
- •13.2. Основные термины и определения
- •В результате получают значение физической величины
- •13.3. Стандартизация в системе технического контроля и измерения
- •13.4. Средства измерений
- •13.5. Методы и погрешность измерения
- •13.6. Универсальные средства технических измерений
- •13.7. Автоматизация процессов измерения и контроля
- •13.8. Метрологическая служба предприятия
- •13.9. Нормальные условия выполнения измерений
- •13.9.1. Пределы допускаемого отклонения температуры объекта измерения и рабочего пространства от нормального значения в процессе измерения приведены в табл. 13.2.
- •13.10. Выбор средств измерений
13.9.1. Пределы допускаемого отклонения температуры объекта измерения и рабочего пространства от нормального значения в процессе измерения приведены в табл. 13.2.
Таблица 13.2
Размеры, мм
|
Отклонения температуры, °С, для квалитетов |
|
точнее 6-го |
с 6 по 10 |
|
свыше 1 до 18 свыше 18 до 50 свыше 50 до 500 |
±0,5 до ±l,5 ±0,2 до ±1,0 ±0,1 до ±0,5 |
±3,0 до ±4,0 ±2,0 до ±3,0 ±1,0 до ±2,0 |
Пример
Определить, как изменится диаметр стального вала Ø100h7(-0,035), если в процессе обработки его температура была +60°С, а измерение выполнено при нормальной температуре 20°С. Коэффициент линейного расширения при температурах от 0 до 100°С равен:
для незакаленной стали α1 = 11,5·10-6 1/ºC (вал);
для закаленной стали α2 = 12·10-6 1/ºC (средство измерения).
Изменение размера диаметра вала определяем по формуле
Δd = d(α1Δtl - α2Δt2),
тогда
Δd = 100·[11,5·10-6 ·(60-20) - 12·10-6 ·(20-20)] = 0,046 мм,
что
на
больше
допуска.
Таким образом, вал при измерении будет забракован.
Для снижения отрицательного влияния разности температур объекта измерения на его поверхности и температуры с учетом пределов допускаемых отклонений стандарт рекомендует выдерживать объект измерения в рабочем пространстве при нормальной температуре. Так, например, если температура объекта отличается от нормальной более чем на 1,5; 2,5; 3,5; 5ºС (соответственно для рядов I-III; IV-VIII; IX-XI; XII-XIV), то при массе объекта свыше 10 до 50 кг время выдержи должно быть 6; 4; 3; 2 часа (для этих же рядов). При отклонениях температуры, превышающих указанные, время выдержки должно быть увеличено.
Это относится и к средствам измерения; средства измерения должны до начала измерения находиться в условиях, соответствующих требованиям к температуре в рабочем пространстве не менее 24 ч.
В необходимых случаях, например, если в данный момент нельзя обеспечить соответствующие температуры объекта измерения и нормального ее значения в рабочем пространстве, то результат измерения можно скорректировать путем расчетов, приведенных в примере 1.
13.9.2. Давление окружающего воздуха в рабочем пространстве не должно быть меньше атмосферного. Допускается превышение атмосферного давления не более чем на 3 кПа. Соблюдение этого условия важно, например, при измерении тонкостенных деталей.
13.9.3. Пределы допускаемого отклонения влажности воздуха в рабочем пространстве от нормального не должны превышать ±20%. Это важно при интерференционных линейных измерениях, для которых при измеряемых размерах не грубее 3-го квалитета эти пределы составляют ±5%.
13.9.4. Кроме направления линии измерения, нормируется также и ориентация объектов измерения. Установлены следующие пределы допускаемых отклонений: для квалитетов 1-6 - ±2°, и для квалитетов 6-10 - ±5°.
13.9.5. Из других влияющих величин назовем следующие.
Уровень шума в рабочем пространстве не должен превышать 45 дБ при измерениях объектов с размерами до 5-го квалитета, и 80 дБ при измерениях объектов с размерами с 6-го по 10-й квалитет.
Пределы освещенности рабочего пространства установлены, например, для отсчетных устройств в виде шкалы на светлом фоне со стрелкой 300-500 лк (люкс) при люминесцентных лампах и 150 - 300 лк при лампах накаливания.
Количество твердых веществ пыли в 1 м3 воздуха в рабочем пространстве, например, при размерах частиц пыли не более 1 мкм при измерениях объектов с размерами по 6-8-му квалитетам - 100 частиц, а при измерениях объектов с размерами по 9-му квалитету - 150 частиц.
Погрешность измерения снижается при совпадении технологических (ТБ) и эксплуатационных баз (ЭБ). Так, например, при установлении величины бокового зазора в зубчатой передаче путем измерения толщины зуба зубчатого колеса по роликам погрешность измерения будет меньше, чем с использованием штангензубомера (ТБ - окружность выступов зубчатого колеса не совпадает с ЭБ - боковой поверхностью зуба).
Наиболее кардинальным решением, обеспечивающим соблюдение нормальных условий выполнения измерений, является работа в термостатических механических цехах. Организация таких цехов обеспечивает круглосуточно в течение продолжительного времени постоянство температуры во всем рабочем пространстве цеха. Это достигается за счет создания систем отопления, освещения, вентиляции в цехе, четко взаимодействующих между собой (при любых изменениях внешних атмосферных погодных условий (зима, лето) температура в цехе остается постоянной в пределах допускаемых отклонений).
Примером такого цеха является механический цех по изготовлению, сборке и испытаниям крупных карусельных, горизонтально-расточных и других станков на Коломенском станкостроительном заводе. Цех не имеет окон и обладает весьма ограниченным числом входных дверей. Чтобы попасть в цех, нужно пройти через тамбур с плотно закрывающимися дверями; аналогично устроены и ворота для въезда в цех автотранспорта. Освещение в цехе люминесцентное. Кроме постоянства температуры, в цехе соблюдены нормы влажности, атмосферного давления, загазованности, уровня шума и др. Цех относится к крупным механическим цехам: его площадь порядка 10-12 тыс. м2, высота до головки кранового рельса около 10 м. Микроклимат в цехе благоприятный, что способствует малой утомляемости работающих. Соблюдение нормальных требований к выполнению измерений (механообработка, контроль, сборка, испытания) во взаимодействии с благоприятными гигиеническими условиями в цехе обеспечивает стабильную работу цеха по изготовлению высококачественных крупных металлорежущих станков, в том числе экспортировавшихся в такие страны, как Англия, Япония и др.