Производственные погрешности.

Производственные погрешности/ошибки можно классифицировать следующим образом:

1) Системные погрешности. Это погрешности, связанные с самим методом расчета. Ошибка может быть выявлена, но не может быть скомпенсирована.

2) Систематическая ошибка. Это ошибка, которая возникает при каждом использовании одного и того же оборудования (не важно какого – технологического или измерительного). Это ошибки в основном связаны с износом оборудования. Это ошибка, которая может быть выявлена и скомпенсирована.

3) Случайная ошибка. Это ошибка, которая не может быть ни выявлена, ни скомпенсирована – мы не знаем, когда она появится.

Суммарная случайная ошибка:

Здесь Δ – суммарная случайная ошибка

δ _i – i-ая составляющая случайной погрешности

 – коэффициент влияния i-ой составляющей на общую погрешность

 – коэффициент, зависящий от закона распределения i-ой составляющей. (Для нормального закона распределения = 1)

    По физическому принципу погрешности можно классифицировать:

1) Погрешности размерного износа инструмента.

2) Тепловые погрешности.

3) Погрешности, связанные с внутренними напряжениями.

 

Размерные цепи

Размерной цепью называется замкнутый контур размеров физических деталей, входящих в сборочный узел и оказывающих влияние на один из размеров, входящих в цепь, величину которого надо выдержать.

Размерная цепь состоит из:

1) замыкающего звена, размер которого необходимо выдержать (в данном случае – дельта);

2) увеличивающих звеньев – это звенья, увеличение размеров которых приводит к увеличению замыкающего звена;

3) уменьшающих звеньев – это звенья, увеличение размеров которых приводит к уменьшению замыкающего звена.

Существует несколько типов размерных цепей.

1. Плоскопараллельная размерная цепь.

2. Плоская размерная цепь

Плоская цепь преобразуется в плоскопараллельную путем проецирования размеров на любую прямую. При этом получается преобразованная размерная цепь.

,

где  – коэффициент влияния i -го размера на преобразованный.

3. Пространственная размерная цепь. Любая пространственная размерная цепь может быть преобразована в три плоские размерные цепи путем проецирования размеров на три любые плоскости (как правило координатные).

Размерные цепи позволяют получить решение двух типов задач.

1) Задача конструктора, в которой по известным допускам на составляющие звенья определяется допуск на замыкающее звено. Это так называемая прямая задача.

2) Задача технолога или поверочный расчет – по известному допуску на замыкающее звено требуется определить допуск на составляющие звенья.

Для расчета используется два метода.

1. Метод минимума-максимума.

Этот метод обеспечивает полную взаимозаменяемость.

Минус метода – получаются очень жесткие допуска. Считается, что все увеличивающие звенья будут максимально увеличивать, а все уменьшающие звенья – максимально уменьшать.

2. Вероятностный. Это метод, в котором допуск на замыкающее звено считается по известной формуле:

Этот метод позволяет обеспечить лишь частичную взаимозаменяемость.

 

Испытания изделий

По организационному признаку испытания делятся на:

1) Сертификационные (определительные, государственные). Эти испытания проводятся:

a. при запуске изделия в серию;

b. при существенном изменении в конструкции или технологии изготовления изделия;

c. в случае получения рекламаций. Рекламация – письменная претензия к качеству изделия;

d. в порядке государственного надзора.

2) Производственные. Эти испытания делятся на:

a. технологические испытания. Проводятся непосредственно на рабочем месте силами лица, выполняющего операции. Содержание этих испытаний отражено в операционно-технологических картах.

b. приемо-сдаточные испытания (ПСИ). Проводятся с целью сдачи изготовленной партии изделий заказчику. Проводятся силами отдела технического контроля.

3) Периодические. Проводятся по программе, согласованной между поставщиком и заказчиком, периодически, но не реже, чем раз в 6 месяцев. Этим испытаниям подвергаются изделия из числа прошедших ПСИ.

4) Типовые. Проводятся по программе изготовителя с периодичностью, определяемой изготовителем.

По физическому принципу испытания делятся на:

1) механические;

2) электрические;

3) климатические;

4) испытания на надежность;

5) параметрические

 

Механические испытания

Проводятся с целью проверки работоспособности изделия в условиях действия внешних возмущающих механических факторов. В ходе этих испытаний изделия проверяют на:

1) вибропрочность;

2) ударопрочность;

3) виброустойчивость;

4) удароустойчивость;

5) устойчивость к действию линейных и угловых нагрузок;

6) устойчивость к транспортной тряске.

(Вибрация отличается от удара частотой и амплитудой)

Под вибропрочностью понимается способность изделия выполнять свои функции после прекращения действия внешней вибрации. С ударом – аналогично.

Под виброустойчивостью понимается способность изделия выполнять свои функции во время действия внешней вибрации. С ударом – аналогично.

Испытания на вибропрочность проводятся путем воздействия на изделие синусоидальной вибрации фиксированной частоты.

Испытания на виброустойчивость проводятся путем воздействия на изделие синусоидальной вибрации с частотой, плавно меняющейся в некотором диапазоне. В ходе этих испытаний определяются собственные или резонансные частоты.

Для проведения этих испытаний используются различного рода вибростенды.

Механический вибростенд.

Объект испытания 1 устанавливают на вибростол 2, который на демпферах 3 подвешен над основанием 4. Шток 5 вибростола через подшипник 6 опирается на эксцентрик 7 (это тело, у которого центр симметрии не совпадает с центром вращения; расстояние между центром вращения и центром симметрии называется эксцентриситетом).

При вращении эксцентрика шток получает возвратно-поступательные движения. Частота вибрации определяется частотой вращения, а амплитуда вибрации определяется эксцентриситетом.

Тяговое усилие такого вибростенда составляет до 100 кг. Частота – до 50 Гц. Амплитуда – до 1 мм.

Испытания на ударопрочность и удароустойчивость проводятся на том же стенде, где вместо эксцентрика 7 установлена деталь 7’.

 

Электродинамический стенд.

Объект испытания 1 устанавливают на вибростол 2, который на демпферах 3 подвешен над электрической катушкой 4. Шток 5 вибростола изготовлен из ферромагнетика. При подаче напряжения на катушку возникает эффект соленоида – эффект выталкивания ферромагнетика из магнитного поля. При перемене полярности источника тока возникают колебания штока.

Для определения реальной частоты вибрации используется вибродатчик 6 (пьезодатчик), основанный на пьезоэффекте. Сигнал с пьезодатчика уходит на усилитель 7, а затем на блок сравнения 8, где сравнивается реальная частота с заданной. Полученная разность направляется на корректор 9, который изменяет частоту звукового генератора 10.

Тяговое усилие – не более 5 кг. Амплитуда – до 0,1 мм. Частота – от 20 Гц до 20 кГц (звук)

Магнитострикционный стенд.

Магнитострикция – свойство некоторых материалов (сегнетоэлектрики) изменять свои линейные размеры под действием магнитного поля. Рисовать схему стенда бессмысленно. Тяговое усилие – до 100 г. Частота – до 32 кГц. Амплитуда – до 0,01 мм.

 

Испытания на линейные и угловые нагрузки проводятся под воздействием ускорений на объект испытания (центрифуга).

 

Испытания на транспортные тряски.

При этих испытаниях используется широкополосная случайная вибрация. Сигналы для неё получают по такой схеме:

 

Электрические испытания

Электрические испытания проводятся с целью проверки сопротивления изоляции (и не более того!) Проводятся следующие электрические испытания:

1) Испытания на сопротивление между двумя токоведущими шинами. Необходимо, чтобы сопротивление было не меньше 100 МОм.

2) Испытания на сопротивление между токоведущими шинами и корпусом.

3) Испытания на сопротивление между двумя размыкающимися в ходе работы электрическими контактами.

4) Испытания на пробой. В ходе них определяется способность диэлектрика выдерживать воздействия напряжения.

5) Испытания на статическое электричество.

Для проведения испытаний используется напряжение, характер которого соответствует характеру напряжения в эксплуатации. Все электрические испытания проводятся при напряжении, равном 1.5 эксплуатационного. При этом в условиях повышенной влажности допускается появление коронных разрядов (образуются в местах резкого перехода контура; связано с ионизацией воздуха. Огни Святого Эльма). При снижении напряжения до 1.25 рабочего коронные разряды должны пропадать.

Электрические испытания в обязательном порядке проводятся после проведения климатических испытаний.

 

Климатические испытания

Климатические испытания проводятся с целью проверки работоспособности изделия в условиях действия внешних климатических факторов (температура, давление, влажность).

1) Испытания на теплостойкость. Изделие должно быть работоспособным после 48 часов нахождения аппаратуры в условиях температуры, допустим, +60 °С.

2) Испытания на теплоустойчивость – по аналогии с механическими испытаниями;

3) На холодостойкость;

4) На холодоустойчивость;

5) Испытания на термоудар. Изделие должно быть работоспособным после проведения 5-10 циклов резкого перехода от (например) -60 до +60 °С.

6) Испытания на повышенную влажность – при влажности 96%.

7) Испытания на тропическую влажность. Изделие подвергается действию температуры +32 °С и влажности 96% - идеальные условия для образования плесени

8) Испытания на морской туман – соль и коррозия.

9) Испытания на пониженное давление.

10) Испытания на солнечную радиацию.

11) Испытания на действие грызунов.

Все климатические испытания проводятся в специальных камерах.

 

Испытания на надежность

Основной числовой показатель надежности – ресурс – время, за которое изделие гарантированно не выйдет из строя.

Также есть вероятность безотказной работы – вероятность, с которой изделие не откажет в течение какого-то времени.

Ещё одна характеристика – интенсивность отказов – λ-характеристика – корыто отказов.

λ(t) = Q(t)/P(t)dt – в вероятностном смысле.

P(t) – вероятность того, что изделие будет работать к началу промежутка времени эксплуатации dt

Q(t) – вероятность отказа за промежуток времени эксплуатации dt

λ(t) = M(Δt)/NΔt – в статистическом смысле.

Как изделия проверяются на ресурс?

1) Используются форсированные испытания. Во время них изделие подвергается наиболее жестким воздействиям из числа разрешенных.

2) Ускоренные испытания. (Вкл-выкл) В расчет не принимается время устойчивой работы.

 

Параметрические испытания

Параметрические испытания проводятся с целью проверки соответствия реальных параметров требованиям ТЗ.