Методы измерения

В зависимости от способа обработки экспериментальных данных различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.

Прямые - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (измерение напряжения вольтметром).

Косвенные - измерение, при котором искомое значение величины вычисляется по результатам прямых измерений других величин (коэффициент усиления усилителя вычисляют по измеренным значениям входного и выходного напряжений).

Для обеспечения единства измерений следует выражать результаты измерений в стандартных единицах. Кроме того, должна быть точно известна погрешность выполненных измерений. Для достижения требуемой точности погрешность измерений не должна превосходить предельно допустимых значений.

Правовые основы обеспечения единства измерений установлены Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» (1993 г.). Закон регулирует отношения государственных органов управления Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем те, которые содержатся в законодательстве Российской Федерации об обеспечении единства измерений, то применяются правила международного договора.

стандартизация – это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного и многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ и услуг.

Объект стандартизации – предмет (продукция, процесс, услуга), подлежащий или подвергшийся стандартизации (стандартизации может подлежать либо объект в целом, либо его отдельные составляющие (характеристики).

Область стандартизации – совокупность взаимосвязанных объектов стандартизации. Например, приборостроение является областью стандартизации, а объектами стандартизации могут быть типы приборов, технологические процессы, безопасность в приборостроении и т.д.

Цель стандартизации – достижение оптимальной степени упорядочения в определённой области путём установления положений для всеобщего и многократного использования для существующих и потенциальных задач.

Непосредственным результатом стандартизации является нормативный документ - документ, содержащий правила, общие принципы и характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов. Такими документами в первую очередь являются стандарты и технические условия.

Стандарт – нормативный документ по стандартизации, разработанный, как правило, на основе согласия большинства заинтересованных сторон (консенсуса) и утверждённый признанным органом. В стандартах обобщаются результаты достижений науки, техники и практического опыта.

Правовые основы стандартизации в РФ установлены законом «О стандартизации». Положение закона обязательны к выполнению всеми госорганами управления субъектами хозяйственной деятельности независимо от форм собственности общественных объединений. Закон определяет меры госзащиты интересов потребителя и государства через требования, правила, нормы, вносимые в госстандарты при их разработке и госконтроль выполнении обязательных требований стандартов при их применении.

Типизация – это деятельность, заключающаяся в рациональном сокращении видов объектов путем установления некоторых типовых видов, принимаемых за основу (базу) при создании других объектов, аналогичных или близких по функциональному назначению. Поэтому этот метод называют еще методом «базовых конструкций».

При типизации разрабатываются новые типы изделий, перспективные, учитывающие новейшие достижения науки, техники и развитие промышленности. Типизация как метод стандартизации обеспечивает сохраняемость отдельных объектов из возможной совокупности, хотя каждый конкретный объект может претерпевать некоторые изменения или доработки для выполнения дополнительных функций.

Типизация получила широкое распространение в промышленности для стандартизации типовых изделий общего назначения и типовых технологических процессов изготовления изделий, а также методов их испытаний.

Унификация продукции. Деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения называется унификацией продукции. Основными направлениями унификации являются:

– разработка параметрических и типоразмерных рядов изделий, машин, оборудования, приборов, узлов и деталей;

– разработка типовых изделий в целях создания унифицированных групп однородной продукции;

– разработка унифицированных технологических процессов, включая технологические процессы для специализированных производств продукции межотраслевого применения;

– ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов. Результаты работ по унификации оформляются в виде альбомов типовых(унифицированных) конструкций деталей, узлов, сборочных единиц; стандартов типов.

Выделяют межотраслевую (унификация изделий и их элементов одинакового или близкого назначения, изготовляемых двумя или более отраслями промышленности), отраслевую и заводскую (унификация изделий, изготовляемых одной отраслью промышленности или одним предприятием). Также выделяют внутривидовую (семейств однотипных изделий) и межвидовую или межпроектную (узлов, агрегатов, деталей разнотипных изделий).

Степень унификации характеризуется уровнем унификации продукции – насыщенностью продукции унифицированными, в том числе стандартизированными, деталями, узлами и сборочными единицами.

Агрегатирование – это метод создания машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости.

Агрегатирование очень широко применяется в машиностроении, радиоэлектронике. Развитие машиностроения характеризуется усложнением и частой сменяемостью конструкции машин. Для проектирования и изготовления большого количества разнообразных машин потребовалось в первую очередь расчленить конструкцию машины на независимые сборочные единицы (агрегаты) так, чтобы каждая из них выполняла в машине определенную функцию, что позволило специализировать изготовление агрегатов как самостоятельных изделий, работу которых можно проверить независимо от всей машины.

Расчленение изделий на конструктивно законченные агрегаты явилось первой предпосылкой развития метода агрегатирования. В дальнейшем анализ конструкций машин показал, что многие агрегаты, узлы и детали, различные по устройству, выполняют в разнообразных машинах одинаковые функции. Обобщение частных конструктивных решений путем разработки унифицированных агрегатов, узлов и деталей значительно расширило возможности данного метода

Категории и виды стандартов.

В России установлены следующие категории нормативно-технической документации, определяющей требования к объектам стандартизации:

государственные стандарты (ГОСТ);

отраслевые стандарты (ОСТ);

республиканские стандарты (РСТ);

стандарты предприятий (СТП);

стандарты общественных объединений (СТО);

технические условия (ТУ);

международные стандарты (ИСО/МЭК)

региональные стандарты;

межгосударственные стандарты;

национальные стандарты.

Единая система допусков и посадок – это их закономерная совокупность, которая построена на основе экспериментальных и технических изысканий, практического опыта, приведенная к единому стандарту и оформленная в его качестве. Основным ее предназначением является выбор минимально необходимых, но вполне достаточных для создания типовых соединений деталей различных машин и механизмов значений допусков и посадок. Измерительные средства и режущий инструмент стандартизируется на основе наиболее оптимальной градации допусков и посадок, благодаря чему обеспечивается взаимозаменяемость различных деталей, а также существенно повышается их качество.

Та система стандартизации допусков и посадок, которая принята в нашей стране и используется в настоящее время, была разработана с учетом положений и рекомендаций ISO (Международной организации по стандартизации). Ее предписания направлены на то, чтобы те системы допусков и посадок, которые действуют в различных странах мира, в итоге были заменены единой системой. Этого требует постоянно развивающаяся и углубляющаяся международная кооперация в области машиностроения, которая невозможна без того, чтобы отдельные сборочные единицы и детали, а также техническая документация не были унифицированы и единообразно оформлены.

Предельные отклонения и допуски для всех размеров устанавливаются при температуре окружающей среды +20 °С.

Взаимозаменяемость и её виды. Основные понятия о стандартизации. Правовые основы стандартизации. Унификация, агрегатирование и типизация. Категории и виды стандартов. Основные понятия о ЕСДП. Допуск. Посадка.

Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и т.д.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов ит.д.) называют их свойство равноценно заменить при использовании любой из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних- в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Полная взаимозаменяемость возможна только, когда размеры, форма, механические, электрические и другие количественные и качественные характеристики деталей и сборочных единиц после изготовления находятся в заданных пределах и собранные изделия удовлетворяют техническим требованиям. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и другие условия (устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля и т.д.). Комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуотации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости.

Полную взаимозаменяемость целесообразно применять для деталей, изготовленных с допусками квалитетов не выше 6 и для сборочных единиц, состоящих из небольшого числа деталей, а также в случаях, когда несоблюдение заданных зазоров или натягов недопустимо даже у части изделий. Иногда для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономическими неприемлемыми или технологически трудно выполняемыми допусками. В этих случаях для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, подгонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такуювзаимозаменяемостьназываютнеполной (ограниченной). Ее можно осуществлять не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам.

Внешняявзаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; В подшипниках качения – по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения.

Внутреняявзаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.

Уровеньвзаимозаменяемостипроизводства можно характеризовать коэффициентом взаимозаменяемости K_в , равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к единице является объективным показателем технического уровня птоизводства.

Допуск (Т) размера - это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Допуск всегда положителен. Он определяет допускаемое поле рассеяния действительных размеров годных деталей в партии, т. е. заданную точность изготовления. С уменьшением допуска качество изделий, как правило, улучшается, но стоимость производства увеличивается.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению соединяемых деталей. Тип посадки определяется величиной и взаимным расположением полей допусков отверстия и вала. Номинальный размер отверстия и вала, составляющих соединение является общим и называется номинальным размером посадки.