1.5. Нормирование параметров
Нормирование геометрических параметров любого изделия включает два этапа:
выбор номинального значения,
установление предельных значений (одного или двух предельных отклонений) параметра.
Номинальное значение геометрического параметра получают, исходя из требований к функционированию элементов изделия, их прочности и жесткости, обеспечению кинематических связей элементов, другим их свойствам.
Предельные значения параметров входящих в изделие деталей выбирают так, чтобы в первую очередь обеспечить работу соединений (сопряжений) двух или более деталей.
Сопряжение нескольких (двух и более) деталей следует рассматривать как размерную цепь. Допуск замыкающего звена цепи T равен сумме допусков составляющих звеньев:
,
где Ti – допуск i-того звена,
n – число звеньев цепи (включая замыкающее).
Простейшая размерная цепь образуется двумя деталями и имеет три звена: охватывающее (отверстие), охватываемое (вал) и замыкающее (зазор или натяг). При нормировании такая размерная цепь реализуется как посадка. Многолетний опыт создания и эксплуатации изделий привел к разработке стандартных посадок, расчеты зазоров и натягов в которых давно выполнены.
Выбор параметров базируется на глубоких знаниях конструкции и работы проектируемого изделия в целом и составных его частей. В условия большинства решаемых задач нормирования точности данные о номинальных и (или) предельных размерах определяются исходными техническими и геометрическими параметрами. Если к тому же известны предельные значения параметров, обеспечивающие удовлетворительное функционирование изделия, решение сводится к согласованию исходных данных со стандартными значениями размеров, допусков, предельных отклонений.
Выбор предельных значений упрощенными методами должен распространяться только на те параметры, которые действительно не нуждаются в расчетной или экспериментальной проверке.
Методы нормирования
Анализ любых решений предусматривает сопоставление их достоинств и недостатков (положительного и отрицательного, «за» и «против»). Такое сопоставление проще всего провести при выборе одного из двух возможных (альтернативных) решений. Выбор решений при нормировании параметров осуществляется путем:
принятия по аналогии,
принятия на основе результатов научных исследований.
В ситуациях, когда приходится принимать большое количество решений, можно использовать оба метода в разных соотношениях.
В таблицах 2 и 3 представлены преимущества и недостатки каждого из рассматриваемых вариантов:
– нормирования по аналогии с известными решениями (в литературе «метод прецедентов», «метод аналогов»);
– нормирования по результатам исследований (в литературе «расчетный метод»).
Таблица 2
Вариант 1 (решение задачи по аналогии)
ЗА |
ПРОТИВ |
Это будет быстро: не надо будет думать над каждой мелочью |
Все будет как у других – ничего нового и оригинального |
Это будет экономично: быстрое принятие правильных решений и отработанные методы их выполнение экономят время и материальные средства |
Экономия на новизне – прямой путь к техническому застою |
Это даст гарантированный результат: многократно проверенные решения не подведут |
Всегда можно найти лучшие решения, ведь время идет и возможности меняются |
Тривиальные задачи назначения параметров, особенно если это касается деталей и сопряжений вспомогательного характера или отработанных, многократно проверенных элементов конструкций, решаются методом аналогов. Отпадает необходимость проведения исследований, опасность получить ошибочные или отрицательные результаты, которые приводят к дополнительным потерям времени и труда.
Применение апробированных решений позволяет не только максимально использовать опыт предшественников, но также исключить этап согласования предельных значений геометрических параметров с требованиями соответствующих стандартов. Для использования метода аналогов необходим определенный уровень квалификации, поскольку неправильный выбор аналога приведет к назначению неудачных норм со всеми вытекающими последствиями.
Исследовательский метод нормирования предельных значений параметров при его корректном использовании гарантирует правильность решения и заданный уровень качества изделия. Однако исследования как теоретические, так и экспериментальные, требуют значительных затрат времени и труда, применения экспериментального оборудования, вычислительной техники и т.д.
Таблица 3
Вариант 2 (решение задачи на основе результатов научных исследований)
ЗА |
ПРОТИВ |
Если получится, то обеспечен технический и экономический выигрыш, а если не выйдет – вернусь к известным решениям |
Время будет упущено, а ресурсы (интеллектуальные, временные, энергетические и др.) затрачены |
В ходе решений обязательно получу «побочный продукт», который можно использовать в других областях и направлениях |
Надежда на «побочный продукт» – как на выигрыш в лотерею – чтобы выиграли единицы, проигрывать должны многие. Современная наука и техника переросли работу «на авось». |
Если даже не решу задачу оптимально, то все же приобрету новый опыт и знания, а они всегда пригодятся |
Не слишком ли дорогой ценой достанется опыт, который можно получить более целенаправленно и с меньшим риском? |
Кроме того, даже тщательно проведенное исследование может содержать скрытые ошибки методики проведения, обработки результатов или их интерпретации. Такие ошибки могут быть обнаружены только в процессе эксплуатации или при дальнейшем проведении более глубоких исследований.