Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Метрология, стандартизация, сертификацияСтр 1 из 14Следующая ⇒
Метрология, стандартизация, сертификация
Учебно-методическое пособие к выполнению курсовой работы для студентов, обучающихся по специальностям 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудование» (Строительные, дорожные и коммунальные машины)
Воронеж 2015
УДК 389.01 ББК 30.10 М546
Рецензенты: кафедра графики, конструирования и информационных технологий в промышленном дизайне Воронежского государственного технического университета; В.И. Биркин, зам.гл. инженера Воронежского механического завода – филиал ФГУП ГКАПЦ им. М.В. Хруничева
Изложены основные сведения о теоретических основах метрологии, стандартизации, сертификации. Содержит методические рекомендации к выполнению курсовой работы при изучении дисциплины. Предназначено для студентов всех форм обучения специальностей 170900 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования» (Строительные, дорожные и коммунальные машины)
Ил. 43. Табл. 26. Библиогр.: 19 назв.
УДК 389.01 ББК 30.10
Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского ГАСУ
Введение Метрология, стандартизация и сертификация неразрывно связаны между собой, поэтому каждое из этих направлений деятельности и их совокупности являются очень важными для становления рыночной экономики страны. Это те инструменты, использование которых позволяет обеспечить качество выпускаемой продукции, работ и услуг, конкурентоспособность и эффективность производства. Целью учебного пособия является формирование у студентов знаний, умений и навыков в указанных областях деятельности с целью обеспечения более высокой эффективности работы. Знания в области метрологии, стандартизации и сертификации в одинаковой степени важны как для специалистов, производящих продукцию, так и для специалистов по реализации продукции и менеджеров.
Измерения являются одним из важнейших путей познания природы, дают количественную характеристику окружающего нас мира, помогают раскрыть действующие в природе закономерности. Уместно вспомнить слова Д.И. Менделеева, который писал: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять: точная наука немыслима без меры». Измерения имеют большое значение в современном обществе: они дают возможность обеспечить взаимозаменяемость узлов и деталей, совершенствовать технологию, повысить безопасность труда и качество продукции. Сравнение опытным путем измеряемой величины с другой, подобной ей, принятой за единицу, составляет общую основу любых измерений. Разделом науки, изучающей измерения является метрология. Цель учебного пособия – выработка у будущих инженеров знаний и практических навыков использования и соблюдения требований ГОСТ (государственных стандартов), выполнения точностных расчетов и метрологического обеспечения при изготовлении, эксплуатации и ремонте подъемно-транспортных машин и оборудования. При выполнении индивидуальных заданий на практических занятиях по «Метрологии, стандартизации и сертификации» студенты должны: · изучить основные понятия и терминологию, используемые в курсе «Метрология, стандартизация и сертификация»; · научиться пользоваться стандартами с целью выбора оптимальных допусков при конструировании деталей машин; · приобрести навыки в расчете размерных цепей при конструировании деталей, узлов или механизмов; · научиться отличать посадки в системе «Отверстия» от посадок в системе «Вал»; · приобрести навыки построения полей допусков размеров деталей; посадок с зазором, натягом и переходных с обоснованием условий их применения Пособие состоит из восьми разделов, в которых изложены основные сведения о теоретических основах метрологии, стандартизации, сертификации. Кроме того приводятся необходимые рекомендации к выполнению курсовой работы. Предназначено для студентов всех форм обучения специальностей 170900 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования» (Строительные, дорожные и коммунальные машины).
И посадок Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. В метрологии решаются следующие основные задачи: разработка общей теории измерений единиц физических величин и их систем, разработка методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства и единообразия средств измерений, эталонов и образцовых средств измерений, методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений к рабочим средствам измерений. Решение многих задач метрологии является важной государственной задачей. Например, во многих странах мира мероприятия по обеспечению единства и требуемой точности измерений установлены законодательно; узаконены единицы измерений; регламентировано проведение регулярной проверки мер и измерительных приборов, находящихся в эксплуатации; порядок испытаний и аттестации вновь выпускаемых средств измерений. Стандартизация – это деятельность по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения: безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни и имущества; технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции; качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии; единства измерений; экономии всех видов ресурсов; безопасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций; обороноспособности и мобилизационной готовности страны. Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач. Начало формирования Государственной системы сертификации Российской Федерации относится к 1992 году. Сертификация является инструментом, гарантирующим соответствие показателей качества продукции требованиям нормативно-технической документации и стандартам. В переводе с латинского языка слово «сертификация» можно перевести как «верно сделано» (certum – верно, facere – сделано, sertifico - удостоверяю). В настоящее время под сертификацией соответствия понимается действие третьей стороны, доказывающее, что обеспечивается необходимая уверенность в том, что должным образом идентифицированная продукция, процесс или услуга соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу. Круг величин, подлежащих измерению, определяется разнообразием явлений, с которыми приходится сталкиваться человеку. Если «Теория механизмов машин», «Детали машин и основы конструирования», «Технология металлов» и др. служат теоретической основой проектирования машин и механизмов, то курс «Метрология, стандартизация, сертификация» рассматривает вопросы обеспечения точности геометрических параметров как необходимого условия взаимозаменяемости и таких важнейших показателей качества, как надежность и долговечность.
С учетом необходимости охвата Международной системой единиц (System International) всех областей науки и техники в ней в качестве основных выбраны семь единиц. В механике такими являются единицы длины, массы и времени, в электричестве добавляется единица силы электрического тока, в тепловых процессах - единица термодинамической температуры, в оптике - единица силы света, в молекулярной физике, термодинамике и химии – единица количества вещества. Эти семь единиц соответственно: метр, килограмм, секунда, ампер, Кельвин, кандела и моль - и выбраны в качестве основных единиц СИ. Единица длины (метр) – длина пути проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. Единицы массы (килограмм) – масса, равная массе международного прототипа килограмма. Единица времени (секунда) – продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Единица силы электрического тока (ампер) – сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум нормальным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади круглого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывает между проводниками силу взаимодействия, равную 2×10-7 Н на каждый метр длины. Единица термодинамической температуры (Кельвин) – 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается использовать также шкалу Цельсия. Единица силы света (кандела) – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматические излучения частотой 540×1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Единица количества вещества (моль) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в углероде – 12 массой 0,012 кг. Международная система единиц содержит также две дополнительные единицы: для плоского угла – радиан и для телесного угла – стерадиан. Радиан (рад) – единица плоского угла, равная углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градусном исчислении 1 рад = 57017'44,8''. Стерадиан (ср) – единица, равная телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. Телесный угол Ω измеряют косвенно – путем измерения плоского угла α при вершине конуса с последующим вычислением по формуле
Ω = 2 π [1 - cos α /2].
В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности соединения. В цилиндрических соединениях охватывающая поверхность носит общее название “отверстие”, а охватываемая - “вал”. Названия “отверстие” и “вал” условно применимы также и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям. Обозначают: D – номинальный размер отверстия, d – номинальный размер вала. Эти размеры одинаковы. Предельными называются два предельных значения размера, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из них называется наибольшим предельным размером, меньшее - наименьшим предельным размером. Они для отверстия обозначаются Dmax и Dmin, а для вала dmax и dmin. Верхнее предельное отклонение – алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным. Обозначают: ES – верхнее предельное отклонение отверстия, es – верхнее предельное отклонение вала. ES = Dmax - D; es = dmax - d.
ES – начальные буквы французских слов, Ecart – отклонение, Superieur – верхнее. Нижнее предельное отклонение – алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным. Обозначают: EI – нижнее предельное отклонение отверстия, ei – нижнее предельное отклонение вала. EI = Dmin - D; ei = dmin - d. EI – начальные буквы французских слов, Ecart – отклонение, Inferieur – нижнее. Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельным размером. Обозначают: TD – допуск отверстия, Td – допуск вала. Допуск всегда положительное число. TD = Dmax - Dmin = ES – EI; Td = dmax - dmin = es - ei.
Линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок, называется нулевой линией. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные – вниз (рис. 1).
Рис. 1. Графическое изображение деталей соединения: а) схема деталей соединения; б) схема расположения полей допусков деталей соединения
Действительное отклонение – алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Поле допуска – интервал значений размеров, ограниченный предельными размерами; оно определяется величиной допуска и его расположением относительно номинального размера. На схеме поле допуска изображается зоной между линиями, соответствующими верхнему и нижнему предельным отклонениям. Верхняя граница поля допуска соответствует наибольшему предельному размеру, нижняя – наименьшему предельному размеру. Зазор S – положительная разность между размерами отверстия и вала (размер отверстия больше размера вала). Натяг N – положительная разность между размерами вала и отверстия до сборки деталей (размер вала больше, чем размер отверстия).
Наибольший зазор Smax – положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия Dmax и наименьшим предельным размером вала dmin. Smax = Dmax – dmin = ES – ei. Наименьший зазор Smin – положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия Dmin и наибольшим предельным размером вала dmax.
Smin = Dmin – dmax = EI – es. Наибольший натяг Nmax – положительная разность между наибольшим предельным размером вала dmax и наименьшим предельным размером отверстия Dmin.
Nmax = dmax – Dmin =es – EI. Наименьший натяг Nmin – положительная разность между наименьшим предельным размером вала dmin и наибольшим предельным размером отверстия Dmax.
Nmin = dmin- Dmax = ei – ES. Посадка – это характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей в случае зазора или степень сопротивления их взаимному смещению (в случае натяга).
Посадки. Общие сведения
Посадки образуются путем сочетания полей допусков отверстия и вала. Посадки делятся на три группы: 1) посадки с зазором, при которых обеспечивается зазор в соединении; 2) посадки с натягом, при которых обеспечивается натяг в соединении; 3) переходные посадки, при которых возможно получение как натягов, так и зазоров. На рис. 3 показано положение полей допусков отверстия и вала при различных посадках в системе отверстия. При графическом изображении поле допуска отверстия для посадок с зазором расположено над полем допуска вала, для посадок с натягом поле допуска отверстия под полем допуска вала. Обозначают посадку в виде дроби после указания номинального размера соединения. В числителе ставят обозначение поля допуска отверстия, в знаменателе – поля допуска вала. Расположение поля допуска относительно нулевой линии принято обозначать буквой (или двумя буквами) латинского алфавита. Ширина поля допуска определена указанием номера квалитета (степени точности) цифрой рядом с буквенным обозначением поля допуска.
Рис. 3. Расположение полей допусков отверстия и вала в системе отверстия
Например: 15H7/h6 или 20G7/h6. Первая посадка принята в системе отверстия, вторая – в системе вала. Отверстие в системе отверстия называют основным, и его поле допуска обозначают заглавной буквой H при любых посадках. В системе вала вал называют основным и его поле допуска обозначают прописной буквой h при обозначении любых посадок. Допуск посадки – это разность между наибольшим и наименьшим зазором (в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим натягом (в посадках с натягом). Допуск посадки всегда положительное число. Для любых посадок допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала:
TS = Smax – Smin = TD + Td; TN = Nmax – Nmin = TD + Td, где Т-tolerance – допуск. Для любых посадок, в том числе и переходных, допуск посадки можно вычислить по формуле
TS = TN = TD + Td, где TS – допуск зазора; TN – допуск натяга. При выполнении курсовой работы студент обязан самостоятельно выбрать вариант задания, руководствуясь номером зачетной книжки (её шифром): предпоследняя цифра соответствует номеру варианта по вертикали, а последняя – по горизонтали. Например, шифр зачетки 02-25-716, что будет соответствовать Перед началом расчета заданий по курсовой работе студенту рекомендуется ознакомиться со стандартами и правилами оформления схем посадок, используя номинальные размеры табл. 1 и варианты посадок табл. 2.
Таблица 1
Таблица 2
Пример. Подобрать стандартную посадку с зазором при следующих условиях: номинальный диаметр соединения d = 0,045 м; длина подшипника (соединения) ℓ = 0,06 м; ω = 100 рад/c; динамическая вязкость смазочной жидкости Решение. 1. Определяем значение самого выгодного зазора по формуле
2. Найдем значение расчетного зазора по формуле
По ГОСТ 25347-92 подберем посадку, удовлетворяющую условию
Æ 45
Средний зазор 3. Проверим посадку при неблагоприятных условиях, т.е. когда зазор наибольший
4. Выполняем проверку на достаточность толщины слоя смазки:
что свидетельствует о правильно выбранной посадке. Величину допуска, величину и знаки основных и предельных отклонений сводим в табл. 4. Обозначение посадки Æ 45
Предельные размеры вала и отверстия:
Dmax = D+ ES = 45 + 0,025 = 45,025 мм;
Dmin = D+ EJ = 45 + 0 = 45 мм;
dmax = d+ es = 45 – 0,050 = 44,950 мм;
dmin = d+ ei = 45 – 0,089 = 44,911 мм.
Таблица 4 Сводные данные о посадке Æ45 Н7/е8
Допуски размеров вала и отверстия: TD = ES – EJ = 25 – 0 = 25 мкм; TD = D max – D min = 45,025 – 45 = 0,025 мм;
Td =es – ei = -50 – (- 89) = 39 мкм;
Td = d max – d min = 44,950 – 44,911 = 0,039 мм.
Величины предельных зазоров: Smax = D max – dmin = 45,025 – 44,911 = 0,114 мм;
Smax = ES – ei = + 25 – (- 89) = 114 мкм;
Smax = Dmin – dmax = 45 – 44,950 = 0,050 мм;
Smin=EJ – es = 0 – (- 50) = 50 мкм.
Допуск посадки: TS = Smax – Smin = 114 – 50 = 64 мкм;
TS = TD + Td = 25 + 39 = 64 мкм.
Характеристика посадки: посадка Æ 45
Выбор средств измерения Для измерений размеров отверстия и вала требуется выбрать измерительный инструмент. Определяем для этого допустимую погрешность измерений по формуле
± d > ± D lim,
где ± d – допустимая погрешность измерения (П.1.5); ± D lim – предельная погрешность измерения (П.1.6). Данные по выбору средств измерения сведены в табл. 5. Таблица 5
Схема полей допусков и эскизы соединения в сборе и его деталей с обозначением параметров шероховатостей даны на рис. 6.
Рис. 6. Поля допусков и посадки в гладком цилиндрическом соединении с зазором
Контрольные вопросы 1. Какие системы и виды посадок предусмотрены стандартом? 2. Что такое основная и комбинированная посадки? 3. Как подсчитать предельные зазоры (натяги) через предельные размеры и отклонения сопрягаемых деталей? 4. Как изменится схема полей допусков соединения при изменении основного отклонения и квалитета вала и отверстия? 5. Дать заключение о годности действительного размера. 6. Что собой представляет и как подсчитать допуск посадки? 7. Изложите правила записи отклонений размеров на чертежах. 8. Изложите правила постановки знаков, нормирующих шероховатость поверхностей на чертежах.
Таблица 6
Построить схему расположения полей допусков для подобранной (стандартной) посадки, указав на ней все необходимые величины.
Для всех вариантов задания принять: а) L – длина соединения, мм; б) Мкр – крутящий момент, kНм; в) d1 = 0 (вал сплошной; материал сталь 40); г) Коэффициент трения ƒ=0,085; д) Шероховатость поверхностей сопряжения RzD =10мкм; Rzd =6,3мкм; е) При расчете посадки учитывать соотношение dн = 0,6D2.
Посадки с натягом относятся к неподвижным соединениям. Возможны три вида нагрузок, передаваемых неподвижным сопряжением: 1. Крутящий момент (Мкр); 2. Осевая сила (Рос); 3. Крутящий момент и осевая сила (Мкр и Рос).
Давление, необходимое для передачи данных нагрузок, определяют в зависимости от ее вида:
Рассчитав давление (Р), необходимое для передачи заданной нагрузки, на основании зависимостей, известных из решения задачи Лямэ для толстостенных цилиндров, можно определить Nmin (м), способный передать указанные ранее нагрузки:
где ЕD и Ed – модули упругости, Па; CD и Сd – коэффициенты, определяемые по формулам:
d1 и D2 – из рис. 7; µD – отв. и µd – вал – коэффициенты Пуассона; сталь – 0,3; чугун – 0,25; бронза – 0,35; латунь – 0,38.
При запрессовке срезаются неровности отверстия и вала на 60 % от их высоты. Тогда расчетный натяг для выбора неподвижной посадки можно найти по формуле Nрасч = Nmin + 1.2(RzD + Rz
При выборе стандартной посадки необходимо выдержать следующие условия относительно неподвижности сопрягаемых деталей:
Nmin ст ≥ Nрасч .
Чтобы проверить детали на прочность, надо вычислить напряжения, Па, которые возникают в них при натяге, наибольшем для выбранной посадки:
Эти напряжения для охватывающей и охватываемой детали будут соответственно равны
Если эти напряжения меньше предела текучести материала, т.е.
σD < σTD и σd<σTd, значит, посадка выбрана правильно. Однако перед массовым применением этих посадок, надо выполнить экспериментальную проверку.
Пример: Подобрать стандартную посадку с натягом для следующих условий: Ø = dн = 0,15 м; D2 = 0,25 м; l = 0,18 м; Мк р = 9000 Н·м; d 1 = 0 (вал сплошной); Втулка и вал – сталь 40; ƒ = 0,085; Rzd = 6,3 мкм; RzD = 10 мкм.
1. Определить значение необходимого давления:
2. Находим Nmin:
где
3. Определяем расчетный натяг:
Nрасч = Nmin + 1,2 (RzD + Rzd) = 27 + 1,2(10 + 6.3) = 46,5 мкм. 4. По таблицам находим, что по условию Nmin ст ≥ Nрасч удовлетворяет только одна предпочтительная посадка с Nmin = 60 мкм: Ø150
5. Находим Рmax, которое может возникнуть после запрессовки при использовании посадки Ø150 Н7/s6:
6. Наибольшее напряжение во втулке:
7. Условие прочности охватывающей детали выдерживается, т.к. для стали 40 σт = 3400 Па и σD < σTD, что соответствует правильно выбранной посадке.
Если бы условие прочности не было выдержано для этой посадки, то следовало проверить рекомендуемые посадки и выбрать ту из них, которая удовлетворяет обоим условиям. Результаты расчета сводим в табл. 7. Таблица 7
Предельные размеры вала и отверстия: Dmax = D + ES = 150 + 0,040 = 150,040 мм;
Dmin = D + EJ = 150 + 0 = 150 мм;
dmax = d + es = 150 + 0,125 = 150,125 мм;
dmin = d + ei = 150 + 0,100 = 150,100 мм.
Допуски размеров вала и отверстия:
TD = ES – EJ = 40 – 0 = 40 мкм; TD = D max – D min = 150,040 – 150 = 0,040 мм;
Td = es – ei = 125 – 100 = 25 мкм;
Td = d max – d min = 150,125 – 150,100 = 0,025 мм.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; просмотров: 487; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.220.193.254 (0.298 с.) |
(табл. 1), т.к. 1 ‑ вертикаль; 6 ‑ горизонталь.
; среднее давление на цапфу 
; высота микронеровностей отверстия 
; высота микронеровностей 
.
.
. Из числа предпочтительных посадок в 7-м квалитете наиболее близка к выполнению условия 
посадка
, в которой 
.
:
с номинальным размером соединения Æ 45 выполнена в системе отверстия, с зазором, комбинированная по квалитетам (отверстие Н 7, вал е 8).
; 
; 
.
,
; 
,
).
.
, 
.
.
,
,
(т.к. d1 = 0).
.
.
.
