Практическое занятие №4 «Оценка технического уровня продукции по интегральному показателю» (МЕ-7 Оценка качества в машиностроительном производстве)

Задания к практическому занятию

Оценить уровень качества продукции по полученным данным. Выполнить расчет интегрального показателя качества, сделать заключение о техническом решении.

Краткие сведения из теории

Оценка уровня качества продукции представляет совокупность операций, включающих выбор номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции, определение значений этих показателей и сравнение их с базовыми значениями соответствующих показателей.

Оценка уровня качества продукции необходима при решении следующих задач:

- прогнозирование потребностей, технического уровня и качества;

- планирование повышения качества и объемов производства;

- обоснование освоения новых видов;

- выбор наилучших образцов;

- обоснование целесообразности снятия с производства;

- аттестация качества;

- обоснование возможностей реализации за рубежом;

- оценка научно-технического уровня разрабатываемых и действующих стандартов;

- контроль качества;

- стимулирование повышения качества;

- анализ динамики уровня качества;

- анализ информации о качестве и др.

Оценка уровня качества продукции может производиться на различных стадиях жизненного цикла.

На этапе разработки оценивается уровень разрабатываемой продукции, в результате чего устанавливаются требования к качеству продукции и производится нормирование показателей в НТД.

На этапе производства определяются фактические значения показателей качества продукции по результатам контроля и испытании, оценивается уровень качества изготовления продукции и принимаются соответствующие решения при управлении качеством.

На этапе эксплуатации или потребления оценивается уровень качества изготовленной продукции 'и по результатам эксплуатации или потребления ее принимаются управляющие решения, направленные на сохранение или повышение уровня качества продукции.

Уровень качества продукции можно охарактеризовать совокупностью единичных и (или) комплексных показателей. Сравнив с базовыми показателями, в зависимости от цели оценки можно сделать выводы:

- качество оцениваемой продукции выше или ниже, или на уровне базового образца;

- оцениваемую продукцию следует отнести к высшей или первой категории качества.

Технический уровень продукции – система показателей, характеризующих качественные свойства изделия и их соответствие лучшим мировым образцам.

Технический уровень продукции – это мера использования достижений технического прогресса для удовлетворения конкретных потребностей, степень технического совершенства продукции, новизны и прогрессивности конструктивно-технологических решений.

Технический уровень продукции в определенной степени можно рассматривать как характеристику спроса, сроков разработки и обновления выпускаемой техники или используемой технологии. Технический уровень продукции является комплексной интегральной характеристикой, включающей такой компонент, как качество продукции, который, представляя собой динамическую характеристику, позволяет учитывать тенденции развития техники в перспективе.

Совокупность показателей, образующих технический уровень продукции, кроме группы специальных показателей, определяемых характером изделия, содержит прежде всего критерии эффективности технической системы и потребительские качества. При уточнении состава показателей технического уровня продукции следует помнить, что и малозначимые на первый взгляд показатели могут оказать немалое влияние на их изменение.

Технический уровень продукции – относительный показатель, определяемый на основе сравнения с показателями базового образца (реального или гипотетического), являющегося материализацией соответствующего уровня развития.

Различают следующие уровни:

- потенциальный научно-технический уровень – это уровень современных достижений научно-технического прогресса, характеризующий наивысшую степень использования на данном этапе развития науки и техники передовых научно-технических знаний без учета экономических, производственно-технических и др. ограничений;

- перспективный технический уровень продукции – это уровень техники, характеризующийся параметрами наиболее рациональных решений, т.е. наиболее перспективных для достижения поставленных целей на установленный перспективный период при учете возможностей общественного производства;

- достигнутый (прогнозируемый) мировой технический уровень продукции – это уровень воплощения (прогнозирования) в определенной группе изделий, реализованных (прогнозируемых) на данном (прогнозируемом) этапе развития в стране и за рубежом и обеспечивающих наибольшую степень удовлетворения потребностей.

 

Расчетные формулы:

У = , (1)

где

У – уровень качества;

К_ин – интегральный показатель качества новой продукции;

К_иб – интегральный показатель базовой продукции.

К_и = , (2)

где

Э – суммарный полезный эффект от использования продукции;

Цс – цена изготовления или приобретения продукции;

Цп – цена потребления продукции.

Э = ВF_эК_зсТ (3)

где

В – производительность продукции в час;

F_э – суммарный годовой эффективный фонд времени год;

К_зс – коэффициент загрузки продавца;

Т – срок службы продукции, в годах.

Fэ = ДрЧсДс*60 (4)

где

Дс – длительность смены;

Чс – число смен.

Цп = у Fэ К_зсТ (5)

у – удельные затраты потребителей на обслуживание прод. в час.

Пример:

Определить качество работы станка по следующим показателям:

Показатели станков	Базовый станок	Новый станок
1. Цена станка, руб.	200 000	250 000
2. Производительность станка, шт./час.
3. Срок службы, год
4. Коэффициент загрузки станка	0,8	0,9
5. Удельные затраты потребителя

 

Станки работают в 3 смены по 8 часов каждый.

Решение:

F_э = 260*3*8 = 6240

Э_б = 50*6240*0,8*5 = 1248000

Э_н = 100*6240*0,9*7 = 3931200

Цп = 10*6240*0,8*5 = 249600

Цп.н = 3*6240*0,9*7 = 117936

К_иб = = 2,77

К_ин = = 10,68

У = = = 3,85

Вывод: уровень качества новой продукции превышает уровень качества базового станка, поэтому покупка нового станка является наиболее выгодной.

Примерные задания

В цех поступили два фрезерных станка двух производителей:

Цена (первый)
(второй)
Затраты на электро энергию	1,20
	1,26
Затраты на смазочные средства	0,2
	0,21
Прочие затраты	1,18
	1,2
Производительность
Срок службы
Коэффициент загрязнения	0,91
	0,93

Время работы 3 смены по 8ч. Определить какой из станков является базовым, определить уровень качества.

Цех приобрёл шлифовальный санок со следующими показателями.

Цена (базовый)
(новый)
Затраты на электро энергию	0,95
	1,2
Затраты на смазочные средства	0,15
	0,20
Прочие затраты	1,0
	1,2
Производительность
Срок службы	2,6
	5,5
Коэффициент загрязнения	0,85
	0,85

Время работы 3 смены по 8ч.

На участок по изготовлению шестерен поступил новый шлицо-фрезерный станок. Рассчитать уровень качества станка, если цена станка: базового 8000, нового 10000. Эксплуатационные расходы, затраты на энергию: у базового 1,25, нового 1. Затраты на смазывающие средства: у базового 0,2, нового 0,2. Прочие затраты: у базового 1, нового 0,8. Производительность станка штук в час: у базового 72, нового 80. Срок службы: у базового 8, нового 9. Коэффициент загрузки: у базового 0,82, нового 0,85. Оба станка работают в 2 смены.

4.2 Контрольные вопросы:

 

1) Что такое уровень качества?

2) Какие существуют методы оценки технического уровня?

3) Что технический уровень?

4) Как определяют интегральный показатель качества?

5) Что может входить в удельные затраты потребителя?

6) Какие уровни технического уровня существуют?

5 Практическое занятие №5 «Оценка качества продукции экспертным методом» (МЕ-4 Методы определения количественных показателей качества)

Задания к практическому занятию

Оценить уровень качества продукции экспертным методом по полученным данным. Расчитать: уровень качества продукции; показатель качества новой продукции; показатель качества базовой продукции; средний бал, выставленный n – экспертами по одному из показателей качества продукции, сделать заключение о техническом решении.

Краткие сведения из теории

Наиболее широко в исследовании СУ, как правило, используются экспертные методы. Как научный способ экспертный метод был разработан сравнительно недавно и впервые он получил название "Дельфи". В дальнейшем были разработаны другие аналогичные методы, имеющие в своей основе экспертные оценки. Сначала экспертные методы использовались, в основном, для решения задач, связанных с прогнозированием в области науки и техники, а затем они стали применяться в других областях, в том числе в управлении.

Сущность экспертных методов, как при решении задач исследования СУ, так и при использовании их в практике принятия решений в других областях науки, техники, управления, заключается в усреднении различными способами мнений (суждений) специалистов-экспертов по рассматриваемым вопросам.

Наиболее распространенными экспертными методами при классификации по признаку оценки предпочтений в настоящее время при принятии решений по управлению являются следующие:

- метод рангов;

- метод непосредственного оценивания;

- метод сопоставлений.

Последний метод включает две его разновидности:

парного сравнения и последовательного сопоставления.

В принципе каждый из них имеет много общего, а отличие, в основном, только в том, что оценивание (измерение) изучаемых объектов системного управления осуществляется различными способами. Причем каждый из методов обладает определенными достоинствами и недостатками.

Общность каждого из методов заключается в последовательности проведения процедур их использования. К ним следует отнести:

- организацию экспертного оценивания;

- проведение сбора мнений экспертов;

- обработку результатов мнений экспертов.

Практика показывает, что уменьшение субъективности и соответственно повышение объективности результатов использования экспертных методов существенно зависит от соблюдения правил организации, подготовки и проведения экспертных работ. Особенно это зависит, в первую очередь, от организации экспертного оценивания, назначения ответственного за организацию и проведение работ по экспертной оценке, а также от формирования экспертных комиссий.

Для общего руководства экспертными работами следует назначать председателя экспертной комиссии. В составе комиссии организуют две группы: рабочую и экспертную.

Рабочую группу возглавляет ее руководитель (организатор). В его подчинение входят технические работники, осуществляющие технические работы по подготовке материалов к работе экспертов, отработку результатов работы экспертов и т.п.

В экспертную группу входят эксперты - специалисты по решаемым проблемам.

Формирование экспертной осуществляет руководитель (организатор) рабочей группы. При этом выполняется ряд последовательных мероприятий:

- постановку проблемы и определение области деятельности группы;

- составление предварительного списка экспертов - специалистов в рассматриваемой области деятельности;

- анализ качественного состава предварительного списка экспертов и уточнение списка;

- получение согласия эксперта для участия в работе;

- составление окончательного списка экспертной группы.

Количество экспертов в экспертной группе зависит от множества факторов и условий. В частности, от важности решаемой проблемы, располагаемых возможностей и т.п. В большинстве случаев определяется минимально необходимое количество экспертов, что часто становится важнейшим условием установления числа приглашаемых экспертов.

Подбор конкретных экспертов проводится на основе анализа качества каждого из предлагаемых экспертов. Используются для этой цели разнообразные способы:

- оценка кандидатов в эксперты на основе статистического анализа результатов прошлой деятельности в качестве экспертов по проблемам оргпроектирования;

- коллективная оценка кандидата в эксперты как специалиста в данной области;

- самооценка кандидата в эксперты;

- аналитическое определение компетентности кандидатов в эксперты.

Очень часто применяют одновременно несколько способов. Например, способы самооценки и коллективной оценки качеств предлагаемого эксперта. Такой подход позволяет достаточно обоснованно подобрать экспертов с необходимыми качествами. Однако, следует признать, что способ оценок прошлой деятельности представляется более объективным, чем способы самооценок и коллективной оценки.

Независимо от избранного способа оценки качеств кандидатов эксперты должны удовлетворять во всех случаях таким требованиям как:

- профессиональной компетентности в области проектирования организационных систем;

- креативности (умению решать творческие задачи);

- научной интуицией;

- заинтересованности в объективных результатах экспертной работы;

- деловитости (собранности, умению переключаться с одного вида деятельности на другой, коммуникативности, независимости суждений, мотивированности действий);

- объективности;

- нонконформизма.

Проведение сбора мнений экспертов предполагает решение следующих вопросов:

- определение места и времени сбора мнений;

- определение формы и методики сбора мнений;

- определение количества туров сбора мнений;

- определение состава и содержательной части документации;

- определение порядка занесения результатов мнений экспертов в документы.

Очень важным является определение формы сбора мнений экспертов. Среди всех известных форм сбора мнений можно отметить индивидуальные, коллективные и смешанные, т.е. указанные формы различаются прежде всего по фактору участия экспертов в работе (индивидуальное или коллективное). Каждая из этих форм имеет ряд разновидностей:

- анкетирование;

- интервьюирование;

- дискуссия;

- мозговой штурм;

- совещание;

- деловая игра.

Все они обладают своими достоинствами и недостатками. Во многих случаях оргпроектирования каждая их этих разновидностей используются совместно, что дает нередко большой эффект и объективность. Такой подход к сбору мнений экспертов, то есть когда используется смешанная форма, применяется в случаях некоторой неясности проблемы, разногласиях индивидуальных мнений или разногласиях экспертов при коллективном обсуждении.

Вместе с тем, наиболее часто в практике проектирования оргсистем используется анкетирование, которое позволяет с меньшими трудозатратами экспертов собрать их мнение, но по времени сбор мнений при использовании этого вида более длительный.

Обычно процесс разработки анкеты включает:

- определение формы и содержания обращения к эксперту;

- выбор типа вопросов;

- формулировку вопросов;

- изложение необходимых для эксперта информации;

- разработку формы анкеты.

Представляет интерес выбор типов вопросов, среди которых наиболее употребляемыми в последние годы стали, так называемые, веерный, закрытый и открытый типы (веерный - предполагает один ответ из представленного заранее в анкете ряда ответов; закрытый - "да", "нет", "не знаю"; открытый - вопрос, ответ на который может быть дан в произвольно форме).

Очень важно при анкетировании экспертов правильно, просто и однозначно, кратко и в то же время с необходимой полнотой сформулировать вопросы в анкетах, а в тексте пояснительной записки указать, что конкретно требуется от эксперта.

Для ответов на вопросы, то есть для принятия решения каждым экспертом, проводятся объективные и (или) субъективные измерения рассматриваемого объекта в явном или неявном виде. При субъективном измерении эксперты, как правило, применяют один из указанных ранее наиболее употребляемых при этом методов (рангов, непосредственного оценивания, сопоставлений).

По методу рангов эксперт осуществляет ранжирование (упорядочение) исследуемых объектов организационной системы в зависимости от их относительной значимости (предпочтительности). При этом обычно наиболее предпочтительному объекту присваивается ранг 1, а наименее предпочтительному - последний ранг, равный по абсолютной величине числу упорядочиваемых объектов. Более точным такое упорядочение становится при меньшем количестве объектов исследования и наоборот.

Таким образом, этот метод позволяет определить место исследуемого объекта среди других объектов СУ. Достоинством метода рангов является его простота. Недостатками являются:

невозможность с достаточной точностью ранжировать количество объектов, количество которых превышает 15-20;

- не отвечает на вопрос как далеко по значимости находятся исследуемые объекты друг от друга.

Данный метод применяется в практике исследования СУ несмотря на свою простоту, довольно редко.

Метод непосредственного оценивания представляет собой упорядочение исследуемых объектов (например, при отборе параметров для составления параметрической модели) в зависимости от их важности путем приписывания баллов каждому из них. При этом наиболее важному объекту приписывается (дается оценка) наибольшее количество баллов по принятой шкале. Диапазон шкалы оценок наиболее распространенным бывает от 0 до 1, 0 до 5, 0 до 10, 0 до 100. В простейшем случае оценка может быть 0 или 1. Иногда оценивание осуществляется в словесной форме. Например, "очень важный", "важный", "маловажный", и т.п., что тоже иногда для большого удобства обработки результатов опроса переводится в балльную шкалу (соответственно 3, 2, 1).

Использование указанного метода используется только при уверенности полной информированности экспертов об исследуемых свойствах объекта, чего нередко не бывает.

Метод сопоставления осуществляется, как уже указывалось ранее, парным сравнением и последовательным сопоставлением.

При парном сравнении эксперт сопоставляет исследуемые объекты по их важности попарно, устанавливая в каждой паре объектов наиболее важный. Все возможные пары объектов эксперт представляет в виде записи каждой из комбинаций (объект I - объект 2, объект 2 - объект 3 и т.д.) или в форме матрицы.

В результате сравнения объектов в каждой паре эксперт высказывает мнение о важности того или иного объекта, то есть отдает одному из них предпочтение. Иногда эксперты приходят к выводу об эквивалентности каждого из объектов пары. Упорядочение в каждой паре объектов, безусловно, не дает сразу упорядочения всех рассматриваемых объектов, поэтому необходима последующая обработка результатов сравнения. Наиболее удобно осуществлять парные сравнения и их обработку, используя в качестве инструмента матрицы.

В отдельных случаях при большом количестве исследуемых объектов на результаты парного сравнения оказывают влияние психологические факторы, то есть предпочтение порой получает не тот объект, который действительно предпочтителен перед другими, а тот, который в перечне пар записан первым или находится по расположению в матрице выше сравниваемого. Поэтому иногда для исключения психологического влияния проводят двойное парное сравнение, то есть еще раз осуществляют парное сравнение, но только при обратном расположении объектов и соответственно объектов в каждой паре.

Метод парных сравнений очень прост и он позволяет исследовать большее количество объектов (по сравнению, например, с методом рангов) и с большей точностью.

Сущность метода последовательного сопоставления состоит в следующем. Эксперт располагает все исследуемые объекты в порядке их важности (как метод рангов). Предварительно каждому из объектов приписывается определенное количество баллов, например, по шкале от 0 до I (как метод оценивания). Причем самому важному объекту дается балл равный I, а всем остальным в порядке уменьшения их значимости, то есть от I до 0. Далее эксперт решает вопрос будет ли важность объекта, имеющего ранг I, больше суммы балльных оценок всех остальных объектов. Если будет, то величина балльной оценки первого объекта увеличивается до соблюдения этого условия, а если нет, то эксперт уменьшает эту величину до такого числового значения, чтобы она стала меньше суммы оценок всех остальных объектов.

Величины оценок второго, третьего и последующих объектов по важности определяются последовательно аналогично оценке первого наиболее важного объекта.

Метод последовательного сопоставления для экспертов наиболее трудоемок. Особенно это начинает ощущаться при количестве исследуемых объектов более шести-семи.

Обработка собранных мнений экспертов проводится как количественная (численных данных), так и качественная (содержательной информации). При этом используются различные способы. Необходимо отметить, что при наличии численных данных для решения вопросов, имеющих достаточный информационный материал, в основном, применяются методы усреднения экспертных суждений. Однако, даже при имеющихся численных данных, но при недостаточности информации по решаемому вопросу(что нередко бывает при проектировании СУ) используются наряду с количественными методами обработки экспертных данных также и методы качественного анализа и синтеза.

При использовании рассмотренных экспертных методов (рангов и др.) мнения экспертов часто совпадают не полностью. Поэтому необходимо количественно оценивать меру согласованности мнений экспертов и определение причин несовпадения суждений. Мера согласованности, естественно, определяется на основе статистических данных всей группы экспертов.

Для оценки меры согласованности мнений экспертов используются, как правило, коэффициенты конкордации - дисперсионный и энтропийный.

Дисперсионный коэффициент конкордации принимает значения от 0 до 1. При 0 - нет согласованности между мнениями экспертов, при 1 - согласованность полная. Если дисперсионный коэффициент конкордации больше 0,5, то обычно согласованность считается достаточной.

Энтропийный коэффициент конкордации (иначе его называют коэффициентом согласия) также изменяется от 0 до 1 и также при большей величине коэффициента согласия - большая мера согласованности.

В случаях, когда мнения экспертов различаются незначительно, то указанные выше коэффициенты примерно дают одинаковую меру согласованности. Однако, если имеются существенные различия в мнениях экспертов, то величины коэффициентов будут существенно отличаться. Таким образом, совместный анализ коэффициентов позволяет объективно определить меру согласованности мнений экспертов.

Применение всех рассмотренных экспертных методов, несмотря на их недостатки, показывает их эффективность при исследованиях и проектировании СУ. Причем, наибольший эффект достигается при одновременном использовании нескольких методов.

К разновидности экспертного метода можно отнести социологический, который основывается на опросе, сборе и анализе мнений респондентов (например, фактических или потенциальных потребителей). Такой опрос и сбор мнений производится обычно в письменной форме - распространением анкет или устно (на конференциях, аукционах, выставках, в учебных заведениях и т.п.). При использовании этого метода также следует применять научно-обоснованные способы опроса, математические принципы сбора и обработки информации.

Обработка экспертных и социологических данных и расчеты мер согласованности требуют трудоемких вычислений. Поэтому следует шире использовать при проведении сбора и обработке результатов экспертной и социологической информации компьютерную технику. Возможности для этого есть, так как автоматизация проведения и обработки результатов подобного рода данных стала предметом создания ряда продуктов программного обеспечения

Расчетные формулы:

У = (1)

где

У – уровень качества продукции;

Qн – показатель качества новой продукции;

Qб – показатель качества базовой продукции.

Q = P₁m₁ + P₂m₂ + … + P_nm_n (2)

где

P_i – средний бал, выставленный n – экспертами по одному из показателей качества продукции;

m_i – коэффициент значимости i-го показателя качества.

P_n = P_i¹ + P_i² + … + P_iⁿ / n (3)

где

P_i¹ + P_i² + … + P_iⁿ – оценка 1-го, 2-го эксперимента, выставленного по i-му показателю;

n – число экспертов.

Пример:

Определить уровень качества телефона, если оценивают по 3м показателям:

P₁ – функциональность,

Р₂ – дизайн,

Р₃ – длительность зарядки.

Коэффициенты значимости: m₁ = 5, m₂ = 4, m₃ = 5.

В анализе качества принимают участие 4 эксперта, которые выставили следующие баллы:

Р₁ = 5 5 3 4

Р₂ = 4 4 5 5

Р₃ = 3 3 4 3

Базовый показатель = 36 баллов.

Решение:

Р₁ = = 4.25

Р₂ = = 4.5

Р₃ = = 3.25

Q = 4,25*5+4,5*4+3,25*5 = 21,25+18+16,25 = 50,25

У = = 1,4

Вывод: уровень качества нового телефона превышает уровень качества базового показателя, поэтому покупка выгодна.

Примерные задания

Определить комплексный показатель качества автомобиля «Акцент», если он определяется тремя показателями, оцениваемыми в баллах:

1) P1 – показатель внешнего вида

2) динамики

3) безопасность

Коэффициенты весомости: m1=3, m2=4, m3=5

Экспертная комиссия состоит из 5 человек. Продукция сранивается со следующими образцами:

Лада Приора – 46 баллов, KIA – 51 бал, Toyota Corolla – 58 баллов

1 эксперт: 5 4 4

2 эксперт: 5 4 5

3 эксперт: 3 4 3

4 эксперт: 4 3 4

5 эксперт: 4 5 5

 

Определить уровень качества духов Tresel, если качество определяется:

1) по устойчивости запаха

2) внешнему определению

3) содержанию красящих веществ

Сравнивается с Macay Key показатель 48 баллов, Oriflamme Эклад – 46 баллов, Faberlic – 47 баллов.

1 эксперт: 4 5 4

2 эксперт: 3 5 4

3 эксперт: 4 4 4

4 эксперт: 3 3 3

Коэфф-т весомости: m1=5, m2=4, m3=3

 

5.2 Контрольные вопросы:

 

1. Какими бывают экспертные методы?

2. Сущность метода непосредственного оценивания?

3. Какие основные недостатки у метода рангов?

4. Диапазон шкалы оценивания бального метода?

5. В каких случаях рекомендовано применять экспертные методы?

6. Качество чего можно определить только экспертными методами?

7. Как формируется группа экспертов?

8. Какими бывают стали по качеству?

9. Как определяются коэффициенты весомости?

6 Практическое занятие №6 «Определение основных характеристик шероховатости по профилограмам» (МЕ-5 Надежность технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений)

Задания к практическому занятию

Изучить теорию по данному вопросу. Зарисовать профилограмму по заданию. Заполнить таблицу 4.2.[17, с.89] Расчитать высотные и шаговые параметры шероховатости. Сделать заключение о полученных результатах.

 

Краткие сведения из теории

 

Параметры шероховатости поверхности - один из самых важных показателей качества продукции, работающей с большим износом. Шероховатость - это одна из самых важных эксплуатационных характеристик движущихся механизмов, изделий, двигателей внутреннего сгорания. Именно от шероховатости зависит коэффициент трения, коррозионная стойкость, износостойкость, и другие механические характеристики деталей.

Таким образом, на поверхностях рабочих деталей постоянно происходят процессы, которые могут оказывать на них негативное влияние. К таким процессам относят: появление трещин, механический износ, обуславливаемый трением, эрозия, коррозия металла, смятие, появление заусенцев. Такие дефекты могут оказывать даже большее негативное влияние на работу всего механизма, чем деформация тел, в результате перегрева или гидроудара. Кстати, перегрев может возникать и от усиленного трения, в том числе, вызванного повышенной шероховатостью.

Если придать поверхности некоторые микрогеометрические свойства, то можно повысить сопротивляемость детали различным внешним воздействиям, и тем самым, улучшить параметры прочности и надежности.

Значения параметров поверхности детали, которые смогли бы обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики, можно повысить путём технологической обработки поверхности - т.е. шлифования. Измерить качество уже обработанной поверхности можно при помощи приборов, измеряющих шероховатость: профилометра и профилографа.

Прочность деталей также зависит от шероховатости поверхности. Разрушение детали, особенно при переменных нагрузках, в большей степени объясняется концентрацией напряжений, вследствие наличия неровностей. Чем меньше шерохова­тость, тем меньше возможность возникновения поверхностных трещин от усталости металла. Отделочная обработка деталей (доводка, полирование и т. п.) обеспечивает значительное повышение предела их усталостной прочности.

Уменьшение шероховатости поверхности значительно улучшает антикорро­зионную стойкость деталей. Это имеет особенно важное значение в том случае, когда для поверхностей не могут быть использованы защитные покрытия (поверхности цилиндров двигателей и др.).

Надлежащее качество поверхностииграет немаловажную роль и в сопряжениях, отвечающих условиям плотности, герметичности, теплопроводности. С пони­жением шероховатости поверхностей улучшайся их способность к отражению электромагнитных, ультразвуковых и световых волн; уменьшаются потери электромагнитной энергии в волноводных трактах, резонирующих системах, уменьшается емкость электродов; в электровакуумных приборах уменьшается газопоглощеиие и газовыделение, облегчается очистка деталей от адсорбированных газов, паров и пыли.

Важной геометрической характеристикой качества поверхности является на­правленностьштрихов — следов механической и других видов обработки (Рис.3). Она влияет на износостойкость поверхности, определенность посадок, прочность прессовых соеди­нений. В ответственных случаях конструктор должен оговаривать направленность следов обработки на поверхности детали. Это может оказаться необходимым, на­пример, в связи с направлением относительного скольжения сопряженных деталей или с направлением движения по детали струи жидкости или газа. Изнашивание уменьшается и достигает минимума при совпадении направления скольжения с на­правлением неровностей обеих деталей.

Высокой точности всегда отвечают малые шероховатости и волнистость поверх­ности. Это определяется не только условиями работы сопряженных деталей, но и необходимостью получения надежных результатов измерения в производстве. Умень­шение шероховатости поверхности вносит большую определенность в характер сопряжения, так как размер зазора (или натяга), полученный в результате контроля деталей, отличается от размера эффективного зазора или натяга, имеющего место в эксплуатации или при сборке. Эффективный натяг при сборке уменьшается, а зазор в процессе работы механизма увеличивается, причем тем больше и быстрее, чем более грубо обработаны сопрягаемые поверхности.

Малую шероховатость поверхности бывает необходимо использовать и для придания красивого внешнего вида детали или удобства содержания поверхностей в чистоте и т. п.

Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изде­лий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости поверхности не устанавливаются и шероховатость этой поверхности контролироваться не должна. Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности (раковины и пр.), поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. В некоторых случаях допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков одной поверхности, которые могут быть различными.

ГОСТ 2789—73* устанавливает требования к шероховатости поверхности независимо от способа ее получения или обработки. Это дает возможность применять требования стандарта к поверхностям, обработан­ным резанием и другими методами, например литьем, прессованием, электрофизи­ческими и электрохимическими методами и т. д.

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (чаще поперечного), получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью (чаще всего в нормальном сечении). Для отделения шероховатости поверхности от других не­ровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) ее рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной l. Базой для отсчета отклонений про­филя является средняя линия профиля т.

Для количественной оценки и нормирования шероховатости поверхностей ГОСТ 2789—73* (Рис.1) устанавливает шесть параметров: три высотных (Ra, Rz, Rmах), два шаговых (Sm, S) и параметр относительной опорной длины профиля (tp).

Параметры Ra, Rz представляют собой среднюю высоту неровностей профиля (Ra — всех неровностей; Rz — наибольших неровностей), параметр Rmax — полную высоту профиля

Параметры S и Sm характеризуют взаимное расположение (расстояние) характерных точек неровностей (максимумов) про­филя и точек пересечения профиля со средней линией (нулей про­филя).

Параметр tр содержит наиболь­шую информацию о высотных свой­ствах профиля (он комплексно ха­рактеризует высоту и форму неров­ностей профиля), так как она ана­логична функции распределения. В продольном направлении tp по­зволяет судить о фактической пло­щади контакта при контактиро­вании шероховатых поверхностей на заданном уровне сечения р.

 

Рис.1 - Общий вид профилограммы

 

Пример выполнения работы представлен [17, с.89- 91]

6.2 Контрольные вопросы:

 

1) Каким образом формируются в приборах данные о шероховатости поверхости?

2) Как шероховатость влияет на качество изделий?

3) Какие существуют параметры шероховатости?

4) Какие существуют методы определения шероховатости?

5) Каково строение поверхносного слоя детали?