6 Выбор средств измерений линейных размеров
Цель задания
Выбрать средства измерения для сопрягаемого и несопрягаемого размеров и определить влияние погрешности измерения на результаты разбраковки при приемочном контроле.
Общие сведения
Правильный выбор средств измерений в соответствии с точностью измеряемого параметра является важнейшей задачей при приёмочном контроле изделий, так как погрешность измерений влияет на принятие решения о годности изделия.
В стандарте ГОСТ 8.051–81 содержатся значения допускаемых погрешностей измерений δ, установленные в зависимости от номинальных размеров и допусков на изготовление. Величины погрешностей приняты равными от 20% (для IT10 и грубее) до 35% (для IT2-IT5). Допускаемые погрешности измерений, установленные стандартом, охватывают не только погрешности измерительных средств, но и составляющие от других источников погрешности, оказывающих влияние на погрешность измерения (установочные меры, базирование, температурные деформации и т.д.). Допускаемые погрешности измерений относятся к случайным и неучтенным систематическим погрешностям измерений.
Влияние погрешности измерения при приёмочном контроле оценивают вероятностными параметрами:
m = количество деталей в процентах от общего числа измеренных, имеющих размеры, выходящие за предельные и принятые (неправильно) в числе годных;
n = количество деталей в процентах от общего числа измеренных, имеющих размеры, не превышающие предельные и непринятые (неправильно) как дефектные.
с – вероятностная величина выхода размера за предельные значения у неправильно принятых деталей.
Порядок выполнения задания
1 Изучение стандарта ГОСТ 8.051–81 «Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» и руководящего документа по применению ГОСТ 8.051-81 - РД 50-98-86 «Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм [7…].
2 Анализ деталировочных чертежей вала и шестерни и выбор одного сопрягаемого размера и одного неспрягаемого размера.
В рассматриваемом варианте из сопрягаемых размеров, например, берется диаметр вала 8 под посадку внутреннего кольца подшипника Ø35 jS6 (±0,008), из несопрягаемых – ширина сменной шестерни 10 – 46 h14 (–0,62).
3 Определение по таблице 11.1 допускаемого значения погрешности измерения δ.
Для выбранных размеров: Ø35 jS6 – δ = 5 мкм; Ø 46 h14 – δ = 140 мкм.
Таблица 11.1 – Допускаемые погрешности измерения линейных размеров до 500 мм
Номинальные размеры, мм |
Квалитеты |
|||||||||||||||||
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||||||||||
Допуск IT и погрешность измерения δ, мкм |
||||||||||||||||||
от 10 до 18 |
11 |
3 |
18 |
5 |
27 |
7 |
43 |
10 |
70 |
14 |
110 |
30 |
180 |
40 |
270 |
60 |
430 |
90 |
от 18 до 30 |
15 |
4 |
21 |
6 |
33 |
8 |
52 |
12 |
84 |
18 |
130 |
30 |
210 |
50 |
330 |
70 |
520 |
120 |
от 30 до 50 |
16 |
5 |
25 |
7 |
39 |
10 |
62 |
16 |
100 |
20 |
160 |
40 |
250 |
50 |
390 |
80 |
620 |
140 |
от 50 до 80 |
19 |
5 |
30 |
9 |
46 |
12 |
74 |
18 |
120 |
30 |
190 |
40 |
300 |
60 |
460 |
100 |
740 |
160 |
от 80 до 120 |
22 |
6 |
35 |
10 |
61 |
12 |
87 |
20 |
140 |
30 |
20 |
50 |
350 |
70 |
540 |
120 |
870 |
180 |
от 120 до 180 |
25 |
7 |
40 |
12 |
63 |
16 |
100 |
30 |
160 |
40 |
250 |
50 |
400 |
80 |
560 |
140 |
1000 |
200 |
от 180 до 250 |
29 |
8 |
46 |
12 |
72 |
18 |
115 |
30 |
180 |
40 |
290 |
60 |
460 |
100 |
720 |
160 |
1150 |
240 |
4 Определение коэффициента метода измерения при условии, что распределение размеров и погрешностей средств измерения подчиняется нормальному закону по формуле:
где
IT
– допуск измеряемого размера, мкм; σ –
среднее квадратическое отклонение
погрешности измерения, мкм (
).
Для
Ø35 jS6
–
=
=1,6666
мкм.
Для
Ø46 h14
–
=
=46,6666
мкм.
5
Определение по значению
предельных значений m,
n,
c/IT,
с
– вероятностных предельных величин
параметров разбраковки при условии,
что приёмочные границы совпадают с
границами поля допуска (таблица 11.2).
Для Ø35 jS6 m = 3,5%; n = 4,75%; c/IT = 0,14, с = 2,24 мкм.
Для Ø46 h14 m = 2,8%; n = 3,7%; c/IT = 0,10, с = 14 мкм .
6 Построение схемы расположения поля допуска контролируемого сопрягаемого размера с указанием погрешности измерения (рисунок 11.1).
7 Выбор средств измерений размеров с учетом методов и условий измерения и допускаемых погрешностей измерения (таблицы 11.3…11.7).
Для Ø35 jS6 – микрометр рычажный (в стойке), цена деления – 0,002 мм, при установке на нуль по установочной мере, предельная погрешность данного средства измерения - δср = 4,5 мкм. (при измерении точных и ответственных размеров рекомендуется, чтобы δср<δ).
Для Ø46 h14 – штангенциркуль с ценой деления отсчетного устройства – 0,05 мм. Предельная погрешность - δср = 100 мкм
Таблица 11.2 – Вероятностные предельные величины параметров разбраковки (m, n, c/IT) для нормального закона
, % |
m,% |
n,% |
c/IT |
1,6 |
0,37–0,39 |
0,7–0,75 |
0,01 |
3 |
0,87–0,9 |
1,2–1,3 |
0,03 |
5 |
1,6–1,7 |
2,0–2,25 |
0,06 |
8 |
2,6–2,8 |
3,4–3,7 |
0,10 |
10 |
3,1–3,5 |
4,5–4,75 |
0,14 |
12 |
3,75–4,1 |
5,4–5,8 |
0,17 |
16 |
5,0–5,4 |
7,8–8,25 |
0,25 |
РИСУНОК ПЕРЕДЕЛАТЬ (сделать конкретным, позицию в убрать).
Рисунок 11.1 - Схема расположения поля допуска размера Ø35 jS6 с указанием погрешности измерения
Вывод. Погрешность выбранных средств измерений соответствует точности измеряемых размеров. Чтобы уменьшить значение параметра разбраковки m необходимо приёмочные границы сместить внутрь поля допуска на величину c , например для размера Ø35 jS6 c= 2,24 мкм (рисунок 11.1,б), однако при этом уменьшится производственный допуск.
Таблица 11.3
Средства измерения
|
Предельные погрешности измерения, мкм, для диапазона размеров, мм
|
||||||
Наименование и случаи применения
|
до 10
|
св. 10 до 50
|
св. 50 до 80
|
св. 80 до 120
|
св. 120 до 180
|
св. 180 до 250
|
св. 250 до 500
|
Штангенциркули (ШЦ-I, ШЦТ-I, ШЦ-II, ШЦ-III) с отсчетом по нониусу 0,1 мм
|
150
|
150
|
200
|
200
|
200
|
200
|
250
|
Штангенциркули (ШЦ-II, ЩЦ-III) с отсчетом по нониусу 0,05 мм
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
-
|
Таблица 11.4
Средства измерения
|
|
Предельные погрешности измерения, мкм, для диапазона размеров, мм |
|||||||||
Метод измерения |
|
||||||||||
|
|
до 10 |
св. 10 до 30 |
св. 30 до 50 |
св. 50 до 80 |
св. 80 до 100
|
св. 100 до 180 |
св. 180 до 200
|
св. 200 до 300 |
св. 300 до 400 |
св. 400 до 500 |
Скобы индикаторные (СИ) с ценой деления 0,01 мм |
В руках
|
10
|
12
|
15
|
15
|
20
|
20
|
25
|
40
|
50
|
60
|
|
В стойке
|
10
|
10
|
10
|
12
|
12
|
12
|
15
|
18
|
20
|
25
|
Таблица 11.5
Средства измерения
|
|
Предельные погрешности измерения, мкм, для диапазона размеров, мм
|
|
|||||||||||||
Метод измерения |
до 25 |
св. 25 до 50
|
св. 50 до 75
|
св. 75 до 100 |
св. 100 до 125 |
св. 125 до 150 |
св. 150 до 175 |
св. 175 до 200 |
св. 200 до 250
|
св. 250 до 300 |
св. 300 до 400 |
св. 400 до 500 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Микрометры гладкие (МК) с величиной отсчета 0,01 мм при настройке на нуль по установочной мере |
В руках
|
5
|
10
|
10
|
15
|
15
|
15
|
20
|
20
|
25
|
30
|
40
|
50
|
|
||
В стойке
|
5
|
5
|
5
|
5
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
|
|
||
Микрометры рычажные (МР и МРИ) с ценой деления 0,002 мм и 0,01 мм при установке на нуль по установочной мере Скобы рычажные (СР) с ценой деления 0,002 мм при настройке на нуль по концевым мерам длины при использовании на всем пределе измерения |
В руках |
4
|
7
|
9
|
12
|
14
|
16
|
18
|
21
|
26
|
30
|
40
|
50
|
|
||
|
В стойке
|
4
|
4,5
|
5
|
5
|
6
|
7
|
7
|
7
|
7
|
7
|
10***
|
10***
|
|
||
*** При измерении микрометром рычажным с ценой деления 0,002 мм погрешность равна соответственно 8 мкм и 9 мкм.
Таблица 11.6
Средства измерения
|
Метод измерения
|
Предельные погрешности измерения, мкм, для диапазона размеров, мм
|
|||||||||||||||||
|
до 3
|
св. 3 до 6
|
св. 6 до 10
|
св. 10 до 18
|
св. 18 до 30
|
св. 30 до 50
|
св. 50 до 80
|
св. 80 до 120
|
св. 120 до 180
|
св. 180 до 250
|
св. 250 до 315
|
св. 315 до 400
|
св. 400 до 500
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Оптиметр вертикальный, оптиметр горизонтальный, машина измерительная (ИЗМ) с ценой деления 0,001 мм и пределом измерения по шкале 0,1 мм, при измерении методом сравнения с мерой |
При измерении методом сравнения с мерой |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1,5 |
1,5 |
2,0 |
2,0 |
|||||
Микроскопы измерительные универсальные, цена деления 0,001 мм |
Проекционный
|
6,0
|
6,0
|
6,0
|
6,0
|
6,5
|
6,5
|
7,0
|
8,0
|
-
|
-
|
-
|
-
|
25
|
|||||
|
Метод осевого сечения
|
2,5
|
3,0
|
3,0
|
3,0
|
3,0
|
3,5
|
4,0
|
5,0
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|||||
Длиномеры: горизонтальный и вертикальный с ценой деления 0,001 мм |
При абсолютных измерениях
|
1,2
|
1,3
|
1,3
|
1,6
|
2
|
2
|
2,5
|
3
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|||||
|
При измерениях методом сравнения с мерой
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
2,0
|
2,0
|
2,5
|
2,5
|
|||||
Таблица 11.7
Средства измерения
|
Условия измерения
|
Предельные погрешности измерения, мкм, для диапазона размеров, мм
|
|||||||||||||
Наименование и случаи применения
|
Используемое перемещение измерительного стержня, мм |
Класс приме- няемых концевых мер
|
1-3 |
3-6 |
6-10 |
10-18 |
18-30 |
30-50 |
50-80 |
80- 120 |
120- 180 |
180- 250 |
250- 315 |
315- 400 |
400- 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Индикаторы часового типа (ИЧ и ИТ) с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения от 2 до 10 мм, класс точности 1
|
10
|
5
|
15
|
15
|
15
|
15
|
16
|
16
|
18
|
20
|
22
|
25
|
35
|
40
|
45
|
5
|
5
|
12
|
13
|
13
|
13
|
14
|
14
|
15
|
18
|
20
|
25
|
35
|
40
|
45
|
|
2
|
4
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
12
|
12
|
12
|
14
|
18
|
20
|
22
|
|
1
|
3
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
0,1
|
3
|
5
|
5
|
5
|
5
|
5
|
5
|
6
|
6
|
6
|
7
|
9
|
9
|
10
|
|
То же, класс точности 0
|
10
|
4
|
12
|
12
|
12
|
12
|
12
|
12
|
13
|
14
|
14
|
15
|
18
|
20
|
22
|
5
|
4
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
10
|
12
|
12
|
12
|
14
|
18
|
20
|
22
|
|
2
|
3
|
8
|
8
|
8
|
9
|
9
|
9
|
10
|
10
|
10
|
10
|
12
|
14
|
16
|
|
1
|
3
|
6
|
6
|
6
|
7
|
7
|
7
|
7
|
7
|
7
|
8
|
10
|
10
|
12
|
|
|
0,1 |
3 |
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
5
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения / А.И. Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М. Федоров. – 6–е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 352 с.
Палей М.А. и др. Допуски и посадки: Справочник. В 2–х ч. Ч.1 – 7–е изд., перераб. и доп. – Л.: Политехника, 1991. – 576 с.
Палей М.А. и др. Допуски и посадки: Справочник. В 2–х ч. Ч.2 – 7–е изд., перераб. и доп. – Л.: Политехника, 1991. – 607 с.
Подшипники качения: Справочник / Под редакцией В.Н. Нарышкина, Р.В. Коросташевского. – М.: Машиностроение, 1984. – 220 с.
Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Методические указания к выполнению курсовой работы / Под редакцией В.С. Григорьева, – Пенза: ПГТУ, 1996. – 64 с.
Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник. В 2 т. – 2–е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство стандартов, 1989. Т.1. – 263 с.
Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник. В 2 т. – 2–е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство стандартов, 1989. Т.2. – 286 с.
Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. Для вузов / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. – 2-е изд., доп. – М.: Высш. Шк., 2006. – 800 с.: ил.
ОК 005-93. Общероссийский классификатор продукции. [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1994. – 560 с.
10. Система сертификации ГОСТ Р. Органы по сертификации и испытательные лаборатории (Центры) [Текст]. – М.: Редакция журнала «Стандарты и качество», 1999. – 160 с.
11. Сергеев, А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация [Текст]: Учеб .пособие. – Изд.2-е, перераб. и доп. – М.: Логос, 2004. – 560с
