Нормирование точности и технические измерения

Д ля того чтобы запустить изделия в серийное и массовое производство, техническая документация на них долж на со­ держ ать жестко нормированные значения основных функцио­ нальны х параметров. Чтобы разбросы параметров, неизбеж ­ но возникаю щ ие при изготовлении элементов, не оказы вали существенного влияния на работу изделия, их ограничивают определенными нормами. П араметры могут быть ограничены с одной стороны (сверху или снизу), но наиболее жестко опре­ деляет параметр двухстороннее ограничение.

Чем меньше назначенный диапазон рассеяния параметра,

тем дороже обходится его достижение (рис. 1.3). Поэтому избы ­

лие. Но с другой стороны, пониженные требования кУточности параметров могут сделать изделие неработоспособным.

точные требования к точности неоправданно удорожают изде­

Н о м е н к л а т у р а допусков гео м ет р и чески х парам ет ров

Допуск — норма, которая ограничивает возможное рассе­ яние параметра заданными пределами и тем гарантирует полу­ чение нужного эффекта (в производстве —годность изделия,

11

соответствие режимов техпроцесса заданным и т.д.)- Д ля боль­ шого числа параметров нормирование осуществляют только лгпаничением предельных значений, например, назначая тем­ пературу в помещении (20 ± 2) °С, напряжение от 210 В до 240 В или электрическое сопротивление резистора 100 Ом ± 5%. Здесь использованы разные типы оформления норм, но рассеяние всех параметров нормировано однотипно (двухпредельное огра­ ничение).

туации. Нормирование геометрических параметровУявляется

достаточно сложным из-за их пространственного характера и разнообразия. Так, для плоских и цилиндрических поверх­ ностей деталей принято нормировать допуски размеров, фор­ мы и располож ения (макрогеометрия поверхностей), а такж е

азличие размеров отдельных ш ариков ш арикоподш ипника определенной номенклатуры —понятие скорее геометрическое, чем техническое. Оно основано на допущении, что каж ды й ш а­ рик характеризуется одним размером, т.е. имеет идеальную геометрическую форму. Реальный ш арик имеет бесконечное множество размеров (толщин), которые хоть и незначительно, но отличаются друг от друга. Следовательно, в рассматрива­

12

емом случае допуск размера Td ограничивает допустимые раз­ ности размеров каждого ш арика, а, тем самым, и всех ш ари ­ ков одного подш ипника.

Н азначив допуск размеров ш арика, мы одновременно уста­ новили требования к его форме. Но часто возникаю т ситуа­ ции, когда требования к форме должны быть жестче, чем это установлено назначенным допуском размера.

ограничиваются жесткими допусками функционально важных

размеров. Часто нужны хорошие привалочные плоскости плит,

ющих, параллельность и перпендикулярность плоскостей.Т Тре­ бования к точности размеров могут при этомНпрактически не устанавливаться или назначаться весьма свободно.

кронштейнов и других деталей, прямолинейность направля­

М икрогеометрия поверхностей настолько существенно вли ­ яет на качество подвижных и неподвижных сопряжений, что

стандартное напряж ение электрической сети, стандартные размРры оптических дисков и скорости воспроизведения ин ­ формации.

1.2. Стандартизация как упорядочение и нормирование

Существование любой современной технической структуры, невозможно без высокого уровня упорядоченности. Упорядо­ чение, т.е. приведение знаний и других объектов в систему, начинается на базе накопления определенной информации и

13

продолжается вплоть до «отмирания» или замены данной си­

стемы новой, более общей или более строгой.

Объектами упорядочения являю тся не только изделия, но

иразличные процессы (например, технологические процессы обработки изделий и оказания услуг), а такж е условные обо­ значения (знаки), применяемые в самых различных областях (цифры, обозначения единиц физических величин, дорожные

идр.). Полнота упорядочения объектов зависит от их характе­

ра и назначения.

П рактически в любом сложном объекте в большей или меньшей степени используются стандартные элементы (мате­ риалы, конструктивные реш ения, комплектующие изделия).

специальная разработка которых связана с необходимостью:

ванияРсвойств, необходимо выделить существенные свойства сложных объектов. Это можно сделать с помощью анализа на­ значения объекта и сопоставления объектов одинакового или близкого назначения. К существенным относят те свойства, которыми обладают все однородные объекты, а такж е особые свойства, которые определяют их принципиальные различия.

После вы явления существенных свойств объектов эти свойства обычно распределяют в соответствии с уровнем значимости для потребителя (ранжируют). Выделенные главные и

14

второстепенные свойства нормируют, по возможности ограни­ чивая номенклатуру свойств, на которые устанавливают ж ест­ кие нормы.

Деятельность по установлению технических требований в целях их всеобщего и многократного применения в отношении постоянно повторяющихся задач, направленная на достиже­ ние оптимальной степени упорядочения в области разработ­ ки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказания

услуг называется стандартизацией. Важнейш ими результатаУ ­

ми стандартизации являю тся повышение степени соответствия продукции, процессов и услуг их функциональному назначе­ нию, устранение барьеров в торговле и содействие научнотехническому и экономическому сотрудничеству.

вовой акт» (ТИПА). Технические нормативные правовые акты

достаточно разнообразны н менклатуре: стандарты (между­

т хозяйствования), руководящиеи документы по стандартизации

народные, региональные, национальные, стандарты субъектов

(РД), методическзе указания по стандартизации (МУ) и др. Обобщенно их на ывают нормативными документами по стан­ дартизации (НД).

Все нормативныео документы, действующие в стране, м ож ­ но считать системой, которая складывается из элементов (от­

дельных пНД) и подсистем (их по традиции называют «системы

стандартов»)Ре. Национальную стандартизацию можно считать частью международной стандартизации, которая охватывает ряд стран (например, стандартизация в рамках СНГ) или боль­ шинство стран мира (стандартизация в рамках ИСО).

Научные основы стандартизации включают системный под­ ход, оптимизацию параметров и формализацию параметриче­ ских рядов.

Установление норм с помощью НД по стандартизации и их применение подчиняется определенным условиям и преследу-

15

Собственно оформление нормируемых требований также яв­ ляется объектом стандартизации, поэтому при возможности надо использовать стандартные выражения норм (стандартные термины, определения, условные обозначения). Для обеспечения однозначности требований удобно использовать не только специ­ ально разработанные формулировки (вербальное оформление), но и условные обозначения (символьное оформление).

Теоретические основы стандартизации конкретных объ­

ектов базируются на ряде основополагающих принципов, к которым можно отнести:

позволяет отказаться от разработки НД на второстепенные и

азработанный документ по стандартизации должен регламен­ тировать только принципиально значимые свойства объекта,

П ринцип предпочт ит ельност и

Принцип предпочтительности —один из основных принци­ пов, используемых в стандартизации. Различаю т качествен­ ный и количественный аспекты применения этого принципа. Качественная сторона принципа предпочтительности состоит

18

в образовании предпочтительных рядов объектов стандарти­ зации. Предпочтительность устанавливаю т для конкретных изделий, деталей, их конструктивны х элементов, типовых ре­ шений, норм, обозначений и т.д.

Уровней предпочтительности может быть минимум два. В соответствии с уровнями следует выбирать по возможности более предпочтительные стандартные объекты. К ак правило, наиболее предпочтительный ряд включает наименьшее коли ­ чество объектов или параметров объектов стандартизации. Следующие, менее предпочтительные ряды отличаются рас­ ширенной номенклатурой и могут вклю чать объекты преды ­

Соблюдение принципа предпочтительности обеспечиваетУ возможность стандартизовать сколь угодно Нширокую номен­

клатуру объектов, а с другой стороны - добиться разумного со­ кращ ения применяемой номенклатуры стандартных объектов.

зана с использованием рядов предпочтительныхБ чисел. Стан­ дартом установлены пять рядов R (иногда называемых рядами Ренара), которые построены на основе геометрической прогрес­

Количественная сторона принципа предпочтительности свя­

Ряды Д5...К40 называю тся основными, ряд R S 0 - допол­ нительным, Значения знаменателей рядов предпочтительных

19

чисел и самих чисел округлены по сравнению с теоретически­ ми значениями геометрических прогрессий.

При с т а н д а р т и з а ц и и новых параметрических рядов и пере­ смотре действующих стандартов такж е необходимо использо­ в а н и е п р е д п о ч т и т е л ь н ы х чисел и их рядов. Стандартизуемые и нормируемые параметры могут иметь разный характер, но при выборе их номинальны х значений из рядов предпочти­ тельных чисел значительно легче согласуются между собой изделия, предназначенные для работы в одной технологиче­ ской цепочке или являю щ иеся объектами технологического процесса.

Например, использование транспортных и грузоподъемных

- определяют оптимальные выходные характеристики про­

Т акая задача носит название «расчет размерных цепей». Поскольку стандартизация стремится к достижению «все­

общей оптимальной экономии» постановка оптимизационной задачи может и долж на выходить за область проектирования конкретного объекта. Основная сложность чаще всего состоит не в поиске реш ения, а в необходимости правильной поста­ новки задачи, вклю чая выбор критериев оптимизации.

П ринцип системности ( системного подхода)

Системный подход подразумевает рассмотрение любого объ­

20