Файл: Учебнометодическое пособие для студентов высших учебных заведений.doc

Вне зависимости от вида типовой модели объекта (с одной или с двумя базовыми поверхностями) при плоскопараллельном смещении реальной оси вращения контролируемой поверхности, возникающая по этой причине методическая составляющая погрешности измерения радиального биения будет равна значению максимального колебания оси в процессе вращения.



Как видно из схемы, для деталей типа 2 методическая составляющая погрешности измерений радиальных биений из-за погрешностей формы базовых поверхностей практически равна значению колебания центра (центров) сечений базовых поверхностей

Δ = Е_ц. (6.9)

Поскольку для данного случая в соответствии с ранее принятыми допущениями

Е_ц ≤ 2Т_баз , (6.10)

то можно считать, что

Δ ≤ 2Т_баз , (6.11)

где Т_баз – допуск формы базовой поверхности.

Следовательно, искомая составляющая погрешности измерения не превысит удвоенного допуска круглости или цилиндричности базовой поверхности (базовых поверхностей).

Методическая составляющая погрешности измерения торцового биения практически будет равна нулю, поскольку смещение контролируемой номинально плоской поверхности параллельно линии измерения приведет только к переходу на другой радиус контролируемой поверхности. «Плавание» радиуса контрольного сечения не приведет к значимой методической составляющей погрешности измерения торцового биения, поскольку неплоскостность в пределах узкой кольцевой зоны торца будет меняться незначительно, а возможное дополнительное перемещение измерительного наконечника из-за неперпендикулярности торца базовой оси при малом изменении радиуса контрольного сечения будет пренебрежимо малым.

Подобный анализ можно провести для иных причин возникновения методической составляющей погрешности, а также для контроля деталей других типов. При выполнении курсового проекта (работы) анализ причин должен быть исчерпывающим.

6.3.2. Методические погрешности из-за угловых смещений реальной оси вращения контролируемой поверхности

Рассмотрим расчетные схемы для оценки значений погрешностей, возникающих из-за углового смещения (колебания) реальной оси вращения контролируемой поверхности относительно идеального направления оси вне зависимости от причин, вызывающих подобные колебания. Анализ причин возникновения таких погрешностей базирования следует провести самостоятельно и при их наличии выполнить необходимые расчеты.

---

а) Погрешности из-за колебания оси вокруг крайней точки А на угол  (рис. 6.5)




Треугольник ABC образован двумя равными прямоугольными треугольниками AОB и AОC. Треугольники Abc и gef подобны треугольнику ABC, что позволяет рассчитать значения методических погрешностей, возникающих из-за углового смещения (осцилляции) реальной оси вращения в процессе измерения контролируемой поверхности относительно идеального направления оси.

Вне зависимости от вида типовой модели объекта (с одной или с двумя базовыми поверхностями) при угловой осцилляции оси вращения контролируемой поверхности, возникающая по этой причине методическая составляющая погрешности измерения радиального биения Δ будет равна значению максимального колебания оси в контролируемом сечении за полный оборот детали (на данной схеме – отрезку bc).

Из подобия треугольников Abc и ABC следует, что

bc = (BC/L)∙l_i, (6.12)

где BC = Eц – максимальное перемещение оси осциллирующего сечения в направлении нормальном к базовой оси;

L – расстояние от неподвижной точки A до края детали (сечения, осциллирующего с максимальной амплитудой);

l_i – расстояние от неподвижной точки A до контрольного сечения.

Рассматриваемые методические составляющие погрешности измерения биений будут соизмеримы с погрешностями формы базовой поверхности, причем при измерении радиального биения в сечениях, удаленных от точки с нулевой осцилляцией, и торцовых биений на больших радиусах методические погрешности могут значительно превосходить значения исходных погрешностей.

б) Погрешности из-за колебания оси вокруг средней точки А на угол (рис. 6.6)

Поскольку изменение угла  для деталей типа 2 при одинаковых допусках круглости левой и правой базовых поверхностей определяется значением удвоенной амплитуды колебаний Eц = BC = DE, где BC = DE– максимальное перемещение оси наиболее удаленного от центральной точки А осциллирующего сечения в направлении, перпендикулярном базовой оси

BC = DE ≤ 2Т_баз, (6.13)

---

то можно считать, что

Δ ≤ 2Т_баз , (6.14)

где Δ – максимальное возможное значение методической составляющей погрешности измерений радиального биения;

Т_баз – допуски круглости левой и правой базовых поверхностей.

Из приведенной зависимости (6.14) следует, что искомая методическая составляющая погрешности измерения радиального биения в любом сечении между базовыми поверхностями не превысит удвоенного допуска круглости или цилиндричности базовой поверхности, определяющих осцилляцию рабочей оси.

Схему можно трансформировать для случаев, когда допуски круглости или цилиндричности левой и правой базовых поверхностей неодинаковы, а также для случаев контроля деталей других типов.



Методическую составляющую погрешности измерений торцового биения в соответствии с данной схемой можно определить из зависимости

Δ = ef = (BC/l)∙R, (6.15)

где BC – максимальное перемещение оси крайнего осциллирующего сечения в направлении, нормальном рабочей оси;

l – половина базовой длины контролируемого вала.

Методические погрешности, возникающие из-за постоянного углового смещения реальной оси вращения контролируемой поверхности относительно идеального направления оси, не анализируются в связи с ожидаемым вторым порядком малости таких погрешностей.

При выполнении курсового проекта (работы) анализ должен быть исчерпывающим, следует оценить источники и значения всех погрешностей, в том числе и для доказательства того, что они имеют второй порядок малости.

---

7. ОСОБЕННОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭкспертизЫ нормативной документации

7.1. Объекты метрологической экспертизы в нормативных документах и структура экспертизы

Объектами метрологической экспертизы в нормативных документах, как и в конструкторской документации и документации научных исследований могут быть:

• 
  параметры объекта, нормированные физическими величинами;
  
• 
  нормы точности параметров (физических величин);
  
• 
  методики выполнения измерений;
  
• 
  методики измерительного контроля;
  
• 
  методики испытаний, предусматривающие выполнение измерений;
  
• 
  методики метрологической аттестации средств измерений, их калибровки, поверки, градуировки;
  
• 
  описания других метрологических мероприятий (юстировка средств измерений, метрологическая аттестация методик выполнения измерений и др.).
  

Не относятся к метрологической экспертизе (поскольку относятся к нормоконтролю) проверка правильности наименований и обозначений единиц физических величин (соответствие требованиям ГОСТ 8.417 и других), представления метрологических характеристик средств измерений (ГОСТ 8.009, РМГ 29 – 99), представления результатов измерений с оценками погрешностей (МИ 1317 – 86) или неопределенности измерений (РМГ 43 – 2001). То же можно сказать о проверке соблюдения требований ГОСТ 8.010, ГОСТ 8.207, стандартов, регламентирующих поверку, калибровку, метрологическую аттестацию и другие метрологические мероприятия. Все это – типичный нормоконтроль, осуществляемый в области законодательной метрологии, о чем сказано в разделе 3 данного пособия. При проведении совместной метрологической и стандартизационной экспертизы можно не устанавливать разделительные границы между этими двумя видами работ, но исполнитель должен их четко различать.

Объекты, представленные нормативной документацией, можно подвергать формальной и функциональной метрологической экспертизе. Как обычно, формальная метрологическая экспертиза не ставит под сомнение правильность решений разработчика объекта и должна дать ответы на вопросы о корректности метрологических требований и контролепригодности назначенных параметров. В таком случае следует обращать особое внимание на проверку возможности обеспечить контроль параметров, контролепригодность которых по тем или иным причинам не очевидна. При наличии описания методов контроля и испытаний следует проверять правильность принятых методов контроля и испытаний и возможность получения достоверных данных о параметрах и характеристиках испытываемых объектов. Одной из главных проверок в таком случае будет проверка на обеспечение требуемой точности измерений и достоверности (представительности) результатов контроля и испытаний с учетом серийного производства.

---

Функциональная метрологическая экспертиза ставит вопросы о возможности повышения качества объекта средствами метрологии, включая изменение норм точности параметров вплоть до ликвидации некоторых из них, что может повлечь за собой кардинальное перепроектирование объекта.

Рассмотрим ряд моментов, на которые следует обращать особое внимание при функциональной метрологической экспертизе.

Функциональный анализ всегда затрагивает наиболее важные параметры объекта, нормы их точности, выходные характеристики продукции, которые они должны обеспечить. Всегда существует принципиальная возможность повышения технического уровня объекта, но эксперт-метролог может только поставить перед разработчиком вопросы о рентабельности внесения изменений в объект экспертизы. Предложения эксперта в ходе выполнения учебного задания (курсового проекта) могут быть проработаны более глубоко – они могут составлять предмет проектирования.

Анализ правильности установленных в документации методов контроля и испытаний, прежде всего, должен ответить на вопросы:

• 
  все ли важнейшие параметры и характеристики продукции, для которых установлены нормы и требования, обеспечены достоверным и точным измерительным контролем;
  
• 
  обеспечивает ли методика испытаний получение объективных и достоверных данных;
  
• 
  с достаточной ли полнотой изложены требования к методикам испытаний и, в частности, к методикам выполнения измерений.
  

Частные вопросы касаются правильности выбора допустимых погрешностей измерений, средств измерений, включая используемые при испытаниях, точности воспроизведения входных воздействий на испытуемый объект и их контроля в ходе испытаний и др.

По результатам метрологической экспертизы нормативного документа может быть рекомендована его доработка, переработка отдельных разделов или даже радикальная переработка всего документа.

---