro všechna toleranční pole, která tvoří podobná přistání. 2.1. Vypočítejte a zaokrouhlete nahoru na standardní hodnoty podle tabulky B.1 hodnoty tolerance 6. a 7. kvalifikace (IT6, IT7) pro jmenovitý rozměr 40 mm, což odpovídá toleranční jednotce i = 1,6 µm: IT6 = a⋅i = 10⋅1,6 = 16 um; IT7 = a⋅i = 16⋅1,6 = 25 um. 2.2. Určete typ (horní nebo dolní) a hodnoty hlavních odchylek otvorů s ∅40 (tabulky B.2 a B.3 v příloze B): H → EI = 0; F -> EI = +25 um. 2.3. Protože jsou dána přistání s mezerou, na základě obecného pravidla (EI = –es), najdeme hodnoty stejnojmenných odchylek hlavního hřídele: h → es = 0; f → es = –25 µm. 2.4. Vypočítejte druhé odchylky tolerančních polí otvoru a hřídele přes hlavní odchylku a hodnotu tolerance (v souladu se vzorci pro výpočet tolerance velikosti přes odchylky): TD = ES - EI; Td = es - ei. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 33 Vypočítejte druhou odchylku tolerančních polí: H7 → ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 µm; h6 → ei = es – IT6 = 0 – 16 = –16 µm; F7 -> ES = EI + IT7 = +25 + 25 = +50 um; f6 → ei = es – IT6 = –25 – 16 = –41 µm. 2.5. Určete přistání smíšeným způsobem: 3. Vypočítejte mezní charakteristiky obou přistání. 3.1. Vypočítejte mezní charakteristiky lícování s mezerou v systému otvorů ∅40 H7 (+0,025) f 6 (−−0,025 0,041): Smax = ES – ei = +25 – (–41) = 66 µm; Smin = EI – es = 0 – (–25) = 25 µm; TS = Smax – Smin = 66 – 25 = 41 µm; TS = TD + Td = 27 + 16 = 41 um. 3.2. Vypočítejte mezní charakteristiky uložení s vůlí v systému hřídele ∅40 F7 (++0,050 0,025) h6 (−0,016) : Smax = ES – ei = +50 – (–16) = 66 µm; Smin = EI – es = +25 – 0 = 25 µm; TS = Smax – Smin = 66 – 25 = 41 µm; TS = TD + Td = 27 + 16 = 41 um. 4. Sestavte rozložení tolerančních polí stejnojmenných podest (obr. 1.13). 34 Metrologie, normalizace a certifikace Obr. 1.13 Uspořádání tolerančních polí přistání: a - v systému otvorů; b - v systému hřídele. Závěr. Uvažované příklady ukázaly, že podobná přistání se stejnými jmenovitými rozměry, uvedenými v různých systémech, jsou zaměnitelná, protože mají stejné omezující charakteristiky. Pro přistání ∅40Н7/f6 a ∅40F7/h6 jsou tedy nejmenší a největší mezery stejné: Smin = 25 µm; Smax = 66 um. Příklad 2 pro speciální pravidlo (3. úroveň složitosti) Úkol. Pro dané uložení ∅50H7/k6 vytvořte stejnojmenné zaměnitelné uložení. Vypočítejte mezní charakteristiky obou přistání. Sestavte rozvržení tolerančních polí stejnojmenných přistání. Řešení. 1. Přechodové uložení v systému otvorů není nastaveno hruběji než 8. třída: ∅50H7/k6. Odpovídá stejnojmennému uložení v systému hřídele ∅50K7/h6 2. Určete hodnotu hodnoty tolerance, typ a hodnotu hlavní a druhé odchylky pro toleranční pole, která tvoří stejnojmenné uložení. 2.1. Vypočítejte hodnoty tolerance 6. a 7. kvalifikace (IT6, IT7) pro jmenovitou velikost 50 mm, která odpovídá toleranční jednotce i = 1,6 µm: IT6 = a ⋅ i = 10 ⋅ 1,6 = 16 µm; Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 35 IT7 = a ⋅ i = 16 ⋅ 1,6 = 25 µm. 2.2. Určete typ (horní nebo dolní) a hodnoty hlavních odchylek tolerančních polí otvoru a hřídele pro přistání ∅50H7/k6 (tabulka B.2, B.3 přílohy B): H → EI = 0; k → ei = +2 um. 2.3. Vypočítejte druhé odchylky tolerančních polí otvoru a hřídele přes hlavní odchylku a hodnotu tolerance (v souladu se vzorci pro výpočet tolerance velikosti přes odchylky): TD = ES - EI; Td = es - ei. Vypočítejte druhou odchylku polí tolerance přistání ∅50H7/k6: H7 → ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 µm; k6 → es = ei + IT6 = +2 + 16 = +18 um. 2.4. Pro uložení v hřídelovém systému ∅50K7/h6 určete hlavní odchylku tolerančního pole otvoru K7 podle zvláštního pravidla, protože uložení je přechodové, ne hrubší než 8. třída: ∆ = IT7 - IT6 = 25 - 16 = 9 mikronů; ES = –ei + ∆ = –2 + 9 = +7 µm, kde ES je hlavní odchylka pole tolerance otvoru K7; ei - hlavní odchylka stejnojmenného tolerančního pole hřídele k6. 2.5. Vypočítejte druhou odchylku tolerance otvoru K7: EI = ES – IT7 = +7 – 25 = –18 µm. 2.6. Hlavní odchylka tolerančního pole hlavního hřídele h6 je es = 0. Druhá odchylka je: ei = es – IT6 = 0 – 16 = –16 µm. 36 Metrologie, normalizace a certifikace 3. Určení uložení smíšeným způsobem: 4. Vypočítejte mezní charakteristiky těchto uložení. 4.1. Vypočítejte mezní charakteristiky přechodového uložení v systému otvorů ∅50H7/k6: Smax = Dmax – dmin = ES – ei = 25 – 2 = 23 µm; Nmax = dmax – Dmin = es – EI = 18 – 0 = 18 µm; TS/N = Smax + Nmax = 23 + 18 = 41 um; TS/N = TD + Td = 25 + 16 = 41 um. 4.2. Vypočítejte mezní charakteristiky přechodového uložení v systému hřídele ∅50K7/h6: Smax = Dmax – dmin = ES – ei = +7 – (–16) = 23 µm; Nmax = dmax – Dmin = es – EI = 0 – (–18) = 18 µm; ТS/N = Smax + Nmax = 23 + 18 = 41 um; TS/N = TD + Td = 25 + 16 = 41 um. 5. Sestrojte rozložení tolerančních polí stejnojmenných podest (obr. 1.14). Rýže. 1.14 Uspořádání polí tolerance přistání: a - ∅50H7/k6; b - ∅50K7/h6. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 37 Závěr. Uvažované příklady ukázaly, že podobná přistání se stejnými jmenovitými rozměry, uvedená v různých systémech, jsou zaměnitelná, protože mají stejné omezující charakteristiky. Pro přistání ∅50H7/k6 a ∅50K7/h6 se tedy největší mezera a největší interference rovná Smax = 23 µm; Nmax = 18 um. 1.1.4. PŘIŘAZENÍ PODESTÍ METODOU PODOBNOSTI TEORETICKÁ ČÁST K PRAKTICKÉ LEKCI 1.4 Metoda precedentů (analogů) Metoda spočívá v tom, že konstruktér, navrhující nové komponenty a mechanismy, jim přiřadí stejná přistání, která byla použita u stejného typu dříve navržený a v provozu produkt, . Metoda podobnosti Je vývojem předchozí metody a je založena na klasifikaci strojních součástí podle jejich konstrukčních a provozních charakteristik a vydání referenčních knih s příklady použití přistání (příloha B.6). Nevýhodou této metody je spíše kvalitativní než kvantitativní popis provozních znaků a obtížnost jejich ztotožnění se znaky nově navržené konstrukce. Doporučení pro jmenování přistání metodou podobnosti Jmenování přistání s mezerou. Podesty se vyznačují zaručenou minimální vůlí Smin, nutnou pro umístění maziva mezi dosedací plochy v pohyblivých spojích, pro kompenzaci teplotních deformací, tvarových a lokalizačních chyb, aby byla zajištěna montáž výrobku. Základní požadavky na přistání s mezerou: provozní teplota by neměla překročit 50°C; 38 Metrologie, normalizace a certifikace poměr délky konjugace k průměru by neměl překročit poměr l:d ≤ 1:2; koeficienty lineární roztažnosti otvoru a hřídele musí být blízko sebe; hodnota garantované mezery by měla být tím větší, čím větší je úhlová rychlost otáčení. Přiřazení přistání s přesahem. Podesty jsou určeny pro pevné jednodílné spoje bez dodatečného upevnění šrouby, čepy atd. Relativní nehybnosti je dosaženo pnutím vznikajícím v materiálu protilehlých dílů. Hlavní způsoby montáže dílů s přesahem jsou: podélné lisování - montáž pod tlakem působením axiální síly za normální teploty; příčné lisování - montáž s předžhavením vnější části nebo ochlazením zakryté části na určitou teplotu. Přiřazení přechodových přistání. Přechodová uložení jsou určena pro pevné, ale rozebíratelné spoje dílů, poskytují dobré vystředění a používají se s dodatečným upevněním. Tato přistání se od sebe liší v pravděpodobnosti získání mezer nebo interference (tab. 1.9). T a b l e 1.9 Pravděpodobnost vzniku mezer nebo těsnosti při přechodném uložení Označení uložení Název uložení Pravděpodobnost mezer Pravděpodobnost těsnosti H7/n6 slepá 1% 99% H7/m6 těsná 20% 80% H7/k6 napjatá 60% 40% H7/ js6 hustý 99% 1% POSTUP PRO PRAKTICKOU LEKCI 1.4 (3. ÚROVEŇ Obtížnosti) Přečtěte si teoretickou část oddílu. Získejte úkol (možnost) praktické práce. Možnosti jsou uvedeny v příloze A (A.1–A.12) pro velikost D1 nebo D2. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 39 Úkol. Určete vhodnost pro daný spoj (možnosti A.1–A.12); s přihlédnutím k požadavkům na to, vypočítat omezující charakteristiky a toleranci přistání, vytvořit rozložení polí tolerance přistání a zaznamenat přistání smíšeným způsobem. Úloha je prezentována ve formě mapy výchozích dat. Řešení. 1. Určete, do které skupiny patří podesta (podle popisu charakteru spoje a jeho účelu): s mezerou, s přesahem nebo přechodným. 2. Určete systém lícování na základě analýzy návrhu spoje. 3. Vyberte typ spojení (kombinace hlavních odchylek tolerančních polí díry a hřídele) podle tabulky B.6. 4. Určete přesnost uložení: stupeň přesnosti s přihlédnutím k preferenci použití uložení a tolerančních polí podle tabulek B.4 a B.5. 5. Stanovte mezní odchylky a tolerance podle tabulek B.1–B.3. 6. Vypočítejte mezní charakteristiky a toleranci uložení. 7. Vytvořte rozvržení polí tolerance uložení a zaznamenejte přizpůsobení smíšeným způsobem. PŘÍKLAD PROVÁDĚNÍ PRAKTICKÉ LEKCE 1.4 Mapa výchozích dat Název výchozích dat Hodnota výchozích dat Jmenovitá velikost spoje a její hodnota D = 65 mm Název dílů zahrnutých do spoje Čelní ozubení 4 a vřeteno 6 Požadavky na provoz spoje (od popis k výkresu) kolo 4 v D2 je dobře vystředěno vzhledem k ose vřetena a má dvě diametrálně rozmístěná pera Řešení. 1. Určete přistávací skupinu. Je určeno pevné spojení s přídavným upevněním dvěma hmoždinkami, u kterých je požadováno přesné vystředění. Tyto podmínky odpovídají přechodovému přistání (tabulka B.6). 2. Přiřaďte přistávací systém. Spojení zahrnuje spirálové kolo a vřeteno. Vzhledem k tomu, že hřídel je připojena k jednomu otvoru podél tohoto průměru a vnitřní plochy se obtížněji obrábějí, volíme preferovaný systém otvorů CH. Otvoru spirálového kola tedy přiřadíme toleranční pole hlavního otvoru H. 3. Vyberte typ konjugace. Pomocí podobnostní metody přiřadíme následující typ proložení H / js (tabulka B.6). U tohoto druhu jsou pravděpodobnější mezery než těsnost. Poskytuje snadnou montáž a demontáž, přesné centrování a používá se pro výměnné díly, které vyžadují dodatečné upevnění v přesné kvalifikaci: hřídele od 4. do 7. a otvory od 5. do 8. 4. Určete přesnost uložení. Analýzou návrhu a provozních podmínek tohoto spojení přiřadíme podestu H7 / js6. Toto uložení se používá u následujících spojů: ložiskové misky 4., 5. třídy přesnosti v pouzdrech, ozubená kola spojená s hřídelí dvěma pery, pinola koníka soustruhu (tabulka B.6). 5. Určete mezní odchylky a tolerance otvoru a hřídele. Podle tabulky B.1 najděte tolerance 6. a 7. třídy v rozsahu velikostí od 50 do 80: IT6 = 19 mikronů; IT7 = 30 um. Horní odchylka pro ∅65Н7 se rovná toleranci, tj. 30 µm. Hřídel ∅65js6 má symetrické toleranční pole, tj. ±9,5 µm. 6. Vypočítejte mezní charakteristiky a toleranci uložení ∅65 H7(+0,030) . js6(±0,0095) Mezní rozměry otvoru: Dmax = D + ES = 65 + 0,030 = 65,030 mm; Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 41 Dmin \u003d D + EI \u003d 65 + 0 \u003d 65 mm. Maximální rozměry hřídele: dmax = d + es = 65 + 0,0095 = 65,0095 mm; dmin \u003d d + ei \u003d 65 + (-0,0095) \u003d 64,9905 mm. Maximální interference: Nmax = dmax - Dmin = 65,0095 - 65 = 0,0095 mm. Maximální vůle: Smax = Dmax - dmin = 65,030 - 64,9905 = 0,0395 mm. Průměrná pravděpodobná mezera: Sm = (Smax - Nmax) / 2 = (0,0395 - 0,0095) / 2 = 0,015 mm. Tolerance lícování: TS/N = Smax + Nmax = 0,0095 + 0,0395 = 0,049 mm nebo TS/N = TD + Td = 0,030 + 0,019 = 0,049 mm. 7. Sestavte rozložení polí tolerance přistání (obr. 1.15). Rýže. 1.15 Umístění tolerančních polí přistání 42 Metrologie, normalizace a certifikace 1.1.5. ZADÁNÍ PŘISTÁNÍ POMOCÍ VÝPOČTOVÉ METODY TEORETICKÁ ČÁST K PRAKTICKÉ LEKCI 1. 5 Metoda výpočtu - nejrozumnější metoda přiřazení přistání. Je založen na inženýrských výpočtech spojů na pevnost, tuhost atd. Vzorce však ne vždy plně zohledňují složitou povahu fyzikálních jevů vyskytujících se při konjugaci. Nevýhodou této metody je nutnost otestovat prototypy před uvedením nového produktu do sériové výroby a upravit lícování ve vyvíjeném produktu. Metoda výpočtu se používá, když jsou podle provozních podmínek mechanismu limitní hodnoty mezer nebo přesahů omezeny, například pro kluzná ložiska, kritické lisované spoje atd. Například při výpočtu uložení s mezera tvaru H / h, používaná především jako centrování, maximální přípustná excentricita nebo tepelná deformace dílů, pokud se provozní teplota výrazně liší od normální. Při výpočtu přechodových uložení (hlavně zkušebních uložení) se určí pravděpodobnost získání mezer a přesahů ve spoji, největší mezera podle známé maximální dovolené excentricity spojovaných dílů nebo největší montážní síla s největším přesahem lícování. , a pro tenkostěnná pouzdra se provede pevnostní výpočet. Při uložení s přesahem se minimální přípustný přesah vypočítá na základě největších možných sil působících na rozhraní a maximální přesah se vypočítá z pevnostního stavu dílů. Po výpočtu omezujících charakteristik je nutné vybrat standardní uložení s omezujícími charakteristikami blízkými vypočteným. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 43 Výběr standardního uložení se provádí v následujícím pořadí. 1. Podle výsledků rozboru návrhu uzlu se určí přistávací systém. Ve většině případů jsou podesty přiřazeny v systému otvorů jako preferované. Typické případy přiřazení podest v šachtovém systému – viz bod 1.1.4. 2. Tolerance přistání se vypočítá s mezerou, s přesahem nebo přechodovým uložením podle specifikovaných charakteristik: Tpos = TS = Smax - Smin; (1,25) Tpos = TN = Nmax – Nmin; (1,26) Tpos = TS/N = Smax + Nmax. (1.27) 3. Pro stanovení standardní tolerance přistání je nutné určit relativní přesnost přistání apos (počet jednotek tolerance přistání), na základě vzorců (1.7) a (1.12): Tpos = TD + Td = aD ⋅ i + ad ⋅ i = i ⋅ (аD + ad), (1.28) kde aD + ad = apos, tj. součet počtů tolerančních jednotek otvoru a hřídele je roven počtu tolerančních jednotek dosednutí; i = ipos - jednotka tolerance přistání, jejíž hodnota závisí na jmenovité velikosti přistání (tab B.1). Odtud plyne, že apos = Tpos/i. (1.29) 4. Podle známého počtu jednotek tolerance přistání se určí počty kvalifikací pro otvor a hřídel v souladu s druhým znakem hlavního uložení: čísla kvalifikací otvoru a hřídele jsou stejná, popř. liší se o jednu (zřídka o dvě). Tedy aD = ad = apos/2. Poté se podle tabulky B.1 určí počet tolerančních jednotek otvoru a hřídele nejbližší k vypočtené normové hodnotě, podle které se určí kvalifikační číslo. 5. Pokud hodnota počtu tolerančních jednotek spadá mezi dvě standardní hodnoty, jsou otvoru a hřídeli přiřazeny kvalifikace odpovídající těmto standardním hodnotám (hrubší - k otvoru, více než 44 Přesné metrologie, standardizace a certifikace - k hřídeli), přičemž součet je aD + ad by se měl blížit vypočtené hodnotě apos, například apos = 35, pak s aD = ad = 35/2 = 17,5 - přesnost otvoru a hřídele odpovídá ≈ IT7 (a = 16). 6. Uložení lze kombinovat podle kvalifikace, pokud je uložení na stejném průměru hřídele valivého ložiska. V tomto případě je nutné omezit přesnost hřídele. Například IT6 (ad = 10), pak aD = 35 - 10 = 25, což odpovídá přesnosti otvoru IT8. 7. Toleranční pole pro díru a hřídel jsou přiřazena v závislosti na zvoleném systému uložení (СH nebo Сh) tolerancí díry a hřídele (tabulka B.1) a hodnotě jedné z omezujících charakteristik uložení, která se používá. pro výpočet hlavní odchylky tolerančního pole nehlavní části (hřídel nebo otvoru) v následujícím pořadí: nejprve určete tolerance otvoru a hřídele podle tabulky B.1 a za druhé odchylky hlavních částí podle ke vzorcům (1.8) a (1.10) cvičení 1.1: ES = EI + ITn (od A do H); ei = es – ITn (od a do h); pro podesty s mezerou, s přesahem a přechodovým uložením, specifikované v systému otvorů, se hlavní odchylky vypočítají podle následujících vzorců: es = EI - Smin; (1,30) ei = ES + Nmin; (1,31) ei = ES – Smax; (1.32) pro podesty s mezerou, s přesahem a přechodem, uvedené v hřídelovém systému, jsou hlavní odchylky vypočteny podle následujících vzorců: EI = es + Smin; (1,33) ES = ei – Nmin; (1,34) ES = ei + Smax. (1.35) Kapitola 1. Hodnocení přesnosti hladkých válcových spojů 45 Na základě vypočtených hodnot hlavních odchylek hřídele nebo otvoru v tabulkách B.2 a B.3 jsou vybrány nejbližší standardní hodnoty. 8. Poté se určí druhé mezní odchylky nehlavního hřídele nebo otvoru podle vzorců (1.8) - (1.10) praktické lekce 1.1 v závislosti na skupině přistání. POŘADÍ PROVEDENÍ PRAKTICKÉ LEKCE 1.5 (3. STUPEŇ SLOŽNOSTI) Seznamte se s teoretickou částí oddílu. Získejte úkol (možnost) praktické práce. Varianty jsou uvedeny v příloze A (A.1–A.12) ve velikosti D3. Cvičení. Podle daných omezujících charakteristik zvolit výpočtovou metodou normu vyhovující danému spoji. Vypočítejte omezující charakteristiky a toleranci standardního uložení, vytvořte rozložení polí tolerance uložení a zaznamenejte uložení smíšeným způsobem. Úloha je prezentována ve formě mapy výchozích dat. Řešení. 1. Určete, do které skupiny patří podesta (podle popisu charakteru spoje a jeho účelu): s mezerou, s přesahem nebo přechodným. 2. Určete systém lícování analýzou návrhu spojení. 3. Určete přesnost uložení. 3.1. Vypočítejte toleranci přistání v závislosti na jeho skupině podle vzorce (1.26), nebo (1.27), nebo (1.28). 3.2. Určete relativní přesnost přistání (počet jednotek tolerance přistání apos). Vypočítejte podle vzorce (1.29) počet jednotek tolerance přistání. 3.3. Podle tabulky B.1 určete kvality hřídele a otvoru. Při přidělování kvalifikace díře a dříku je nutné usilovat o to, aby bylo zajištěno splnění druhého znaku hlavního uložení, tj. přiřazení stejné kvalifikace k dříku a díře nebo s rozdílem kvalifikačních čísel rovným jedné. 46 Metrologie, normalizace a certifikace 3.4. Najděte tolerance díry a hřídele podle tabulky B.1. 4. Určete hlavní a druhou odchylku otvoru a hřídele. 4.1. Zvolené uložení určuje hlavní díl (hlavní otvor pro CH a hlavní hřídel pro Ch). Hlavní část bude mít hlavní odchylku rovnou 0 a druhá je určena v závislosti na typu hlavní odchylky (ES nebo ei) a toleranci. 4.2. Určete polohu tolerančního pole jiné (ne hlavní) části pomocí vzorců (1.30) - (1.32) nebo (1.33) - (1.35) v závislosti na skupině přistání prostřednictvím známých hodnot Smin; Smax nebo Nmin; Nmax a zohlednění přijatých odchylek hlavní části. 4.3. Vyberte standardní hlavní a druhou odchylku tolerančních polí díry a hřídele (tabulka B.2 nebo B.3). Zaznamenejte toleranční pole ve smíšené formě. 5. Vypočítejte mezní charakteristiky a toleranci přistání podle vzorců z praktické lekce 1.2. 6. Vytvořte rozložení polí tolerance přistání. 7. Určete chybu ve výběru uložení podle tolerance uložení a omezujících charakteristik. Přípustná chyba výběru podle charakteristiky přistání může být ± 10 %. Vzorec pro určení chyby (∆Тpos) má tvar: ∆Tpos Tset − Тst ⋅ 100 % ≤ ±10 % , Тset e. relativní hodnota rozdílu mezi přiřazeným standardním tolerančním polem a specifikovaným; Tzad - specifikovaná tolerance přistání; Tst - tolerance zvoleného standardního uložení. Zkontrolujte správnost výběru uložení porovnáním standardních hodnot mezních mezer (interferencí) s uvedenými: pro přistání s mezerou Smax st ≤ Smax; Smin st ≈ Smin; pro přistání s interferencí Nmax st ≈ Nmax; Nmin st ≥ Nmin. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 47 PŘÍKLAD PROVÁDĚNÍ PRAKTICKÉHO CVIČENÍ 1.5 Tabulka počátečních dat k obrázku A.12 Název počátečních dat Hodnota počátečních dat Jmenovitá velikost spoje a její hodnota Název dílů zahrnutých ve spoji D = 36 mm Fréza 11 a vřeteno 6 Stanovené charakteristiky dosednutí pro výpočet způsobu přiřazení dosednutí, µm: Smax= Smin= Požadavky na provoz připojení (z popisu k výkresu) 42 2 Frézy 11 jsou instalovány na obou koncích vřeteno, pravidelně odstraňovat za účelem ostření nebo seřízení stroje Řešení. 1. Určete přistávací skupinu. Je nutné přiřadit standardní uložení s charakteristikami blízkými zadaným. Mezní vůle jsou nastaveny, proto musí být přiřazeno uložení vůle. 2. Určete přistávací systém. Frézy 11 jsou instalovány na obou koncích vřetena, pravidelně se odstraňují pro ostření nebo přenastavení stroje. Podél průměru D je na stejném konci vřetena instalována seřizovací podložka a ochranný kroužek pro přistání jiné povahy. Tím přiřadíme hřídelový systém Ch (tab. B.6). 3. Určete přesnost uložení. 3.1. Vypočítejte toleranci uložení: TS = Smax - Smin = 42 - 2 = 40 µm. 3.2. Určete relativní přesnost uložení (počet jednotek tolerance uložení aS). Podle jmenovité velikosti najdeme toleranční jednotku (tabulka B.1) - i \u003d 1,6 mikronu. Vypočítejte počet jednotek tolerance přistání: aS = TS 40 = ≈ 25. i 1,6 48 Metrologie, normalizace a certifikace 3.3. Určete vlastnosti hřídele a otvoru. Na základě skutečnosti, že aS = aD + ad a v souladu se zásadou základního lícování o rovnosti přesnosti díry a hřídele (kvalifikační čísla díry a hřídele jsou stejná nebo se liší o jednu), bereme aD = 16, ad = 10. To odpovídá 7. jakosti pro díru a 6. jakosti pro hřídel. 3.4. Najděte tolerance díry a hřídele. Podle tabulky B.1 určíme toleranci otvoru TD = IT7 = 25 µm a toleranci hřídele Td = IT6 = 16 µm. 4. Určete hlavní a druhou odchylku otvoru a hřídele. 4.1. Vzhledem k tomu, že uložení je přiřazeno v systému hřídele, přiřadíme toleranční pole hlavního hřídele h6 hřídeli s hlavní odchylkou es = 0. 4.2. Druhá odchylka hřídele je určena s přihlédnutím k toleranci 6. třídy podle tabulky B.2: ei = es – IT6 = 0 – 16 = –16 µm. Zapišme toleranční pole hřídele smíšeným způsobem: 4.3. Určete hlavní odchylku otvoru. Protože je přiřazeno uložení s mezerou v systému hřídele, hlavní odchylka tolerančního pole otvoru bude dolní mezní odchylka, která je určena zadanou minimální mezerou: EI = Smin + es = 2 + 0 = + 2 um. 4.4. Podle GOST 25346-89 (tabulka B.3) vybíráme pole standardní tolerance otvoru. Pro díru se základní odchylkou EI = +2 µm neexistuje standardní toleranční pole. Nejblíže k tomuto místu bude toleranční pole hlavního otvoru H7 se základní odchylkou EI = 0 µm. 4.5. Druhá odchylka pole tolerance otvoru se vypočítá v závislosti na toleranci 7. třídy: ES = EI + IT7 = 0 + 25 = +25 mikronů. Kapitola 1. Stanovení přesnosti hladkých válcových spojů 49 Zapišme pole tolerance otvoru smíšeným způsobem: ∅36Н7 (+0,025). Spoje „řezací vřeteno“ tedy přiřadíme uložení: ∅36 H7 (+0,025) . h6 (−0,016) Uložení je kombinováno systémy, protože otvor je specifikován v systému otvorů a hřídel je v systému hřídele. 5. Vypočítejte mezní charakteristiky a toleranci uložení. Výpočet charakteristik spočívá ve stanovení maximálních rozměrů otvoru a hřídele a stanovení hodnot maximálních vůlí a tolerance uložení. Rozměry mezního otvoru: Dmax = D + ES = 36 + 0,025 = 36,025 mm; Dmin = D + EI = 36 + 0 = 36 mm. Maximální rozměry hřídele: dmax = d + es = 36 + 0 = 36 mm; dmin \u003d d + ei \u003d 36 + (-0,016) \u003d 35,984 mm. Minimální vůle: Smin = Dmin - dmax = 36 - 36 = 0 mm. Maximální vůle: Smax = Dmax - dmin = 36,025 - 35,984 = 0,041 mm. Průměrná pravděpodobná vůle: Sm = (Smax + Smin)/2 = (0,041 + 0)/2 = 0,0205 mm. Tolerance přizpůsobení: TS = Smax - Smin = 0,041 - 0 = 0,041 mm = 41 µm; TS = TD + Td = 25 + 16 = 41 um = 0,041 mm. 50 Metrologie, normalizace a certifikace 6. Sestavte schéma umístění tolerančních polí přiděleného uložení (obr. 1.16). 7. Kontrola správnosti výpočtu a výběru přistání. Určete chybu ∆Тpos výběru uložení podle tolerance: ∆Tpos = Тset − Тst ⋅ 100 %; Тzad ∆Tpos = 40 − 41 ⋅ 100 % = 2,5 %< 10%. 40 Проверить правильность подбора посадки сравнением стандартных значений предельных зазоров (натягов) с заданными: Smaх ст = 41 ≤ Smax = 42; Smin ст = 0 ≈ Smin = 2. Следовательно, посадка назначена верно. Рис. 1.16 Схема расположения полей допусков вала и отверстия посадки Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 51 1.2. ДОПУСКИ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНУЮ ЦЕПЬ 1.2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ 1.6 Размерная цепь - совокупность геометрических размеров (звеньев), расположенных по замкнутому контуру и определяющих взаимные положения и точность элементов деталей при изготовлении, измерении и сборке. По области применения размерные цепи можно разделить на конструкторские (сборочные), технологические (операционные, детальные) и измерительные. Звено размерной цепи - один из размеров, образующих размерную цепь. Звенья размерной цепи обозначаются заглавной буквой русского алфавита с числовым индексом, определяющим порядковый номер звена в цепи. Размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего звена. Простейшей размерной цепью будет соединение вала с отверстием (рис. 1.17а). Эта размерная цепь содержит наименьшее число размеров (три), которые расположены параллельно и получены в результате обработки вала и втулки: диаметр вала d (А2), диаметр отверстия втулки D (А1). В результате сборки этих деталей получается замыкающее звено - зазор S (А∆), если размер отверстия будет больше размера вала до сборки, или натяг N (А∆), если размер вала будет больше размера отверстия до сборки. Простейшая технологическая размерная цепь двухступенчатого валика (рис. 1.17б) состоит из габаритного размера А1, ступени вала А2 и замыкающего звена, оставшейся части вала А∆, которая получается за счет обтачивания меньшего диаметра на длину А2. Схема размерной цепи - графическое изображение размерной цепи. Замыкающее звено - звено, получаемое в размерной цепи последним в результате решения поставленной задачи, 52 Метрология, стандартизация и сертификация Рис. 1.17 Виды размерных цепей: а - конструкторская (сборочная); б - технологическая (операционная). в том числе при изготовлении, сборке и измерении. В размерной цепи должно быть только одно замыкающее звено, которое получается последним в результате сборки, обработки или измерения (размер контролируемой детали). Составляющее звено - звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена. Все составляющие звенья по характеру влияния на замыкающее звено делятся на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающие звенья - звенья, при увеличении которых замыкающее звено увеличивается. Уменьшающие - звенья, при увеличении которых замыкающее звено уменьшается. На рисунке 1.18 представлена схема размерной цепи, в которой звенья А1–А6 - составляющие звенья, А∆ - замыкающее звено. Для определения характера составляющего звена используют правило обхода по контуру размерной цепи. Для этого предварительно выбирают направление обхода размерной цепи (может быть любое). Оно совпадает с направлением левонаправленной стрелки (←), проставленной над замыкающим звеном. Обходя цепь в этом направлении, над Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 53 составляющими звеньями расставляют стрелки в направлении обхода. Увеличивающие звенья обозначаются стрелкой над буквой, направленной вправо а уменьшающие - стрелкой, направленной влево Правило. Все составляющие звенья, имеющие такое же направление стрелок, которое имеет стрелка над замыкающим звеном, являются уменьшающими звеньями, а звенья, имеющие противоположное направление, - увеличивающими . По взаимному расположению размеров цепи делятся на плоские (звенья цепи расположены произвольно в одной или нескольких произвольных параллельных плоскостях) и пространственные (звенья цепи расположены произвольно в пространстве). В зависимости от вида звеньев цепи делятся на линейные (звенья цепи - линейные размеры, расположенные на параллельных прямых) и угловые (звенья цепи представляют собой угловые размеры, отклонения которых могут быть заданы в линейных величинах, отнесенных к условной длине, или в градусах). По месту в изделии цепи делятся на детальные (определяют точность относительного положения поверхностей или осей одной детали) и сборочные (определяют точность относительного положения поверхностей или осей деталей, образующих сборочную единицу). По характеру звеньев цепи делятся на скалярные (все звенья - скалярные величины), векторные (все Рис. 1.18 Схема размерной цепи 54 Метрология, стандартизация и сертификация звенья - векторные погрешности) и комбинированные (часть звеньев - векторные погрешности, остальные - скалярные величины). Перед тем как построить размерную цепь, следует выявить замыкающее звено. Для этого по чертежам общих видов и сборочных единиц выявляются и фиксируются все требования к точности, которым должно удовлетворять изделие или сборочная единица, например: точность взаимного расположения деталей, обеспечивающая качественную работу изделия при эксплуатации (перпендикулярность оси шпинделя станка к рабочей плоскости стола); точность взаимного расположения деталей, обеспечивающая собираемость изделия , . При выявлении замыкающих звеньев их номинальные размеры и допускаемые отклонения устанавливаются по стандартам, техническим условиям, на основании опыта эксплуатации аналогичных изделий, а также путем теоретических расчетов и специально поставленных экспериментов. Для нахождения составляющих звеньев после определения замыкающего звена следует идти от поверхностей (осей) деталей, образующих замыкающее звено, к основным базам (осям) этих деталей, от них - к основным базам деталей, образующих первые детали, и т. д. до образования замкнутого контура. В число составляющих звеньев необходимо включать размеры деталей, непосредственно влияющих на замыкающее звено, и стремиться к тому, чтобы от каждой детали в линейную цепь входил только один размер. Каждая размерная цепь должна состоять из возможно меньшего числа звеньев (принцип «кратчайшей» размерной цепи). 1.2.2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ При решении размерных цепей могут быть использованы два метода расчета: метод расчета размерной цепи на max-min; вероятностный метод расчета. Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 55 Метод расчета размерной цепи на max-min - метод расчета размерной цепи, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи получается при любом сочетании размеров составляющих звеньев. При этом предполагают, что в размерной цепи одновременно могут оказаться все звенья с предельными значениями, причем в любом из двух наиболее неблагоприятных сочетаний (все увеличивающие звенья имеют наибольшее предельное значение, а все уменьшающие звенья - наименьшее предельное значение или наоборот). В результате размер замыкающего звена будет максимальным или минимальным. Преимущества такого метода заключаются в простоте, наглядности, небольшой трудоемкости вычислительных работ, полной гарантии от брака из-за неточности замыкающего звена. Недостатком является то, что полученные по этому методу результаты часто не соответствуют фактическим. Метод экономически целесообразен лишь для цепей малой точности или для точных цепей с небольшим числом составляющих звеньев. Вероятностный метод расчета - метод расчета размерной цепи, учитывающий явление рассеяния и вероятность различных сочетаний отклонений составляющих звеньев. Этот метод допускает малый процент изделий, у которых замыкающее звено выйдет за рамки поля допуска. При этом расширяются допуски составляющих цепь размеров и тем самым снижается себестоимость изготовления деталей. В данном практическом занятии используется только метод расчета размерной цепи на max-min, а вероятностный метод расчета рассматривается в спецкурсах. Уравнения размерных цепей устанавливают взаимосвязь между параметрами замыкающего звена и составляющих звеньев. Для конструкторских (сборочных) линейных скалярных цепей передаточное отношение принимается для увеличивающих звеньев ξ = +1, для уменьшающих звеньев - ξ = –1. Тогда уравнения размерных цепей при расчете на max-min можно представить в следующем виде. 56 Метрология, стандартизация и сертификация 1. Уравнение номиналов. По определению размерной цепи следует, что сумма всех номинальных размеров, включая и замыкающее звено, равна нулю: Исходя из этого равенства, можно найти номинальный размер замыкающего звена: где ξ = ±1 - передаточное отношение; ρ - число составляющих звеньев. Или с учетом характера звена (передаточного отношения) получим уравнение номиналов для расчета размерной цепи на max-min (номинал замыкающего звена равен разности суммы номиналов увеличивающих звеньев и суммы номиналов уменьшающих звеньев): (1.36) где n - число увеличивающих звеньев; k - число уменьшающих звеньев. 2. Уравнение допусков. Допуск замыкающего звена (или поле рассеяния размера замыкающего звена) равен сумме допусков составляющих звеньев: (1.37) где p = n + k - число составляющих звеньев; 3. Уравнения предельных отклонений: верхнее отклонение замыкающего звена равно разности суммы верхних отклонений увеличивающих звеньев и суммы нижних отклонений уменьшающих звеньев: (1.38) Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 57 нижнее отклонение замыкающего звена равно разности суммы нижних отклонений увеличивающих звеньев и суммы верхних отклонений уменьшающих звеньев: (1.39) При расчете конструкторских размерных цепей обычно решаются две задачи: прямая и обратная. Прямая задача заключается в том, что по предельным размерам и допуску замыкающего звена определяются допуски и предельные отклонения составляющих звеньев. Это основная задача, решаемая при проектировании. Дано: А∆; Т∆; ЕS∆; EI∆ (параметры замыкающего звена). Найти: Аj; Тj; ЕSj; EIj (параметры составляющих звеньев). Обратная задача заключается в том, что по размерам, предельным отклонениям и допускам составляющих звеньев определяется размер, допуск и предельные отклонения замыкающего звена. Эта задача используется при проверочных расчетах. Дано: Аj; Тj; ЕSj; EIj (параметры составляющих звеньев) Найти: А∆; Т∆; ЕS∆; EI∆ (параметры замыкающего звена). Нахождение точности составляющих звеньев при решении прямой задачи может осуществляться двумя способами: 1. Способ равных допусков. Этот способ применим в случае, когда все размеры цепи входят в один интервал размеров. Тогда допуски составляющих звеньев будут равны среднему допуску Тm: ТА1 = ТА2 = ... = ТАp = Тm. Средний допуск определяется по формуле (1.40) 58 Метрология, стандартизация и сертификация 2. Способ одного квалитета. Все размеры могут быть выполнены по какому-либо одному квалитету (или двум ближайшим квалитетам), который определяется нахождением среднего числа единиц допуска аm (средней относительной точности). Величины допусков при этом будут определены в зависимости от номинального размера (табл. Б.1). Известно, что допуск есть произведение единицы допуска на число единиц допуска. Это справедливо для любого звена размерной цепи: Tj = ijaj, где ij - единица допуска для каждого звена, мкм; aj - число единиц допуска каждого звена. Следовательно, уравнение допусков размерной цепи можно представить в следующем виде при условии, что число единиц допуска a у всех звеньев одинаковое (т. е. точность звеньев одинаковая): Так как допуски составляющих звеньев неизвестны, на основании уравнения размерных цепей (1.37) сумму допусков составляющих звеньев заменим допуском замыкающего звена, который задан по условию задачи. Определим среднее число единиц допуска размерной цепи - аm: (1.41) Если в размерную цепь включены стандартные звенья (ширина подшипника), необходимо из допуска замыкающего звена исключить сумму допусков стандартных звеньев, так как допуск этих звеньев уже известен и изменять его нельзя. В этом случае число единиц допуска определяется только для нестандартных звеньев - аmнест: Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 59 (1.42) где t - число стандартных звеньев; p - число всех составляющих звеньев; (ρ − t) - число нестандартных звеньев; Tjст - допуск стандартного звена; ijнест - единица допуска нестандартного звена. Для определения полей допусков на размеры составляющих звеньев, кроме квалитета, необходимо назначить основные отклонения в зависимости от вида размеров: для охватываемых - h, охватывающих - H, остальных - js. Например, на рисунке 1.17а размер - охватывающий, размер - охватываемый; на рисунке 1.17б размер - охватывающий, относится к группе остальных размеров, т. е. не относится ни к охватываемым, ни к охватывающим. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 1.6 (РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ НА MAX-MIN) (3-Й УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ) Задание. По предельным размерам и допуску замыкающего звена определить допуски и предельные отклонения составляющих звеньев. Выполнить проверку, решив обратную задачу. Даны предельные размеры замыкающего звена и номинальные размеры составляющих звеньев. Варианты заданий указаны в Приложении А.13. 1. Решить прямую задачу. 1.1. Представить схему размерной цепи и указать, какие звенья охватываемые, а какие охватывающие. 1.2. Определить номинальный размер, предельные отклонения и допуск замыкающего звена. 1.3. Определить номинальный размер (номинал) замыкающего звена по уравнению номиналов размерной цепи (1.36). 60 Метрология, стандартизация и сертификация 1.4. Определить предельные отклонения через предельные размеры и номинал замыкающего звена. 1.5. Рассчитать допуск замыкающего звена по предельным размерам или предельным отклонениям. 1.6. Определить характер составляющих звеньев (увеличивающие или уменьшающие звенья). 1.7. Определить точность составляющих звеньев, используя способ равных квалитетов (формулы 1.41 и 1.42). Назначить одинаковый квалитет на все звенья. 1.8. Определить вид и значения (табл. Б.1) основных отклонений полей допусков составляющих звеньев в зависимости от вида размера (для охватываемых - h; охватывающих - H; остальных - js). 2. Решить обратную задачу. 2.1. Выполнить проверку по уравнению допусков (1.37). При большой разнице между полем рассеяния и допуском замыкающего звена выполнить согласование по квалитетам (изменить квалитет у одного звена). 2.2. Выполнить проверку по предельным отклонениям (1.38), (1.39). Для корректировки расположения поля рассеяния замыкающего звена выбрать самое простое по конструкции согласующее звено. Рассчитать новые предельные отклонения согласующего звена, подставив в левую часть Т а б л и ц а 1.10 Номинальный размер звена, мм Значение единицы допуска ij, мкм Обозначение размеров размерной цепи, Аj Расчет размерной цепи методом на «максимум - минимум» после назначения полей допусков по расчетному значению аm 55 1,9 55Js10(±0,06) 55Js10(±0,06) 3 0,6 3h10(–0,04) 3h10(–0,04) 22 1,3 22h10(–0,084) 22h11(–0,13) 22h11(–0,13) 32 1,6 32h10(–0,10) 32h10(–0,10) 32h10(–0,10) ω∆ = 0,344 ω∆ = 0,39 ω∆ = 0,4 Т∆ 0,4 A∆ 2–0,4 - Принятые значения звеньев размерной цепи ω∆ < T∆ после согласования значений допусков после согласования предельных отклонений 55Js10(±0,06) 2–0,4 Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 61 уравнений требуемые значения предельных отклонений замыкающего звена. 2.3. Представить результаты расчета размерных цепей в виде таблицы (табл. 1.10). ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 1.6 (РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ НА MAX-MIN) Задание. Необходимо обеспечить собираемость деталей с валом (Приложение А.13, табл. А.25, рис. А.13; вариант 13-1). Исходные данные: 1) предельные размеры замыкающего звена (зазор между торцами вала 13 и зубчатого колеса 3): А∆min = 1,6 мм; A∆max = 2,0 мм; 2) номинальные размеры составляющих звеньев: длина ступени вала 13 - А1 = 53 мм; буртик втулки 7 - А2 = 3 мм; длина втулки 7 - А3 = 22 мм; длина (высота) зубчатого колеса 3 - А4 = 32 мм. Решение. 1. Решить прямую задачу. 1.1. На рисунке 1.19 представлена схема размерной цепи, в которую включены размеры, влияющие на замыкающее звено, по одному от каждой детали. Размеры А2, А3, А4 - охватываемые; размер А1 не относится ни к охватываемым, ни к охватывающим (группа остальных размеров). Рис. 1.19 Схема размерной цепи 62 Метрология, стандартизация и сертификация Для обеспечения полной взаимозаменяемости сборки решение следует вести методом расчета на max-min, так как цепь невысокой точности. 1.2. Определить номинальный размер, предельные отклонения и допуск замыкающего звена. 1.3. Определить номинальный размер замыкающего звена: А∆ = (32 + 22 + 3) – 55 = 2 мм. 1.4. Определить предельные отклонения замыкающего звена через его предельные размеры и номинал: ES∆ = A∆max – А∆ = 2 – 2 = 0; EI∆ = А∆min – A∆ = 1,6 – 2 = –0,4 мм. 1.5. Определить допуск замыкающего звена: Т∆ = A∆max – А∆min = 2 – 1,6 = 0,4 мм = 400 мкм. Записать номинал и предельные отклонения замыкающего звена в виде исполнительного размера: А∆ = 2–0,4 (нулевое отклонение не обозначается). 1.6. Определить характер составляющих звеньев. Для этого обходим цепь слева направо в соответствии с левонаправленной стрелкой, указанной над замыкающим звеном. Расставляем стрелки над составляющими звеньями в направлении обхода. В соответствии с правилом обхода по контуру размерной цепи определяем характер составляющих звеньев: звено - уменьшающее; звенья - увеличивающие. 1.7. Определить точность составляющих звеньев. Так как номинальные размеры составляющих звеньев относятся к разным интервалам размеров, для определения точности составляющих звеньев используем способ одного квалитета, т. е. рассчитаем среднее число единиц допуска с учетом отсутствия в цепи стандартных звеньев по формуле (1.41): Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 63 Ближайшее к рассчитанному значению аm = 74 стандартное число единиц допуска равно аm = 64, что соответствует 10-му квалитету. Поэтому принимаем для всех звеньев 10-й квалитет. 1.8. Определить вид и значения основных отклонений полей допусков составляющих звеньев в зависимости от вида размера (для охватываемых - h; охватывающих - H; остальных - js). Так как звено А1 относится к третьей группе размеров, назначим на него поле допуска js10, а для звеньев А2, А3, А4 (как на охватываемые) поле допуска h10. Составляющие звенья будут иметь следующие размеры: 2. Решить обратную задачу 2.1. Выполним проверку по допускам. Рассчитаем поле рассеяния замыкающего звена: ω∆ = 120 + 40 + 84 + 100 = 344 = 0,344 < 0,4 на 0,056 мм. Так как разница между полем рассеяния ω∆ = 0,344 мм и заданным допуском замыкающего звена T∆ = 0,4 мм получилась слишком большая, изменим 10-й квалитет звена А3 на 11-й квалитет. Тогда Это позволяет расширить поле рассеяния замыкающего звена на следующую величину: IT11 – IT10 = 0,130 – 0,084 = 0,046 мм, т. е. поле рассеяния при этом будет равно ω∆ = 0,39 мм. Примечание. Звено А3 выбрано потому, что разница между допусками 10-го и 11-го квалитетов для номинального размера этого звена наиболее близко приближает поле 64 Метрология, стандартизация и сертификация рассеяния замыкающего звена к полю допуска замыкающего звена. 2.2. Выполним проверку по предельным отклонениям: ES∆ = – [–0,060] = +0,060 мм; EI∆ = [(–0,040) + (–0,13) + (–0,10)] – [(+0,06)] = –0,33 мм. Следовательно, поле рассеяния замыкающего звена по предельным отклонениям равно: ω∆ = ES∆ – EI∆ = 0,06 – (–0,33) = 0,39 мм. Это совпадает со значением поля рассеяния, полученным по уравнению допусков: ω∆ = 0,39 мм, т. е. расчет предельных отклонений замыкающего звена выполнен правильно. Однако расположение поля рассеяния замыкающего звена, полученное по отклонениям (рис. 1.20а), не соответствует заданному положению поля допуска (рис. 1.20б). 2.3. Для обеспечения заданного расположения поля допуска замыкающего звена выберем самое простое по конструкции согласующее звено. Таким звеном будет звено А2 (высота буртика втулки). Принимаем его отклонения за неизвестные и решаем уравнения отклонений размерной цепи относительно этих неизвестных, подставив в левую часть уравнений требуемые отклонения (А∆ = 3–0,4) замыкающего звена. 0 = – [(–0,06)]; Рис. 1.20 Расположение поля допуска замыкающего звена: а - полученное по отклонениям; б - заданное. Глава 1. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений 65 ESA2 = –0,06 мм; –0,4 = – [(+0,06)]; EIA2 = –0,11 мм. В результате для звена А2 получили новые предельные отклонения и допуск звена: TA2 = 0,05 мм. Таким образом, расширение допуска компенсирующего звена и изменение его предельных отклонений позволили получить замыкающее звено в заданных пределах (рис. 1.20б). Все расчеты внесем в таблицу 1.10. ГЛ А В А 2 НОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ ДОПУСКАМ 2.1. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ НОРМИРОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЮ 2.1 Н а поверхности детали после обработки остаются следы от кромок режущего инструмента в виде неровностей и гребешков, близко расположенных друг от друга. Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, выделенная на базовой длине (l). Нормирование шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 выполнено с учетом рекомендаций международных стандартов. Установлены (рис. 2.1) шесть параметров: три высотных (Ra; Rz; Rmax), два шаговых (Sm; S) и параметр относительной опорной длины профиля (tp) , , . Рис. 2.1 Профилограмма шероховатости поверхности Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 67 Характеристика параметров шероховатости: Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, мкм: (2.1) где yi - расстояние между любой точкой профиля и средней линией m, cредняя линия имеет форму номинального профиля и проводится так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально; n - количество рассматриваемых точек профиля на базовой длине. Rz - высота неровностей профиля по 10 точкам, мкм: (2.2) где Himax; Himin - высота наибольшего выступа и глубина наибольшей впадины, мкм. Соотношение между Ra и Rz колеблется в пределах от 4 до 7 раз; Rz больше, чем Ra. Rmax - наибольшая высота профиля - расстояние между линией выступов и линией впадин, мкм; Sm - средний шаг неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины, мм: (2.3) где n - количество шагов в пределах базовой длины; Smi - шаг неровностей профиля по средней линии. S - средний шаг местных выступов профиля (по вершинам) в пределах базовой длины, мкм: (2.4) где n - количество шагов в пределах базовой длины; Si - шаг местных выступов профиля. tp - относительная опорная длина профиля в %: 68 Метрология, стандартизация и сертификация (2.5) где p - уровень сечения профиля в процентах - это расстояние между линией выступов и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов; за 100% принимается Rmax; bi - длина отрезка, отсекаемая на заданном уровне в материале, мм; l - базовая длина, мм. Направления неровностей обработки зависят от метода и технологии изготовления, влияют на работоспособность, износостойкость и долговечность изделия. Условные обозначения направления неровностей (табл. 2.1) указывают на чертеже при необходимости. Т а б л и ц а 2.1 Условное обозначение направлений неровностей Тип направления неровностей Обозначение Тип направления неровностей Параллельное Произвольное Перпендикулярное Кругообразное Перекрещивающееся Радиальное Обозначение Точечное Выбор параметров производится в зависимости от эксплуатационных свойств поверхности. Предпочтительным принят параметр Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, так как он определяет шероховатость по всем точкам профиля (табл. В.1). Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 69 Точечное направление неровностей дают поверхности, полученные методом порошковой металлургии, электроискровым методом, травлением и др. Средняя высота неровностей по 10 точкам Rz используется в тех случаях, когда нельзя измерить Ra на приборах типа профилометр путем ощупывания поверхности алмазной иглой (острые кромки, мягкий материал, особо чистая поверхность). Шаговые параметры влияют на виброустойчивость, сопротивление в волноводах и электропроводность в электротехнических деталях. Параметр tp необходимо учитывать при высоких требованиях к контактной жесткости и герметичности. В ГОСТ 2789-59 предусматривалось 14 классов шероховатости в порядке уменьшения значений параметров. В сравнительной таблице В.1 даны соотношения между классами шероховатости и другими высотными параметрами. С 1983 г. для всех классов введен ряд значений Ra предпочтительного применения по 1-му варианту. Определение значений параметров шероховатости может быть выполнено методом подобия и расчетным методом. Метод подобия (табл. В.2) ориентируется на экономическую точность, которая устанавливает зависимость шероховатости и формы поверхности от допуска размера и применяемого отделочного метода обработки. Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размера и формы даны в таблице В.3 . Примеры выбора числовых значений Ra в зависимости от вида соединения даны в таблице В.4. При расчетном методе учитывается зависимость параметров шероховатости поверхности от допуска размера, так как при обеспечении требуемой точности размера изменяется шероховатость и точность геометрической формы поверхности. Для деталей жесткой конструкции (L ≤ 2d) соотношение допусков размера (Т) и формы поверхности (Тф) установлены три уровня относительной геометрической точности (ГОСТ 24643-81): А - нормальный, используемый наиболее часто в машиностроении для поверхностей без особых требований 70 Метрология, стандартизация и сертификация к точности формы при низкой скорости вращения или перемещения; В - повышенный, используемый для поверхностей, работающих при средних нагрузках и скоростях до 1500 об/мин, при оговоренных требованиях к плавности хода и герметичности уплотнений. Поверхности, образующие соединения с натягом или по переходным посадкам при воздействии больших скоростей и нагрузок, при наличии ударов и вибраций; С - высокий, рекомендуемый для поверхностей, работающих в подвижных соединениях при высоких нагрузках и скоростях свыше 1500 об/мин, при высоких требованиях к плавности хода, герметичности уплотнения и при необходимости трения малой величины; при высоких требованиях к точности центрирования, прочности соединения в условиях воздействия больших нагрузок, ударов и вибраций. Значения коэффициентов формы (Kф) и шероховатости (Kr) приведены в таблице 2.2. Т а б л и ц а 2.2 Значения коэффициентов Kф и Kr Уровень относительной геометрической точности цилиндрические поверхности плоские поверхности Значение коэффициента Kф Значение коэффициента Kr А 0,3 0,6 0,05 В 0,2 0,4 0,025 С 0,12 0,25 0,012 Значение Ra можно рассчитать по формуле Ra = KrТ, (2.6) где Т - допуск на размер, ограничивающий данную поверхность (Td или TD); Kr - коэффициент шероховатости поверхности по таблице 2.2. Расчетное значение округлить в сторону уменьшения до величины, указанной в таблице В.1, вариант 1. Указание требований к шероховатости поверхностей производится на чертежах согласно ЕСКД по ГОСТ 2.30973 «ЕСКД. Обозначения шероховатости поверхностей». Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 71 Рис. 2.2 Место и порядок записи параметров шероховатости Обозначение шероховатости состоит из условного значка и числовых значений . Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рисунке 2.2. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки. В обозначении шероховатости применяют один из знаков: - основной знак, когда метод обработки поверхности чертежом не регламентируется; - знак, соответствующий поверхности, полученной удалением слоя металла (точением, сверлением, фрезерованием, шлифованием и т. д.); - знак, соответствующий поверхности в состоянии поставки, без удаления слоя металла (литье, штамповка, поковка и т. д.). Согласно ГОСТ 2.309-73 с 01.01.2005 г. при задании параметров шероховатости: обязательно указывать символы (Ra, Rz, S, tp) перед их числовым значением; все параметры записывать под полочкой. Под полочкой могут быть указаны: условные обозначения неровностей, базовая длина и все параметры шероховатости по строчкам, начиная с Ra; над полочкой указывают способ обработки и другие дополнительные требования (например, полировать); 72 Метрология, стандартизация и сертификация знак «остальное» для поверхностей, обрабатываемых с одинаковыми требованиями, указывать в верхнем правом углу чертежа, например, или; обработку поверхностей сложного контура «кругом» указывать так: . Знак шероховатости может указываться на контурной линии чертежа, на размерных линиях или на их продолжениях, на рамке допуска формы, на полках линий - выносок (рис. 2.3а). При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке (рис. 2.3б): параметры высоты неровностей профиля; параметры шага неровностей профиля; относительная опорная длина профиля. При нормировании требований к шероховатости поверхности параметрами Ra, Rz, Rmax базовую длину в обозначении шероховатости не приводят, если она соответствует ГОСТ 2789-73 для выбранного значения параметра шероховатости (табл. В.1). В данном примере указано (рис. 2.3б): среднеарифметическое отклонение профиля Ra не более 0,1 мкм на базовой длине l = 0,25 мм (в обозначении Рис. 2.3 Примеры обозначения шероховатости: а - возможное размещение знака шероховатости; б - указание нескольких параметров. Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 73 Рис. 2.4 Варианты обозначения шероховатости в правом углу чертежа: а - все поверхности имеют одинаковую шероховатость; б - часть поверхностей имеет одинаковую шероховатость (остальные); в - часть поверхностей по данному чертежу не обрабатывается (полочка не рисуется, параметры не указываются. базовая длина не указана, так как соответствует значению, определенному стандартом для данной высоты неровностей); средний шаг неровностей профиля Sm должен находиться в пределах от 0,063 до 0,040 мм на базовой длине l = 0,8 мм; относительная опорная длина профиля на 50%-ном уровне сечения должна находиться в пределах 80 ± 10% на базовой длине l = 0,25 мм. Примеры задания требований к шероховатости поверхности: означает Ra ≤ 1,6 мкм, метод обработки поверх ности чертежом не регламентируется; означает Rz≤ 40 мкм, обработка резанием; означает Ra ≤ 12,5 мкм, поверхность без удале ния слоя металла (литье, штамповка, поковка и т. д.). Обозначение шероховатости поверхностей повторяющихся элементов изделия (отверстий, пазов, зубьев и т. д.), количество которых указано на чертеже, а также обозначение шероховатости одной и той же поверхности, независимо от числа изображений или поверхностей, имеющих одинаковую шероховатость и образующих контур, наносят один раз. В правом верхнем углу чертежа указывают общие требования к поверхностям детали, варианты задания таких требований указаны на рисунке 2.4. 74 Метрология, стандартизация и сертификация ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 2.1 (1-Й УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ) Ознакомиться с теоретической частью раздела. Получить задание (вариант) практической работы. Варианты заданы в таблице 2.3. Т а б л и ц а 2.3 Варианты заданий к практическому занятию 2.1 № варианта Обозначение шероховатости поверхности № варианта 1 15 2 16 3 17 4 18 5 19 6 20 Обозначение шероховатости поверхности Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 75 П р о д о л ж е н и е т а б л. 2.3 № варианта Обозначение шероховатости поверхности № варианта 7 21 8 22 9 23 10 24 11 25 12 26 13 27 14 28 Обозначение шероховатости поверхности 76 Метрология, стандартизация и сертификация Задание. По заданному варианту расшифровать условное обозначение шероховатости. Решение. 1. Указать вид условного значка, обозначающего требования к шероховатости поверхности. 2. Определить тип направления неровностей. 3. Определить наименование параметров шероховатости, их условное обозначение и числовое значение. 4. Указать базовую длину и объяснить ее назначение. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 2.1 Задание. По заданному варианту расшифровать условное обозначение шероховатости. Дано: Решение. 1. Использован знак - метод обработки поверхности чертежом не регламентируется. 2. Направление неровностей не регламентируется, т. е. соответствует методу обработки. 3. Шероховатость нормируется по: параметру Ra (среднее арифметическое отклонение профиля), значение которого не должно превышать 0,1 мкм; средний шаг неровностей профиля по средней линии Sm в пределах (0,063–0,040) мм; относительная опорная длина профиля tp, задана на уровне 50% и должна составлять 80 ± 10%; 4. Базовая длина l = 0,25 мм для Ra не указывается, так как ее числовое значение соответствует числовому значению параметра Ra (табл. В.1); базовая длина l = 0,8 мм для Sm указана, базовая длина l = 0,25 мм для tp указана, так как эти параметры на приборах профилометр - профилограф измеряются на больших базовых длинах. Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности 77 2.2. НОРМИРОВАНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ 2.2.1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ 2.2, 2.3, 2.4 В ГОСТ 24642 (не действует в РФ) даны термины и определения, относящиеся к допускам формы; на территории России введен в действие с 01.01.2012 г. ГОСТ Р 53442, который устанавливает определения и правила указания на чертежах геометрических допусков (формы, ориентации, месторасположения и биения). Однако необходимо рассмотреть некоторые понятия ГОСТ 24642-81, так как аналогичных им в новом стандарте нет. Отклонением формы EF (∆ф) называется отклонение формы реального элемента от номинальной формы, оцениваемое наибольшим расстоянием от точек реального элемента по нормали к прилегающему элементу (рис. 2.5). Шероховатость поверхности в отклонение формы не включается. Номинальная поверхность - это идеальная поверхность, форма которой задана чертежом или другой технической документацией. Реальная поверхность - это поверхность, ограничивающая тело и отделяющая его от окружающей среды. Отклонения формы оцениваются по всей поверхности (по всему Рис. 2.5 Схема к определению отклонения формы поверхности 78 Метрология, стандартизация и сертификация профилю) или на нормируемом участке, если заданы площадь, длина или угол сектора, а в необходимых случаях и расположение его на поверхности. Если расположение участка не задано, то его считают любым в пределах всей поверхности или профиля. Отсчет отклонений формы поверхности производится по нормали к прилегающей поверхности как наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей, которая рассматривается как номинальная. Прилегающая поверхность - поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной поверхностью и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальное значение. Отклонения формы профиля оцениваются аналогично - от прилегающей линии. Допуск формы TF (Тф) - это наибольшее допускаемое значение отклонения формы. Допуски формы могут быть: комплексными (плоскостность, цилиндричность, круглость, допуск формы заданного профиля); элементарными (выпуклость, вогнутость, овальность, огранка, конусообразность, седлообразность, бочкообразность). Отклонение от круглости ∆кр - наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 2.6). Основные виды частных отклонений профиля поперечного сечения цилиндрических поверхностей - овальность (рис. 2.7а) и огранка (рис. 2.7б). Частные отклонения профиля продольного сечения - конусообразность (рис. 2.8а), бочкообразность (рис. 2.8б), седлообразность (рис. 2.8в). Для всех случаев отклонение формы определяется в радиусном выражении: (2.7) Допуски формы поверхности назначаются только в том случае, если они по условиям эксплуатации изделия должны Глава 2. Нормирование требований к шероховатости поверхности Рис. 2.6 Отклонение от круглости Рис. 2.7 Частные виды отклонений от круглости: а - овальность; б - огранка. Рис. 2.8 Частные виды отклонений формы профиля продольного сечения: а - конусообразность; б - бочкообразность; в - седлообразность. 79 80 Метрология, стандартизация и сертификация быть меньше допуска размера. Виды допусков формы и другие геометрические допуски представлены в таблице В.5. Наименование геометрического допуска состоит из слова «допуск» и геометрической характеристики элемента, нормируемой им, например «допуск прямолинейности». Исключение составляет допуск позиционирования, который в сложившейся практике имеет наименование «позиционный допуск». Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей установлены ГОСТ 24643-81 по 16 степеням точности (табл. В.6 и В.7). В таблицах рассмотрены 12 степеней, т. к. для грубых поверхностей применяется ГОСТ 30893.2 на общие допуски. Числовые значения допусков формы поверхности могут быть определены расчетным методом и методом подобия. 2.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДОПУСКОВ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ Метод подобия применяется при известном квалитете точности размера рассматриваемой поверхности. Определяется степень точности формы поверхности по условиям экономической точности для жесткой конструкции (табл. В.2). Степень точности снижается на одну, если L/d от 2 до 5; на две степени точности грубее, если L/d >5. Metoda výpočtu je založena na poměru rozměrových tolerancí k tvarovým tolerancím a drsnosti povrchu. Při zvažování vztahu mezi tolerancí velikosti a tolerancí tvaru pro válcové části se bere průměr uvažovaného povrchu a pro ploché části - tolerance pro tloušťku součásti, protože největší chyba se rovná této toleranci, tj. 100 %. Tf max = Td. U válcových součástí je tvarová tolerance udávána jako poloměr, takže největší tvarová chyba se bere rovna 50 % tolerance průměru: Тf max = Тd/2. Kapitola 2. Rozdělení požadavků na drsnost povrchu 81 Pro úroveň A je tolerance tvaru (

A.G. Sergejev

M. V. Latyshev

V.V. Teregerya

DÍLNA

O METROLOGII, STANDARDIZACE, CERTIFIKACI

Vladimír 2005

A. G. Sergeev, M. V. Latyshev, V. V. Teregerya

DÍLNA

O METROLOGII, STANDARDIZACE, CERTIFIKACI

Tutorial

Vladimír 2005

MDT 621,753(076) + 658,516(075,8)

Recenzent

Workshop o metrologii, standardizaci, certifikaci / Comp.: A.G. Sergeev, M.V. Latyshev, V.V. Teregerya; Vladim. Stát un-t. Vladimír, 2005. s.

Zpracováno v souladu s programem kurzu "Metrologie, normalizace, certifikace" pro odbornosti 120301, 114000, 210200

Oddíly školící příručky obsahují materiály pro praktické cvičení k těmto tématům kurzu "Metrologie, normalizace, certifikace": právní základ normalizace, klasifikace vědecké a technické dokumentace, vývoj technických specifikací výrobků a služeb, kontrola přesnosti výroby dílů, základní pojmy spojů a přistání, státní norma ESDP, volba metod a prostředků měření lineárních rozměrů, zpracování výsledků přímých vícenásobných měření, základy certifikace.

Určeno pro prezenční studenty jmenovaných oborů.

Il. Tab. . Bibliografie název

MDT 621,753 (076 + 658,516

1. STANDARDIZACE

1.1. PRÁVNÍ RÁMEC A REGULAČNÍ DOKUMENTY O STANDARDIZACI RUSKÉ FEDERACE

Klíčové body. Hlavním dokumentem v Ruské federaci pro normalizaci je zákon „o technickém předpisu“, jakož i zákony „o zajištění jednotnosti měření“, „o ochraně práv spotřebitelů“ a vyhlášky vlády Ruské federace. přijaté k provedení těchto zákonů Ruské federace.

Zákon „o technickém předpisu“ stanoví právní základ pro normalizaci v Ruské federaci, vymezuje práva a povinnosti účastníků regulované federálním zákonem o vztazích. Upravuje vztahy vznikající při vývoji, přejímání, uplatňování a používání závazných požadavků na výrobky, výrobní procesy, provoz a likvidaci, jakož i vývoj, přejímání, uplatňování a používání na dobrovolném základě požadavků na výrobky, výrobní procesy, provoz , skladování, přepravu, prodej a likvidaci, provádění prací nebo poskytování služeb. Ostatní federální zákony a předpisy Ruské federace vztahující se k rozsahu normalizace (včetně těch, které přímo či nepřímo stanovují kontrolu dodržování požadavků technických předpisů) se uplatňují v rozsahu, který neodporuje hlavnímu dokumentu. Federální výkonné orgány mají právo vydávat v prostředí technických předpisů akty pouze doporučující povahy, s výjimkou regulace ve vztahu k produktům obrany (práce, služby) a produktům (práce, služby), o nichž informace tvoří státní tajemství. Stanoví-li mezinárodní smlouva Ruské federace v oblasti technických předpisů jiná pravidla než ta, která stanoví hlavní federální zákon, použijí se pravidla mezinárodní smlouvy, a pokud z mezinárodní smlouvy vyplývá, že její použití vyžaduje vydání vnitrostátního zákona, pravidel mezinárodní smlouvy a na jejím základě přijetí právních předpisů Ruské federace (viz příloha 1).

Pro posílení úlohy normalizace ve vědeckém a technologickém pokroku, zlepšení kvality produktů a nákladové efektivity jejich výroby byl vyvinut ruský národní standardizační systém (RNSS). Základem RNSS je Státní normalizační systém (GOST R 1.0 - 92.

GSS RF. Základní ustanovení; GOST 1.5 - 2002. GSS RF. Normy. Obecné požadavky na konstrukci, prezentaci, design, obsah a označení; GOST R 1.8 - 2002. GSS RF. Mezistátní standardy. Pravidla pro vývoj, aplikaci, aktualizaci a ukončení práce prováděné v Ruské federaci; GOST R 1.9 - 95. GSS RF. Postup při označování výrobků a služeb znakem shody se státními normami; GOST R 1.12 - 99. GSS RF. Termíny a definice. atd.) ve znění pozdějších předpisů ve světle spolkového zákona „o technickém předpisu“. RNSS vytváří právní rámec pro normalizaci v Ruské federaci pro všechny vládní orgány, jakož i podniky a podnikatele, veřejná sdružení a určuje opatření pro státní ochranu zájmů spotřebitelů a státu prostřednictvím vypracování a aplikace regulačních dokumentů. o standardizaci.

Standardizace, jak ji definuje ISO/IEC, je stanovení a uplatňování pravidel za účelem zefektivnění činností v určité oblasti ve prospěch a za účasti všech zainteresovaných stran, zejména k dosažení optimální celkové hospodárnosti při dodržení podmínek provozní (použití) a bezpečnostní požadavky.

Podle spolkového zákona „O technickém předpisu“ se normalizace provádí za účelem: zvýšení úrovně bezpečnosti života nebo zdraví občanů, majetku fyzických nebo právnických osob, státního nebo obecního majetku, bezpečnosti životního prostředí, bezpečnosti života popř. zdraví zvířat a rostlin a podporovat dodržování požadavků technických předpisů; zvýšení úrovně zabezpečení objektů s přihlédnutím k riziku přírodních a technických havárií; zajištění vědeckého a technologického pokroku; zvýšení konkurenceschopnosti výrobků, prací a služeb; racionální využívání zdrojů; technická a informační kompatibilita; srovnatelnost výsledků výzkumů (testů) a měření, technických a ekonomicko-statistických údajů; zaměnitelnost produktů. Standardizace se řídí následujícími zásadami: dobrovolná aplikace norem; maximální zohlednění při vývoji standardů oprávněných zájmů zúčastněných stran; použití mezinárodní normy jako základu pro vývoj národní normy, pokud taková aplikace není uznána jako nemožná z důvodu nesouladu požadavků mezinárodních norem s klimatickými a geografickými charakteristikami Ruské federace, technickými a (nebo) technologickými funkce, nebo z jiných důvodů, nebo Ruská federace v

v souladu se zavedenými postupy se postavila proti přijetí mezinárodní normy nebo jejího samostatného ustanovení; nepřípustnost vytváření překážek při výrobě a oběhu výrobků, výkonu práce a poskytování služeb ve větším rozsahu, než je minimum nutné k naplnění cílů normalizace; nepřípustnost stanovení takových norem, které jsou v rozporu s technickými předpisy; zajištění podmínek pro jednotné uplatňování norem.

Normalizační činnost je regulována normativními dokumenty. Normativní dokument o normalizaci je dokument, který stanoví pravidla, principy, normy, charakteristiky týkající se předmětů normalizace, různých typů činností nebo jejich výsledků a je dostupný širokému okruhu uživatelů. Seznam hlavních normativních dokumentů o normalizaci je uveden na obr. 1.1.1.

Mezinárodní normy jsou vyvíjeny a publikovány Mezinárodní organizací pro normalizaci. Na základě mezinárodních standardů vznikají národní standardy, jsou využívány i pro mezinárodní ekonomické vztahy. Hlavním účelem těchto norem je podporovat příznivý vývoj normalizace ve světě za účelem usnadnění mezinárodní výměny zboží a rozvoje vzájemné spolupráce v oblasti intelektuálních, vědeckých, technických a ekonomických činností.

Mezinárodní i národní zahraniční normy jsou v Ruské federaci zaváděny přijetím státní normy nebo technických předpisů.

Mezinárodní normy jsou ve světě široce používány, jejich počet v současnosti přesahuje 12 tisíc a ročně je přijato nebo revidováno asi tisíc norem. Nejsou závazné pro členské země mezinárodní organizace pro normalizaci. Rozhodnutí o jejich žádosti je spojeno s mírou účasti konkrétní země na mezinárodní dělbě práce a stavem jejího zahraničního obchodu. V Rusku v současnosti probíhá aktivní proces zavádění mezinárodních norem do národního normalizačního systému.

Na Obr. 1.1.2 uvádí seznam mezinárodních organizací pro normalizaci.

Rýže. 1.1.1. Seznam hlavních regulačních dokumentů o normalizaci

Rýže. 1.1.1. Konec

Rýže. 1.1..2. Mezinárodní organizace pro normalizaci

Pracovní zadání. Prostudovat hlavní právní dokumenty o normalizaci (Federální zákon „O technickém předpisu“, viz Příloha 1), kategorie a typy regulačních dokumentů o normalizaci. Seznamte se

tsya s konceptem „mezinárodních standardů“ a s aktivitami mezinárodních organizací pro standardizaci.

Praktické úkoly. Odpověz na otázky:

koncept standardizace.

standardizační cíle.

Ruský národní standardizační systém.

definice standardu.

mezinárodní standardizace.

mezinárodní normalizační orgány.

Určete správné kontrolní odpovědi testu.

1. Pojmenujte regulační dokument o právním základu pro normalizaci Ruské federace:

„Zákon o technickém předpisu“;

„Zákon o zajištění jednotnosti měření“;

"Mezinárodní zákony";

„Regulační a technické dokumenty o normalizaci“.

2. Jaký charakter mají požadavky technických předpisů:

pouze některé z nich jsou povinné;

jsou povinné;

3. Uveďte hlavní mezinárodní organizaci v oblasti normalizace:

Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC);

Evropský výbor pro normalizaci (CEN);

Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO).

4. Co se nazývá standard:

dokument, ve kterém je za účelem dobrovolného vícenásobného použití stanovena charakteristika produktu, prováděcí pravidla a charakteristika procesů výroby, provozu, skladování, přepravy, prodeje a likvidace, výkonu práce nebo poskytování služeb;

jedná se o plánovanou činnost ke stanovení závazných pravidel, norem a požadavků na předmět normalizace.

5. Co se nazývá technický předpis:

dokument označující pouze technické požadavky na předmět normalizace;

regulační dokument vypracovaný pro konkrétní výrobní procesy a jejich prvky související s řešením problémů organizace a řízení práce na normalizaci, metrologii, certifikaci, akreditaci, udělování licencí, státní kontrole a dozoru nad dodržováním závazných požadavků technických předpisů, státních a mezinárodních norem .

jedná se o plánovanou činnost ke stanovení závazných pravidel, norem a požadavků na předmět normalizace.

přepis

1 MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE Federální státní autonomní vzdělávací instituce vysokého školství "NÁRODNÍ VÝZKUM TOMSK POLYTECHNICAL UNIVERSITY" A.S. Spiridonova, N.M. Natalinova WORKSHOP O METROLOGII, STANDARDIZACI A CERTIFIKACI Doporučeno jako učební pomůcka redakční a vydavatelskou radou Tomské polytechnické univerzity Vydavatelství Tomské polytechnické univerzity 2014

2 MDT (076,5) LBC ya73 С72 С72 Spiridonova A.S. Workshop o metrologii, normalizaci a certifikaci: učebnice / A.S. Spiridonova, N.M. Natalinová; Tomská polytechnická univerzita. Tomsk: Vydavatelství Tomské polytechnické univerzity, str. Příručka obsahuje šest laboratorních prací a čtyři praktická cvičení, která obsahují potřebné teoretické materiály a kontrolní otázky k přípravě na obhajobu provedené práce. Je určena studentům všech směrů k upevnění teoretických základů metrologie, metod měření, postupu měření hodnot fyzikálních veličin a pravidel pro zpracování výsledků měření, odhadu nejistoty měření, právních základů metrologie, dále teoretická ustanovení normalizační činnosti, zásady konstrukce a pravidla používání norem, souborných norem a dalších regulačních dokumentů. UDC (076,5) LBC Ya73 recenzenti Kandidát technických věd, docent TSUAE A.A. Alekseev kandidát chemických věd, docent TSU N.A. Gavrilenko FGAOU VO NR TPU, 2014 Spiridonova A.S., Natalinova N.M., 2014 Design. Vydavatelství Tomské polytechnické univerzity, 2014

3 ÚVOD Metrologie a normalizace jsou nástroje pro zajištění kvality a bezpečnosti výrobků, prací a služeb, což je důležitý aspekt mnohostranné činnosti. Kvalita a bezpečnost jsou hlavními faktory při prodeji zboží. Účelem výuky oboru "Metrologie, normalizace a certifikace" je prezentace pojmů, utváření znalostí, dovedností a schopností studentů v oblastech normalizace, metrologie a posuzování shody pro zajištění efektivnosti výroby a dalších činností. V důsledku studia oboru musí mít student tyto kompetence: znát cíle, principy, oblasti použití, předměty, předměty, prostředky, metody, regulační rámec pro normalizaci, metrologii, činnosti posuzování shody; umět aplikovat technickou a metrologickou legislativu; práce s regulačními dokumenty; rozpoznat formuláře potvrzení shody; rozlišovat mezi mezinárodními a národními jednotkami měření; mají zkušenosti s prací s aktuálními federálními zákony, regulačními a technickými dokumenty nezbytnými pro realizaci odborných činností. Práce splňuje požadavky Státního vzdělávacího standardu vyššího odborného vzdělávání (standardy FSES HPE a TPU OOP) v oboru "Metrologie, normalizace a certifikace" pro studenty všech oborů. Tato příručka je určena k upevnění teoretických základů metrologie, metod měření, postupu měření hodnot fyzikálních veličin a pravidel pro zpracování výsledků měření, právního rámce metrologie, jakož i teoretických ustanovení normalizace a certifikace. činnosti, stavební zásady a pravidla pro používání norem, souborů norem a další regulační dokumentace. 3

4 ODDÍL 1. METROLOGICKÉ LABORATORNÍ PRÁCE 1 KLASIFIKACE MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ A JMENOVITÉ METROLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY 1.1. Základní pojmy a definice Měřidlo je v souladu s RMG technické zařízení určené k měření, které má normalizované metrologické vlastnosti, reprodukuje a (nebo) uchovává jednotku fyzikální veličiny, jejíž velikost je brána nezměněná (v rámci stanovené chyby). ) po známý časový interval. Měřicí přístroje (SI) používané v různých oblastech vědy a techniky jsou extrémně rozmanité. U této sady je však možné vyčlenit některé společné rysy, které jsou vlastní všem SI, bez ohledu na oblast použití. Tyto znaky tvoří základ různých klasifikací SI, z nichž některé jsou uvedeny níže. Klasifikace měřicích přístrojů Podle technického účelu: Měřítkem fyzikální veličiny je měřicí přístroj určený k reprodukci a (nebo) uložení fyzikální veličiny jednoho nebo více daných rozměrů, jejichž hodnoty jsou vyjádřeny v ustálených jednotkách a jsou známé. s požadovanou přesností; Rozlišují se tyto typy měr: jednohodnotová míra je míra, která reprodukuje fyzikální veličinu stejné velikosti (například závaží o hmotnosti 1 kg, kondenzátor o konstantní kapacitě); vícehodnotová míra - míra, která reprodukuje fyzikální veličinu různé velikosti (například čárkovaná délková míra, kondenzátor s proměnnou kapacitou); soubor měr soubor měr různých velikostí stejné fyzické velikosti, určený pro praktické použití jak jednotlivě, tak v různých kombinacích (například sada měrek); sklad měr - soubor měr konstrukčně sdružených do jediného zařízení, ve kterém jsou zařízení pro jejich spojování v různých kombinacích (například sklad elektrických odporů). 4

5 Měřicí přístroj je měřicí přístroj určený k získávání hodnot měřené fyzikální veličiny ve stanoveném rozsahu. Měřící zařízení zpravidla obsahuje zařízení pro převod naměřené hodnoty na signál měřicí informace a její indexování v co nejpřístupnější podobě pro vnímání. Zobrazovací zařízení má v mnoha případech stupnici se šipkou nebo jiné zařízení, graf s perem nebo digitální displej, díky kterému lze provádět čtení nebo registraci hodnot fyzikální veličiny. Podle typu výstupní hodnoty se rozlišují analogové a digitální měřicí přístroje. Analogový měřicí přístroj je měřicí přístroj, jehož hodnoty (nebo výstupní signál) jsou spojitou funkcí měřené veličiny (např. ručičkový voltmetr, rtuťový teploměr). Digitální měřič je měřič, jehož odečty jsou prezentovány v digitální podobě. V digitálním zařízení je vstupní analogový signál měřicí informace převeden na digitální kód a výsledek měření je zobrazen na digitálním displeji. Podle formy zobrazení výstupní hodnoty (podle způsobu zobrazení hodnot měřené hodnoty) se měřící přístroje dělí na měřící přístroje indikační a záznamové. indikační měřicí přístroj měřicí přístroj, který umožňuje pouze odečítání indikací hodnot měřené veličiny (mikrometr, analogový nebo digitální voltmetr). záznamové měřicí zařízení měřicí zařízení, ve kterém je poskytován záznam odečtů. Záznam hodnot naměřené hodnoty lze provádět v analogové nebo digitální podobě, ve formě diagramu, tiskem na papír nebo magnetickou pásku (termograf nebo např. měřicí zařízení spojené s počítačem, displej a zařízení pro tisk hodnot). Podle činnosti se měřící přístroje dělí na integrační a sčítací. Existují také přístroje s přímou akcí a srovnávací přístroje Měřicí převodník je technický prostředek se standardními metrologickými charakteristikami, který slouží k převodu naměřené hodnoty na jinou hodnotu nebo měřicí signál vhodný pro zpracování, uložení, další transformace, indikaci nebo přenos. Výsledná hodnota 5

6 nebo měřicí signál nejsou přímo přístupné pozorovateli, jsou určeny pomocí převodního faktoru. Měřicí převodník je buď součástí měřicího zařízení (měřicí sestava, měřicí systém), nebo se používá společně s jakýmkoliv měřicím přístrojem. Podle povahy převodu se rozlišují analogové, digitálně-analogové, analogově-digitální převodníky. Podle místa v měřicím obvodu se rozlišují primární a mezipřevodníky. Existují také měřící a vysílací převodníky. Příklady: termočlánek v termoelektrickém teploměru, měřicí transformátor proudu, elektropneumatický převodník. Měřicí zařízení je soubor funkčně kombinovaných měřidel, měřicích přístrojů, měřicích převodníků a dalších zařízení, určených k měření jedné nebo více fyzikálních veličin a umístěných na jednom místě. Nastavení měření použité pro ověření se nazývá nastavení kalibrace. Nastavení měření, které je součástí standardu, se nazývá referenční nastavení. Některá velká měřící zařízení se nazývají měřící stroje, určené k přesnému měření fyzikálních veličin, které charakterizují produkt. Příklady: instalace pro měření měrného odporu elektrických materiálů, instalace pro testování magnetických materiálů. Měřicí systém je soubor funkčně kombinovaných měřidel, měřicích přístrojů, měřicích převodníků, počítačů a jiných technických prostředků umístěných na různých místech řízeného objektu apod., s cílem měřit jednu nebo více fyzikálních veličin, které jsou tomuto objektu vlastní, a generovat měření signálů pro různé účely. Podle účelu se měřící systémy dělí na měřící informační, měřící kontrolní, měřící řídící systémy atd. Měřící systém, který se přestavuje v závislosti na změně měřící úlohy, se nazývá flexibilní měřící systém (GIS). Příklady: měřicí systém tepelné elektrárny, který umožňuje získat informace o měření o řadě fyzikálních veličin v různých energetických jednotkách. Může obsahovat stovky měřicích kanálů; radionavigační systém pro určování polohy různých objektů, sestávající z řady měřících a výpočetních komplexů rozmístěných v prostoru ve značné vzdálenosti od sebe. 6

7 Měřicí a výpočetní komplex je funkčně integrovaný soubor měřicích přístrojů, počítačů a pomocných zařízení určených k provádění konkrétního měřicího úkolu jako součásti měřicího systému. Komparátor srovnávací prostředek určený pro porovnávání měr homogenních veličin (páková váha, komparátor pro porovnávání normálních prvků). Podle metrologického určení se všechny SI dělí na etalony, pracovní etalony a pracovní SI. Etalon jednotky fyzikální veličiny (etalon) je měřidlo (nebo soubor měřidel) určené k reprodukci a (nebo) uložení jednotky a přenosu její velikosti na měřidla níže v ověřovacím schématu a schválené jako standardně předepsaným způsobem. Provedení etalonu, jeho vlastnosti a způsob reprodukce jednotky jsou dány povahou dané fyzikální veličiny a stupněm rozvoje měřicí techniky v této oblasti měření. Norma musí mít alespoň tři podstatné znaky neměnnosti, reprodukovatelnosti a srovnatelnosti, které spolu úzce souvisí. Pracovní etalon Etalon určený k přenosu velikosti jednotky na pracovní měřicí přístroje. V případě potřeby jsou pracovní normy rozděleny do kategorií (1., 2., ..., n.). V tomto případě se přenos velikosti jednotky provádí prostřednictvím řetězce pracovních norem podřízených z hlediska číslic. Zároveň se z posledního pracovního etalonu v tomto řetězci přenáší velikost jednotky na pracovní měřicí přístroj. Pracovní měřidlo je měřidlo určené pro měření nesouvisející s přenosem velikosti jednotky na jiná měřidla. Podle významu měřené fyzikální veličiny se všechny měřicí přístroje dělí na hlavní a pomocné měřicí přístroje. Hlavní prostředek měření SI té fyzikální veličiny, jejíž hodnota musí být získána v souladu s úlohou měření. Pomocné měřicí přístroje SI té fyzikální veličiny, jejíž vliv na hlavní měřicí přístroj nebo předmět měření je nutno vzít v úvahu pro získání výsledků měření s požadovanou přesností (teploměr pro měření teploty plynu v procesu měření objemový průtok tohoto plynu). 7

8 Klasifikace měřicích přístrojů podle jejich technického určení je hlavní a je znázorněna na Obr. 1.1 Metrologická charakteristika měřidla (MX SI): Charakteristika jedné z vlastností měřidla, která ovlivňuje výsledek měření a jeho chybu. Pro každý typ měřidel jsou stanoveny jejich metrologické charakteristiky. Metrologické charakteristiky stanovené normativními a technickými dokumenty se nazývají normalizované metrologické charakteristiky a ty, které byly stanoveny experimentálně, se nazývají skutečné metrologické charakteristiky. Nomenklaturu metrologických charakteristik a metody jejich normalizace stanoví GOST. Všechny metrologické charakteristiky MI lze rozdělit do dvou skupin: charakteristiky, které ovlivňují výsledek měření (určující rozsah MI); charakteristiky ovlivňující přesnost (kvalitu) měření. Mezi hlavní metrologické charakteristiky, které ovlivňují výsledek měření, patří: rozsah měření měřidel; 8

9 hodnota měření jedna ku jedné nebo více hodnot; funkce převodu vysílače; hodnota dílku stupnice měřidla nebo vícehodnotové míry; druh výstupního kódu, počet číslic kódu, cena jednotky nejmenší číslice kódu měřidel určených k vydávání výsledků v digitálním kódu. Rozsah měření měřicího přístroje (rozsah měření) je rozsah hodnot, ve kterém jsou normalizovány meze přípustné chyby měřicího přístroje (u převodníků je to převodní rozsah). Hodnoty veličiny, které omezují rozsah měření zdola a shora (zleva a zprava), se nazývají dolní mez měření nebo horní mez měření. Pro míry, hranice reprodukce hodnot. Jednociferné míry mají nominální a skutečné reprodukovatelné hodnoty. Jmenovitá hodnota měrky je hodnota množství přiřazená měrce nebo dávce měr během výroby. Příklad: rezistory o jmenovité hodnotě 1 ohm, závaží o jmenovité hodnotě 1 kg. Často je nominální hodnota uvedena na měrce. Skutečná hodnota měření je hodnota veličiny přiřazená k měření na základě jeho kalibrace nebo ověření. Příklad: složení státního etalonu jednotky hmotnosti zahrnuje platino-iridiové závaží s nominální hodnotou hmotnosti 1 kg, přičemž skutečná hodnota jeho hmotnosti je 1 kg, získaná jako výsledek srovnání s mezinárodní normou kilogram uložený u Mezinárodního úřadu pro váhy a míry (BIPM) (v tomto případě jde o kalibraci). Rozsah indikací měřicího přístroje (rozsah indikací) je rozsah hodnot stupnice přístroje, omezený počáteční a konečnou hodnotou stupnice. Měřicí rozsah měřicího přístroje (rozsah měření) je rozsah hodnot, ve kterém jsou normalizovány meze přípustné chyby měřicího přístroje. Hodnoty veličiny, které omezují rozsah měření zdola a shora (zleva a zprava), se nazývají dolní mez měření nebo horní mez měření. Cena dělení stupnice (cena dělení) je rozdíl mezi hodnotami veličin odpovídajících dvěma sousedním značkám na stupnici měřicího přístroje. Mezi metrologické charakteristiky, které určují přesnost měření, patří chyba měřidla a třída přesnosti měřidla. 9

10 Chyba měřícího přístroje je rozdíl mezi indikací měřícího přístroje (x) a skutečnou (skutečnou) hodnotou (x d) měřené fyzikální veličiny. x x x d. (1.1) Protože x d je buď nominální hodnota (například míry), nebo hodnota měřené veličiny přesnější (alespoň řádově, tj. 10krát) SI. Čím je chyba menší, tím je měřicí přístroj přesnější. Chyby MI lze klasifikovat podle řady znaků, zejména: ve vztahu k podmínkám měření, základní, doplňkové; podle způsobu vyjádření (metodou normalizace MX) absolutní, relativní, redukované. Základní chyba měřicího přístroje (základní chyba) je chyba měřicího přístroje používaného za normálních podmínek. Normální provozní podmínky jsou zpravidla: teplota (293 5) K nebo (20 5) ºС; relativní vlhkost vzduchu (65 15) % při 20 ºС; síťové napětí 220 V 10 % s frekvencí 50 Hz 1 %; atmosférický tlak od 97,4 do 104 kPa. Dodatečná chyba měřicího přístroje (dodatečná chyba) je složka chyby měřicího přístroje, která vzniká vedle hlavní chyby v důsledku odchylky některé z ovlivňujících veličin od její normální hodnoty nebo v důsledku jejího překročení. rozsah hodnot. Při normalizaci charakteristik chyb měřicích přístrojů se stanoví meze dovolených chyb (kladné a záporné). Meze přípustných základních a doplňkových chyb se vyjadřují ve formě absolutních, redukovaných nebo relativních chyb v závislosti na povaze změny chyb v rozsahu měření. Meze dovolené dodatečné chyby mohou být vyjádřeny ve formě odlišné od formy vyjádření mezí dovolené základní chyby. Absolutní chyba měřicího přístroje (absolutní chyba, vyjádřená v jednotkách chyby) je chyba měřicího přístroje v hodnotách měřené fyzikální veličiny. Absolutní chyba je určena vzorcem (1.1). 10

11 Meze přípustné základní absolutní chyby lze specifikovat jako: a (1.2) nebo a bx, (1.3) kde meze přípustné absolutní chyby vyjádřené v jednotkách měřené hodnoty na vstupu (výstupu) nebo konvenčně v dílky stupnice; x hodnota naměřené hodnoty na vstupu (výstupu) měřicích přístrojů nebo počet dílků napočítaných na stupnici; ab, kladná čísla nezávislá na x. Redukovaná chyba měřicího přístroje (redukovaná chyba) je relativní chyba vyjádřená jako poměr absolutní chyby měřicího přístroje k podmíněně přijaté hodnotě veličiny (normalizační hodnotě), která je konstantní v celém rozsahu měření nebo v část sortimentu. Redukovaná chyba měřicího přístroje je určena vzorcem: 100 %, (1.4) x N kde jsou meze dovolené redukované základní chyby, %,; meze přípustné absolutní základní chyby stanovené vzorcem (1.2); x N normalizační hodnota vyjádřená ve stejných jednotkách jako. Meze přípustné redukované základní chyby by měly být stanoveny ve tvaru: p, (1.5) kde p je abstraktní kladné číslo vybrané z řady 1 10 n ; 1,5 10n; (1,610n); 210n; 2,5 10n; (310 n); 410n; 510n; 6 10 n (n = 1, 0, 1, 2 atd.). Normalizační hodnota x N se bere rovna: konečné hodnotě pracovní části stupnice (x k), je-li nulová značka na okraji nebo mimo pracovní část stupnice (stejnoměrná nebo exponenciální); součet konečných hodnot stupnice (bez znaménka), pokud je nulová značka uvnitř stupnice; modul rozdílu mezí měření pro SI, jehož stupnice má podmíněnou nulu; délka stupnice nebo její část odpovídající rozsahu měření, je-li výrazně nerovnoměrná. V tomto případě musí být absolutní chyba, stejně jako délka stupnice, vyjádřena v milimetrech. jedenáct

12 Relativní chyba měřicího přístroje (relativní chyba) chyba měřicího přístroje, vyjádřená jako poměr absolutní chyby měřicího přístroje k výsledku měření nebo ke skutečné hodnotě měřené fyzikální veličiny. Relativní chyba měřicího přístroje se vypočítá podle vzorce: 100 %, (1.6) x kde jsou meze přípustné relativní základní chyby, %, %; meze dovolené absolutní chyby vyjádřené v jednotkách měřené hodnoty na vstupu (výstupu) nebo konvenčně v dílcích stupnice; x hodnota měřené veličiny na vstupu (výstupu) měřicích přístrojů nebo počet dílků napočítaných na váze. Jestliže bx, pak jsou meze přípustné relativní základní chyby nastaveny ve tvaru: q, (1.7) kde q je abstraktní kladné číslo vybrané z řady dané abx, pak ve tvaru: uvedeném výše; nebo jestliže x cd k 1, (1.8) x kde x k je větší (v absolutní hodnotě) od mezí měření; cd, kladná čísla vybraná z výše uvedené řady. V odůvodněných případech se hranice dovolené relativní základní chyby určují složitějšími vzorci nebo formou grafu či tabulky. Charakteristiky zavedené GOST 8.009 nejlépe popisují metrologické vlastnosti SI. V současné době je však v provozu poměrně velké množství měřidel, jejichž metrologické charakteristiky jsou normalizovány poněkud odlišně, a to na základě tříd přesnosti. Třída přesnosti měřicích přístrojů (třída přesnosti) je zobecněnou charakteristikou tohoto typu měřicích přístrojů, zpravidla odrážející úroveň jejich přesnosti, vyjádřenou mezemi přípustných základních a dodatečných chyb, jakož i dalšími charakteristikami, které ovlivňují přesnost. Třída přesnosti umožňuje posoudit meze chyby měření této třídy. To je důležité při výběru měřicích přístrojů v závislosti na dané přesnosti měření. 12

13 Označení tříd přesnosti SI je přiděleno v souladu s GOST. Konstrukční pravidla a příklady označení tříd přesnosti v dokumentaci a na měřicích přístrojích jsou uvedeny v příloze B. Označení třídy přesnosti se vztahuje na číselníky, štíty a pouzdra SI a je uvedeno v regulační dokumentaci pro SI. Rozsah normalizovaných metrologických charakteristik měřidel je dán účelem, provozními podmínkami a mnoha dalšími faktory. Normy pro hlavní metrologické charakteristiky jsou uvedeny v normách, v technických specifikacích (TS) a provozní dokumentaci pro SI Účelem práce je seznámit se s technickou dokumentací pro SI a určit hlavní klasifikační znaky a normalizované metrologické charakteristiky. použitých měřicích přístrojů; získání dovedností v určování hlavních klasifikačních znaků, používaných měřidel a jejich normalizovaných metrologických charakteristik přímo na měřidlech; upevnění teoretických znalostí v sekci "Klasifikace měřicích přístrojů" studovaného oboru "Metrologie, normalizace a certifikace" Použité zařízení a přístroje 1) osciloskop; 2) digitální voltmetr; 3) analogový voltmetr; 4) generátor; 5) zesilovač; 6) napájení; 7) prvek má normální regulaci teploty; 8) programovatelný zdroj kalibrovaných napětí Pracovní program Určete klasifikační znaky uvedené v tabulce. 1.2 z počtu měřidel (SI) na pracovišti Seznamte se s technickou dokumentací k SI (návod k obsluze, technický popis s návodem k obsluze nebo pas). 13

14 Stanovte normalizované metrologické charakteristiky MI přímo měřidly a technickou dokumentací k nim a u každého měřidla vyplňte tabulku Sestavte protokol o provedené práci (příklad titulní strany viz příloha A). Tabulka 1.2 Klasifikační znaky Měřidlo (uveďte typ měřidla) Podle typu (podle technického určení) Podle typu výstupní hodnoty Podle formy prezentace informace (pouze u měřidel) Podle účelu Podle metrologického účelu Normalizované metrologické charakteristiky 1.5. Kontrolní otázky 1. Vyjmenujte druhy měřicích přístrojů. 2. Podle jakých klasifikačních kritérií se SI dále dělí. 3. Popište každý typ MI. 4. Do jakých skupin se dělí metrologické charakteristiky SI. 5. Co jsou metrologické charakteristiky? 6. Co jsou normalizované a platné metrologické charakteristiky a jak se liší od metrologických charakteristik? 7. Vyjmenujte metrologické charakteristiky, které určují: rozsah SI; kvalita měření. 8. Vyjmenujte typy chyb. 9. Jaká charakteristika určuje přesnost SI? 10. Jaká je funkce norem? 11. Jaký je rozdíl ve jmenování pracovních SI a pracovních norem? 1.6. Literatura 1. RMG GSI. Metrologie. Základní pojmy a definice. Doporučení pro mezistátní standardizaci. 2. GOST GSI. Normalizované metrologické charakteristiky měřidel. 3. GOST GSI. Třídy přesnosti měřicích přístrojů. 4. Sergeev A.G., Teregerya V.V. Metrologie, normalizace a certifikace. M.: Nakladatelství Yurayt: ID Yurayt,

15 LABORATORNÍ PRÁCE 2 NEPŘÍMÉ JEDNOTLIVÉ MĚŘENÍ 2.1. Základní pojmy a definice Měření je soubor operací pro použití technického prostředku, který ukládá jednotku fyzikální veličiny, poskytuje poměr (v explicitní nebo implicitní podobě) měřené veličiny s její jednotkou a získává hodnotu této veličiny. Množství. Měření jsou hlavním zdrojem informací o souladu výrobků s požadavky regulačních dokumentů. Pouze spolehlivost a přesnost informací měření zajišťuje správnost rozhodování o kvalitě výrobků, a to na všech úrovních výroby při testování výrobků, ve vědeckých experimentech apod. Měření jsou klasifikována: a) počtem pozorování: jedno měření a měření provedené jednou. Nevýhodou těchto měření je možnost hrubé chyby chyb; vícenásobné měření fyzikální veličiny stejné velikosti, jehož výsledek se získá z několika po sobě jdoucích měření, tj. sestávajících z řady jednotlivých měření. Obvykle je jejich počet n 3. Provádí se vícenásobná měření, aby se snížil vliv náhodných faktorů na výsledek měření; b) podle povahy přesnosti (podle podmínek měření): stejně přesná měření série měření libovolné veličiny, prováděná se stejnou přesností měřicích přístrojů ve stejných podmínkách se stejnou pečlivostí; nestejná měření - série měření nějaké veličiny, prováděná několika měřicími přístroji lišícími se přesností a (nebo) za různých podmínek; c) vyjádřením výsledku měření: absolutní měření je měření založené na přímých měřeních jedné nebo více základních veličin a (nebo) použití fyzikálních konstantních hodnot (např. měření síly F m g je založeno na měření základní veličiny hmotnosti m a použití fyzikální konstanty tíhového zrychlení g (v místě měření hmotnosti); relativní měření je měření poměru veličiny ke stejnojmenné veličině, která hraje role jednotky nebo měření změny

16 hodnot ve vztahu k hodnotě stejného jména, brané jako originál; d) podle způsobu získání výsledku měření: přímé měření je měření, při kterém se přímo získá požadovaná hodnota fyzikální veličiny (například měření hmotnosti na váze, měření délky součásti mikrometrem) ; nepřímé měření je stanovení požadované hodnoty fyzikální veličiny na základě výsledků přímých měření jiných fyzikálních veličin, které funkčně souvisejí s hledanou hodnotou; kumulativní měření jsou simultánní měření několika veličin stejného jména, ve kterých jsou požadované hodnoty veličin určeny řešením soustavy rovnic získaných měřením těchto veličin v různých kombinacích (například hodnota hmotnosti jednotlivé hmotnosti soupravy se určí ze známé hodnoty hmotnosti jednoho ze závaží a z výsledků měření (porovnání) hmotnosti různých kombinací závaží); společná měření jsou simultánní měření dvou nebo více rozdílných veličin za účelem určení vztahu mezi nimi; e) podle povahy změny měřené fyzikální veličiny: statické měření je měření fyzikální veličiny prováděné v souladu s konkrétním měřicím úkolem jako nezměněné po celou dobu měření. Jsou prováděny s praktickou stálostí naměřené hodnoty; dynamické měření měření fyzikální veličiny, která se mění ve velikosti; f) podle metrologického určení použitých měřidel: technická měření měření pomocí pracovních měřidel; metrologická měření měření pomocí referenčních měřících přístrojů za účelem reprodukce jednotek fyzikálních veličin za účelem přenosu jejich velikosti na pracovní měřící přístroje. Výsledky měření jsou přibližné odhady hodnot veličin zjištěných měřením, protože ani ty nejpřesnější přístroje neukážou skutečnou hodnotu měřené veličiny. Nezbytně dochází k chybě měření, jejíž příčiny mohou být různé faktory. Závisí na způsobu měření, na technických prostředcích, kterými se měření provádějí, a na vnímání pozorovatele, který měření provádí. 16

17 Přesnost výsledku měření je jednou z charakteristik kvality měření, odrážející blízkost nuly chyby výsledku měření. Čím menší je chyba měření, tím větší je jeho přesnost. Chyba měření x odchylka výsledku měření x od skutečné nebo skutečné hodnoty (x i nebo x d) měřené veličiny: xx x id. (2.1) Skutečná hodnota fyzikální veličiny je hodnota fyzikální veličiny, která ideálně charakterizuje odpovídající fyzikální veličinu kvalitativně i kvantitativně. Nezávisí na prostředcích našeho poznání a je absolutní pravdou. Lze jej získat pouze jako výsledek nekonečného procesu měření s nekonečným zdokonalováním metod a měřicích přístrojů. Skutečná hodnota fyzikální veličiny je hodnota fyzikální veličiny získaná experimentálně a natolik blízká skutečné hodnotě, že ji lze v daném měřícím problému použít místo ní. Chyby měření lze také klasifikovat podle řady kritérií, zejména: a) podle způsobu číselného vyjádření; b) podle povahy provedení; c) podle druhu zdroje výskytu (příčin výskytu). Podle způsobu číselného vyjádření může být chyba měření: Absolutní chyba měření (x) je rozdíl mezi naměřenou hodnotou a skutečnou hodnotou této hodnoty, tj. x x x d. (2.2) Relativní chyba měření () je poměr absolutní chyby měření ke skutečné hodnotě měřené veličiny. Relativní chyba může být vyjádřena v relativních jednotkách (ve zlomcích) nebo v procentech: x nebo x 100 %. (2.3) x x Relativní chyba ukazuje přesnost měření. 17

18 Podle charakteru projevu se rozlišují systematické (s) a náhodné (0) složky chyb měření a také hrubé chyby (chyby). Systematická chyba (chyby) měření je složka chyby výsledku měření, která zůstává konstantní nebo se pravidelně mění při opakovaných měřeních stejné fyzikální veličiny. Náhodná chyba měření (0) je složka chyby výsledku měření, která se náhodně mění (ve znaménku i hodnotě) při opakovaných měřeních stejné fyzikální veličiny prováděných se stejnou péčí. Hrubé chyby (chyby) vznikají chybným jednáním obsluhy, poruchou měřicího přístroje nebo náhlými změnami podmínek měření (například náhlý pokles napětí v napájecí síti). V závislosti na typu zdroje chyby jsou uvažovány následující složky celkové chyby měření: povolená zjednodušení měření. Instrumentálními složkami chyby jsou chyby, které jsou závislé na chybách použitých měřicích přístrojů. Studium instrumentálních chyb je předmětem speciální disciplíny teorie přesnosti měřicích zařízení. Subjektivními složkami chyby jsou chyby dané individuálními vlastnostmi pozorovatele. Chyby tohoto druhu jsou způsobeny např. zpožděním nebo předstihem registrace signálu, nesprávným čtením desetin dílku stupnice, asymetrií, ke které dochází při nastavení zdvihu uprostřed mezi dvěma riziky atd. Přibližný odhad chyba Jednotlivá měření. Naprostá většina technických měření je jednoduchá. Provedení jednotlivých měření je podloženo následujícími faktory: nutností výroby (zničení vzorku, nemožnost opakování měření, ekonomická proveditelnost atd.); 18

19 možnost zanedbání náhodných chyb; náhodné chyby jsou významné, ale mez spolehlivosti chyby výsledku měření nepřekračuje povolenou chybu měření. Pro výsledek jednoho měření se bere jedna odečtená hodnota odečtu přístroje. Jedno čtení x je v podstatě náhodné a zahrnuje instrumentální, metodologické a osobní složky chyby měření, přičemž v každé z nich lze rozlišit systematickou a náhodnou složku chyby. Složkami chyby výsledku jednotlivého měření jsou chyby měřicího přístroje, metody, obsluhy a také chyby způsobené změnami podmínek měření. Chyba výsledku jednoho měření je nejčastěji představována chybami systematickými a náhodnými. Chyba MI je stanovena na základě jejich metrologických charakteristik, které musí být uvedeny v regulačních a technických dokumentech a v souladu s Metodou RD a musí být stanoveny chyby obsluhy při vývoji a certifikaci konkrétního MIM. Osobní chyby v jednotlivých měřeních se obvykle považují za malé a neberou se v úvahu. nepřímá měření. U nepřímých měření se požadovaná hodnota veličiny zjistí výpočtem na základě přímých měření jiných fyzikálních veličin, které s požadovanou veličinou funkčně souvisí známou závislostí y f x1, x2,..., xn, (2.4) kde x1 , x2,..., x n podléhající přímému měření argumenty funkce y. Výsledkem nepřímého měření je odhad hodnoty y, který se zjistí dosazením naměřených hodnot argumentů x i do vzorce (4). Protože každý z argumentů x i je měřen s nějakou chybou, problém odhadu chyby výsledku se redukuje na sečtení chyb v měření argumentů. Charakteristickým rysem nepřímých měření však je, že podíl jednotlivých chyb v měření argumentů na chybě výsledku závisí na typu funkce (4). 19

20 Pro odhad chyb je nezbytné rozdělit nepřímá měření na lineární a nelineární nepřímá měření. Pro lineární nepřímá měření má rovnice měření tvar: y n bi xi, (2.5) i1 kde b i jsou konstantní koeficienty v argumentech x i. Výsledek lineárního nepřímého měření se vypočítá podle vzorce (2.5), do kterého se nahradí naměřené hodnoty argumentů. Chyby měření argumentů x i lze nastavit jejich hranicemi xi. Při malém počtu argumentů (méně než pět) získáme jednoduchý odhad chyby výsledku y pouhým sečtením mezních chyb (ignorováním znaménka), tj. dosazením hranic x 1, x 2, x n do výraz: y x1x2 ... xn. (2.6) Tento odhad je však nadhodnocen, protože takové sčítání ve skutečnosti znamená, že chyby měření všech argumentů mají současně maximální hodnotu a shodují se ve znaménku. Pravděpodobnost takové náhody je prakticky nulová. Abychom našli realističtější odhad, přistoupíme ke statickému součtu chyby argumentů podle vzorce: n 2 2 i i, (2.7) i1 yk b x kde k je koeficient určený přijatou pravděpodobností spolehlivosti (při P = 0,9 při k = 1,0; 0,95 při k = 1,1, P = 0,99 při k = 1,4). Nelineární nepřímá měření jakékoli jiné funkční závislosti jiné než (2.5). U komplexní funkce (2.4) a zejména, jedná-li se o funkci více argumentů, je určení zákona rozdělení výsledné chyby spojeno se značnými matematickými obtížemi. Proto je přibližný odhad chyby nelineárních nepřímých měření založen na linearizaci funkce (2.4) a dalším zpracování výsledků, jako u lineárních měření. Zapišme výraz pro totální diferenciál funkce y pomocí parciálních derivací vzhledem k argumentům x i: y y y dy dx1 dx2... dxn. (2,8) x x x 1 2 n 20

21 Podle definice je totální diferenciál funkce přírůstek funkce způsobený malými přírůstky jejích argumentů. Vzhledem k tomu, že chyby měření argumentů jsou vždy malé ve srovnání s nominálními hodnotami argumentů, můžeme ve vzorci (2.8) nahradit diferenciály argumentů dx n chybou měření xn a funkci diferenciál dy hodnotou chyba výsledku měření y: y y y y x x... xn. (2.9) x x x Analyzujeme-li vzorec (2.9), získáme jednoduché pravidlo pro odhad chyby výsledku nelineárního nepřímého měření . Chyby v práci a soukromí. Pokud se naměřené hodnoty x1, x2,..., x n použijí pro výpočet y x... 1x2 xn nebo y 1, x2, pak se relativní chyby y x1x2... xn sečtou, kde y y. y 2.3. Chyba záznamu (zaokrouhlení) čísla Chyba záznamu (zaokrouhlení) čísla je definována jako poměr poloviny jednotky nejméně významné číslice čísla k hodnotě čísla. Například pro normální zrychlení padajících těles g \u003d 9,81 m / s 2 je jednotka nejméně významné číslice 0,01, proto se chyba v zápisu čísla 9,81 bude rovnat 0,01 5, \u003d 0,05%. 29, Cíl práce n x vývoj metod pro provádění jednotlivých přímých a nepřímých měření; zvládnutí pravidel pro zpracování, prezentaci (záznam) a interpretaci výsledků měření; získání praktických dovedností v používání měřicích přístrojů různé přesnosti, dále rozbor a porovnávání přesnosti výsledků nepřímých měření s přesností měřicích přístrojů používaných při přímém měření; identifikace možných zdrojů a příčin metodických chyb; 21

22 konsolidace teoretického materiálu v sekci "Metrologie" studijního oboru "Metrologie, normalizace a certifikace" Použité vybavení posuvné měřítko (dále SC); mikrometr; pravítko. Při evidenci použitých měřidel uveďte jejich normalizované metrologické charakteristiky pomocí měřidel Pracovní program Provádějte jednotlivá měření průměru a výšky válce měřicími přístroji různé přesnosti: posuvnými měřítky, mikrometry a pravítky. Výsledky měření zaznamenejte do tabulky Jako válec 1 vyberte válec s nižší výškou. Výsledky přímých měření průměru a výšky válců zapisujte do tabulky s přesností, s jakou měřící přístroj umožňuje měřit. Tabulka 2.1 Výsledky měření Měřený Válec 1 (malý) Parametr Válec 2 (velký) Průměr d, mm Výška h, mm Objem V, mm Rel. V Abs. chyba V, mm 3 mikrometr ШЦ ШЦ pravítko Určete objem válce pomocí poměru: 2 V d h, mm 3, (2.10) 4 kde = 3,14 je číselný koeficient; d průměr válce, mm; h výška válce, mm Určete relativní chybu měření vyjádřenou v relativních jednotkách V V. (2.11) V 22

23 Pro určení relativní chyby měření V je nutné převést vzorec (2.11) na vhodný pro výpočet pomocí vzorce (2.9) (viz část 2.2). Ve výsledném vzorci jsou d, h chyby měřicích přístrojů použitých při měření. Při nepřímých měřeních fyzikálních veličin se velmi často používají tabulková data nebo iracionální konstanty. Z tohoto důvodu je hodnota konstanty použitá ve výpočtech, zaokrouhlená nahoru na určité znaménko, přibližné číslo, které svým podílem přispívá k chybě měření. Tento zlomek chyby je definován jako chyba v záznamu (zaokrouhlení) konstanty (viz odstavec 2.3) Určete chybu ve výpočtu objemu pomocí vzorce V V, mm 3. (2.12) V Zaokrouhlete chyby měření a zaznamenejte výsledek měření objemů válců V V V mm 3. (2.13) Pro zapsání konečného výsledku nepřímých měření je nutné zaokrouhlit chybu měření V v souladu s MI 1317, dohodnout se na číselných hodnotách výsledek a chyby měření (viz odstavec 2.4) Ukažte na obrázcích oblasti, ve kterých jsou umístěny výsledky měření objemu získané různými měřicími přístroji pro každý z válců. Příklad je na obrázku 2.1. V 2 ΔV 2 V 2 V 1 ΔV 1 V 1 V 1 + ΔV 1 V 2 + ΔV 2 Poté musíte vybrat měřítko a položit všechny ostatní body. Ukažte chybu metody na obrázku. 23

24 2.6.7 Připravte zprávu a vyvodte závěr (viz Příloha A pro příklad titulní strany). V závěru zhodnoťte výsledky měření, identifikujte možné zdroje a příčiny metodických chyb Kontrolní otázky 1. Vyjmenujte hlavní typy měření. 2. Podle jakých kritérií se klasifikují chyby měření? 3. Vyjmenujte a popište hlavní typy chyb měření. 4. Jak zjistit chybu v psaní čísla? 5. Jak určit chybu výsledku nepřímého měření? 2.8. Použitá literatura 1. Doporučení RMG o mezistátní normalizaci. GSI. Metrologie. Základní pojmy a definice. 2. R Doporučení pro metrologii. GSI. Přímá jednotlivá měření. Odhad chyb a nejistoty výsledku měření. M., Nakladatelství norem, Borisov Yu.I., Sigov A.S., Nefedov V.I. Metrologie, normalizace a certifikace: učebnice. Moskva: FORUM: INFRA-M, směrnice MI. GSI. Výsledky a charakteristiky chyb měření. Formuláře pro podání. Metody využití při testování vzorků výrobků a sledování jejich parametrů. 24

25 LABORATORNÍ PRÁCE 3 ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ PŘÍMÝCH VÍCENÁSOBNÝCH MĚŘENÍ 3.1. Úvod Potřeba provádět přímá vícenásobná měření je stanovena ve specifických postupech měření. Při statistickém zpracování skupiny výsledků přímých více nezávislých měření se provádějí následující operace: z výsledků měření jsou vyloučeny známé systematické chyby; výpočet odhadu měřené veličiny; vypočítat směrodatnou odchylku výsledků měření; zkontrolovat hrubé chyby a v případě potřeby je vyloučit; ověření hypotézy, že výsledky měření patří do normálního rozdělení; vypočítat meze spolehlivosti odhadů náhodné chyby (náhodné chyby spolehlivosti) naměřené hodnoty; vypočítat meze spolehlivosti (hranice) nevyloučené systematické chyby v odhadu naměřené hodnoty; vypočítat meze spolehlivosti chyby v odhadu naměřené hodnoty. Hypotéza, že výsledky měření patří do normálního rozdělení, je testována s hladinou významnosti q od 10 % do 2 %. Konkrétní hodnoty hladin významnosti by měly být specifikovány v konkrétním postupu měření. Pro stanovení mezí spolehlivosti chyby při odhadu naměřené hodnoty se bere pravděpodobnost spolehlivosti P rovna 0. Základní pojmy a definice V závislosti na povaze projevu se systematické (C) a náhodné (0) složky chyby měření používají. se rozlišují, stejně jako hrubé chyby (chybí). Hrubé chyby (chyby) vznikají chybným jednáním obsluhy, poruchou měřicího přístroje nebo náhlými změnami podmínek měření, například náhlým poklesem napětí v napájecí síti. Těsně s nimi sousedí chyby, které závisí na 25

26 pozorovatelů a související s nesprávnou manipulací s měřicími přístroji. Systematická chyba měření (systematická chyba C) je složka chyby výsledku měření, která zůstává konstantní nebo se pravidelně mění při opakovaných měřeních stejné fyzikální veličiny. Předpokládá se, že systematické chyby lze odhalit a odstranit. V reálných podmínkách je však nemožné zcela eliminovat systematickou složku chyby měření. Vždy existují některé faktory, které je třeba vzít v úvahu a které budou představovat nevyloučenou systematickou chybu. Nevyloučená systematická chyba (NSE) je složka chyby výsledku měření, v důsledku chyb ve výpočtu a zavádění oprav vlivu systematických chyb nebo systematické chyby, pro kterou se oprava nezavádí z důvodu jejího malost. Nevyloučená systematická chyba je charakterizována svými hranicemi. Hranice nevyloučené systematické chyby Θ s počtem členů N 3 se vypočtou podle vzorce: N i, (3.1) i1 kde hranice i-té složky nevyloučené systematické i chyby. Při počtu nevyloučených systematických chyb N 4 se výpočet provede podle vzorce k N 2 i, (3.2) i1 při P = 0,99, k = 1,4). Zde je Θ považováno za kvazináhodnou chybu spolehlivosti. Náhodná chyba měření (0) je složka chyby výsledku měření, která se náhodně mění (ve znaménku i hodnotě) při opakovaných měřeních stejné fyzikální veličiny prováděných se stejnou péčí. 26

27 Pro snížení náhodné složky chyby se provádí více měření. Náhodná chyba je odhadnuta pomocí intervalu spolehlivosti tp Sx, (3.3), kde t P je Studentův koeficient pro danou hladinu spolehlivosti Р d a velikost vzorku n (počet měření). Meze spolehlivosti chyby výsledku měření hranice intervalu, ve kterém se s danou pravděpodobností nachází požadovaná (skutečná) chybová hodnota výsledku měření. Vzorkujte sérii x výsledků měření (x i ), i = 1,..., n (n > 20), ze kterých jsou vyloučeny známé systematické chyby. Velikost vzorku je dána požadavky na přesnost měření a možností opakovaného měření. Variační řada je výběr seřazený ve vzestupném pořadí. Histogram závislosti relativních četností výsledků měření spadajících do seskupovacích intervalů na jejich hodnotách, prezentovaný v grafické podobě. Odhad distribučního zákona Odhad korespondence mezi experimentálním distribučním zákonem a teoretickým rozdělením. Provádí se pomocí speciálních statistických kritérií. Když p< 15 не проводится. Точечные оценки закона распределения оценки закона распределения, полученные в виде одного числа, например оценка дисперсии результатов измерений или оценка математического ожидания и т. д. Средняя квадратическая погрешность результатов единичных измерений в ряду измерений (средняя квадратическая погрешность результата измерений) оценка S рассеяния единичных результатов x измерений в ряду равноточных измерений одной и той же физической величины около среднего их значения, вычисляемая по формуле: 1 n S 2 x x 1 i x n, (3.4) i1 где i x результат i-го единичного измерения; x среднее арифметическое значение измеряемой величины из n единичных результатов. Примечание. На практике широко распространен термин среднее квадратическое отклонение (СКО). Под отклонением в соответствии с приведенной выше формулой понимают отклонение единичных результатов в ряду измерений от их среднего арифметического значения. В метрологии это отклонение называется погрешностью измерений. 27

28 Střední kvadratická chyba výsledku měření odhadu aritmetického průměru S x náhodné chyby aritmetického průměru výsledku měření stejné hodnoty v dané sérii měření, vypočtená vzorcem 2 i S Sx 1 x x x n nn1 , (3.5) měření získaná ze série stejně přesných měření; n počet jednotlivých měření v sérii Vyloučení hrubých chyb Pro vyloučení hrubých chyb se používá Grubbsův statistický test, který je založen na předpokladu, že skupina výsledků měření patří do normálního rozdělení. Za tímto účelem vypočítejte Grubbsova kritéria G 1 a G 2 za předpokladu, že největší x max nebo nejmenší x min výsledek měření je způsoben hrubými chybami: xmax x x x G1, min S G. (3.6) x 2 Sx Porovnejte G 1 a G 2 s teoretickou hodnotou G T Grubbsova testu na zvolené hladině významnosti q. Tabulka kritických hodnot Grubbsova kritéria je uvedena v příloze B. Pokud G 1 > G T, pak je x max vyloučeno jako nepravděpodobná hodnota. Pokud G 2 > G T, pak je x min vyloučeno jako nepravděpodobná hodnota. Dále se znovu vypočte aritmetický průměr a směrodatná odchylka řady výsledků měření a opakuje se postup kontroly přítomnosti hrubých chyb. Je-li G1 G T, pak x max není považováno za chybu a je uloženo v sérii měření. Pokud G 2 G T, pak x min není považováno za chybu a je uloženo v sérii výsledků měření. Meze chyb pro odhad naměřené hodnoty (bez zohlednění znaménka) jsou vypočteny podle vzorce 28

29 K S, (3.7) kde K je koeficient závislý na poměru náhodné složky chyby a NSP. Celková směrodatná odchylka S odhadu naměřené hodnoty se vypočítá vzorcem S S2 S2 x, (3.8) ze vzorců (3.1), nebo P S, (3.10) k 3 kde P jsou meze spolehlivosti NSP, které jsou určeny jedním ze vzorců (3.2); k je koeficient určený přijatou pravděpodobností spolehlivosti P, počtem složek NSP a jejich vzájemným vztahem. Koeficient K pro substituci do vzorce (3.7) v závislosti na počtu NSP je určen empirickými vzorci, respektive K, P K. (3.11) S S S x x S 3,5. Algoritmus pro zpracování výsledků pozorování Zpracování výsledků pozorování se provádí v souladu s GOST „GSI. Měření jsou přímá s vícenásobnými. Metody zpracování výsledků měření. Základní ustanovení» Stanovení bodových odhadů zákona o rozdělení x 1 n x i ; 1nS2xx1ixn; S S x x. n n i Konstrukce experimentálního zákona rozdělení výsledků vícenásobných pozorování a) do tabulky 3.2 zapište variační řadu výsledků vícenásobných pozorování x ; i i1 29

PRAKTICKÁ LEKCE 6 "Zpracování výsledků stejně přesných měření, bez systematických chyb" Lekce je věnována řešení problémů výpočtu chyb stejně přesných měření.

Přednáška 5 MĚŘICÍ PŘÍSTROJE A PORUCHY 5.1 Druhy měřidel Měřidlo (MI) je technický přístroj určený k měření, který má normalizované metrologické vlastnosti.

Přednáška 3 MĚŘICÍ PŘÍSTROJE A JEJICH CHYBY 3.1 Druhy měřidel Měřidlo (MI) je technický přístroj určený k měření, který má normalizované metrologické vlastnosti,

KONTROLNÍ ÚKOL 1 OVĚŘENÍ AMPÉRMETRU A VOLTMETRU Ampérmetr magnetoelektrické soustavy s proudovým limitem měření I N 5,0 A a limitem měřicího informačního signálu y N 100 dílků, digitalizoval

Měření fyzikálních veličin Měření fyzikální veličiny je soubor operací při použití technického prostředku, který ukládá jednotku fyzikální veličiny, poskytuje poměr (v explicitním

MSIIK Základní pojmy Fyzikální veličina (PV) Skutečná hodnota FV Skutečná hodnota FV Jednotka FV základní jednotky soustavy SI, decibel, zkoušení, regulace, měřicí přístroje, klasifikace

Metrologické charakteristiky Metrologické charakteristiky (MC) jsou charakteristiky, které umožňují určit vhodnost SI pro měření ve známém rozsahu se známou přesností. vlastnosti,

Laboratorní práce 1. Výpočet chyby měření napětí pomocí potenciometru a děliče napětí. Teoretické informace. Klasifikace chyb měření Chyba měřicích přístrojů

MINISTERSTVO ZDRAVÍ RUSKÉ FEDERACE VOLGOGRAD STÁTNÍ LÉKAŘSKÁ UNIVERZITA ODDĚLENÍ BIOTECHNICKÝCH SYSTÉMŮ A TECHNOLOGIE

ZÁKLADY TEORIE CHYB FYZIKÁLNÍCH MĚŘENÍ Úvod Měření fyzikálních veličin je nedílnou součástí experimentálního výzkumu, včetně toho, který probíhá ve fyzikální dílně. Měření

CHYBY MĚŘENÍ. SYSTEMATICKÉ CHYBY Měření Měření fyzikální veličiny spočívá v porovnání této veličiny s homogenní veličinou branou jako jednotka. V zákoně Běloruské republiky o bezpečnosti

„Chyby v měření, testech a kontrole. Hlavní charakteristiky měřicích přístrojů“ Účel: 1. Formovat znalosti studentů k tématu, dosáhnout porozumění dané problematice, zajistit asimilaci a konsolidaci

Kontrolní úlohy v metrologii 1. Při měření činného odporu rezistoru bylo provedeno deset stejných měření, jejichž výsledky jsou uvedeny v tabulce. Hodnotit absolutní a relativní

CHYBY MĚŘENÍ Chyba měření (zkráceně chyba měření) je reprezentována odchylkou výsledku měření od skutečné hodnoty veličiny Hlavní zdroje chyb výsledku

MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN. TYPY A METODY MĚŘENÍ. Měření a jejich typy Fyzikální veličina jako předmět měření Fyzikální veličina je vlastnost, která je kvalitativně společná mnoha fyzikálním objektům.

1 Zpracování výsledků experimentu Definice Měření Zjištění hodnoty fyzikální veličiny empiricky pomocí speciálně navržených technických prostředků Měření se skládá z

Teorie chyb Při analýze měření by měly být jasně rozlišeny dva pojmy: skutečné hodnoty fyzikálních veličin a jejich empirické projevy - výsledky měření. Skutečné fyzické hodnoty

Přednáška 3 CHYBY MĚŘENÍ. SYSTEMATICKÉ CHYBY 3.1 Postuláty metrologie. Klasifikace chyb Je obvyklé charakterizovat kvalitu prostředků a výsledků měření uvedením jejich chyb.

MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN Měření je proces stanovení kvantitativní hodnoty fyzikální veličiny empiricky pomocí speciálních technických prostředků (přístrojů) a vyjádření této hodnoty v

1 MOŽNOST 1 (Volba poskytuje zdůvodnění správné odpovědi) 1) Při určování tvrdosti materiálu se používá stupnice 2) Uspořádaný soubor hodnot fyzikální veličiny přijatý dohodou

1 Metrologie je ... ZKOUŠKY a) teorie přenosu rozměrů jednotek fyzikálních veličin; b) teorie počátečních měřicích přístrojů (etalonů); c) nauka o měřeních, metodách a prostředcích jejich zajištění

GOST R 8.736-2011 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Vícenásobná přímá měření. Metody zpracování výsledků měření. Hlavní ustanovení NÁRODNÍ STANDARD RUSKÉ FEDERACE

Přednáška 4 METROLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY SI 4.1 Metrologické charakteristiky SI a jejich normalizace Metrologické charakteristiky (MX) jsou ty vlastnosti MI, které umožňují posoudit jejich vhodnost.

Digitální laboratoře "Archimedes" - výkonná mobilní měřicí laboratoř pro provádění přírodovědných experimentů. Více senzorů, měřicí rozhraní převádějící spojité signály

PŘEDNÁŠKA 4 Metrologické vlastnosti měřidel Všechna měřidla, bez ohledu na jejich konkrétní provedení, mají řadu společných vlastností nezbytných pro plnění jejich funkčních vlastností.

Měření fyzikálních veličin GN Andreev Exaktní přírodní vědy jsou založeny na měření.V měření jsou hodnoty veličin vyjádřeny jako čísla, která udávají, kolikrát je naměřená hodnota větší

Metrologie, normalizace a certifikace Kapitola 1 Metrologie 1 Předmět a předmět metrologie Metrologie (z řeckého „metron“ míra, doktrína „logos“) je věda o měření, metodách a prostředcích zajišťujících jednotu.

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE KAZAN STÁTNÍ UNIVERZITA ARCHITEKTURY A STAVEBNICTVÍ

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE

Ministerstvo školství a vědy Ruské federace Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Ruská ekonomická univerzita pojmenovaná po G.V. Plechanov» TEORETICKÉ

Přednáška 9 TVORBA NESTANDARDIZOVANÝCH MĚŘICÍCH NÁSTROJŮ 9. Metrologické práce související s tvorbou a aplikací referenčních dat

I. Měření fyzikálních veličin. Stručná teorie chyb měření přímá měření, což jsou nepřímá měření, což jsou srovnání hodnoty fyzikálního výpočtu

Práce 3 Standardní zpracování výsledků přímých měření s vícenásobným pozorováním 1. ÚČEL PRÁCE Seznámení s technikou provádění přímých měření s vícenásobným pozorováním. Dostat se do toho

Chyba měření Z Wikipedie, bezplatné encyklopedie Chyba měření je odhad odchylky naměřené hodnoty veličiny od její skutečné hodnoty. Chyba měření je

SCHVÁLENO nařízením Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii ze dne 27. prosince 2018 2768 STÁTNÍ SCHÉMA OVĚŘOVÁNÍ MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ

1 VŠEOBECNÁ USTANOVENÍ PRO PROVÁDĚNÍ PŘIJÍMACÍCH ZKOUŠEK PRO PŘIJETÍ K MAGISTERSKÉMU STUDIU SMĚREM 27.04.01 "Normalizace a metrologie" 3 1.1 Tento program, vypracovaný v souladu s federálním

Ministerstvo školství Běloruské republiky BĚLORUSKÁ NÁRODNÍ TECHNICKÁ UNIVERZITA E.V. Zhuravkevich ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ MĚŘENÍ VE FYZICKÉM DÍLNĚ Pokyny pro laboratoř

Federální agentura pro železniční dopravu Uralská státní univerzita železniční dopravy L. S. Gorelova T. A. Antropova Chyby měření Zpracování vícenásobných měření Jekatěrinburg

Ministerstvo zemědělství Ruské federace Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání "Samara State Agricultural

Přednáška 2 Klasifikace měření. Měření fyzikálních veličin. Druhy a způsoby měření 2.1 Měření Měření fyzikálních veličin spočívá v porovnávání veličiny s veličinou homogenní,

Práce 1. Stanovení lineárních rozměrů a objemů těles. Zpracování výsledků měření Vybavení: posuvné měřítko, mikrometr, zkušební tělíska. Úvod Chyby v každém měření jsou tvořeny chybami

Státní technická univerzita Nižnij Novgorod pojmenovaná po R.E. Alekseeva Oddělení FTOS Statistické zpracování výsledků měření v laboratorní dílně Popov E.A., Uspenskaya G.I. Nižnij Novgorod

Příloha HODNOCENÍ EXPERIMENTÁLNÍCH CHYB VE ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ MĚŘENÍ Základní pojmy. Všechny experimentální studie prováděné v laboratoři pevnosti materiálů jsou doprovázeny měřením

UDC 373.167.1:3 BBC 22.3ya72 K28 K28 Kasjanov, V. A. Fyzika. Stupeň 10. Základní a pokročilá úroveň: sešit pro laboratorní práce / V. A. Kasjanov, V. A. Korovin. 3. vyd., stereotyp. M.: Drofa, 2017.

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání „UFA STÁTNÍ LETECKÁ TECHNICKÁ

Laboratorní práce 1.01 STANOVENÍ HUSTOTY TUHÉHO TĚLESA E.V. Kosis, E.V. Zhdanova Účel práce: prostudovat metodiku provádění nejjednodušších fyzikálních měření a také hlavní metody odhadu chyb

POTŘEBNÉ INFORMACE O MATEMATICKÉM ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ MĚŘENÍ V laboratorní praxi se budete neustále zabývat měřením fyzikálních veličin. Musí umět správně zacházet

Část 1 MECHANIKA Provoz 1.1 Měření doby dopadu míče. Statistická metoda pro odhad náhodných chyb Vybavení: stativ, koule, elektronické protistopky. Úvod Měřte fyzikální

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ RUSKÉ FEDERACE Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání Orenburgská státní univerzita L.N. ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ TRETIAK

Anotace k pracovnímu programu oboru "Metrologie, normalizace a certifikace v infokomunikacích" Pracovní program je určen pro výuku oboru "Metrologie, normalizace a certifikace

ÚLOHA 1 (Kód 04) OVĚŘENÍ TECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ ZÁKLADNÍ METROLOG Technický ampérmetr magnetoelektrického systému se jmenovitým proudem 5 s počtem jmenovitých dílků 100 má digitalizované dílky od nuly do

MOSKVA ENERGETICKÝ INSTITUT (TECHNICKÁ UNIVERZITA)

Stanovení hustoty dřevěného špalku. Účel práce: seznámit se s teorií chyb, naučit se provádět nejjednodušší měření, najít chyby měření, zpracovat a analyzovat získané

PŘEDNÁŠKA 3 Druhy, způsoby a prostředky měření Měření fyzikální veličiny je soubor operací pro použití technického prostředku, který uchovává jednotku fyzikální veličiny, spočívající v porovnávání (výslovně

Tato sbírka popisů praktických a laboratorních prací v oboru "Metrologie, normalizace a certifikace" byla vyvinuta pro studenty oborů 150411, 240401, 220301, 140613. Úkoly pro praktickou práci jsou sestavovány v souladu s aktuálním programem s přihlédnutím ke specifikům každé odbornosti. Sbírka obsahuje práce, které umožňují analyzovat strukturu a obsah norem, provádět měření a jejich matematické zpracování, studovat normalizaci v průmyslovém sektoru, základní normy zaměnitelnosti výrobků s cílem zajistit jejich kvalitu a konkurenceschopnost. Sbírka obsahuje práce k seznámení se základními normami zaměnitelnosti produktů a standardizací přesnosti GVC; o převodu nemetrických jednotek měření na jednotky SI. Zabývá se otázkami výběru měřicích přístrojů a tím, jak měří lineární rozměry.

Z důvodu nedostatku literatury k oboru je hlavní teoretický materiál nezbytný pro studium při praktické práci umístěn v příručce. Tento materiál je vypracován samostatně v rámci přípravy na praktickou práci a je fixován při jeho realizaci. Pro zlepšení teoretických i praktických znalostí obsahuje sbírka kontrolní otázky a obchodní situace.

Metodická příručka obsahuje:

Úkoly k tématům hodin s uvedením pořadí jejich realizace;

Přílohou ke sbírce úkolů jsou:

1. Zákon Ruské federace „o zajištění jednotnosti měření“;

2. federální zákon „o technickém předpisu“;

3. Normy NSS: GOST R 1.0-2004, GOST R 1.12-2004, GOST R 1.2-2004, GOST R 1.4-2004, GOST R 1.5-2004, GOST R 1.9-2004, GOST 2.114-95.

4. Certifikační systém GOST R

5. Fragmenty standardů EBOP.

6. Odpovědi na úkoly s řešením.

Stažení:

Náhled:

Chcete-li použít náhled, vytvořte si účet Google (účet) a přihlaste se: https://accounts.google.com

K tématu: metodologický vývoj, prezentace a poznámky

Otázky k testu z předmětu "Metrologie, normalizace, certifikace ve veřejném stravování v profesi "Technologie výrobků o/p"" (oddělení korespondence)

Otázky k testu z předmětu "Metrologie, normalizace, certifikace ve veřejném stravování v profesi "Technologie výrobků o/p"" (oddělení korespondence) ...

METODICKÉ POKYNY PRO LABORATORNÍ PRÁCE V OBLASTI "METROLOGIE, STANDARDIZACE A CERTIFIKACE"

Směrnice jsou určeny pro provádění laboratorních prací v dílčím oboru "Metrologie, normalizace a certifikace", obsahují informace o uspořádání a způsobech řízení univerzálního stroje...

METODICKÉ POKYNY k provádění praktických prací v oboru Metrologie, normalizace a certifikace pro studenty prezenčního a kombinovaného studia

Pokyny byly vyvinuty na základě federálního státního vzdělávacího standardu ve specializaci 190631 Údržba a opravy motorových vozidel střední velikosti ...

Praktická práce z oboru "Metrologie, normalizace, certifikace a technická dokumentace""

v oboru "Metrologie, normalizace, certifikace a technická dokumentace"...

Směrnice pro samostatnou práci v oboru "Metrologie, normalizace a certifikace"

Metodika studia moderního kurzu metrologie, normalizace a zabezpečování jakosti zahrnuje využití studentských prací zaměřených na sebezískávání a doplňování znalostí ...

Učebnice pojednává o prostředcích a metodách provádění prací na různých typech normalizace a certifikace. Jsou uvedeny vědecko-technické, normativně-metodické a organizační základy normalizace a certifikace výroby a služeb. Za účelem harmonizace práce v oblasti normalizace a certifikace je podrobně zvažována metodika a praxe certifikace v zahraničí. Velké množství příkladů a referenčních údajů je uvedeno ve formě tabulek a diagramů. Po každé kapitole jsou uvedeny kontrolní otázky a úkoly.

Krok 1. Vyberte knihy v katalogu a klikněte na tlačítko "Koupit";

Krok 2. Přejděte do sekce "Košík";

Krok 3. Upřesněte požadované množství, vyplňte údaje v blocích Příjemce a Dodávka;

Krok 4. Klikněte na tlačítko „Pokračovat k platbě“.

V současné době je možné na webu ELS zakoupit tištěné knihy, elektronické přístupy nebo knihy jako dárek do knihovny pouze se 100% platbou předem. Po zaplacení Vám bude umožněn přístup k plnému znění učebnice v rámci Digitální knihovny nebo pro Vás začneme připravovat objednávku v tiskárně.

Pozornost! Neměňte prosím způsob platby u objednávek. Pokud jste si již zvolili způsob platby a nepodařilo se vám platbu dokončit, je potřeba objednávku znovu zaregistrovat a zaplatit ji jiným pohodlným způsobem.

Objednávku můžete zaplatit jedním z následujících způsobů:

1. Bezhotovostně:
   • Bankovní karta: musíte vyplnit všechna pole formuláře. Některé banky vás žádají o potvrzení platby – za tímto účelem vám bude na vaše telefonní číslo zaslán SMS kód.
   • Online bankovnictví: banky spolupracující s platební službou nabídnou k vyplnění vlastní formulář. Zadejte prosím správné údaje do všech polí.
     Například pro " class="text-primary">Sberbank Online je vyžadováno číslo mobilního telefonu a e-mail. Pro " class="text-primary">Alfa banka budete potřebovat přihlášení do služby Alfa-Click a e-mail.
   • Elektronická peněženka: pokud máte peněženku Yandex nebo Qiwi Wallet, můžete přes ně zaplatit za objednávku. Chcete-li to provést, vyberte příslušný způsob platby a vyplňte navrhovaná pole, poté vás systém přesměruje na stránku pro potvrzení faktury.