WWW.LIT.I-DOCX.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - различные публикации
 


Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А.КОСТЫЧЕВА» АВТОДОРОЖНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра технологии металлов и ремонта ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РЯЗАНСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.А.КОСТЫЧЕВА»

АВТОДОРОЖНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра технологии металлов и ремонта машин

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для лабораторных работ по курсу

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

для обучающихся по направлению 23.03.03. Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов Уровень профессионального образования: бакалавриат Направление подготовки: 23.03.03. Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов Профили: «Автомобильный сервис», «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Квалификация выпускника: бакалавр Форма обучения: очная и заочная Рязань, 2017 Составители: д.т.н., доцент М.Ю. Костенко; д.т.н., доцент Г.К. Рембалович;

к.т.н. Р.В. Безносюк УДК 621.9

Рецензенты:

к.т.н., зав. кафедрой «Эксплуатация машинно-тракторного парка» федерального государственного образовательного учреждения высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А .

Костычева» (ФГБОУ ВО РГАТУ) Д.Н. Бышов к.т.н., доцент кафедры «Техническая эксплуатация транспорта» федерального государственного образовательного учреждения высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева» (ФГБОУ ВО РГАТУ) И.А. Юхин Методические указания для лабораторных работ по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация» для обучающихся по направлению подготовки 23.03.03. Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов .

Методические указания составлены с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) третьего поколения по направлению подготовки 23.03.03. Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от14.12.2015г. №1470, и предназначены для студентов очной и заочной формы обучения, обучающихся по профилям «Автомобильный сервис», «Автомобили и автомобильное хозяйство» .

Предназначены для методического обеспечения выполнения лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» .

Методические рекомендации обсуждены и одобрены на заседании кафедры технологии металлов и ремонта машин 31 августа 2017г., протокол №1 .

Зав. кафедрой "Технология металлов и ремонт машин" _______Рембалович Г.К .

© ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2017 © Коллектив авторов, 2017 Содержание Метрологические показатели средств измерения линейных величин... 4 Плоскопараллельные концевые меры длины……….…

Штангенинструменты………………………………………………............... 30 Микрометрические инструменты ………………………………...……...….. 51 Индикаторные нутромеры ………………

Верткальный оптиметр ………………………………......………………….... 95 Шероховатость поверхностей …………………………………….……….... 112 Метрологические показатели средств измерения линейных величин 1 Цель работы Изучить основные термины, понятия и определения в области метрологии и приобрести практические навыки описания основных метрологических показателей (характеристик) универсальных средств измерения (УСИ) линейных величин .





2 Техническое оснащение работы

При выполнении лабораторной работы применяются:

1. Штангенинструмент: штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмусы .

2. Микрометрический инструмент: микрометры гладкие и специальные, микрометрические нутромеры и глубиномеры .

3. Индикаторные головки часового типа .

4. Индикаторы на стойках легкого типа и на штативах .

5. Индикаторные нутромеры .

6. Плакаты по устройству и применению универсальных средств измерения линейных величин .

–  –  –

Изучить по методическим указаниям основные теоретические положения о технических измерениях и описать основные метрологические показатели УСИ, выданных преподавателем .

4 Основные теоретические положения Технический прогресс, производство и ремонт точных, надежных и долговечных машин, повышение качества продукции, обеспечение взаимозаменяемости и кооперирования производства невозможны без применения метрологии и постоянного совершенствования техники измерений .

4.1 Основы метрологии

Метрология - наука о единицах физических величин, средствах и методах их измерения .

Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путём с помощью специально для этого предназначенных технических средств. Сущность измерения заключается в сравнении данной величины с однородной ей физической величиной, принятой за единицу измерения .

Поэтому основное уравнение измерения имеет вид:

A = n а, где A - значение измеряемой величины;

n - численное значение измеряемой величины в принятых единицах;

а - единица измерения .

Таким образом, результатом измерения всегда является численное значение величины, выраженное в соответствующих единицах .

Для унификации единиц физических величин в международном масштабе создана Международная система единиц СИ, которая устанавливает семь основных единиц физических величин: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль и две дополнительные - радиан, стерадиан .

Производные единицы СИ образуются по законам или уравнениям, с помощью которых определяют физическую величину. Например, единицу скорости определяют по уравнению V= S / t, м / с .

Наряду с основными и производными единицами широко используются десятичные кратные и дольные единицы, образованные умножением исходных величин СИ на 10 n, где n целое положительное или отрицательное число .

1 километр (км) = 10 3 м,

Например:

1сантиметр(см) = 10 -2м, 1 миллиметр (мм) = 10 -3 м, 1 микрометр (мкм) = 10 -6 м = 10 - 3 мм .

По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса:

1. Измерения максимально достижимой точности (эталонные, физических констант и сред, например, абсолютного значения ускорения свободного падения) .

2. Контрольно - поверочные измерения, погрешность которых не должна превышать некоторое заданное значение (измерения, выполняемые лабораториями государственных и ведомственных метрологических служб) .

3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками используемых рабочих средств (измерения, выполняемые в процессе производства на предприятиях, испытательных станциях, в измерительных лабораториях и т.д.) .

Частным случаем измерения является контроль, при котором устанавливают, соответствуют ли значения физических величин допускаемым значениям объекта .

Технические измерения и контроль производят обычно с целью - установить действительные размеры изделий и соответствие их требованиям чертежа или проверить точность изделия для выполнения соответствующей регулировки или дефектации .

Основные требования, предъявляемые к техническим измерениям и контролю – точность, производительность, возможность заранее предупреждать появление брака .

4.2 Средства измерения

Средства измерения (СИ) - это всевозможные технические средства, с помощью которых осуществляется сравнение измеряемой величины с величиной, принятой за единицу .

От СИ непосредственно зависит правильное определение значения измеряемой величины. Применяемые в настоящее время СИ классифицируют по следующим основным взаимно независимым признакам .

1. По назначению различают три вида СИ:

Эталоны единиц физических величин - СИ или комплексы СИ, официально утвержденные эталонами для хранения и воспроизведения единиц физических величин с наивысшей достижимой точностью .

Образцовые СИ - это меры и измерительные приборы, утвержденные в качестве образцовых. Они служат для поверки нижестоящих по поверочной схеме СИ, в то же время их периодически поверяют по эталонам .

Поверка – экспериментальное определение погрешности СИ и установление их пригодности к применению .

Рабочие (цеховые) СИ - это меры и приборы, предназначенные для измерения изделий. Эти СИ периодически поверяют по образцовым СИ .

2. По конструкции СИ делят на три группы:

Меры - это тела или устройства для хранения и воспроизведения физической величины заданного размера, значение которого известно с необходимой для измерения точностью (например, концевые меры длины, угловые меры, калибры и т.п.) .

Измерительные приборы и инструменты - это устройства, посредством которых измеряемые величины сравнивают с единицей измерения. Простейшие СИ условно относят к группе измерительных инструментов, а более сложные - к группе измерительных приборов. Измерительный прибор в отличие от меры не воспроизводит известное значение величины .

Измерительные установки и системы - совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем (в измерительных установках) и для автоматической обработки результатов измерений и передачи их на расстояние или использования в автоматических системах управления .

3. По характеру применения СИ делятся на два вида - универсальные и специальные .

4. По принципу действия - механические, электрические, гидравлические, пневматические, оптические, радиоактивные и др .

5. По роду измеряемых величин или параметров – для измерения линейных и угловых величин, температуры, давления, массы, влажности, электрических величин, частоты вращения, сил и моментов и др .

B процессе производства и ремонта различных машин, механизмов и приборов наиболее широкое распространение получили СИ линейных величин, то есть размеров .

Размер - числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.д.) в выбранных единицах измерения, в технике обычно в миллиметрах .

B метрологии и системе допусков и посадок различают номинальный, действительный и предельные (наибольший и наименьший) размеры .

Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения .

Действительный размер - размер элемента, установленный измерением с допустимой погрешностью .

4.3 Методы измерения Метод измерения – это совокупность правил и приемов использования СИ, позволяющая решить поставленную измерительную задачу по определению какой-либо искомой величины .

Каждый метод измерения характеризуется следующими четырьмя признаками .

1. По настройке прибора различают:

Абсолютный метод измерения, при котором вся измеряемая величина определяется непосредственно по шкале прибора (измерения линейкой, штангенинструментом и микрометрическим инструментом) .

Относительный метод измерения (метод сравнения), при котором определяется только отклонение измеряемой величины от размера установочной меры или образца. При этом искомая величина находится алгебраическим суммированием отклонения (показания) прибора и размера установочной меры .

Приборы, предназначенные для относительных измерений, могут быть использованы и для абсолютных измерений, если значение измеряемой величины не превышает диапазона показаний шкалы прибора .

2. По отсчету метод измерения может быть прямой или косвенный .

Прямой метод измерения, при котором значение измеряемой величины устанавливают непосредственно из опытных данных, то есть по показаниям прибора. Например, измерение диаметра или длины детали .

Косвенным методом пользуются, когда невозможно или очень сложно измерить непосредственное значение искомой величины и её находят вычислением (по известной зависимости) по результатам прямых измерений других величин. Например, длину окружности можно определить по результатам измерения диаметра цилиндрической поверхности .

3. По техническим условиям различают:

Комплексный метод измерения или контроля, позволяющий сразу дать заключение о годности детали по всем или нескольким параметрам. Например, контроль деталей шлицевого соединения с помощью предельных калибров .

Дифференцированный (поэлементный) метод измерения или контроля, который заключается в независимой проверке каждого элемента детали в отдельности. Например, определение наружного и внутреннего диаметров, а также ширины шлица в шлицевых соединениях. Заключение о годности детали делают по результатам всех измерений .

4. По контакту с измеряемой деталью различают контактный и бесконтактный методы измерения .

Контактным называется метод измерения, при котором измерительные поверхности прибора или инструмента непосредственно соприкасаются с поверхностью измеряемой детали .

При бесконтактном методе инструмент не соприкасается с поверхностью измеряемой детали. Например, пневматические, оптические и другие способы измерения .

4.4 Основные метрологические показатели средств измерения

Для правильного выбора и назначения СИ необходимо знать его возможности, то есть метрологические показатели. Основными из них являются следующие .

Деление шкалы прибора – промежуток между двумя соседними отметками (штрихами, рисками, точками) шкалы .

Длина (интервал) деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы .

Цена деления шкалы – разность значений измеряемой величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Например, цена деления 0,01 мм при длине деления шкалы прибора, равной 2 мм .

Диапазон показаний шкалы – область значений шкалы, ограниченная её начальным и конечным значениями. Например, 0 – 1,0 мм .

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допустимые погрешности СИ. Например, диапазон измерения штангенциркулем ШЦ-1 составляет 0-125 мм .

Предел измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений. Например, для ШЦ-1 нижний предел 0, а верхний - 125 мм .

Точность отсчета (точность инструмента) – это точность, которую можно получить при измерении, пользуясь отсчетным устройством СИ. Например, точность штангенинструмента в соответствии с точностью отсчета по нониусу может быть равна 0,1 или 0,05 мм .

Погрешность показания прибора – разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины, которое может быть установлено или по аттестату, или путем измерения образцовым прибором .

Погрешность измерения – разность между результатами измерения и истинным значением измеряемой величины .

Под погрешностью измерения понимается суммарная погрешность, в которую включается погрешность самого прибора, погрешность установки при измерении, погрешность настройки, температурная погрешность и многие другие погрешности, которые могут возникнуть при измерениях .

Поправка – значение величины, которое следует прибавить к показанию измерительного прибора для того, чтобы получить значение измеряемой величины, приближающееся к её истинному значению. Поправка численно равна погрешности, взятой с обратным знаком .

4.5 Погрешности средств измерения

Измерение любой величины не дает её действительного значения из-за неизбежных погрешностей измерения. Погрешности измерений, как и погрешности изготовления деталей, делятся на три категории: систематические, случайные и грубые (промахи) .

Систематическими называются погрешности, постоянные по величине и знаку или изменяющиеся по определенному закону. Постоянная погрешность имеет одно и то же значение для каждой измеренной детали в партии .

Исключают эти погрешности путем устранения источников появления (ошибки настройки прибора, износ измерительных наконечников, температурные деформации и др.) или внесения поправок в результат измерения .

Случайной называют погрешность, значение и знак которой при повторных измерения одной и той же величины изменяются случайным образом. Устранить случайные погрешности невозможно, так как нельзя заранее определить их величину .

Грубые погрешности (промахи) являются следствием допущенной грубой ошибки, например, при считывании результатов измерения и т.д .

От систематических погрешностей зависит правильность измерений, от случайных – точность измерений, а от грубых погрешностей – годность измерений .

При выборе и назначении СИ в первую очередь оценивают все возможные погрешности, возникающие в процессе измерений, то есть такую суммарную погрешность измерения, в которой проявляются все категории погрешностей .

Погрешности измерений в комплексе подчиняются закону нормального распределения, из которого следует, что суммарные погрешности практически не выходят за границы ±3. Поэтому для оценки точности измерения используют метрологическую характеристику – предельную погрешность СИ, обозначаемую lim = ±3, где - среднее квадратическое отклонение погрешности измерения. Отсюда вытекает, что погрешность данного СИ в пределах всей шкалы должна быть с вероятностью 99,73 % не более lim .

Погрешности, выходящие за пределы ±3 должны быть отнесены к грубым ошибкам и исключены из результатов измерений .

Значение можно определить только при многократных измерениях в лабораторных условиях, в цеховых же условиях и вообще при однократных измерениях пользуются готовыми справочными таблицами значений ± lim .

Поэтому при однократном измерении универсальными СИ результат измерения записывают в виде:

D = Dд ± lim, где Dд – действительное значение измеренного размера .

Чтобы повысить точность измерений, когда невозможно применить СИ с меньшей погрешностью, проводят многократные измерения одной и той же величины, например, N раз.

Результат такой серии многократных измерений записывают следующим образом:

lim D = Dд, N где Dд - среднее арифметическое полученных N значений измерений .

Таким образом, предельная погрешность измерений ± lim является основным критерием при выборе и назначении каждого СИ .

5 Порядок выполнения работы и методические указания

1. Получить у преподавателя методические указания и заданные средства измерения для индивидуального выполнения лабораторной работы .

2. Изучить по методическим указаниям цель работы, задание и основные теоретические положения. Особое внимание уделить средствам и методам измерения и основным метрологическим показателям .

3. Записать в тетради наименование работы, индивидуальное задание и законспектировать сущность следующих основных понятий:

Метрология Измерение Средства измерения Методы измерения по настройке и по отсчёту Цена и интервал деления шкалы Диапазон показаний и измерений Точность отчета и предельная погрешность прибора (инструмента)

4. Изучить по плакатам назначение и устройство полученных УСИ .

Особое внимание уделить отсчетному устройству, основной и дополнительной шкалам прибора .

5. Подготовить таблицу для описания метрологических показателей заданных средств измерения согласно приложению А .

6. Определить и записать в таблицу основные метрологические показатели полученных УСИ. При этом необходимо помнить, что точность отсчета обычно указывается на самом приборе (инструменте), а интервал деления шкалы определяется вычислением путем деления длины шкалы на число её делений. Значение предельной погрешности определяют по приложению Б, ориентируясь на верхний предел измерения каждого инструмента .

7. Оформить отчет по лабораторной работе и сделать выводы о точности заданных средств измерения .

8. Для самопроверки ответить на контрольные вопросы и защитить выполненную работу у преподавателя .

–  –  –

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие данные:

1. Наименование лабораторной работы .

2. Индивидуальное задание .

3. Краткий конспект основных терминов и определений .

4. Описание метрологических показателей заданных СИ .

5. Выводы о точности заданных средств измерения .

–  –  –

1. Что является предметом изучения метрологии?

2. Дайте определение метрологии как науки .

3. Что понимается под измерением?

4. B чем заключается сущность процесса измерения?

5. Что представляет собой всегда результат измерения?

6. Кто устанавливает единицы физических величин?

7. Какие единицы физических величин являются основными, а какие дополнительными?

8. Как образуются производные единицы физических величин? Поясните примером .

9. Как образуются десятичные кратные и дольные единицы физических величин? Поясните примером .

10. Ha какие виды делятся измерения?

11. Какие измерения относятся к техническим?

12. B чем заключается особенность технических измерений?

13. Где применяются технические измерения?

14. Что понимается под контролем?

15. B чем заключается сущность контроля?

16. Что общего и в чем различие между измерением и контролем?

17. C какой целью производятся обычно измерения и контроль?

18. Какие основные требования предъявляются к техническим измерениям?

19. Что понимается под СИ?

20. Что непосредственно зависит от СИ?

21. По каким признакам классифицируют СИ?

22. Как делятся СИ по назначению?

23. Для чего предназначены эталоны единиц физических величин?

24. Для чего служат образцовые СИ?

25. Для чего применяются рабочие СИ?

26. Как делятся СИ по конструкции?

27. Как делятся СИ по характеру применения?

28. Как делятся СИ по принципу действия и роду измеряемых величин?

29. Что понимается под размером?

30. Какие размеры различают в метрологии и системе допусков и посадок в машиностроении?

31. Что понимается под действительным размером? Поясните примером .

32. Что понимается под методом измерения?

33. Какие четыре признака характеризуют каждый метод измерения?

34. Какие методы измерения различают по настройке прибора?

35. Охарактеризуйте абсолютный и относительный методы измерения .

36. Какие методы измерения различают по способу отсчета?

37. Охарактеризуйте прямой и косвенный методы измерения .

38. Чем отличаются комплексный и дифференцированный методы измерения?

39. Чем отличаются контактный и бесконтактный методы измерения?

40. Перечислите основные метрологические показатели СИ .

41. Что представляет собой деление шкалы прибора?

42. Что называется длиной (интервалом) и ценой деления шкалы?

43. Что представляет собой предел измерений?

44. Что называется диапазоном показаний и измерений прибора?

45. Что называется точностью отсчета прибора?

46. Поясните сущность погрешности показаний прибора .

47. Что понимается под погрешностью измерения?

48. Что влияет на величину погрешности измерения?

49. Ha какие три категории делятся погрешности измерения?

50. Какие погрешности измерения называются систематическими, случайными, грубыми?

51. В чем заключается влияние систематических, случайных и грубых погрешностей на результат измерения?

52. Какому закону распределения и почему подчиняются погрешности измерений в комплексе?

53. Назовите и поясните известные меры положения и меры рассеивания случайной величины .

54. Что понимается под предельной погрешностью СИ?

55. Для чего используют метрологическую характеристику – предельную погрешность СИ?

56. Чем определяется величина предельной погрешности СИ?

57. О чем свидетельствует величина предельной погрешности СИ?

58. Какие погрешности должны быть отнесены к грубым ошибкам и исключены из результатов измерения?

59. Откуда и как определяют значение предельной погрешности СИ при однократном измерении?

60. По какой формуле определяется размер в результате однократного измерения?

61. Как повысить точность измерений, когда невозможно применить СИ с меньшей погрешностью?

62. C какой целью и почему часто применяют многократные измерения одной и той же величины?

Литература

1. Метрология, стандартизация и сертификация. Типовая программа для высших учебных заведений, рекомендованная Минобразованием России для направлений (специальностей) подготовки в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства и утвержденная Департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования в 2001 г .

2. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник - второе издание, переработанное и дополненное. M.: Агропромиздат, 1987. - 367 с .

3. Иванов А.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения .

M.: «Колос», 1975. - 425 с .

4. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник -пятое издание, переработанное и дополненное. - M.: Машиностроение., 1979. - 343 с .

5. Иванов А.И. и другие. Контрольно - измерительные приборы в сельском хозяйстве: Справочник /А.И. Иванов, A.A. Куликов, Б.С. Третьяков. - M.:

«Колос», 1984. - 352 c./

6. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник: в двух томах - издание второе, переработанное и дополненное. - M.: Издательство стандартов. 1989. Том 1. - 263 с .

7. Захаров В.И. Взаимозаменяемость, качество продукции и контроль в машиностроении. - Л.: Лениздат, 1990. - 302 с .

8. Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб .

для вузов / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. – М.: Высш. шк., 2004. – 767с .

–  –  –

Плоскопараллельные концевые меры длины 1 Цель работы Изучить назначение, конструкцию, область применения плоскопараллельных концевых мер длины (сокращённо ПКМД) и освоить методику составления блоков ПКМД на заданные размеры .

2 Техническое оснащение работы

При выполнении лабораторной работы применяются:

наборы ПКМД принадлежности к ПКМД мягкие полотняные салфетки персональные калькуляторы

–  –  –

Составить блоки ПКМД на заданные размеры Азад = … и Бзад =..., определить погрешность блоков и записать окончательные размеры с отклонениями .

Конкретный вариант индивидуального задания определяется по приложению А в соответствии с порядковым номером студента по журналу преподавателя .

4 Основные теоретические положения Технический прогресс, производство и ремонт точных, надёжных и долговечных машин, повышение качества продукции, обеспечение взаимозаменяемости и кооперирования производства невозможны без обеспечения единства мер .

Меры - это тела или устройства для хранения и воспроизведения физической величины заданного значения. K мерам относятся различные меры длины, угловые меры, гири, конденсаторы постоянной ёмкости и т.п .

B процессе производства и ремонта различных машин, механизмов и приборов наиболее широкое распространение получили меры длины, которые по конструктивным признакам делят на штриховые и концевые .

Штриховые меры длины - меры, размер которых определяет расстояние между осями двух штрихов или нескольких, нанесённых перпендикулярно к продольной оси меры. K штриховым мерам длины относят брусковые меры длины, металлические измерительные линейки, ленточные рулетки и шкалы различных измерительных приборов .

K концевым мерам длины относят ПКМД, установочные меры к микрометрам и нутромерам, калиброванные кольца, пластины и щупы .

Основу современных линейных измерений в процессе производства и ремонта различных машин составляют ПКМД .

4.1 Плоскопараллельные концевые меры длины

ПКМД предназначены для хранения и воспроизведения единицы длины заданного размера, значение которого известно с необходимой для измерения точностью .

Их применяют для передачи размера от рабочего эталона длины до изделия включительно, широко используют в лабораторной, производственной и ремонтной практике линейных измерений .

C помощью ПКМД проверяют, настраивают, градуируют измерительные приборы и инструменты, устанавливают приборы на ноль при относительных измерениях, выполняют точную разметочную работу, наладку станков и производят непосредственные измерения изделий; их используют также при лекальных, слесарных, сборочных и регулировочных работах .

ПКМД представляют собой бруски из закаленной стали или твердого сплава, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда - плитки с размерами поперечного сечения согласно рисунку 1 и приложению Б .

Рис.1 Плоскопараллельные меры длины Две противоположные поверхности каждой концевой меры являются рабочими измерительными поверхностями, которые весьма точно обрабатывают путём шлифования и доводки. Обе рабочие поверхности отличаются от других поверхностей ПКМД зеркальным блеском и малой шероховатостью (среднее арифметическое отклонение профиля Ra 0,016 мкм). Размер между двумя точно доведёнными параллельными рабочими поверхностями является рабочим .

За величину рабочего размера ПКМД принимают её срединный размер (но не средний), равный длине перпендикуляра AB, опущенного из точки пересечения диагоналей свободней поверхности (точка A) на поверхность, к которой притёрта концевая мера (рис.2) .

–  –  –

Рис.2 АВ – срединный размер (длина) ПКМД Важнейшими свойствами ПКМД являются плоскопараллельность и притираемость:

Плоскопараллельность концевой меры характеризуется наибольшей по абсолютной величине разностью между длиной меры в любой точке и срединной её длиной .

Притираемость - это способность измерительных поверхностей концевых мер обеспечивать прочное сцепление между собой, а также с плоской металлической, стеклянной или кварцевой пластинами при прикладывании или надвигании одной ПКМД на другую или концевой меры на пластину. Притираемость ПКМД обусловлена силами молекулярного сцепления их измерительных поверхностей. Притираемость позволяет составлять из нескольких плиток блок ПКМД, размер которого близок к сумме размеров отдельных плиток .

Основными параметрами точности ПКМД являются:

Отклонение длины ПКМД от номинальной - наибольшая по абсолютному значению разность между длиной концевой меры в любой точке и номинальной длиной ПКМД .

Отклонение от плоскопараллельности измерительных поверхностей концевой меры - разность между наибольшей и наименьшей длинами концевой меры .

B зависимости от точности изготовления ПКМД, т.е. от величины допусков на отклонения длины концевой меры от номинальной и отклонения от плоскопараллельности измерительных поверхностей, их относят к классам точности: 00, 0, 1, 2 и 3 (в порядке снижения точности). Для мер, находящихся в эксплуатации или отремонтированных, установлены 4-й и 5-й классы .

Допускаемые отклонения концевых мер от номинального их размера и класса точности приведены в приложении В .

B зависимости от точности аттестации (измерения) ПКМД подразделяют на пять разрядов: 1, 2, 3, 4 и 5-й. Высшим по точности является первый разряд .

Разряд ПКМД характеризуется предельной погрешностью того инструмента или прибора, при помощи которого определяли её срединный размер .

Для использования концевых мер по разряду каждая из них должна иметь аттестат с указанием её действительного размера (до десятых и сотых долей микрометра) .

Если ПКМД применяют по классам точности, то за размер меры принимают его номинальное значение, указанное на самой мере. При этом не учитываются неизбежные погрешности изготовления, а погрешность измерения определяется классом точности. Eё можно уменьшить, если ПКМД применять по разрядам и за размер меры принять его действительное значение, указанное в аттестате. Таким приёмом удаётся расширить возможность использования мер более грубых классов точности, что обычно применяется при проверки измерительных приборов и при особо точных измерениях .

Ha каждой концевой мере указывается её номинальный размер. Ha мерах до 5,5мм он наносится на одну из рабочих измерительных поверхностей, а на больших - на боковой нерабочей поверхности (рис.1). Номинальные размеры ПКМД установлены в пределах от 0,1 до 1000мм с градацией в рядах через 0,001; 0,01; 0,1; 0,5; 10; 25; 50; 100мм .

Для большего удобства ПКМД комплектуют в наборы. Всего существует двадцать два стандартных набора, характеристика основных из них представлена в приложении Г .

Наибольшее распространение получили наборы №1 (83 плитки) и №2 (38 плиток), позволяющие составлять блоки ПКМД с размерами через 0,005 мм при использовании малого числа мер. Для составления блоков ПКМД, размеры которых содержат тысячные доли миллиметра, дополнительно используют наборы номеров 4-7, 16 и 17 с градацией размеров концевых мер через 0,001 мм .

B некоторые наборы (например, наборы номеров 8, 9, 18 и 19), кроме основных, входят так называемые защитные меры из твердого сплава, которые притирают по концам блока .

Защитные меры служат для предохранения от повреждений и износа в случае, если блок ПКМД используется многократно. Защитные меры в отличие от остальных имеют срезанные углы и дополнительную буквенную маркировку .

Ha производстве ПКМД условно делят на основные и подчиненные .

Основные меры - это те, которые имеют высший разряд или класс по сравнению со всеми другими мерами, используемыми на данном производстве .

Остальные меры относят к подчиненным. Основные меры служат для проверки подчиненных мер .

ПКМД, служащие для поверки и градуировки средств измерения, называют образцовыми. По образцовым ПКМД 1-го разряда проверяют образцовые ПКМД 2-го разряда, затем по ПКМД 2-го разряда проверяют образцовые ПКМД 3-го разряда, по ПКМД 3-го разряда проверяют меры 4-го разряда и по ПКМД 4-го разряда проверяют ПКМД 5-го разряда .

4.2 Порядок составления блоков ПКМД

При работе с ПКМД в общем случае, если в наборе нет концевой меры требуемого номинального размера, составляют блок ПКМД из возможно меньшего числа мер .

Блок ПКМД представляет собой набор притертых друг к другу нескольких концевых мер, требуемый размер которого равен (с допустимой погрешностью) сумме размеров отдельных плиток, входящих в этот блок .

Составление блоков ПКМД для получения требуемых размеров может производиться или в соответствии с классом точности плиток, или, если требуется повышенная точность, в соответствии с их разрядом. Ho составление блока по разряду значительно сложнее и кропотливее, чем по классу. Поэтому на практике, как правило, для обычной точности размеров применяют блоки ПКМД составленные по классу. Число плиток в блоке должно быть не более пяти .

При составлении блока ПКМД по классу придерживаются следующего порядка и содержания работ .

1. Определяют количество и размер ПКМД, входящих в блок, учитывая имеющиеся в наборе номинальные размеры концевых мер .

Первой выбирают ту меру, которая совпадает несколькими (или одной) последними цифрами с требуемым размером блока .

Затем из размера блока вычитывают размер выбранной меры и берут вторую меру, совпадающую несколькими (или одной) последними цифрами с остатком .

Дальнейший расчет производят в той же последовательности (подробнее см. таблицу 1, столбцы 1–3), что обеспечивает наименьшее количество мер в блоке; такой расчет сокращает время на составление блоков, уменьшает износ ПКМД и повышает точность блоков .

ПРИМЕР: Допустим, требуется составить блок ПКМД на размер Азад = 75,426мм из концевых мер второго класса (без защитных плиток) .

Таблица 1 Составление блока ПКМД на размер Азад = 75,426мм

–  –  –

2. Устанавливают предельную погрешность блоков ПКМД - lim(бл) .

По приложению В, предельная погрешность отобранных мер (см. пример выше) будет соответственно равна: 0,35 мкм, 0,35 мкм и 0,90 мкм, которые заносят в столбец 4 таблицы 1 .

Предельную погрешность блока устанавливают на основании закона суммирования случайных и независимых величин погрешностей отдельных

ПКМД по формуле:

–  –  –

где lim(1), lim(2),... lim(n) – предельная погрешность соответственно 1, 2, … n - ой меры, т.е. допускаемые отклонения размеров ПКМД от номинального их значения (по приложению В) .

B рассматриваемом примере для Азад = 75,426мм :

–  –  –

Если lim(бл) оказывается больше, чем необходимо по техническим условиям, то переходят к набору ПКМД более высокого класса точности. При использовании тех же размеров мер набора 1-го класса lim(бл) = ±0,545 мкм .

Таким образом устанавливают необходимый класс точности ПКМД для настройки измерительных приборов, станков и т. п .

3. Отобранные ПКМД очищают от смазки, промывают в чистом бензине, затем вытирают насухо чистой полотняной салфеткой. Промытые и вытертые меры нельзя брать руками за измерительные поверхности .

4. Составляют блок ПКМД, притирая подготовленные для блока меры .

Сначала к одной из защитных плиток притирают меры с номинальными размерами, выраженными целыми числами миллиметров, а затем притирают к ним концевые меры длины в порядке нарастания числа десятичных знаков в обозначении их размера. Последней устанавливают снова защитную плитку. Защитные плитки притирают всегда одной и той же стороной (немаркированной). Если блок составляют для разового использования, то защитные плитки не ставят. B рассмотренном выше примере сначала притирают меры 70 и 3мм, а затем к блоку ПКМД добавляют меру 1,42мм. Мера 1,006мм притирается последней .

ПКМД притирают следующим образом. Берут концевую меру за боковые плоскости, накладывают её на притираемую плитку или блок так, чтобы измерительные плоскости совмещались примерно на половину их длины (рис .

3, a). Затем, слегка нажимая на верхнюю плитку, надавливают её на нижнюю до полного контакта измерительных поверхностей. Если после этого плитки не разъединяются под действием собственного веса, то их считают притертыми .

ПКМД или блок концевых мер размером более 5,5мм можно притирать и так, как показано на рисунке 3,б. Притираемые меры накладывают друг на друга крестообразно и с небольшим нажимом поворачивают одну относительно другой до а тех пор, пока измерительные плоскости плиток не совпадут .

–  –  –

4.3 Наборы принадлежностей к ПКМД Для расширения области применения концевых мер часто используют стандартные наборы принадлежностей к ПКМД, краткая техническая характеристика которых приведена в приложении Д. Принадлежности (рис. 4) в основном предназначены для обеспечения удобного пользования блоками ПКМД при измерении размеров и выполнении разметочных работ .

Ha рис. 4,а приведена конструкция широко распространенной державки блоков ПКМД. Ha рис. 4,б представлена державка № 2 в сборе с блоком ПКМД и боковиком для измерения наружных размеров, снабженная стабилизатором силы прижима блока ПКМД, которая должна быть не менее 350 H. Стабилизатор устанавливают между блоком ПКМД и прижимной планкой .

При измерении внутренних размеров, например, диаметра отверстия, собирают блок ПКМД с радиусными боковинами (рис. 4,в). При расчете блока ПКМД следует к сумме номинальных размеров концевых мер прибавлять сумму радиусов двух боковиков. Размеры боковиков указаны в приложении Д, а их разновидности - на рис. 4,г .

Измерение наружных и внутренних размеров с помощью блоков ПКМД особенно рационально при изготовлении изделий высокой точности. B этом случае размер блока ПКМД должен соответствовать номинальному или предельным размерам изделия .

Приспособления к ПКМД используют при разметочных работах для вычерчивания окружности (рис. 4,д) или прямых, параллельных базе (рис 4,e). B последнем случае основание устанавливают на плиту, а державку с блоком ПКМД закрепляют к основанию путем ввода нижнего вкладыша державки под вкладыш основания, получая таким образом рейсмас для разметочных работ на плите .

–  –  –

5 Порядок выполнения работы и методические указания

5.1 Изучить по методическим указаниям цель работы, задание и основные теоретические положения .

Особое внимание уделить назначению, конструкции, применению, основным свойствам и параметрам точности ПКМД. Уяснить порядок составления блоков и притирки ПКМД .

5.2 Согласно порядковому номеру студента по журналу преподавателя определить по приложению А вариант индивидуального задания и значения заданных размеров Азад и Бзад .

5.3 Записать в тетради наименование работы и конкретизированное индивидуальное задание .

5.4 Кратко законспектировать в тетради следующие основные понятия, термины и определения:

Меры Назначение ПКМД Применение ПКМД Рабочий и срединный размер ПКМД Свойства ПКМД Параметры точности ПКМД Блок ПКМД Формула для определения предельной погрешности lim(бл)

5.5 Получить набор ПКМД для выполнения лабораторной работы .

5.6 Определить количество и размеры концевых мер, необходимых для составления блоков по классу на заданные размеры Азад и Бзад, учитывая имеющиеся в вашем наборе номинальные размеры ПКМД .

Расчет выполнить и оформить в виде таблицы, аналогичной примеру, рассмотренному в п.4.2 .

5.7 Определить погрешность блоков, составленных на размеры Азад и Бзад. Предельные погрешности отобранных для блоков плиток определять по приложению В, полагая, что ПКМД в наборе соответствуют 4-му классу точности .

5.8 Записать окончательные размеры блоков ПКМД с отклонениями в следующем виде:

А = Азад ± lim(бл. А) Б = Бзад ± lim( бл. Б)

5.9 Оформить отчёт по лабораторной работе и сделать выводы о точности блоков, проанализировав причины погрешностей на размерах A и Б .

5.10 Составить любой блок, притерев друг к другу предварительно отобранные и подготовленные ПКМД. Составленный блок ПКМД продемонстрировать преподавателю .

5.11 Разобрать составленный блок, плитки уложить в футляр на своё место и сдать набор ПКМД преподавателю .

5.12 Для самопроверки ответить на контрольные вопросы и защитить выполненную работу у преподавателя .

6 Содержание отчёта

Отчёт по лабораторной работе должен содержать следующие данные:

1. Наименование работы .

2. Конкретизированное индивидуальное задание .

3. Краткий конспект основных понятий, терминов и определений .

4. Содержание выполненной работы по п.5.6 – 5.8 .

5. Выводы о точности блоков, составленных на размеры A и Б .

7 Контрольные вопросы

1. Почему производство и ремонт машин невозможны без обеспечения единства мер?

2. Что представляют собой меры в общем случае?

3. Для чего предназначены меры в общем случае?

4. Для чего предназначены меры длины?

5. Как делятся меры длины по конструктивным признакам?

6. Что относят к штриховым мерам длины?

7. Что относят к концевым мерам длины?

8. Для чего предназначены ПКМД?

9. Что представляет собой ПКМД?

10. C какой целью применяют ПКМД?

11. Где применяют и используют ПКМД?

12. Какие поверхности ПКМД являются рабочими измерительными?

13. По каким признакам отличаются рабочие измерительные поверхности от других поверхностей ПКМД?

14. Что принимают за рабочий размер ПКМД?

15. Что понимают под срединным размером ПКМД?

16. Какие два свойства ПКМД являются важнейшими?

17. Чем характеризуется плоскопараллельность ПКМД?

18. Что представляет собой притираемость ПКМД?

19. Какими параметрами характеризуется точность ПКМД?

20. Что представляет собой отклонение длины ПКМД от номинальной?

21. Что представляет собой отклонение oт плоскопараллельности измерительных поверхностей ПКМД?

22. Для чего нужна притираемость ПКМД?

23. Для чего нужна плоскопараллельность ПКМД?

24. Чем характеризуется класс точности ПКМД?

25. Как делятся ПКМД в зависимости от точности их изготовления?

26. Какие классы точности ПКМД Вы знаете?

27. Как делятся ПКМД в зависимости от точности их аттестации?

28. Чем характеризуется разряд ПКМД?

29. Какие разряды аттестации ПКМД Вы знаете?

30. Как называется документ, характеризующий точность ПКМД по разряду?

31. Что указывается в аттестате ПКМД соответствующего разряда?

32. Что принимают за размер меры, если ПКМД применяют по классам точности?

33. Что принимают за размер меры, если ПКМД применяют по разрядам?

34. Что обеспечивает более высокую точность измерения: применение ПКМД но классам или разрядам и почему?

35. Что указывается на каждый ПКМД?

36. Для чего ПКМД комплектуются в наборы?

37. Что такое защитные меры и для чего они применяются?

38. По какому признаку ПКМД делятся на основные и подчинённые?

39. Какие меры относят к основным и для чего они служат?

40. Какие меры относят к подчинённым и для чего они используются?

41. Какие меры называют образцовыми и для чего они используются?

42. Каков порядок составления блока ПКМД по классу для получения заданного размера?

43. По какой формуле определяется предельная погрешность блока ПКМД?

44. Oт чего зависит предельная погрешность блока ПКМД?

45. Назовите и поясните возможные пути повышения точности размера блока ПКМД ?

46. Каким образом устанавливают необходимый класс точности ПКМД, используемых для измерения и контроля изделий?

47. Каков порядок притирки плиток в блок?

48. Какие плитки считаются притёртыми?

49. Для чего предназначены наборы принадлежностей к ПКМД?

50. Для чего используются наборы принадлежностей к ПКМД?

Литература

1. Метрология, стандартизация и сертификация. Типовая программа для высших учебных заведений, рекомендованная Минобразованием России для направлений (специальностей) подготовки в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства и утвержденная Департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования в 2001 г .

2. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник – второе издание, переработанное и дополненное. M.: Агропромиздат, 1987. - 367c .

3. Иванов А.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения .

M.: «Колос», 1975. - 425c .

4. Иванов А.И. и др. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: Справочник /А.И. Иванов, A.A. Куликов, Б.С. Третьяков. - M.: «Колос», 1984. - 352c .

5. Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник - M.:

Машиностроение, 1987. - З68с .

6. Захаров B.H. Взаимозаменяемость, качество продукции и контроль в машиностроении - Л.: Лениздат, 1990. - 302c .

7. Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб .

для вузов / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. – М.: Высш. шк., 2004. – 767с .

–  –  –

— 1,005 1 0,01 1 - 1,1 11 2 (38) 0,1 1,2 - 2 9 1; 2; 3 1 3 - 10 8 10 20 - 100 9 — 1,005 1 0,01 1 - 1,5 51 3 (112) 0,1 1,6 - 2 5 — 0,5 1 0; 1; 2; 3 0,5 2,5 - 25 46 10 30 - 100 8 4 (11) 0,001 2 - 2,01 11 5 (11) 0,001 1,99 - 2 11 0; 1; 2 6 (11) 0,001 1 - 1,01 11 7 (11) 0,001 0,99 - 1 11

–  –  –

-- 1,005 1 0,01 0,9 - 1,5 61 12 (74) 0,1 1,6 - 2 5 1; 2; 3

-- 0,5 1 0,5 2,5 - 5 6

-- 5 1 1; 2; 3 13 (11) 10 10 - 100 10 0,5 1 0,5 - 25 30 14 (38) 0; 1; 2; 3 10 30 - 100 8

-- 1,005 1 0,01 1 - 1,1 11 1; 2; 3 15 (29) 0,1 1,2 - 2 9 1 3 - 10 8 16 (19) 0,001 0,991 - 1,009 19 0; 1; 2 17 (19) 0,001 1,991 - 2,009 19 0; 1; 2

–  –  –

Изучить назначение, устройство и приобрести практические навыки измерения деталей штангенинструментом .

2 Техническое оснащение работы

При выполнении лабораторной работы применяются:

комплект исходных чертежей различных деталей;

комплект реальных деталей, соответствующих исходным чертежам;

штангенциркули ШЦ-I, ШЦ-II, ШЦ-III и ШЦЦ;

штангенглубиномеры;

штангенрейсмасы;

плиты поверочные (разметочные) размером 250 х 250мм;

плакаты по теме лабораторной работы .

–  –  –

Штангенинструменты (ШИ) – это наиболее распространенные универсальные средства измерения вследствие простоты их конструкции и низкой стоимости. ШИ широко применяют в машиностроении, ремонтном производстве и слесарной практике для измерения линейных размеров и разметки деталей невысокой точности, обычно 12-17 квалитетов .

Отличительные особенности ШИ – наличие у них штанги и, как правило, шкалы нониуса1 .

Основная шкала, выполненная на штанге с ценой и длиной деления 1мм, предназначена для отсчета целого числа миллиметров, а дополнительная шкала, называемая нониусом, позволяет отсчитывать доли целых делений основной шкалы, т.е. доли миллиметра. Каждое пятое деление основной шкалы на штанге отмечено удлиненным штрихом, а каждое десятое деление – штрихом более длинным, чем пятое, и соответствующим числом десятков миллиметров .

НОНИУС [от Nonius – латинизир. имени португ. математика и изобретателя этой шкалы П.Нуниша (P. Nunes; 1492-1577гг.)]

К ШИ относят:

штангенциркули (ШЦ), предназначенные для измерения наружных и внутренних размеров и разметки деталей;

штангенглубиномеры (ШГ), служащие для измерения глубин пазов, отверстий, а также высот, расстояний до буртиков или выступов;

штангенрейсмасы (ШР), предназначенные для измерения высот, уступов и разметки размеров деталей на поверочной плите;

штангензубомеры, служащие для измерения толщины зуба зубчатых колес по хорде .

В зависимости от конструкции отсчетного устройства различают ШИ:

с отсчетом по нониусу;

–  –  –

Метод измерения штангенинструментами прямой и, как правило, абсолютный. Исключением являются ШИ с электронно-цифровой шкалой, которые позволяют определять размеры как абсолютным, так и относительным методом измерения .

–  –  –

третий – на 0,3мм и т.д., а десятый (последний штрих) – на 1мм; поэтому десятый штрих шкалы нониуса точно совпадает с девятнадцатым штрихом штанги, что соответствует l = 19мм .

ШИ модуля 2 с отсчетом по нониусу 0,05мм (таблица 1) имеют длину шкалы l = 39мм, разделенную на 20 частей, т.е. одно деление нониуса b= l : n= = 39 : 20 = 1,95мм, что короче на е = 0,05мм двух делений основной шкалы на штанге. Обычно на шкале нониуса с отсчетом 0,05мм для облегчения и ускорения отсчета наносят цифры 25, 50, 75 (2, 4, 6, 8), обозначающие сотые (десятые) доли миллиметра .

Измерение размеров деталей с помощью ШИ выполняется путем отсчета показаний по шкалам штанги и нониуса в следующем порядке:

а) отсчитывается целое число миллиметров по основной шкале на штанге слева направо до нулевого штриха нониуса. При этом начало шкалы нониуса – его нулевая отметка (нулевой штрих) – выполняет роль указателя по основной шкале .

Если при измерении эта отметка точно совпадает с каким-либо штрихом основной шкалы, то определяемый размер равен целому числу миллиметров и отсчитывается по этой шкале до указателя .

Если же нулевая отметка расположена между штрихами основной шкалы, то число целых миллиметров будет равно количеству ее целых делений между Принятые обозначения соответствуют формулам (1), (2) и рисунку 1 .

нулевой отметкой шкалы и указателем, которое запоминают. Изложенное наглядно поясняется примерами таблицы 2 .

б) отсчитываются доли миллиметра – дробная часть размера. Для этого по шкале нониуса находят штрих, точно совпадающий со штрихом основной шкалы на штанге, и умножают его порядковый номер (не считая нулевого) на точность отсчета нониуса (0,1 или 0,05мм) .

в) подсчитывается результат измерения ШИ, для чего складывают число целых миллиметров и долей миллиметра, как это наглядно представлено примерами в таблице 2 .

–  –  –

Таким образом, для определения размера детали с помощью ШИ необходимо сначала определить целое число миллиметров по основной шкале слева направо до нулевого штриха нониуса и затем прибавить к нему доли миллиметра, полученные умножением цены деления нониуса на порядковый номер штриха нониусной шкалы, совпадающего со штрихом штанги (нулевой штрих нониуса не учитывают) .

4.3 Штангенциркули

Штангенциркули выпускают по ГОСТ 166-89 трех следующих конструктивных типов:

а) тип I (рис. 2а) – с двусторонним расположением губок (с верхними «острыми» и нижними измерительными губками) и с линейкой глубиномером .

Эти штангенциркули изготавливают с точностью отсчета по нониусу 0,1;

0,05мм и пределами измерений 0-125, 0-150мм .

Пример обозначения штангенциркуля типа I с диапазоном измерений 0-125мм и значением отсчета по нониусу 0,1мм:

Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166 .

Штангенциркуль ШЦ-I, представленный на рисунке 2а, состоит из штанги 7 с неподвижной губкой 1, рамки 6 с подвижными губками 2, перемещающейся по штанге, линейки глубиномера 8, соединенной с рамкой, и стопорного винта 5. На штанге нанесена основная шкала 3 с ценой деления 1мм, а на скосе рамки – дополнительная шкала 4 – нониус, с помощью которой отсчитывают доли миллиметра. Верхние губки предназначены для измерения внутренних размеров, а нижние – наружных .

б) тип II (рис. 2б) – с двусторонним расположением губок (с верхними «острыми» и нижними измерительными губками), выпускаемый с точностью отсчета 0,1; 0,05мм и пределами измерений 0-160, 0-200, 0-250, 0-300, 0-400, 0мм .

Пример обозначения штангенциркуля типа II с диапазоном измерений 0-300мм и значением отсчета по нониусу 0,05мм:

Штангенциркуль ШЦ-II-300-0,05 ГОСТ 166 .

Штангенциркуль ШЦ-II, представленный на рисунке 2б, снабжен рамкой 10 микрометрической подачи, предназначенной для медленного и более точного перемещения (установки) рамки 6 относительно штанги 7. В вырезе рамки 10 микрометрической подачи расположена гайка 12, навернутая на винт 11, закрепленный в нижней части рамки 6. При освобожденном винте 5 и закрепленной рамке 10 на штанге 7 с помощью стопорного винта 9 рамка 6 будет перемещаться плавно по штанге, если вращать гайку 12 микрометрической подачи .

Микрометрическую подачу обычно применяют при разметке или контроле для точной установки на штангенциркуле ШЦ-II размера требуемой величины .

Для разметки служат только верхние «острые» губки, а измерения наружных размеров выполняют верхними и нижними губками. Для измерения внутренних размеров предназначены нижние губки, у которых внешние поверхности имеют цилиндрическую форму, общая ширина «m» которых при сдвинутых губках составляет 10мм, т.е. m = 10мм .

в) тип III (рис. 2в) – с односторонним расположением губок (без верхних «острых» губок), выпускаемый с точностью отсчета и пределами измерений идентичными штангенциркулям типа II .

Пример обозначения штангенциркуля типа III с диапазоном измерений 0-500мм и значением отсчета по нониусу 0,05мм:

Штангенциркуль ШЦ-III-500-0,05 ГОСТ 166 .

Рисунок 2 – Типы штангенциркулей:

а-тип I; б-тип II; в-тип III; 1-неподвижные губки; 2-подвижные губки; 3-основная шкала; 4-нониус; 5-стопорный винт; 6-рамка; 7-штанга; 8-линейка глубиномера; 9стопорный винт микрометрической подачи; 10-рамка микрометрической подачи; 11-винт микрометрической подачи; 12-гайка микрометрической подачи; m-общая ширина губок .

Кроме рассмотренных штангенциркулей с отсчетом по нониусу отечественная инструментальная промышленность выпускает:

а) штангенциркули с отсчетом по круговой шкале (рис. 3) с ценой деления основной шкалы на штанге 10мм; с ценой деления круговой шкалы 0,1;

0,05 или 0,02мм и пределами измерений 0-125, 0-150, 0-200, 0-300мм .

Пример обозначения штангенциркуля типа I с диапазоном измерений 0-150мм и с отсчетом по круговой шкале 0,02мм:

Штангенциркуль ШЦК-I-150-0,02 ГОСТ 166 .

–  –  –

Рисунок 3 – Штангенциркуль с отсчетом по круговой шкале:

1-шкала круговая; 2-стрелка; 3-рамка; 4-зубчатая рейка; 5-штанга .

Принцип действия такого штангенциркуля сводится к преобразованию поступательного перемещения рамки 3 (рис. 3)относительно штанги 5 во вращательное движение стрелки 2, размещенной над круговой шкалой 1. Преобразование осуществляется с помощью зубчато-реечной передачи 4 .

б) штангенциркули с отсчетом по электронно-цифровой шкале (рис .

4) с шагом дискретности цифрового отсчетного устройства 0,01мм и пределами измерений 0-150, 0-200, 0-300, 0-500, 0-600, 0-800, 0-1000, 0-1500, 0-2000мм .

Пример обозначения штангенциркуля с цифровым отсчетным устройством типа I с диапазоном измерений 0-150мм и шагом дискретности 0,01мм:

Штангенциркуль ШЦЦ-I-150-0,01 ГОСТ 166 .

Рисунок 4 – Штангенциркуль с отсчетом по электронно-цифровой шкале Последняя конструкция штангенциркуля значительно упрощает, ускоряет и менее утомляет пользователя, чем традиционный отсчет по нониусу .

Перед измерением необходимо убедиться в исправности штангенциркуля. Не допускаются забоины, заусенцы и следы ржавчины на измерительных поверхностях губок. Если стопорный винт закреплен, рамка не должна качаться. Сдвинув губки, надо убедиться, что ними нет просвета, видимого на глаз, и нулевой штрих нониуса совпадает с нулевым штрихом основной шкалы .

При измерении незакрепленной детали левая рука должна находиться за губками и захватывать деталь недалеко от губок; правой рукой поддерживают штангу, при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до соприкосновения с проверяемой поверхностью, не допуская перекоса губок и добиваясь нормального измерительного усилия .

Нормальное измерительное усилие достигается легким контактированием при перемещении проверяемых поверхностей детали относительно измерительных поверхностей инструмента, как это показано на рисунке 5 .

Рисунок 5 – Измерительное усилие Потом с помощью стопорного винта закрепляют рамку на штанге, освобождают штангенциркуль от контакта с деталью и считывают полученный результат .

При измерении внутренних размеров штангенциркулями типа II и III к показаниям инструмента прибавляют общую ширину губок «m» (рис. 2), указанную на них. Примеры измерения различных размеров деталей представлены на рисунках 6 и 7 .

D Измерение внутреннего размера, D = 34,8 мм

–  –  –

Рисунок 7 - Измерение размеров деталей штангенциркулем типа II

4.4 Штангенглубиномеры

Штангенглубиномеры выпускаются по ГОСТ 162-90 двух видов:

а) с отсчетом по нониусу (рис. 8а) точностью отсчета 0,1; 0,05мм и пределами измерений 0-160, 0-200, 0-250, 0-300, 0-400мм .

Пример обозначения штангенглубиномера с пределами измерений 0-160мм и величиной отсчета 0,05мм:

Штангенглубиномер ШГ 160-0,05 ГОСТ 162 .

Штангенглубиномер, как видно из рисунка 8а, отличается от штангенциркуля тем, что не имеет на штанге неподвижных губок, а подвижные конструктивно оформлены в виде опорного основания 3, выполненного за одно целое с рамкой 6, на которой крепятся нониус 5 и стопорный винт 4. Штанга 7 с основной шкалой перемещается в рамке перпендикулярно основанию .

Измерительные поверхности штангенглубиномера – нижний торец 8 штанги и нижняя плоскость 2 основания 3. При измерении основание 3 накладывают измерительной поверхностью 2 на плоскость измеряемой детали 1, а затем, ослабив стопорный винт 4, продвигают штангу 7 вниз до тех пор, пока она не коснется своим торцом 8 плоскости («дна») измеряемой детали. В этом положении рамку 6 закрепляют стопорным винтом 4 и считывают результат измерения .

б) с отсчетом по электронно-цифровой шкале (рис. 8б) с шагом дискретности цифрового отсчетного устройства 0,01мм и пределами измерений 0-200, 0-300, 0-500мм .

Пример обозначения штангенглубиномера с электронным цифровым отсчетным устройством с пределами измерений 0-200мм и шагом дискретности 0,01мм:

Штангенглубиномер ШГЦ 0-200-0,01 ГОСТ 162 .

Рисунок 8 – Штангенглубиномеры:

а – с отсчетом по нониусу; б – с отсчетом по электронно-цифровой шкале;

1-измеряемая деталь; 2-измерительная поверхность основания; 3-основание; 4-стопорный винт; 5-нониус; 6-рамка; 7-штанга; 8-измерительная поверхность штанги .

4.5 Штангенрейсмасы

Штангенрейсмасы выпускаются по ГОСТ 164-90 двух видов:

а) с отсчетом по нониусу (рис. 9а) с точностью отсчета 0,05мм и пределами измерений: 0-200, 0-250, 0-300, 0-400, 0-500, 0-630, 100-1000, 600-1600, 1500-2500мм .

Пример обозначения штангенрейсмаса с пределами измерений 0-250мм и величиной отсчета 0,05мм:

Штангенрейсмас ШР-250-0,05 ГОСТ 164 .

Рисунок 9 - Штангенрейсмасы:

а – с отсчетом по нониусу; б – с отсчетом по электронно-цифровой шкале;

1- плита поверочная; 2-измеряемая деталь; 3-разметочная ножка; 4-хомутик; 5-подвижная губка; 6-нониус; 7-рамка; 8- рамка микрометрической подачи; 9-штанга; 10-стопорный винт;

11-основание .

Штангенрейсмас, как видно из рисунка 9а, отличается от штангенглубиномера наличием массивного основания 11, на котором вертикально и неподвижно закреплена штанга 9 с основной шкалой. По штанге перемещается рамка 7 со шкалой нониуса 6, стопорным винтом 10 и механизмом микрометрической подачи 8, который по конструкции аналогичен штангенциркулю ШЦ-II .

За одно целое с рамкой 7 выполнена подвижная губка 5 штангенрейсмаса, на которую с помощью хомутика 4 и стопорного винта присоединяют разметочную ножку 3 или при необходимости измерительную ножку (на рисунке не показана) .

Измерительные ножки, как правило, имеют две измерительные поверхности, из которых верхняя предназначена для измерения внутренних размеров, а нижняя – наружных. При измерении внутренних размеров к результату отсчета по шкалам штангенрейсмаса прибавляют высоту измерительной ножки .

При измерении наружных размеров можно пользоваться и разметочной ножкой 3, как это показано на рисунке 9а при определении высоты измеряемой детали 2. Измерения и разметку деталей проводят на поверочной плите 1, на которую устанавливают штангенрейсмас и измеряемую деталь 1 .

Перед разметкой поверхности детали, подлежащие разметке, обычно покрывают раствором мела в воде с добавлением клея. Штангенрейсмас устанавливают (настраивают) на требуемый размер по нижней поверхности разметочной ножки, после чего, перемещая штангенрейсмас по плите 1 вдоль размечаемой поверхности, острием разметочной ножки наносят горизонтальные линии .

б) с отсчетом по электронно-цифровой шкале (рис. 9б) с шагом дискретности цифрового отсчетного устройства 0,01мм и пределами измерений 0-200, 0-300, 0-500мм .

Пример обозначения штангенрейсмаса цифрового с пределами измерений 0-500мм и шагом дискретности 0,01мм:

Штангенрейсмас ШРЦ 0-500-0,01 ГОСТ 164 .

5 Порядок выполнения работы и методические указания

1 Изучить по методическим указаниям цель работы, задание и основные теоретические положения. Особое внимание уделить:

назначению и общей характеристике штангенинструментов;

построению шкалы нониуса и отсчету показаний по шкалам штангенинструмента, изложенным в разделе 4.2;

устройству штангенциркулей и процессу измерения различных размеров деталей .

2 Получить у преподавателя техническое оснащение, необходимое для выполнения лабораторной работы .

3 Подготовить предварительный отчёт по лабораторной работе, который по аналогии с приложением А должен содержать следующие данные:

наименование лабораторной работы;

конкретизированное задание на выполнение работы;

эскиз заданной детали с указанием ее номера (шифра);

таблица 1 - Результаты измерения детали штангенинструментом;

таблица 2 – Метрологические показатели штангенинструмента, применяемого при измерении детали .

4 Выбрать по чертежу или эскизу детали пять любых размеров, намеченных для измерения, и записать их обозначения в таблицу 1 .

5 Для каждого из намеченных для измерения размеров детали определить и записать в таблицу 1:

величину допуска в микрометрах, равную абсолютной величине алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями размера;

значение допускаемой погрешности измерения «», выбираемой по приложению Б;

обозначение выбранного инструмента, при выборе которого должно соблюдаться условие lim, где lim – предельная погрешность инструмента, выбираемая по приложению В .

Рекомендуется предпочтение в первую очередь отдавать инструменту с точностью отсчета 0,1мм, как наиболее дешевому и распространенному .

величину предельной погрешности выбранного инструмента;

значения предельных размеров – наибольшего и наименьшего допустимого размера детали в миллиметрах .

6 Определить измерением величину действительного размера детали и результат записать в таблицу 1 .

7 Записать в таблицу 1 заключение о годности каждого измеренного размера детали, учитывая, что размер признается годным, если соблюдается условие

–  –  –

где Dд (dд) – действительный размер отверстия (вала), Dmin (dmin) и Dmax (dmax) – наименьший и наибольший предельные размеры отверстия (вала) .

Если указанное условие не соблюдается, то размер признается бракованным. Различают брак исправимый и неисправимый .

8 Заполнить таблицу 2, занося туда основные метрологические показатели каждого штангенинструмента, который применялся при измерении .

9 Проанализировать результаты измерения детали и дать заключение о ее годности в виде вывода по выполненной работе .

Деталь признается годной, если все ее размеры вписываются в установленные границы соответствующих допусков. В противном случае - деталь считается бракованной. При наличии брака его необходимо обоснованно конкретизировать – на каких размерах и почему «брак исправимый» или «брак неисправимый» .

10 Привести рабочее место и инструмент в порядок, сдав преподавателю полученное техническое и методическое обеспечение .

11 Отчет о выполненной работе представить преподавателю .

6 Содержание отчёта

Отчёт по лабораторной работе должен содержать следующие данные:

1 наименование работы;

2 задание на выполнение работы;

3 эскиз заданной детали;

4 результаты измерения детали;

5 метрологическая характеристика применяемого инструмента;

6 выводы, вытекающие из анализа результатов измерения детали .

Пример оформления отчета по лабораторной работе представлен в приложении А .

–  –  –

1 Почему штангенинструменты являются наиболее распространенными средствами измерения?

2 Почему штангенинструменты относят к числу универсальных средств измерения?

3 Где и с какой целью применяют штангенинструменты?

4 Что можно отнести к отличительным особенностям штангенинструментов?

5 Для чего предназначена и где располагается основная шкала штангенинструментов?

6 Для чего предназначена, где располагается и как называется дополнительная шкала штангенинструментов?

7 Какие инструменты относят к группе штангенинструментов?

8 Какие методы измерения реализуют штангенинструменты?

9 В чем заключается принцип построения нониуса?

10 Что понимают под модулем шкалы нониуса?

11 Какие недостатки присущи шкале нониуса модуля 1?

12 Какие достоинства присущи шкале нониуса модуля 2?

13 От чего зависит точность отсчета любого нониусного приспособления?

14 Почему точность отсчета любого нониусного приспособления не зависит от модуля шкалы нониуса?

15 Какой нониус называют растянутым и почему?

16 Что понимают под точностью инструмента в целом?

17 Что представляет собой точность отсчета штангенинструмента?

18 Как определяется интервал деления шкалы нониуса?

19 Как отсчитывается целое число миллиметров при измерении размеров штангенинструментами?

20 Как отсчитываются доли миллиметра при измерении размеров штангенинструментами?

21 Как определяется результат измерения размеров штангенинструментом?

22 Для чего предназначены штангенциркули (штангенглубиномеры, штангенрейсмасы)?

23 Какие конструктивные типы штангенциркулей вам известны?

24 В чем заключается конструктивная особенность штангенциркулей типа I?

25 Какие размеры можно измерить штангенциркулями типа I?

26 Как обозначают штангенциркули типа I?

27 В чем заключается конструктивная особенность штангенциркулей типа II (типа III)?

28 Какие размеры можно измерить штангенциркулями типа II (типа III)?

29 Для чего применяются «острые» губки штангенциркуля?

30 Как обозначают штангенциркули типа II (типа III)?

31 Поясните устройство штангенциркулей .

32 Для чего предназначена рамка микрометрической подачи у штангенинструментов?

33 В чем заключается особенность измерения внутренних размеров штангенциркулями типа II (типа III)?

34 Какие виды штангенинструментов различают в зависимости от конструкции отсчетного устройства?

35 Как убедиться в исправности штангенциркуля?

36 Какие требования необходимо соблюдать при измерении штангенциркулями?

37 Как достигается нормальное измерительное усилие при измерении штангенциркулями?

38 Чем конструктивно отличается штангенглубиномер от штангенциркуля?

39 Какие поверхности штангенглубиномера являются измерительными?

40 Как выполняют измерения штангенглубиномером?

41 Чем конструктивно отличается штангенглубиномер от штангенрейсмаса?

42 Как выполняют измерения штангенрейсмасом?

43 Как выполняют разметку деталей штангенрейсмасом?

44 Какие показатели определяют основную метрологическую характеристику штангенинструментов?

45 Как выбирается конкретный штангенинструмент в зависимости от точности измеряемого размера?

46 Как определяется годность измеренного размера детали?

47 В чем заключается условие годности размера детали?

48 В чем заключается условие годности измеренной детали?

49 От чего зависит допускаемая погрешность измерения размера?

50 От чего зависит предельная погрешность инструмента?

Литература

1 Метрология, стандартизация и сертификация. Типовая программа для высших учебных заведений, рекомендованная Минобразованием России для направлений (специальностей) подготовки в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства и утвержденная Департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования в 2001 г .

2 Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник – второе издание, переработанное и дополненное. M.: Агропромиздат, 1987. - 367c .

3 Иванов А.И Основы взаимозаменяемости и технические измерения .

M.: «Колос», 1975. - 425c .

4 Иванов А.И. и др. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: Справочник /А.И. Иванов, A.A. Куликов, Б.С. Третьяков. - M.: «Колос», 1984. - 352c .

5 Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник - M.:

Машиностроение, 1987. - З68с .

6 Берков В.И. Технические измерения. – М.: Высш. шк., 1977. – 232с .

7 Захаров B.H. Взаимозаменяемость, качество продукции и контроль в машиностроении - Л.: Лениздат, 1990. - 302c .

8 Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. – М.: Высш. шк., 2004 .

– 767с .

9 ОАО «Калибр» [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://www.kalibr-moskva.ru/ 10 ООО НПП "Челябинский инструментальный завод" [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.tdchiz.ru/ 11 Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. М., Советская Энциклопедия. 1977. - 608с .

–  –  –

Лабораторная работа № 4 - Штангенинструменты Задание: Измерить с помощью штангенинструментов пять размеров заданной детали ШИ-25 и дать заключение о ее годности .

–  –  –

ВЫВОД: В результате выполненной работы деталь ШИ-25 следует признать бракованной, потому что три размера выходят за установленные границы допуска, а именно:

наружный размер 70h15 (-1,2) имеет брак исправимый, т.к. действительный размер dд = 70,6мм dmax = 70,0мм;

внутренний размер 40Н15 (+1,0) имеет брак неисправимый, т.к. действительный размер Dд = 41,15мм Dmax = 41,0мм;

наружный размер 110h14(-0,870) имеет брак исправимый, т.к. действительный размер dд = 110,25мм dmax = 110,0мм .

–  –  –

Микрометрические инструменты 1 Цель работы Изучить назначение, устройство и приобрести практические навыки измерения деталей микрометрическими инструментами (МИ) .

2 Техническое оснащение работы

При выполнении лабораторной работы применяются:

комплект исходных чертежей различных деталей;

комплект реальных деталей, соответствующих исходным чертежам;

микрометры гладкие МК 25, МК 50, МК 75 и МК 100;

микрометр гладкий цифровой электронный МКЦ 25;

микрометр рычажный МР 50;

глубиномер микрометрический ГМ 100;

нутромер микрометрический НМ 75;

плиты поверочные (разметочные) размером 250 х 250мм;

плакаты по теме лабораторной работы .

3 Задание Измерить с помощью микрометрических инструментов пять размеров заданной детали и дать заключение о ее годности .

4 Основные теоретические положения

4.1 Микрометрические инструменты Микрометрические инструменты – это распространенные универсальные средства измерения вследствие простоты их конструкции и низкой стоимости .

МИ широко применяют в машиностроении, ремонтном производстве и слесарной практике для измерения линейных размеров деталей высокой, по сравнению со штангенинструментами, точности, обычно 7-9 квалитетов .

Отличительная особенность МИ – наличие унифицированной микрометрической головки, основой которой является высокоточная, т.е. микрометрическая, резьбовая передача «винт – гайка»1 .

Принцип действия микрометрической головки (рис. 1) основан на преобразовании вращательного движения микрометрического винта 2, установленного в неподвижную гайку 5, в поступательное перемещение измерительной пятки 1, являющейся торцовой поверхностью микровинта .

Использование винтовой пары в отсчетном устройстве известно ещё в 16 в., например в пушечных прицельных механизмах (1570), позднее винт стали использовать в различных геодезических инструментах. Первый патент на самостоятельное измерительное средство (микрометр) был выдан Пальмеру в 1848 (Франция) .

Основной несущей деталью микрометрической головки является втулкастебель 3, с помощью которой головка устанавливается (монтируется) в корпус соответствующих МИ, рассмотренных ниже. Внутри стебля запрессована микрометрическая гайка 5 с внутренней резьбой, в которую ввернут микрометрический винт 2. Другой конец микрометрического винта жестко соединен с барабаном 4, перемещающимся по стеблю головки .

Большинство МИ имеют винт с шагом, равным 0,5мм. Поэтому поворот винта в гайке на 360 (один полный оборот) вызывает одновременно поворот и осевое перемещение барабана 4 относительно стебля 3 на величину шага резьбы – 0,5мм. Для того чтобы подвижная пятка 1 переместилась в продольном направлении на 1мм, барабану, а следовательно и микровинту, необходимо сообщить два полных оборота. Это обстоятельство положено в основу построения шкал отсчетного устройства МИ, которое имеет основную и дополнительную шкалы. Основная шкала 7 размещается на стебле и предназначена для отсчета полных оборотов винта 2 через барабан 4, а дополнительная шкала нанесена на коническом скосе барабана 4 и служит для отсчета части оборота барабана 4, а следовательно, и винта 2 .

При измерении размера подвижная пятка 1 всегда контактирует с поверхностью измеряемой детали. Колебание величины измерительного усилия значительно увеличивает погрешность измерения. Для стабилизации (поддержания постоянства) измерительного усилия в измерительной головке (рис. 1) на торце барабана 4 предусматривается специальный механизм – трещотка 6. При измерении барабан всегда вращают только за трещотку 6. При достижении измерительным усилием заданной величины трещотка срабатывает – проворачивается с характерным звуком “щелчка», при этом вращение и перемещение микровинта 2 прекращаются. Обычно измерительное усилие МИ составляет 72Н (700200гс) .

Группа МИ объединяет разнообразные инструменты, из которых наиболее широкое распространение получили:

микрометры (МК) различных типов, предназначенные для измерения наружных и внутренних размеров деталей;

глубиномеры микрометрические (ГМ), служащие для измерения глубин пазов, отверстий, а также высот, расстояний до буртиков или выступов;

нутромеры (штихмасы) микрометрические (НМ), предназначенные для измерения диаметра отверстий и других внутренних размеров деталей;

Метод измерения микрометрическими инструментами прямой и, как правило, абсолютный контактный. Исключением являются МИ с электронноцифровым отсчетом, которые позволяют определять размеры как абсолютным, так и относительным методами измерения .

В зависимости от величины предельной погрешности МИ делятся на классы 1 и 2 .

–  –  –

Рисунок 2 - Отсчетное устройство МИ Основная шкала, выполненная на стебле, представляет собой продольную линию, с двух сторон от которой для удобства отсчета нанесены штрихи с интервалом (длиной) деления 1мм .

Нижние штрихи (рис. 2), соответствующие каждому пятому делению, удлинены и отмечены цифрами: 0; 5; 10; 15; 20 и 25, обозначающими целые миллиметры. Верхние штрихи шкалы смещены относительно нулевого штриха на 0,5мм (на величину шага микрометрического винта), в результате чего цена деления основной шкалы составляет 0,5мм. Указателем отсчета по основной шкале служит торец барабана, который как «шторка» открывает шкалу для чтения результатов. При этом по нижней части шкалы отсчитывают целые миллиметры (рис. 3а), а по верхней (рис. 3б) – их половинки .

Дополнительная шкала (рис. 2) выполнена на коническом скосе барабана и содержит 50 делений. Штрихи дополнительной шкалы, соответствующие каждому пятому делению, удлинены и отмечены цифрами: 0; 5; 10; 15; 20; 25;

30; 35; 40 и 45, обозначающими сотые доли миллиметра. Указателем отсчета по шкале на барабане служит продольная линия на стебле .

Поворот барабана вместе с микрометрическим винтом на одно деление соответствует их перемещению в осевом направлении на величину 0,1мм. Таким образом, цена деления дополнительной шкалы «е», определяющая точность отсчета МИ в целом, составляет P 0,5 е= = 0,01мм, = n 50 где P = 0,5мм – шаг резьбы микрометрического винта;

n = 50 – число делений шкалы на барабане .

При отсчете показаний сначала отсчитывают целое число миллиметров по нижней шкале стебля (например, 7мм согласно рис. 3, в) и прибавляют число сотых долей миллиметра, например 11-й штрих шкалы барабана, находящегося на первом обороте, согласно рис. 3, в соответствует 0,11мм. Итоговый отсчет по шкалам МИ составит: 7,0 + 0,11 = 7,11мм. Если при отсчете показаний торец барабана перешел за деление миллиметровой шкалы, нанесенной выше продольной линии, то это означает, что начался второй оборот барабана и к результату, отсчитанному по описанной методике, необходимо прибавить 0,5мм .

Например, итоговый отсчет по рис. 3, г составляет 7,0 + 0,5 + 0,11 = 7,65мм .

Таким образом, отсчет измеряемого размера определяется суммой показаний основной шкалы на стебле и шкалы на барабане, т.е. целое число миллиметров отсчитывают по нижней шкале, половины миллиметра – по верхней шкале стебля, а десятые и сотые доли миллиметра отсчитывают по делениям шкалы барабана, по штриху, совпавшему с продольной линией стебля .

Для исключения ошибок и однозначности отсчета результатов измерения рекомендуется, прежде всего, обращать внимание на положение нулевого штриха на барабане, отсчитывая его обороты:

если первый оборот барабана полностью не завершился, то величину 0,5мм прибавлять не следует;

если начался второй оборот барабана, то к результатам отсчета необходимо прибавить 0,5мм .

4.3 Микрометры

В зависимости от назначения современные микрометры выпускают различных типов:

МК – гладкие, предназначенные для измерения наружных размеров изделий (рис. 4, а и б);

МКЦ – гладкие, с электронным цифровым отсчетным устройством (рис. 4, в);

МВИ – для внутренних измерений, предназначенные для измерения внутренних размеров изделий (рис. 4, г);

МР – рычажные, предназначенные для измерения абсолютным и относительным методами наружных размеров повышенной точности (рис. 5);

МН – настольные со стрелочным отсчетным устройством (рис. 6), предназначенные для измерения наружных размеров малогабаритных деталей повышенной точности и небольшой жесткости, применяемых в часовой и приборостроительной промышленности;

МЛ – листовые;

МТ – трубные;

МЗ – зубомерные;

МП – для проволоки .

–  –  –

Рисунок 6 – Настольный микрометр типа МН со стрелочным отсчетным устройством: 1- корпус; 2- арретир; 3- отсчетное устройство; 4- измерительный стержень отсчетного устройства; 5- измерительные наконечники; 6- столик; 7- измерительный стержень микрометрической головки; 8- стебель; 9- барабан; 10- стопор .

Наиболее широкое распространение, как универсальные средства измерения общего назначения, получили гладкие микрометры типа МК (в дальнейшем просто микрометры), которые в соответствии с ГОСТ 6507-90 выпускаются со следующими диапазонами измерения: 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125;

125-150; 150-175; 175-200; 225-250; 250-275; 275-300; 300-400; 400-500 и 500мм. Микрометры с нижним пределом 25мм и более всегда снабжаются установочной мерой для проверки и установки инструмента на нуль, как это показано на рисунке 4, б .

Пример условного обозначения гладкого микрометра с диапазоном измерения 25-50мм 1-го класса точности:

Микрометр МК 50-1 ГОСТ 6507-90 .

То же, гладкого микрометра с электронным цифровым отсчетным устройством с диапазоном измерения 50-75мм:

Микрометр МКЦ 75 ГОСТ 6507-90 .

Конструкция гладкого микрометра включает скобу (рис. 4, а), с одной стороны которой запрессована неподвижная пятка 1, а с другой стороны скобы

– микрометрическая головка, состоящая из стебля 4 и барабана 5 в сборе с микровинтом 2 и механизмом трещотки 7. Неотъемлемой частью микрометра является стопорное устройство 3, которое необходимо для закрепления микрометрического винта 2 в нужном положении, чтобы сохранить показания микрометра при снятии его с детали и облегчить установку инструмента на нуль .

В зависимости от завода-изготовителя микрометр может иметь различное конструктивное исполнение стопорного устройства: винтовое, эксцентриковое или цанговое, которые представлены на рисунке 7 .

а) б) в) Рисунок 7 – Стопорное устройство: а- винтовое; б- эксцентриковое; в- цанговое .

Перед началом измерений микрометр следует осмотреть, измерительные поверхности подвижной и неподвижной пятки протереть салфеткой и проверить установку микрометра на нуль .

Методика проверки и настройки микрометра сводится к следующему .

Вращая за трещотку (рис. 8), измерительные поверхности микрометра приводят в соприкосновение с измерительными поверхностями установочной меры или непосредственно между собой (при пределах измерения 0-25мм). При правильной установке микрометра нулевой штрих барабана должен совпадать с продольной линией на стебле, а начальный штрих основной шкалы виден полностью. Торец барабана не должен перекрывать начальный штрих шкалы стебля более чем на 0,07мм или удаляться от начального штриха более чем на 0,15мм .

У начального штриха основной шкалы могут стоять цифры 0; 25; 50; 75 и т.д. в зависимости от нижнего предела измерения микрометра .

Рисунок 8 – Проверка установки микрометра на нуль Если указанные условия не соблюдаются (нулевые штрихи не совпадают), то микрометр следует настроить (отрегулировать) в следующей последовательности:

1 Закрепляют микрометрический винт с помощью стопорного устройства при сведенных измерительных поверхностях инструмента;

2 Придерживая барабан левой рукой, как показано на рисунке 9, правой рукой отвинчивают не более чем на пол-оборота корпус трещотки с барабана;

3 Отжимают барабан в направлении трещотки, в результате чего барабан разъединяется от сцепления с микровинтом;

Рисунок 9– Отвинчивание корпуса трещотки 4 Устанавливают барабан относительно неподвижного микровинта на необходимый угол, при котором нулевой штрих на барабане совместится с продольной линией стебля, а торец барабана с начальным штрихом стебля (рис. 10);

5 Исключая поворот барабана, завинчивают корпус трещотки на барабан до упора, как это представлено на рисунке 10;

6 Освобождают стопор микровинта и, вращая за трещотку, отводят микровинт от установочной меры (или от неподвижной пятки при пределах измерения 0-25мм), а затем вторично подводят до соприкосновения с концевой мерой (или с неподвижной пяткой) и проверяют установку микрометра на нуль;

Рисунок 10– Установка барабана и завинчивание корпуса трещотки 7 Если проверка дала неудовлетворительные результаты, то регулировку микрометра повторяют .

При использовании микрометра его держат в руках (за скобу левой рукой) или устанавливают в специальном штативе (стойке). Второй способ предпочтительнее, т.к. позволяет уменьшить нагрев инструмента и повысить точность измерения .

Процесс измерения микрометром включает следующую последовательность действий:

перед началом измерений микрометр устанавливают на размер немного больше измеряемого;

микрометр осторожно подносят к измеряемому изделию и слегка прижимают неподвижную пяту к проверяемой поверхности;

плавно вращают трещотку до тех пор, пока подвижная пятка микровинта не коснется детали;

продолжая вращать трещотку, микрометр слегка покачивают во взаимно перпендикулярных плоскостях. Покачивание позволяет найти наименьший размер в сечении измеряемой детали и тем самым исключить погрешности, вызванные неправильным положением (перекосом) инструмента;

стопорят микровинт и осуществляют отсчет показаний по шкалам микрометра .

Не допускается:

наводить микрометр на изделие с усилием, т.к. это может вызвать изгиб скобы, смятие резьбы или повреждение измерительных поверхностей;

вращать микровинт за барабан, т.к. при этом возникают недопустимо большие силы и повреждается микрометрическая резьба .

4.4 Глубиномеры микрометрические

Глубиномер микрометрический (рис. 11) представляет собой микрометрическую головку 2, запрессованную в основание 1 перпендикулярно измерительной поверхности основания .

В глухое отверстие, выполненное на торце микровинта, могут быть плотно вставлены сменные стержни 4, обеспечивающие измерение размеров в диапазоне 0-150мм через 25мм .

В отличие от микрометров деления основной шкалы на стебле глубиномеров нанесены в обратном порядке, т.е. от 25 до 0мм, т.к. при ввинчивании микровинта по часовой стрелке показания глубиномера возрастают .

Фиксирование микровинта также осуществляется стопором .

Рисунок 11 - Глубомер микрометрический: 1- основание; 2- микрометрическая головка; 3- установочные меры; 4- сменные стержни .

Установку глубиномера на нуль проверяют непосредственно на поверочной плите (рис. 12, а) или с использованием установочной меры соответствующего размера, как это представлено на рисунке 12, б .

–  –  –

При измерении размеров левой рукой основание глубиномера прижимают к детали, а правой – вращают трещотку до соприкосновения измерительного стержня с контролируемой поверхностью, как это показано на рисунке 13 .

Рисунок 13 – Пример измерения глубины паза детали с помощью микрометрического глубиномера

–  –  –

х Отсчет: 7,0мм х Отсчет: 7,0 + 0,5 = 7,5мм х Отсчет: 7,0 + 0,11 = 7,11мм х Отсчет: 7,0 + 0,5 + 0,11= 7,61мм Рисунок 14 – Отсчет показаний по шкалам микрометрического глубиномера Микрометрические глубиномеры выпускаются по ГОСТ 7470-92 со следующими диапазонами измерения: 0-25; 25-50; 50-100 и 100-150мм. Глубиномеры с нижним пределом измерения 25мм и более снабжаются сменными стержнями 4 и установочными мерами 3 (рис. 11), служащими для проверки и установки инструмента на нуль .

Пример обозначения глубиномера микрометрического с диапазоном измерения 100-150мм 2-го класса точности:

Глубиномер ГМ 150-2 ГОСТ 7470-92 .

То же, глубиномера микрометрического с электронным цифровым отсчетным устройством с диапазоном измерения 50-100мм:

Глубиномер ГМЦ 100 ГОСТ 7470-92 .

4.5 Нутромеры микрометрические

Нутромер микрометрический – накладной прибор для измерения внутренних размеров с двухточечной схемой, при которой одна точка неподвижна, а вторая - подвижна при измерении. Принципиальная схема нутромера аналогична микрометрам, но он не имеет устройства для стабилизации измерительного усилия (отсутствует механизм трещотки), и измерительные поверхности не соприкасаются .

Нутромер микрометрический (рис. 15) имеет микрометрическую головку 2, набор сменных удлинителей 6 и измерительный наконечник 1 .

Рисунок 15 – Нутромер микрометрический: 1- измерительный наконечник; 2микрометрическая головка; 3- стопор; 4- барабан; 5- установочный колпачок; 6- удлинители;

7- установочная мера .

Удлинители 6 свинчиваются последовательно один с другим до получения требуемого размера, их размеры: 13, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000 и 2000мм. Для соединения удлинителя с микрометрической головкой 2 необходимо отвернуть измерительный наконечник 1, а вместо него навернуть правый конец удлинителя. На свободный конец удлинителя с резьбой может быть навернут другой удлинитель и т.д. На свободный конец последнего удлинителя навинчивается измерительный наконечник 1 .

Перед началом работы нутромер проверяют и настраивают на нуль по установочной мере 7 (рис. 15), представляющей собой скобу с двумя взаимно параллельными поверхностями. К каждому нутромеру придается одна установочная мера с размером 63, 75, 150 или 350мм в соответствии с размерами микрометрической головки. Размер установочной меры обозначен на корпусе ее скобы .

Процесс проверки и настройки нутромера на нуль, представленный на рисунке 16, выполняют в следующем порядке .

1 На микрометрическую головку 2 (рис. 15) нутромера навинчивают измерительный наконечник 1, а затем вращением барабана 4 устанавливают размер головки так, чтобы она свободно вошла в скобу установочной меры 7 .

2 Головку с измерительным наконечником устанавливают между измерительными поверхностями установочной меры, придерживая меру и головку левой рукой, а правой рукой, вращая барабан головки, находят кратчайшее расстояние между поверхностями установочной меры (рис. 16) .

Рисунок 16 – Проверка установки нутромера на нуль 3 Застопорив микрометрический винт стопором 3 (рис. 15), вынимают головку из скобы и проверяют нулевую установку по шкалам нутромера .

4 Если нулевая установка сбита, то её восстанавливают новой настройкой .

5 При настройке микрометрической головки на нуль отвертывают установочный колпачок 5 (рис. 15) и поворачивают освобожденный барабан 4 так, чтобы штрихи шкал совпали. В таком положении, поддерживая барабан и стебель левой рукой, правой затягивают установочный колпачок .

После проверки и настройки микроголовки по установочной мере рассчитывают удлинители, стремясь к наименьшему их числу при сборке. Удлинители собирают, т.е. навинчивают на головку, начиная с больших размеров .

В процессе измерения нутромер вводят в отверстие контролируемой детали и вращением барабана приводят измерительные наконечники в соприкосновение со стенками отверстия. Один конец нутромера упирают в поверхность измеряемого отверстия, а другой слегка покачивают (до ощущения легкого трения поверхностей нутромера и изделия) сначала в осевом направлении, а затем в поперечном, как это показано на рисунке 17 .

а) б) Рисунок 17 – Покачивание нутромера при измерении внутренних размеров: а- в осевом направлении; б- в поперечном направлении .

Одновременно с этим регулируют положение микрометрического винта с помощью барабана таким образом, чтобы найти в осевом направлении наименьший размер, а в поперечном (диаметральном) направлении – наибольший .

В этом положении стопорят микровинт, выводят нутромер из отверстия и отсчитывают по шкалам результат измерения, учитывая размеры удлинителей, как это представлено на рисунке 18 .

Микрометрические нутромеры выпускаются по ГОСТ 10-88 со следующими диапазонами измерения: 50-75, 75-175, 50-600, 100-1200, 150-1250, 150мм .

Пример обозначения нутромера микрометрического с диапазоном измерения 50-75мм:

Нутромер НМ 75 ГОСТ 10-88 .

5 Порядок выполнения работы и методические указания

1 Изучить по методическим указаниям цель работы, задание и основные теоретические положения. Особое внимание уделить:

назначению и общей характеристике МИ;

построению шкал и отсчету показаний по шкалам МИ, изложенным в разделе 4.2;

устройству, проверке, настройке МИ и процессу измерения;

2 Получить у преподавателя техническое оснащение, необходимое для выполнения лабораторной работы .

3 Подготовить предварительный отчёт по лабораторной работе, который должен содержать по аналогии с приложением А следующие данные:

наименование лабораторной работы;

конкретизированное задание на выполнение работы;

эскиз заданной детали с указанием ее номера (шифра);

таблица 1 - Результаты измерения детали МИ;

таблица 2 – Метрологические показатели МИ, применяемых при измерении детали .

4 Выбрать по чертежу или эскизу детали пять любых размеров, намеченных для измерения, и записать их обозначения в таблицу А.1 .

5 Для каждого из намеченных для измерения размеров детали определить и записать в таблицу А.1:

величину допуска в микрометрах, равную алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями размера;

значение допускаемой погрешности измерения «», выбираемой по приложению Б;

обозначение выбранного инструмента, при выборе которого должно соблюдаться условие lim, где lim – предельная погрешность инструмента, выбираемая по приложению В .

величину предельной погрешности выбранного инструмента;

значения предельных размеров – наибольшего и наименьшего допустимого размера детали в миллиметрах .

6 Определить измерением величину действительного размера детали и результат записать в таблицу А.1 .

7 Записать в таблицу А.1 заключение о годности каждого измеренного размера детали, учитывая, что размер признается годным, если соблюдается условие

–  –  –

где Dд (dд) – действительный размер отверстия (вала), Dmin (dmin) и Dmax (dmax) – наименьший и наибольший предельные размеры отверстия (вала) .

Если указанное условие не соблюдается, то размер признается бракованным. Различают брак исправимый и неисправимый .

8 Заполнить таблицу А.2, занося туда основные метрологические показатели каждого МИ, который применялся при измерении .

9 Проанализировать результаты измерения детали и дать заключение о ее годности в виде вывода по выполненной работе .

Деталь признается годной, если все ее размеры вписываются в установленные границы соответствующих допусков. В противном случае - деталь считается бракованной. При наличии брака его необходимо обоснованно конкретизировать – на каких размерах и почему «брак исправимый» или «брак неисправимый» .

10 Привести рабочее место и инструмент в порядок, сдав преподавателю полученное техническое и методическое обеспечение .

11 Отчет о выполненной работе представить преподавателю .

6 Содержание отчёта

Отчёт по лабораторной работе должен содержать следующие данные:

1 наименование работы;

2 задание на выполнение работы;

3 эскиз заданной детали;

4 результаты измерения детали;

5 метрологическая характеристика применяемого инструмента;

6 выводы, вытекающие из анализа результатов измерения детали .

Пример оформления отчета по лабораторной работе представлен в приложении А .

7 Контрольные вопросы 1 Почему МИ являются наиболее распространенными средствами измерения?

2 Почему МИ относят к числу универсальных средств измерения?

3 Где и с какой целью применяют МИ?

4 Что можно отнести к отличительным особенностям МИ?

5 В чем заключается принцип действия микрометрической головки?

6 Что положено в основу построения шкал отсчетного устройства МИ?

7 Для чего предназначена и где располагается основная шкала МИ?

8 Для чего предназначена и где располагается дополнительная шкала МИ?

9 В чем заключается принцип построения дополнительной шкалы МИ?

10 Какие инструменты относят к группе МИ?

11 Какие методы измерения реализуют МИ?

12 От чего зависит точность отсчета любого МИ?

13 Что понимают под точностью инструмента в целом?

14 Что представляет собой точность отсчета МИ?

15 Как определяется цена деления основной шкалы МИ?

16 Как определяется цена деления дополнительной шкалы МИ?

17 Как отсчитывается целое число миллиметров при измерении размеров МИ?

18 Как отсчитываются доли миллиметра при измерении размеров МИ?

19 Как определяется результат измерения размеров МИ?

20 Что служит указателем отсчета по основной шкале МИ?

21 Что служит указателем отсчета по дополнительной шкале МИ?

22 Для чего предназначены микрометры (глубиномеры, нутромеры)?

23 Какие конструктивные типы микрометров вам известны?

24 Для чего предназначено стопорное устройство МИ?

25 Для чего предназначена трещотка в микрометрах?

26 Какие размеры можно измерить микрометрами типа МК?

27 Как обозначают микрометры (глубиномеры, нутромеры) в соответствии с требованиями стандарта?

28 В чем заключается методика и последовательность проверки микрометра (глубиномера, нутромера)?

29 В чем заключается методика и последовательность настройки микрометра (глубиномера, нутромера) на нуль?

30 В чем заключается отличие настройки микрометра МК 25 от МК 100?

31 Какую последовательность действий включает в себя процесс измерения микрометром (глубиномером, нутромером)?

32 В чем заключается конструктивная особенность микрометрических глубиномеров?

33 Поясните устройство микрометра (глубиномера, нутромера) .

34 Какие виды МИ различают в зависимости от конструкции отсчетного устройства?

35 Как убедиться в исправности микрометра (глубиномера, нутромера)?

36 Какие требования необходимо соблюдать при измерении размеров микрометром (глубиномером, нутромером)?

37 Как достигается нормальное измерительное усилие при измерении микрометром (глубиномером, нутромером)?

38 Чем конструктивно отличается глубиномер от нутромера?

39 Чем отличается построение шкал глубиномера от микрометра?

40 Какие поверхности микрометра (глубиномера, нутромера) являются измерительными?

41 Для чего в глубиномерах применяются сменные стержни, а в нутромерах – удлинители?

42 Для чего при измерении диаметров отверстий нутромерами их слегка покачивают?

43 В чем заключается особенность отсчета результатов измерения глубиномерами и нутромерами в отличие от микрометров?

44 Какие показатели определяют основную метрологическую характеристику МИ?

45 Как выбирается конкретный МИ в зависимости от точности измеряемого размера?

46 Как определяется годность измеренного размера детали?

47 В чем заключается условие годности размера детали?

48 В чем заключается условие годности измеренной детали?

49 От чего зависит допускаемая погрешность измерения размера?

50 От чего зависит предельная погрешность инструмента?

Литература

1 Метрология, стандартизация и сертификация. Типовая программа для высших учебных заведений, рекомендованная Минобразованием России для направлений (специальностей) подготовки в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства и утвержденная Департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования в 2001 г .

2 Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник – второе издание, переработанное и дополненное. M.: Агропромиздат, 1987. - 367c .

3 Иванов А.И Основы взаимозаменяемости и технические измерения .

M.: «Колос», 1975. - 425c .

4 Иванов А.И. и др. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: Справочник /А.И. Иванов, A.A. Куликов, Б.С. Третьяков. - M.: «Колос», 1984. - 352c .

5 Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник - M.:

Машиностроение, 1987. - З68с .

6 Берков В.И. Технические измерения. – М.: Высш. шк., 1977. – 232с .

7 Захаров B.H. Взаимозаменяемость, качество продукции и контроль в машиностроении - Л.: Лениздат, 1990. - 302c .

8 Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. – М.: Высш. шк., 2004 .

– 767с .

9 ОАО «Калибр» [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://www.kalibr-moskva.ru/ 10 ООО НПП "Челябинский инструментальный завод" [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.tdchiz.ru/ 11 Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. М., Советская Энциклопедия. 1977. - 608с .

12 ГОСТ 8.051-81. Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм .

13 ГОСТ 6507-90. Микрометры. Технические условия .

14 ГОСТ 7470-92. Глубиномеры микрометрические. Технические условия .

15 ГОСТ 10-88. Нутромеры микрометрические. Технические условия

–  –  –

ВЫВОД: В результате выполненной работы деталь МИ-25 следует признать бракованной, потому что три ее размера выходят за установленные границы допуска, а именно:

наружный размер 20f9( 0,,020 ) имеет брак исправимый, т.к. действительный размер dд = 20,13мм dmax = 19,98мм;

размер 230,016 имеет брак неисправимый, т.к. действительный размер dд = 22,94мм dmin = 22,984мм;

наружный размер 110h8(-0,054) имеет брак исправимый, т.к. действительный размер dд = 110,15мм dmax = 110,0мм .

–  –  –

Изучить назначение, устройство, порядок настройки и применения индикаторных нутромеров .

2 Техническое оснащение работы

При выполнении лабораторной работы применяются:

Нутромеры индикаторные;

Наборы плоскопараллельных концевых мер длины и принадлежностей к ним;

Микрометры гладкие типа МК 75-100, закрепленные на стойке;

Штангенциркули ШЦ-I или ШЩ-II;

Детали для измерения – гильзы двигателей внутреннего сгорания;

Плакаты по теме лабораторной работы .

–  –  –

Измерить отверстие гильзы двигателя внутреннего сгорания и дать заключение о годности детали исходя из условия, что отклонения формы отверстия не должны превышать 0,02мм .

4 Основные теоретические положения В настоящей работе исследуется точность формы отверстия гильзы. Поэтому возникает необходимость иметь четкое представление о нормировании отклонений формы цилиндрических поверхностей .

4.1 Отклонения формы цилиндрических поверхностей Подавляющее большинство деталей машин представляет собой сочетание простейших геометрических поверхностей. В основном это цилиндрические (~70%) и плоские (~12%), поверхности, значительно реже – конические, сферические, резьбовые и др. Получить идеальную форму поверхностей в процессе изготовления деталей невозможно из-за погрешностей станка, деформаций станка, инструмента и обрабатываемой детали, неравномерности припуска на обработку, неоднородности материала и т.д .

В то же время искажение формы поверхностей приводит к снижению эксплуатационных свойств деталей машин. Так, в подвижных соединениях отклонение от правильной формы приводит к неплавности перемещений детали, быстрому её износу из-за контакта по ограниченной поверхности. В неподвижных соединениях искажение формы приводит к неравномерности натягов в соединениях, из-за чего снижается их прочность, герметичность и точность центрирования. Все сказанное вызвало необходимость ввести отдельное нормирование (установить требования) по допускаемым искажениям формы, и этот параметр получил название отклонение формы .

Отклонением формы называется отклонение формы реальной (истинной) поверхности или реального (истинного) профиля от формы номинальной (идеальной) поверхности или номинального (идеального) профиля .

Профилем называется линия пересечения поверхности плоскостью или с заданной поверхностью. Если в технической документации не указано подругому, то направление секущей плоскости определяется по перпендикуляру к поверхности .

Для оценки отклонений формы применяют два вида показателей - комплексные и частные (дифференцированные или элементные) .

Комплексными показателями формы являются отклонения, используемые для характеристики работы детали в условиях эксплуатации. Во всем мире нормируется (в виде допусков) пять видов комплексных отклонений формы, представленных в таблице 1 .

–  –  –

Последние три показателя, представленные в таблице 1, относятся только к цилиндрическим поверхностям – внутренним и наружным. При этом отклонение от цилиндричности является обобщающим (общим) комплексным показателем отклонения формы цилиндрической поверхности. Два других вида отклонений формы – отклонение от круглости и отклонение профиля продольного сечения, представляют собой как бы разделенные, также комплексные показатели отклонения от цилиндричности, получаемые в результате поперечного сечения (плоскостью перпендикулярной оси) и продольного сечения (плоскостью, проходящей через ось) цилиндрической поверхности (рисунок 1) .

–  –  –

–  –  –

Рисунок 1 - Виды отклонений формы цилиндрических поверхностей Комплексные показатели задаются в основном нормативными документами. На практике, однако, ими пользуются редко, т.к. в производственных условиях сложно установить их величину, а главное, отклонение позволяет оценить лишь работоспособность детали и не дает никакой информации о причинах брака, что затрудняет корректировку технологического процесса с целью повышения качества продукции .

Частными показателями отклонений формы являются отклонения определенной геометрической формы (например, овальность, огранка, конусообразность, бочкообразность и седлообразнось, представленные на рисунке 1) .

Необходимо усвоить, что это не другие виды отклонений формы, помимо перечисленных в таблице 1, а частные проявления комплексного показателя .

Например, в поперечном сечении отклонения от круглости могут быть любой формы и, в частности, в виде овальности и огранки. Вот эти искажения реального профиля и являются частными видами комплексного показателя – «отклонение от круглости» .

Частные показатели отклонений формы обычно проще измерять и они обеспечены необходимыми методами и средствами измерения и более доступны для практического использования, чем комплексные .

У цилиндрических поверхностей деталей машин различают следующие виды частных показателей отклонений формы, представленные на рисунке 1:

Овальность – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший dmax и наименьший dmin диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях .

Причинами появления овальности являются овальность заготовки, овальность опорных поверхностей шпинделя станка, упругие деформации детали при её закреплении на станке или при сборке .

Огранка – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру (с четным или нечетным числом граней) .

Появление огранки зависит от способа закрепления обрабатываемой детали на станке, способа обработки и от режимов резания. Особенно часто огранка возникает при бесцентровом шлифовании вследствие проскальзывания детали в процессе обработки (из-за неправильной заправки подающего круга) .

Конусообразность – отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие цилиндрической поверхности прямолинейны, но не параллельны .

Конусообразность появляется из-за отклонений от параллельности в станке направляющих и линии центров в горизонтальной плоскости, извернутости направляющих станины станка, износа и температурных деформаций инструмента и т.д .

Бочкообразность – отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие имеют выпуклость, а диаметры увеличиваются от краев к середине сечения .

Бочкообразность появляется при обработке нежестких деталей на токарных или шлифовальных станках из-за упругих деформаций от сил резания .

Седлообразность – отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие имеют вогнутость, а диаметры уменьшаются от краев к середине сечения .

Седлообразность появляется при обработке жестких деталей на изношенном станке, когда недостаточна жесткость передней и задней бабки, а также изза отклонений от параллельности в станке направляющих и линии центров в вертикальной плоскости .

Частные показатели отклонений формы не имеют своего условного обозначения, но такие требования должны указываться на чертеже текстом, если они важны для эксплуатационных условий работы детали. Например, «Допуск овальности поверхности А 0,02мм». При этом допуски для частных видов отклонений принимаются как по нормам комплексных показателей, поскольку это и есть отклонение от цилиндричности, но имеет характерный (частный) вид .

Следует обратить внимание, что для количественной оценки всех частных видов отклонений формы цилиндрических поверхностей принимается полуразность максимального dmax и минимального dmin диаметра, т.е .

d max d min =. (1) Рассмотренные частные показатели легко выявляются при измерении диаметра детали в нескольких сечениях по длине – обычно в трёх поперечных (в середине и вблизи от краев нормируемого участка) и двух взаимно перпендикулярных продольных (осевых) сечениях .

Для измерения в деталях диаметральных размеров отверстий широко применяются универсальные средства измерения – нутромеры .

Существует большое разнообразие конструкций нутромеров, которые можно разделить на две группы – микрометрические и индикаторные .

Микрометрическим нутромером называется накладной прибор для измерения внутренних размеров с двухточечной схемой измерения, в котором перемещение одной из точек определяется с помощью резьбовой пары «винтгайка». Принципиальная схема этого нутромера аналогична микрометрам, но он не имеет устройства для стабилизации измерительного усилия .

Нутромер индикаторный (НИ) – это накладной прибор для измерения внутренних размеров, в котором перемещение измерительного наконечника определяется с помощью стрелочной измерительной головки - индикатора .

Индикаторные приборы по точности измерения и удобству использования значительно превосходят микрометрические нутромеры. Поэтому НИ получили более широкое распространение для определения диаметра отверстий, изготовленных по 7-8-му квалитетам и грубее .

4.2 Индикаторы – измерительные головки

Под измерительными головками принято понимать механические отсчетные устройства, преобразующие малые перемещения измерительного наконечника в большие перемещения стрелки, по которой отсчитываются величины перемещения наконечника .

В качестве отдельного (самостоятельного) прибора эти головки использоваться не могут, т.к. у индикатора лишь одна измерительная поверхность - конец измерительного стержня. Поэтому измерять индикатором можно только в сочетании с другими приборами и приспособлениями .

По конструкции различают измерительные головки с зубчатым, с рычажно-зубчатым и с рычажно-пружинным механизмом. Наиболее часто применяются измерительные головки с зубчатым механизмом – это так называемые индикаторы часового типа .

Отечественная промышленность выпускает три типа таких индикаторов:

ИЧ-2, ИЧ-5 и ИЧ-10 с точностью отсчета 0,01мм. Цифра в обозначении типа прибора указывает верхний предел измерений в миллиметрах .

На рисунке 2 представлен общий вид и схема индикатора часового типа, имеющего две шкалы:

Основную (малую) шкалу 1 со стрелкой 2, которые предназначены для отсчета целых миллиметров. На шкале может быть выполнено 5 или 10 делений, цена деления 1мм, диапазон показаний по шкале 0-5 или 0-10мм .

Дополнительную (большую) шкалу 3 с большой стрелкой 4, отсчитывающей сотые доли миллиметра, цена деления 0,01мм, диапазон показаний по шкале 0-1мм .

Зубчатая рейка, нарезанная на измерительном стержне 6, находится в зацеплении с зубчатым колесом 12, на оси которого жестко закреплено колесо 11 .

Зубчатое колесо 11 находится в зацеплении с колесом 13, на оси которого неподвижно закреплена стрелка 4. Линейное перемещение измерительного стержня вызывает поворот зубчатых колес 12 и 14 .

Зубчатое колесо 11 вращает колесо 13 и одновременно большую стрелку индикатора. Полный оборот стрелки 4 соответствует перемещение измерительного стержня на 1 мм .

С зубчатым колесом 13 находится в зацеплении еще и колесо 14, к оси которого присоединена спиральная пружина 15. Другой конец пружины прикреплен к корпусу головки. Пружина 15 и зубчатое колесо 14 обеспечивают работу передачи на одной стороне профиля зуба, благодаря чему выбираются боковые зазоры между зубьями колес 11, 13 и 14. Этим уничтожается погрешность мертвого хода. Пружина 10 удерживает измерительный стержень в крайнем положении .

С корпусом индикатора подвижно соединен ободок 9, который связан со шкалой 3. Шкала вместе с рифленым ободком 9 может поворачиваться относительно корпуса головки и, таким образом, любое деление шкалы может быть совмещено с концом большой стрелки 4. Именно эта возможность позволяет настроить большую шкалу прибора на ноль .

–  –  –

1 - основная (малая) шкала; 2 - малая стрелка; 3 - дополнительная (большая) шкала; 4 - большая стрелка; 5 - гильза; 6 - измерительный стержень; 7 - наконечник; 8 - головка измерительного стержня; 9 -ободок; 10 - возвратная пружина; 11, 12, 13 и 14 - зубчатые колеса; 15 спиральная пружина .

Рисунок 2 – Общий вид (а) и схема (б) индикатора часового типа

Для определения целых оборотов большой стрелки 4 имеется малая стрелка 2 со своим циферблатом (малой шкалой) 1 .

Чтение показаний индикатора осуществляется следующим образом:

При подъеме измерительного стержня (прямой ход, когда большая стрелка перемещается в направлении «часовой стрелки») показания читают по наружным (черного цвета) цифрам большой шкалы .

При опускании измерительного стержня (обратный ход, когда большая стрелка перемещается в направлении «против часовой стрелки») показания читают по внутренним (красного цвета) цифрам большой шкалы .

Измерительный стержень 6 перемещается в направляющей гильзе 5, которая служит также для крепления индикатора к измерительным и контрольным приспособлениям и, в частности, к корпусу индикаторного нутромера .

4.3 Индикаторные нутромеры

НИ предназначены для измерения диаметров отверстий и внутренних размеров (7-8-го квалитетов и грубее) в диапазоне от 3 до 1000мм относительным методом. Глубина измерения - от 100 до 500мм .

В зависимости от диапазона измерения отечественная промышленность выпускает НИ со следующими механизмами передачи измерительных перемещений:

Цанговые НИ, которые изготавливают двух типов:

для размеров от 6 до 10 мм;

для размеров от 10 до 18 мм .

НИ с клиновой передачей, изготавливаемых также двух типоразмеров:

для размеров от 6 до 10 мм;

для размеров от 10 до 18 мм;

НИ с рычажной передачей, изготавливаемых семи типоразмеров:

для размеров от 6 до 10 мм; для размеров от 100 до 160 мм;

для размеров от 10 до 18 мм; для размеров от 160 до 250 мм;

для размеров от 18 до 50 мм; для размеров от 250 до 450 мм для размеров от 50 до 100 мм;

НИ с прямой передачей выпускают двух типоразмеров:

для размеров от 450 до 750 мм;

для размеров от 700 до 1000 мм;

Наиболее широкое распространение получили индикаторные нутромеры с рычажной передачей, конструкция которых представлена на рисунке 3, а принципиальная схема НИ – на рисунке 4 .

–  –  –

А 1 – неподвижный (сменный) стержень; 2 – подвижный стержень; 3 – двуплечий рычаг;

4 – индикатор; 5 – шток; 6 – центрирующая планка; 8 – пружина; 9 – контур отверстия детали; 10 – шарик; 11 – ось; 12 – трубка; 13 – термоизоляционная ручка; 14 – пружина; 15 - стопорный винт; 16 – втулка; 17 – контргайка; 18 - корпус .

–  –  –

1 – неподвижный (сменный) стержень; 2 – подвижный стержень; 3 – двуплечий рычаг; 4 – индикатор; 5 – шток; 6 – центрирующая планка; 8 – пружина; 9 – деталь .

Рисунок 4 –Схема индикаторного нутромера с рычажной передачей Измерительный узел этих НИ состоит из двух стержней, из которых один 1 в процессе измерения неподвижен, а другой 2 перемещается по направляющим скольжения. Перемещение подвижного стержня 2 через двуплечий рычаг 3 передается на шток 5, а через него – на индикатор 4 .

Для установки НИ в плоскости, проходящей через ось измеряемого отверстия, предусмотрено специальное устройство, называемое «центрирующим устройством». Оно представляет собой центрирующую планку («центрирующий мостик») 6 со скругленными концами 7, с помощью которых планка контактирует с измеряемой деталью, т.е. под действием пружин 8 планка прижимается к детали 9 .

Таким образом, при введении НИ в отверстие он оказывается забазированным внутри цилиндра, как это представлено на рисунке 4, с помощью трех точек – две точки 7 центрирующего устройства и одна точка неподвижного стержня 1. Эти точки образуют вершины равнобедренного треугольника, а линия измерения совпадает по направлению с высотой этого треугольника .

Погрешность измерения НИ зависит от погрешности нутромера, погрешности его настройки и температурных деформаций. Последняя особенно бывает большой, когда НИ при работе держат не за термоизоляционную ручку 13 (рисунок 3) и нагревают прибор теплом руки .

4.4 Настройка и процесс измерения индикаторным нутромером

НИ реализуют относительный метод измерения, при котором определяется только отклонение измеряемой величины от заранее известного размера меры или образца. Поэтому все приборы для относительных измерений всегда требуют предварительной настройки на установочный размер Lу, относительно которого будут определяться отклонения в процессе измерения .

В зависимости от измеряемой величины НИ можно настраивать различными методами. Их можно настраивать для определения:

Отклонений от заданного размера. Этот метод обычно используется при изготовлении или восстановлении деталей, размеры которых должны находиться в границах заданного допуска .

Отклонений от предписанной геометрической формы измеряемого изделия .

Действительных размеров в процессе изготовления или дефектации деталей или разовых измерений, когда размеры заранее не известны. Этот метод занимает по объему измерений ведущее место в ремонтной практике и поэтому применяется в настоящей лабораторной работе .

Обязательным условием для любого метода настройки НИ является создание в измерительной системе предварительного «натяга». Необходимую величину натяга у создают перемещением (закручиванием или выкручиванием по резьбе) неподвижного (сменного) стержня 1 (рисунок 4). При этом базовый размер Б - расстояние между концом подвижного стержня 2 в свободном (без натяга) состоянии и концом неподвижного стержня 1, задается больше установочного размера Lу на величину предварительного натяга у. Натяг необходим для того, чтобы в процессе измерения НИ мог показывать как отрицательные, так и положительные отклонения от установочного размера .

Для воспроизведения установочного размера Lу при настройке НИ могут применяться, как это показано на рисунке 5:

а – Установочное аттестованное кольцо-калибр .

б – Блок концевых мер с боковиками, закрепленными в струбцине .

в – Гладкий микрометр, закрепленный на стойке .

–  –  –

Настройка НИ выполняется в следующем порядке:

1 Определяют необходимую величину установочного размера Ly, на который требуется настроить НИ. Часто за величину Ly принимают номинальный размер, если известно его значение .

2 Составляют блок концевых мер для требуемой величины установочного размера Ly и закрепляют его в струбцине с боковиками. В отдельных случаях, при невысоких требованиях к точности измерения, для этих целей используют гладкий микрометр на стойке, установленный на размер Ly (рисунок 5) .

3 В зависимости от установочного размера Ly подбирают и ввертывают в корпус нутромера, как это показано на рисунке 6, неподвижный сменный стержень соответствующего типоразмера, который обеспечит требуемый диапазон измерения НИ. Рисунок 6 4 Регулируя положение сменного стержня 1 при отпущенной контргайке 17 (рисунок 3), добиваются, чтобы размер Б между торцами подвижного и неподвижного стержней был немного меньше Ly (рисунок 4) .

5 При Б Ly НИ свободно вводится в установочное приспособление между боковиками струбцины (или подвижной и неподвижной пятой микрометра), где производится его настройка следующим образом (рисунок 5):

Взяв в правую руку НИ и прижимая сменным стержнем к боковику струбцины (или пяте микрометра), левой рукой начинают медленно его выкручивать, добиваясь того, чтобы маленькая стрелка индикатора оставалась на риске 1 или 2 мм, т.е. показывала целое число миллиметров (рисунок 7, а) .

–  –  –

При этом, поворачивая шкалу индикатора за ободок 9 (рисунок 2), большую стрелку устанавливают на ноль в том положении, когда она изменяет направление своего вращения при небольшом покачивании НИ в скобе из боковиков. После этого НИ готов к использованию .

Измерения НИ рекомендуется выполнять в следующем порядке:

1 НИ вводят в измеряемое отверстие так, как это показано на рисунке 9, а, т.е. наклонно, чтобы сначала опустился в сжатом виде центрирующий мостик 6, а потом уже подвижный стержень 2. После этого НИ переводят из позиции А в позицию Б .

–  –  –

Рисунок 9 – Измерение отверстия индикаторным нутромером 2 В процессе измерения добиваются такого положения НИ, при котором ось стержней 1 и 2 (рисунок 9,б) была бы перпендикулярна к оси измеряемого отверстия .

Это положение находят в процессе плавного покачивания нутромера на небольшой угол, переводя НИ из позиции А в позицию Б и обратно. Наблюдая в это время за большой стрелкой индикатора, отмечают её наибольшее отклонение вправо (в направлении «часовой стрелки»). Этому отклонению и соответствует искомый размер отверстия .

3 При отсчете по индикатору искомого отклонения И действительного размера отверстия Dд от установочного размера Ly, руководствуются следующими правилами:

Если маленькая стрелка индикатора, которая при настройке НИ стояла на цифре 1 или 2 мм, отклонилась влево (против «часовой стрелки»), то это означает, что Dд Ly. В этом случае (рисунок 7, б) искомое отклонение И отсчитывают по «черным» цифрам большой шкалы индикатора и принимают со знаком «-» минус .

Если маленькая стрелка индикатора отклонилась вправо (по «часовой стрелке») относительно исходного положения, достигнутого при настройке НИ, следовательно Dд Ly. Поэтому искомое отклонение И отсчитывают по «красным» цифрам большой шкалы индикатора и принимают со знаком «+»

плюс (рисунок 7, в) .

Значение искомого отклонения И подсчитывают умножением числа делений по большой шкале на цену деления, равную 0,01мм (рисунок 7) .

4 После окончания измерений НИ поднимают (перемещают) вверх до края отверстия и снова наклоняют в сторону центрирующего мостика 6 до тех пор, пока сменный стержень 1 перестанет касаться поверхности измеряемого отверстия, т.е. нутромер переводят из позиции Б в позицию А (рисунок 9, а). В таком положении НИ извлекают из отверстия .

Если не соблюдать этого правила, можно поломать стрелку или зубчатые колеса индикатора. При работе с НИ следует оберегать его от ударов, влаги и масел .

5 Определяют действительный размер Dд диаметра отверстия, который будет равен Dд = Ly И, (2) где И – измеренное НИ отклонение с соответствующим знаком .

Несмотря на кажущуюся сложность определения размеров НИ, технику измерения освоить нетрудно, усвоив сущность настройки и правила отсчета отклонений .

5 Порядок выполнения работы и методические указания

1 Изучить по методическим указаниям цель работы, задание и основные теоретические положения. Особое внимание уделить:

Частным показателям отклонения формы, представленным на рисунке 1, и их количественной оценке по формуле (1) .

Шкалам и чтению показаний индикатора, изложенным в разделе 4.2 .

Устройству НИ с рычажной передачей, изложенному в разделе 4.3 .

Настройке и процессу измерения НИ, изложенным в 4.4 .

2 Подготовить предварительный отчёт по лабораторной работе, который по аналогии с приложением А должен содержать следующие данные:

Наименование работы .

Задание на выполнение работы .

Схема настройки индикаторного нутромера .

Схема измерения детали «Гильза» .

Исходные данные для настройки индикаторного нутромера .

Результаты измерения детали .

3 Получить у преподавателя техническое оснащение, необходимое для выполнения работы, которое изложено в разделе 2 .

4 Определить и записать в отчет конкретные исходные данные для настройки индикаторного нутромера:

D, который определяют в результате его Диаметр отверстия гильзы измерения штангенциркулем .

В качестве установочного размера Lу принимают размер диаметра D, округленного в большую сторону до целого числа миллиметров .

5 Подготовить установочное приспособление для настройки НИ:

Составляют блок концевых мер для требуемой величины установочного размера Ly и закрепляют его в струбцине с боковиками .

Или используют гладкий микрометр на стойке, установленный на размер Ly .

6 Настроить НИ на размер Lу:

Подобрать сменный стержень, соответствующий размеру Lу, и ввернуть его в корпус нутромера .

Выполнить настройку НИ, как это подробно изложено в 4.4 .

При этом важно, чтобы маленькая стрелка индикатора оставалась на риске 1 или 2 мм, а большая стрелка путем вращения ободка была установлена на ноль шкалы .

7 Выполнить измерения отверстия гильзы:

Согласно схеме измерения, представленной на рисунке А.2 .

В соответствии с правилами измерения, подробно изложенными в 4.4 .

Измеренные по индикатору отклонения И записать в таблицу А.1 .

8 Выполнить обработку результатов измерения:

По формуле (2) определить для каждого сечения действительные размеры Dд .

По формуле (1) определить отклонения формы во всех поперечных и продольных сечениях .

Выполнить анализ результатов измерения детали и сделать соответствующие выводы о величине и характере выявленных отклонений формы отверстия гильзы .

9 Дать заключение о годности гильзы, если по техническим условиям отклонения от правильной геометрической формы отверстия не должны превышать 0,02 мм .

10 Привести рабочее место и инструмент в порядок, сдав преподавателю полученное техническое и методическое обеспечение .

11 Отчет о выполненной работе представить преподавателю .

6 Содержание отчёта

Отчёт по лабораторной работе должен содержать следующие данные:

1 Наименование работы .

2 Задание на выполнение работы .

3 Схема настройки индикаторного нутромера .

4 Схема измерения детали «Гильза» .

5 Исходные данные для настройки индикаторного нутромера .

6 Результаты измерения детали .

7 Выводы, вытекающие из анализа результатов измерения детали .

8 Общий вывод о годности детали «Гильза» .

Пример оформления отчета по лабораторной работе представлен в приложении А .

7 Контрольные вопросы

1 Почему невозможно в процессе изготовления детали получить идеальную форму ее поверхностей?

2 На какие эксплуатационные свойства влияет искажение формы поверхностей деталей машин?

3 Что принято понимать под отклонением формы поверхностей деталей машин?

4 Что понимают под профилем поверхности?

5 Какие виды показателей применяют для оценки отклонений формы поверхностей?

6 Что характеризуют комплексные показатели отклонения формы поверхности?

7 Какие условные знаки применяют для обозначения на чертежах допусков формы поверхности?

8 Что является обобщающим комплексным показателем отклонения формы цилиндрической поверхности?

9 В каких сечениях нормируют отклонения формы цилиндрических поверхностей?

10 Что представляют собой частные показатели отклонений формы поверхностей?

11 В чем заключаются достоинства частных показателей отклонений формы поверхностей?

12 Какие различают виды частных показателей отклонений формы цилиндрических поверхностей?

13 Что представляет собой овальность (огранка, конусообразность, бочкообразность, седлообразность)?

14 Какие причины могут порождать появление у деталей машин овальности (огранки, конусообразности, бочкообразности, седлообразности)?

15 Имеют ли свое условное обозначение частные показатели отклонений формы поверхностей?

16 Как принято указывать на чертежах предельные значения частных видов отклонений формы?

17 Как назначают допуски для частных видов отклонений формы?

18 Как оцениваются количественно все частные виды отклонений формы цилиндрических поверхностей?

19 Какие размерные параметры цилиндрической поверхности участвуют в количественной оценке всех частных видов отклонений формы?

20 По какой формуле определяется количественная оценка всех частных видов отклонений формы цилиндрической поверхности?

21 Как называют средства, предназначенные для измерения диаметров отверстий?

22 На какие две группы можно разделить все нутромеры?

23 В чем заключается конструктивная особенность микрометрических нутромеров?

24 В чем заключается конструктивная особенность НИ?

25 Что принято понимать под измерительными головками?

26 Какие виды измерительных головок различают по конструкции?

27 Какие измерительные головки принято называть индикаторами часового типа?

28 В чем заключается конструктивная особенность индикаторов?

29 Пояснить назначение и метрологическую характеристику шкал индикатора .

30 Каким образом выполняют чтение показаний индикатора?

31 Для чего предназначены НИ?

32 Какие виды НИ различают в зависимости от механизма передачи измерительных перемещений?

33 Какие НИ получили наиболее широкое распространение и почему?

34 Какой метод измерения (по настройке) реализуют НИ?

35 Для определения каких величин применяют различные методы настройки НИ?

36 Какое условие является обязательным для любого метода настройки НИ?

37 С какой целью создают натяг при настройке НИ?

38 Что понимают под установочным размером Lу и как определяют его величину?

39 Поясните порядок настройки НИ .

40 Что может применяться при настройке НИ для воспроизведения установочного размера Lу?

41 С помощью чего достигается требуемая величина натяга «у» при настройке НИ?

42 Что предопределяет минимально необходимую величину натяга «у»?

43 Поясните порядок измерения отверстий НИ .

44 Для чего предназначен центрирующий мостик НИ?

45 Для чего предназначены сменные стержни НИ?

46 С какой целью рекомендуется НИ плавно покачивать при измерении?

47 Какова роль маленькой (большой) стрелки индикатора при измерении отверстий НИ?

48 Как определяется величина искомого отклонения «И» при измерении отверстий НИ?

49 С какой целью отверстия измеряют НИ в двух продольных и трех поперечных сечениях поверхности?

50 Как определяют действительный размер отверстия при измерении его НИ?

51 К чему сводится условие годности детали, когда регламентируется отклонение формы поверхности?

52 Можно ли и каким образом определить (по результатам измерения НИ) отклонения формы поверхности, не прибегая к вычислению действительных размеров диаметра отверстия?

Литература

1 Метрология, стандартизация и сертификация. Типовая программа для высших учебных заведений, рекомендованная Минобразованием России для направлений (специальностей) подготовки в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства и утвержденная Департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования в 2001 г .

2 Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник – второе издание, переработанное и дополненное. M.: Агропромиздат, 1987. - 367c .

3 Иванов А.И Основы взаимозаменяемости и технические измерения .

M.: «Колос», 1975. - 425c .

4 Иванов А.И. и др. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: Справочник /А.И. Иванов, A.A. Куликов, Б.С. Третьяков. - M.: «Колос», 1984. - 352c .

5 Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник - M.:

Машиностроение, 1987. - З68с .

6 Берков В.И. Технические измерения. – М.: Высш. шк., 1977. – 232с .

7 Марков Н.Н. Взаимозаменяемость и технические измерения. Учебник .

– М.: Издательство стандартов, 1983. – 288с .

8 Захаров B.H. Взаимозаменяемость, качество продукции и контроль в машиностроении - Л.: Лениздат, 1990. - 302c .

9 Радкевич Я.М. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. для вузов / Я.М. Радкевич, А.Г. Схиртладзе, Б.И. Лактионов. – М.: Высш. шк., 2004 .

– 767с .

–  –  –

Лабораторная работа № 5 - Измерения индикаторными нутромерами Задание – измерить отверстие гильзы двигателя внутреннего сгорания и дать заключение о годности детали исходя из условия, что отклонения формы поверхности не должны превышать 0,02мм .

–  –  –

1 – неподвижный (сменный) стержень; 2 – подвижный стержень; 3 – двуплечий рычаг;

4 – индикатор; 5 – шток;

Рисунок А.1 – Схема настройки индикаторного нутромера

–  –  –

По результатам измерения детали вытекают следующие выводы:

1. В продольном сечении I – I выявлена седлообразнось отверстия величиной 0,13мм, а в сечении II – II – конусообразность в пределах 0,2мм .

2. Во всех трех поперечных сечениях выявлена овальность в пределах 0,01-0,215мм .

3. Отклонения формы только в поперечном сечении В-В (овальность 0,01мм) вписывается в установленные по заданию границы допуска, равного 0,02мм .

Таким образом, на основании изложенного можно сделать общий вывод - измеренную гильзу двигателя внутреннего сгорания следует признать бракованной, т.к. отклонения формы отверстия во всех измеренных сечениях, за исключением сечения В-В, превышают 0,02мм .

Вертикальный оптиметр

Для измерения с высокой точностью геометрических параметров деталей невозможно использовать широко применяемые в машиностроении штангенинструменты и микрометры, так как цена деления нониусных шкал у первых составляет 0,1 или 0,05 мм, а цена деления барабанчика у вторых – 0,01 мм. В связи с этим для точного контроля размеров деталей весьма часто используют оптико-механические приборы, к которым относятся вертикальные оптиметры. Данные приборы применяют, как правило, для измерения по относительному методу, т.е. для измерения методом сравнения с мерой, что обусловлено малыми показаниями шкал приборов [2] .

При относительном методе измерения прибор настраивается на нуль по блоку концевых мер (плиток). Заменив блок плиток измеряемой деталью, по шкале определяют искомое значение Х .

Для определения действительного размера детали Х необходимо к размеру блока плиток А прибавить или отнять от него (в зависимости от направления смещения стрелки или нулевого штриха) полученное отклонение [2] Х=А±Х .

В производстве очень важно оценить годность предельных рабочих калибров. В настоящих методических указаниях приведена методика оценки годности гладких калибров-пробок для проверки отверстий путем сравнения их действительных размеров, определяемых при помощи вертикального оптиметра с результатами расчета исполнительных размеров .

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является ознакомление с устройством и принципом работы вертикального оптиметра, освоение относительного метода измерения деталей на примере контроля гладких калибров-пробок, расчет предельных размеров калибров и их измерение .

2 ПЕРЕЧЕНЬ НЕОБХОДИМОГО ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1 Вертикальный оптиметр .

2 Набор плоскопараллельных концевых мер .

3 Бензин (растворитель), обтирочный материал .

4 Контролируемые изделия - гладкие калибры-пробки .

3 КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОПТИМЕТРА

Вертикальный оптиметр ИКВ предназначен для контактных измерений наружных линейных размеров в пределах от 0 до 180 мм и диаметров от 0 до 150 мм относительным методом [1]. Основным узлом оптиметра является трубка. Характеристика трубки оптиметра: цена деления шкалы 0,001 мм, предел измерения по шкале ±0,1мм, увеличение 960Х .

Общий вид вертикального оптиметра показан на рисунок 1 [1] .

Рисунок 1 – Вертикальный оптиметр и его основные части

В основу оптической схемы прибора положен принцип телескопической автоколлимационной трубы [2,3] .

Зеркало, которое служит для получения автоколлимационного изображения, связано с измерительным стержнем и при перемещении стержня отклоняется на соответствующий угол .

Наблюдаемое в поле зрения автоколлимационное изображение шкалы, расположенное в фокальной плоскости объекта перемещается относительно неподвижного указателя пропорционально перемещению измерительного стержня .

В оптиметре линия измерения расположена вертикально. Контактной измерительной поверхностью служат поверхности наконечников, надеваемых на измерительный стержень трубки оптиметра. Измеряемое изделие помещается на столе. Отсчеты производятся в процессе наблюдения в окуляр трубки оптиметра .

Оптическая схема трубки оптиметра изображена на рисунок 2. [3] В нее входят: зеркало 1, объектив 2, призма 3 полного внутреннего отражения, сетка 4 и окуляр 5. Осветительную систему составляет зеркало 6 в оправе и призма 7, установленная в рамке окуляра. Сетка 4 представляет собой стеклянную плоскопараллельную пластину со шкалой и указателем, причем деления шкалы нанесены на одной половине пластинки, а указатель – на другой. Шкала со стороны окуляра закрыта так, что через него можно видеть только указатель и изображение шкалы, отраженное от зеркала 1. Сетка установлена в фокальной плоскости объектива .

Лучи света, отражаясь от зеркала 6, через призму 7 освещают шкалу, пройдя призму 3 и объектив 2, они параллельным пучком попадают на зеркало 1, отражаются от него и снова попадают в глаз наблюдателя .

Рисунок 2 – Принципиальная схема оптиметра

Таким образом, принцип автоколлимации – это свойство объектива превращать пучок расходящихся лучей, исходящих из точечного источника света, расположенного в фокусе объектива, в пучок параллельных лучей, который после отражения зеркалом собираются в том же фокусе объектива .

Увеличенное изображение шкалы наблюдается через окуляр оптиметра .

Если плоскость зеркала 1 располагается перпендикулярно главной оптической оси (такое положение зеркало принимает при настройке оптиметра по блоку плиток), то исходная шкала и ее изображение будут находиться на одном уровне по вертикали и нулевой штрих изображения шкалы будет совпадать с указателем .

Если при измерении окажется, что размер детали отличается от размера блока концевых мер, то измерительный стержень 7 (рисунок 1) переместится вверх или вниз, зеркало при этом отклонится на некоторый угол, вследствие чего изображение шкалы в поле зрения окуляра также будет перемещаться относительно неподвижного индекса (указателя) .

Величина смещения будет соответствовать отклонению действительного размера детали от размера блока концевых мер, по которому был настроен оптиметр .

Между величиной перемещения измерительного наконечника и величиной перемещения изображения шкалы существует следующая зависимость:

перемещение наконечника (штифта) на величину h (рисунок 3) вызывает наклон зеркала на угол, величина которого определяется из соотношения [3]:

h tg =, b

–  –  –

4 НАСТРОЙКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ОПТИМЕТРА

Для настройки оптиметра надо выбрать и закрепить измерительный наконечник (в большинстве случаев сферический, что объясняется трудностью регулировки ножевидных и плоских наконечников параллельно плоскости стола) [4]; установить на стол блок концевых мер, соответствующий номинальному размеру измеряемого изделия (рисунок4) .

Далее необходимо установить кронштейн (12) на колонке 11 по размеру, который немного больше блока концевых мер (рисунок 5) и закрепить кронштейн (рисунок 6) .

–  –  –

Наблюдая в окуляр, установить перемещением стола с блоком концевых мер нулевой штрих шкалы против указателя (рисунок 7) и закрепить стол (рисунок 8) .

Арретированием проверить правильность нулевой установки (рисунок 9) и снять блок концевых мер со стола, предварительного подняв арретиром наконечник .

–  –  –

5 ИЗМЕРЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ

С помощью арретира надо поднять измерительный стержень с наконечником; ввести под него измеряемое изделие; отпустить измерительный наконечник до соприкосновения с изделием, арретированием проверив постоянство показаний; определить по шкале трубки оптиметра отклонение от размера блока концевых мер и подсчитать действительный размер измеряемого изделия (рисунок 10) .

–  –  –

При измерении диаметров сферическим наконечником перемещением изделия находят наибольший размер .

6 ГЛАДКИЕ КАЛИБРЫ И ИХ ИЗМЕРЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ

ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

6.1 Типы и конструкции калибров В условиях среднесерийного, крупносерийного и массового производства для контроля годности деталей, размеры которых выполнены с допусками по 6квалитетам, широко используются предельные калибры. Преимуществом метода контроля размеров деталей предельными калибрами является его высокая производительность, простота и экономичность .

Калибры – это бесшкальные контрольные инструменты, с помощью которых проверяют размеры гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей, глубин и высот выступов а также расположение поверхностей [2]. В отличие от приборов и универсальных измерительных инструментов, снабженных отчетными устройствами (шкалой), калибры не позволяют определить действительное значение контролируемого размера, а лишь устанавливают, находится ли данный размер в границах поля допуска .

Поскольку поле допуска ограничено двумя предельными размерами, то для контроля детали необходимо иметь два калибра, один из которых позволяет установить, выходит ли действительный размер детали за наибольший, а второй – за наименьший предельный размеры .

Такие калибры называются предельными. В зависимости от формы контролируемых деталей калибры подразделяются на гладкие, резьбовые, шлицевые и т.п .

Комплект гладких рабочих предельных калибров для контроля размеров цилиндрических деталей состоит из проходного ПР и непроходного НЕ калибров (рисунок 11) [5] .

Рисунок 11 – Схемы контроля гладкими предельными калибрами отверстия (а) и вала(б) Для контроля размеров отверстий применяют калибры – пробки (рисунок 11, а). Назначение проходной пробки ПР – отсеивание всех деталей с размером меньше Dmin. Если калибр ПР в отверстие не входит, то это означает брак, но исправимый; отверстие требует дополнительной обработки. Назначение непроходимой пробки НЕ – отсеивание всех деталей с размером больше Dmax .

Если в отверстие входит калибр НЕ, то это означает неисправимый брак .

Деталь считается годной, т.е. размеры отверстия лежат в заданных пределах, если проходная пробка под действием собственного веса или усилия примерно равного ему, входит в контролируемое отверстие, а непроходная пробка в него не входит .

Внешне проходная пробка отличается от непроходной большей высотой .

Конструктивное исполнение калибров – пробок может быть различным [5] .

По назначению калибры разделяются на рабочие и контрольные. Рабочие калибры (ПР, НЕ) применяются для контроля размеров деталей. Контрольные калибры (К-ПР, К-НЕ) предназначаются для контроля размеров скоб в процессе их изготовления и эксплуатации .

6.2 Расчет предельных размеров гладких калибров Для того, чтобы проходные ПР и непроходные НЕ калибры выполняли свои функции, необходимо определенным образом рассчитать их исполнительные размеры. Под исполнительными размерами калибра понимают размеры, проставленные на его рабочем чертеже и содержащие номинальный размер и предельные отклонения .

В основу расчета гладких калибров положены предельные размеры контролируемых деталей [5]. Так в основу расчета непроходных калибровпробок положен наибольший размер отверстия Dmax, а в основу расчета проходных калибров – наименьший предельный размер отверстия Dmin .

На рисунке 12 и 13 даны схемы расположения полей допусков гладких калибров-пробок для номинальных размеров до 180 мм [2,5] .

Рисунок 12 – Схема расположения полей допусков гладких калибров для контроля отверстий с допуском изготовления по IT6 – IT8 Рисунок 13 – Схема расположения полей допусков гладких калибров для контроля отверстий с допуском изготовления по IT9 – IT17 Как видно из рисунка 12 и 13, поле допуска на неточность изготовления непроходных пробок (Н) располагается симметрично относительно размера Dmax. В то же время поле допуска на неточность изготовления проходных пробок (Н) располагается несимметрично относительно размера Dmin и смещено внутрь поля допуска отверстия на величину Z .

Указанное различие в расположении полей допусков непроходных и проходных калибров связано с тем, что в процессе контроля проходные калибры изнашиваются, в связи с чем им необходимо обеспечить достаточный срок службы. Поэтому для проходных калибров устанавливается определенный допуск на износ, граница которого определяется координатой Y и выходит за пределы поля допуска на изготовление детали при конторе отверстий, выполненных по 6-8 квалитетам (рисунок 12). При контроле отверстий изготовленных по 9-17 квалитетам, граница износа проходных пробок совпадает с Dmin, т.е. величина Y=0 (рисунок 13) .

Схемы полей допусков гладких калибров для номинальных размеров свыше 180 мм приведены в ГОСТе 24853-81 .

Допуск и отклонения калибров в зависимости от номинального размера контролируемой детали и квалитета также установлены ГОСТом 24853-81 .

Формулы для определения исполнительных размеров рабочих калибров – пробок приведены в таблице 1, а необходимые для расчета значения величин H,Z,Y – в таблице 2 .

–  –  –

6.3 ПРИМЕР РАСЧЕТА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ГЛАДКОГО КАЛИБРАПРОБКИ

Калибр предназначен для контроля отверстия 60Е9 .

1 По таблицам ГОСТа 25347-82 для номинального размера 60мм определяем предельные отклонения и допуск на изготовление отверстия .

ES= +134 мкм; EI =+60 мкм; IT9= 74 мкм .

2 Определяем предельные размеры отверстия:

–  –  –

3 По таблице 2 для номинального размера 60мм и 9-го квалитета определяем числовые значения отклонений и допусков гладкого калибрапробки:

H=5мкм; Y=0; Z=13мкм .

4 Строим схему расположения полей допусков для калибров-пробок (рисунок 14)

–  –  –

5. Используя формулы таблицы 1, определяем исполнительные размеры калибров-пробок:

ПРнов=(Dmin+Z)±H/2=(60,060+0,013)±0,0025=60,073±0,0025мм;

–  –  –

6.4 Заключение о годности калибров Результаты измерений действительных размеров проходной и непроходной пробок-калибров заносятся в таблицы отчета (приложение А) .

На основании сравнения действительных размеров проходной и непроходной пробок с соответствующими допустимыми предельными размерами по ГОСТу 24853-81 делается вывод о годности калибра. Калибр будет годен в том случае, если его действительные размеры будут располагаться в пределах поля допуска на изготовление нового калибра. Если действительный размер пробки ПР меньше его наименьшего размера, но укладывается в поле допуска на износ, а размер пробки НЕ находится в пределах поля допуска, то калибр считается частично изношенным .

7 Порядок выполнения работы

1 Ознакомиться с настоящими методическими указаниями .

2 Ознакомиться с конструкцией и принципом действия вертикального оптиметра .

3 Ответить на контрольные вопросы преподавателя и получить калибрыпробки для измерения .

4 Протереть рабочие поверхности измеряемых рабочих калибров – пробок и стол оптиметра мягкой льняной тряпкой .

5 Протереть сухой ваткой или замшей окуляр оптиметра и осветительное зеркальце .

6 Отрегулировать положение осветительного зеркальца так, чтобы при наблюдении в окуляр шкала оптиметра была хорошо освещена и видна. Для этого необходимо измерительный стержень поднимать и опускать легким нажатием арретира 8 .

7 При нечетком изображении делений шкалы оптиметра навести окуляр на резкость путем вращения диоптрийного кольца .

8 Собрать блок плоскопараллельных концевых мер по номинальному размеру контролируемых калибров и установить на середину стола, предварительно переведя его в нижнее положение (рисунок 4) .

9 Установить кронштейн 12, вращая гайку 14, чтобы расстояние от измерительной поверхности наконечника 7 до плоскости стола 6 было на 1-1,5 мм больше размера блока плоскопараллельных концевых мер. После этого затянуть винт 13 (рисунок 5 и 6) .

10 Поднять измерительный стол оптиметра, вращая гайку 2, предварительно освободив стопор 3. Подъем стола производиться до тех пор, пока нулевое деление шкалы не совпадет с неподвижным указателем. Затянуть стопор 3. Нулевую установку шкалы проверить 2-3 раза, поднимая и опуская измерительный наконечник 7 арретиром 8 (рисунки 7, 8, 9). Если показания оптиметра не совпадают, то установку на нуль повторить .

11 Предварительно нажав на рычаг арретира 8, сиять блок мер со стола, перемещая его параллельно плоскости стола .

12 Удерживая рычаг арретира поместить на стол, вместо блока концевых мер, контролируемую пробку ПР и подвести ее под измерительный наконечник (рисунок 10) .

13 Определить отклонение действительного размера пробки от размера блока концевых мер, прокатывая пробку под измерительным наконечником, добиваясь наибольшего отклонения соответствующего диаметру пробки в измеряемом сечении. Измерения в продольном и поперечном сечениях повторить по четыре раза .

14 Результаты измерений калибра – пробка записать в таблицу отчета (приложение ) .

15 Снять пробку со стола, предварительно нажав на арретир .

16 Повторить пункты 12-15 для пробки НЕ .

17 Определить действительные размеры измеренных калибров – пробок .

18 Изобразить схему расположения полей допусков калибров .

19 Рассчитать исполнительные размеры калибров .

20 Сделать вывод о годности калибров и оформить отчет .

8 Вопросы для контроля

Дать характеристику относительного метода измерения .

Рассказать об устройстве оптиметра и принципе его работы .

Рассказать о последовательности настройки оптиметра на измерение .

Рассказать о последовательности выполнения измерений .

Объяснить назначение проходной и непроходной калибров - пробок .

Какие размеры положены в основу проходных и непроходных калибров?

Как определяются исполнительные размеры рабочих калибров – пробок?

Каким образом делается вывод о годности калибров .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Берков В.И. Технические измерения. – М.: Высш. шк., 1988.-128с .

2 Скуратов Д.Л., Трусов В.Н. Измерение геометрических параметров деталей на рычажно–механических и оптико–механических приборах: Метод .

указания. – Самара: Самар.гос.аэрокосм.ун-т, 2005. – 30 с .

3 Пахоменко А.Н, Романова О.Г. Измерение гладких деталей относительным методом: Метод указания. – Тольятти: Тольяттинский гос. унт, 2005.-13 с .

4 Никитин В.А., Бойко С.В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля. – Оренбург: Оренбургский гос.ун-т, 2004.-396 с .

5 Радкевич Я.М., Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И .

Метрология, стандартизация и сертификация. – М.: Высш.шк., 2006.-800 с .

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА

–  –  –

4. Схема расположения полей допусков калибров

5. Расчеты исполнительных размеров калибров

6. Заключение о годности калибров Преподаватель

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Шероховатостью поверхности называют совокупность микронеровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная на базовой длине .

Шероховатость является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали, возникающей вследствие образования стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания частиц материала с поверхности заготовки, вибрации заготовки и инструмента и других причин .

Шероховатость поверхности – важный показатель в технической характеристике изделий, влияющий на эксплуатационные свойства деталей и узлов машин, в частности на:

— износостойкость трущихся поверхностей;

— усталостную прочность;

— коррозионную устойчивость;

— сохранение натяга в неподвижных соединениях;

— плотность и герметичность соединений;

— отражательную способность поверхности;

— прочность сцепления с различными покрытиями;

— внешний вид деталей и т.д .

Шероховатость играет большую роль в подвижных соединениях деталей, в значительной степени влияя на трение и износ трущихся поверхностей подшипников, направляющих, ползунов и т.п .

При большой шероховатости трущихся поверхностей соприкосновение между ними происходит в отдельных точках при повышенном удельном давлении, вследствие чего смазка выдавливается, нарушается непрерывность масляной пленки, создаются условия для возникновения сухого трения .

Требования к шероховатости поверхности устанавливают, исходя из функционального назначения поверхностей детали и их конструктивных особенностей

1. ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью. Определение числовых значений шероховатости поверхности производят от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, Средняя линия профиля - имеет форму номинального профиля и проведена так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение измеряемого профиля до этой линии было минимальным .

Для оценки шероховатости используется 8 значений базовых длин – l (мм):

0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25 мм

Шероховатость поверхности детали можно оценивать количественно по профилограмме (рис. 1) следующими параметрами:

–  –  –

В дополнение к количественным параметрам шероховатости стандарт допускает нормирование качественный характеристики

– направления неровностей. Типы направления неровностей представлены в табл. 2 .

Основным в большинстве случаев является нормирование высотных параметров Ra или Rz. Предпочтение отдается параметру Ra .

На чертеже численные значения высотных параметров шероховатости Ra, Rz и Rmax указывают в микрометрах, а параметры Sm и S – в миллиметрах .

–  –  –

Параллельное Перпендикулярное Перекрещивающееся Произвольное Кругообразное Радиальное Точечное Численные значения параметров шероховатости Ra и Rz выбирают из ряда предпочтительных чисел R10 согласно табл. 3, в которой также даны виды механической обработки и квалитеты точности, соответствующие данному параметру шероховатости .

В общем случае значение базовой длины l выбирают в соответствии с параметром шероховатости, приведенные табл. 3 .

В этом случае значение базовой длины в параметрах шероховатости на чертеже не указывают .

Выбор численных значений шероховатости может производиться в зависимости от допусков размера и формы, а также в соответствии с условиями работы изделия и требованиями эксплуатации нормируемой поверхности .

–  –  –

В том случае, когда для поверхности не указан допуск формы и расположения, значение параметра шероховатости назначают как для 100% отношения допуска формы от допуска размера .

<

–  –  –

Рис. 2. Структура обозначения шероховатости поверхности В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных на рисунках 3-5 .

–  –  –

Значение параметра шероховатости указывают в обозначении шероховатости после соответствующего символа, например:

Rа0.4; Rz50; Rmax6.3; Sm0.63; S0,032; t5070 .

П р и м е ч а н и е. В примере t5070 указана относительная опорная длина профиля tp = 70 % при уровне сечения профиля р = 50 %,

При указании наибольшего значения параметра шероховатости в обозначении приводят параметр шероховатости без предельных отклонений, например:

–  –  –

Рис. 9. Пример нанесение параметров шероховатости на чертеже Допускается при недостатке места располагать обозначения шероховатости на продолжениях выносных линий, а также допускается разрывать выносную линию (рис.9) .

Обозначение шероховатости поверхности, в которых знак имеет полку, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рис. 10. Обозначения шероховатости поверхности, в которых знак не имеет полки, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рис. 11 .

30° 30°

–  –  –

Пример 3. Назначить параметры шероховатости в Ra для поверхностей “А” и “Б” детали (рис .

22) в зависимости от номинального размера, квалитета точности на размер и допуска формы:

–  –  –

3. По табл. 4. назначаем параметры шероховатости в Ra:

Для поверхности “А” - Ra = 0,8 мкм Для поверхности “Б” - Ra = 3,2 мкм Указываем параметры шероховатости для поверхностей“А” и “Б” на эскизе детали (рис. 22)

–  –  –

3. Назначить параметр шероховатости Ra для поверхностей “А” и “Б” детали (рис. 23) в зависимости от номинального размера, квалитета точности на размер и допуска формы:

–  –  –

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А. И. Якушев и др. "Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения" - М., Машиностроение, 1986 г., с .

352 .

2. В.Д. Мягков и др. "Допуски и посадки". Справочник, части 1и 2 - Л., Машиностроение, 1982 г., с. 640 .

3. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приборостроении: Справочник. В 2 т.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство стандартов. 1989

4. ГОСТ 2789 –73 Шероховатости поверхности

5. ГОСТ 3.309-73 – Обозначение шероховатости поверхности

ПРИЛОЖЕНИЕ

–  –  –

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»

–  –  –

Кафедра «Техническая эксплуатация транспорта»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению практических занятий по дисциплине

«ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»

для студентов ВУЗов, обучающихся по направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»(уровень бакалавриата), профиль «Автомобильный сервис»

очной и заочной форм обучения

–  –  –

Авторы: Успенский И.А., Юхин И.А .

УДК 629.113.004

Рецензент:

к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Автотракторная техника и теплоэнергетика»

ФГБОУ ВО «Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А .

Костычева» Лунин Е.В .

–  –  –

Методические указания составлены с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов (уровень бакалавриата), утвержденного Министерством образования и науки Российской Федерации 14 декабря 2015г .

№1470(в ред. Приказа Минобрнауки России от 20.04.2016 №444) в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Основы научных исследований», рассмотрены и одобрены учебно-методической комиссией по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов Протокол №1 от « 31 » августа 2017 г .

Председатель учебно-методической комиссии по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов И.А. Юхин

CОДЕРЖАНИЕ

Стр .

Практическая работа №1. Понятие о науке. Определение и классификация научных исследований Практическая работа №2. Методы научного исследования при технической эксплуатации автомобилей Практическая работа №3. Способы представления результатов исследовательской деятельности Практическая работа №4. Принципы проведения патентного анализа .

Международная классификация изобретений Практическая работа №5. Понятие о теоретических исследованиях 32 Практическая работа №6. Расчет погрешности показателей работы элемента автомобиля Практическая работа №7. Обработка результатов измерений диаметра детали при малом числе наблюдений Практическая работа №8. Проверка экспериментальных данных на соответствие нормальному закону распределения Практическая работа №9. Определение закона распределения данных ресурса машин Литература 64

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1. ПОНЯТИЕ О НАУКЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

И КЛАССИФИКАЦИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Формой существования и развития науки является научное исследование .

В ст. 2 Федерального закона РФ от 23 августа 1996 г.

«О науке и государственной научно-технической политике» дано следующее понятие:

научная (научно-исследовательская) деятельность – это деятельность, направленная на получение и применение новых знаний. Научное исследование

– это деятельность, направленная на всестороннее изучение объекта, процесса или явления, их структуры и связей, а также получение и внедрение в практику полезных для человека результатов. Его объектом являются материальная или идеальная системы, а предметом – структура системы, взаимодействие ее элементов, различные свойства, закономерности развития и т.д .

Научные исследования классифицируются по различным основаниям .

По источнику финансирования различают научные исследования бюджетные, хоздоговорные и нефинансируемые. Бюджетные исследования финансируются из средств бюджета РФ или бюджетов субъектов РФ .

Хоздоговорные исследования финансируются организациями-заказчиками по хозяйственным договорам. Нефинансируемые исследования могут выполняться по инициативе ученого, индивидуальному плану преподавателя .

В нормативных правовых актах о науке научные исследования делят по целевому назначению на фундаментальные, прикладные, поисковые и разработки .

В Федеральном законе от 23 августа 1996 г. «О науке и государственной научно-технической политике» даны понятия фундаментальных и прикладных научных исследований .

Фундаментальные научные исследования – это экспериментальная или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека, общества, окружающей природной среды. Например, к числу фундаментальных можно отнести исследования о закономерностях становления и функционирования правового государства или о мировых, региональных и российских тенденциях преступности .

Прикладные научные исследования – это исследования, направленные преимущественно на применение новых знаний для достижения практических целей и решения конкретных задач. Иными словами, они направлены на решение проблем использования научных знаний, полученных в результате фундаментальных исследований, в практической деятельности людей .

Например, как прикладные можно рассматривать работы о тактике и методике расследования отдельных видов преступлений или о предупреждении преступлений на отдельных территориях или предприятиях .

Научные исследования в сфере юридических наук зачастую представляют собой сочетание двух названных видов и поэтому их следует именовать теоретико-прикладными .

Поисковыми называют научные исследования, направленные на определение перспективности работы над темой, отыскание путей решения научных задач .

Разработкой называют исследование, которое направлено на внедрение в практику результатов конкретных фундаментальных и прикладных исследований .

По длительности научные исследования можно разделить на долгосрочные, краткосрочные и экспресс-исследования .

В зависимости от форм и методов исследования некоторые авторы выделяют экспериментальное, методическое, описательное, экспериментальноаналитическое, историко-биографическое исследования и исследования смешанного типа .

В теории познания выделяют два уровня исследования: теоретический и эмпирический .

Теоретический уровень исследования характеризуется преобладанием логических методов познания. На этом уровне полученные факты исследуются, обрабатываются с помощью логических понятий, умозаключений, законов и других форм мышления .

Здесь исследуемые объекты мысленно анализируются, обобщаются, постигаются их сущность, внутренние связи, законы развития. На этом уровне познание с помощью органов чувств (эмпирия) может присутствовать, но оно является подчиненным .

Структурными компонентами теоретического познания являются проблема, гипотеза и теория .

Проблема – это сложная теоретическая или практическая задача, способы решения которой не известны или известны не полностью. Различают проблемы неразвитые (предпроблемы) и развитые .

Неразвитые проблемы характеризуются следующими чертами: 1)они возникли на базе определенной теории, концепции; 2) это трудные, нестандартные задачи; 3) их решение направлено на устранение возникшего в познании противоречия; 4) пути решения проблемы не известны .

Развитые проблемы имеют более или менее конкретные указания на пути их решения .

Гипотеза есть требующие проверки и доказывания предположения о причине, которая вызывает определенное следствие, о структуре исследуемых объектов и характере внутренних и внешних связей структурных элементов .

Научная гипотеза должна отвечать следующим требованиям:

1) релевантности, т.е. относимости к фактам, на которые она опирается;

2) проверяемости опытным путем, сопоставляемости с данными наблюдения или эксперимента (исключение составляют непроверяемые гипотезы);

3) совместимости с существующим научным знанием;

4) обладания объяснительной силой, т.е. из гипотезы должно выводиться некоторое количество подтверждающих ее фактов, следствий .

Большей объяснительной силой будет обладать та гипотеза, из которой выводится наибольшее количество фактов;

5) простоты, т.е. она не должна содержать никаких произвольных допущений, субъективистских наслоений .

Различают гипотезы описательные, объяснительные и прогнозные .

Описательная гипотеза – это предположение о существенных свойствах объектов, характере связей между отдельными элементами изучаемого объекта .

Объяснительная гипотеза – это предположение о причинно-следственных зависимостях .

Прогнозная гипотеза – это предположение о тенденциях и закономерностях развития объекта исследования .

Теория – это логически организованное знание, концептуальная система знаний, которая адекватно и целостно отражает определенную область действительности.

Она обладает следующими свойствами:

1. Теория представляет собой одну из форм рациональной мыслительной деятельности .

2. Теория – это целостная система достоверных знаний .

3. Теория не только описывает совокупность фактов, но и объясняет их, т.е. выявляет происхождение и развитие явлений и процессов, их внутренние и внешние связи, причинные и иные зависимости и т.д .

4. Все содержащиеся в теории положения и выводы обоснованы, доказаны .

Теории классифицируют по предмету исследования. По этому основанию различают социальные, математические, физические, химические, психологические, этические и прочие теории. Существуют и другие классификации теорий .

В современной методологии науки выделяют следующие структурные элементы теории:

1) исходные основания (понятия, законы, аксиомы, принципы и т.д.);

2) идеализированный объект, т.е. теоретическую модель какой-то части действительности, существенных свойств и связей изучаемых явлений и предметов;

3) логику теории – совокупность определенных правил и способов доказывания;

4) философские установки и социальные ценности;

5) совокупность законов и положений, выведенных в качестве следствий из данной теории .

Структуру теории образуют понятия, суждения, законы, научные положения, учения, идеи и другие элементы .

Понятие – это мысль, отражающая существенные и необходимые признаки определенного множества предметов или явлений .

Категория – общее, фундаментальное понятие, отражающее наиболее существенные свойства и отношения предметов и явлений. Категории бывают философскими, общенаучными и относящимися к отдельной отрасли науки .

Примеры категорий в юридических науках: право, правонарушение, юридическая ответственность, государство, государственный строй, преступность .

Научный термин – это слово или сочетание слов, обозначающее понятие, применяемое в науке .

Совокупность понятий (терминов), которые используются в определенной науке, образует ее понятийный аппарат .

Суждение – это мысль, в которой утверждается или отрицается что-либо .

Например, при квалификации преступления может быть высказано суждение, что К. совершил преступление, предусмотренное определенной статьей УК, или высказывание может быть отрицательным: действия К. не подпадают под признаки какого-либо состава преступления .

Принцип – это руководящая идея, основное исходное положение теории .

Принципы бывают теоретическими и методологическими.

При этом нельзя не учитывать методологические принципы диалектического материализма:

относиться к действительности как к объективной реальности; отличать существенные признаки изучаемого объекта от второстепенных; рассматривать предметы и явления в непрерывном изменении и др .

Аксиома – это положение, которое является исходным, не доказываемым и из которого по установленным правилам выводятся другие положения .

Например, в настоящее время следует признать аксиоматичными утверждения о том, что нет преступления без указания на то в законе, незнание закона не освобождает от ответственности за его нарушение, обвиняемый не обязан доказывать свою невиновность .

Закон – это объективная, существенная, внутренняя, необходимая и устойчивая связь между явлениями, процессами. Законы могут быть классифицированы по различным основаниям. Так, по основным сферам реальности можно выделить законы природы, общества, мышления и познания;

по объему действия – всеобщие, общие и частные .

Закономерность – это: 1) совокупность действия многих законов; 2) система существенных, необходимых общих связей, каждая из которых составляет отдельный закон. Так, существуют определенные закономерности движения преступности в мировом масштабе: 1) ее абсолютный и относительный рост; 2) отставание социального контроля над нею .

Положение – научное утверждение, сформулированная мысль .

Учение – совокупность теоретических положений о какой-либо области явлений действительности .

Идея – это: 1) новое интуитивное объяснение события или явления; 2) определяющее стержневое положение в теории .

Концепция – это система теоретических взглядов, объединенных научной идеей (научными идеями) .

Эмпирический уровень исследования характеризуется преобладанием чувственного познания (изучения внешнего мира посредством органов чувств) .

На этом уровне формы теоретического познания присутствуют, но имеют подчиненное значение .

Взаимодействие эмпирического и теоретического уровней исследования заключается в том, что: 1) совокупность фактов составляет практическую основу теории или гипотезы; 2) факты могут подтверждать теорию или опровергать ее; 3) научный факт всегда пронизан теорией, поскольку он не может быть сформулирован без системы понятий, истолкован без теоретических представлений; 4) эмпирическое исследование в современной науке предопределяется, направляется теорией .

Структуру эмпирического уровня исследования составляют факты, эмпирические обобщения и законы (зависимости) .

Понятие «факт» употребляется в нескольких значениях: 1) объективное событие, результат, относящийся к объективной реальности (факт действительности) либо к сфере сознания и познания (факт сознания); 2) знание о каком-либо событии, явлении, достоверность которого доказана (истина); 3) предложение, фиксирующее знание, полученное в ходе наблюдений и экспериментов .

Эмпирическое обобщение – это система определенных научных фактов .

Эмпирические законы отражают регулярность в явлениях, устойчивость в отношениях между наблюдаемыми явлениями. Эти законы теоретическим знанием не являются. В отличие от теоретических законов, которые раскрывают существенные связи действительности, эмпирические законы отражают более поверхностный уровень зависимостей .

Контрольные вопросы .

1. Основные подходы к определению понятий «наука», «научное знание»

2. Отличительные признаки науки

3. Наука как система

4. Процесс развития науки

5. Цель и задачи науки

6. Субъект и объект науки

7. Классификация наук

8. Характерные особенности современной науки

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2. МЕТОДЫ НАУЧНОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

АВТОМОБИЛЕЙ

Работоспособность автомобилей и автомобильных парков обеспечивается технической эксплуатацией автомобилей .

Техническая эксплуатация автомобилей как область практической деятельности — это комплекс взаимосвязанных технических, экономических, организационных и социальных мероприятий, обеспечивающих:

своевременную передачу службе перевозок или внешней клиентуре работоспособных автомобилей, требуемых технико-эксплуатационных свойств, в необходимом количестве и номенклатуре и в нужное для потребителя время;

поддержание автомобильного парка в работоспособном состоянии при рациональных затратах трудовых и материальных ресурсов, нормативных уровнях дорожной и экологической безопасности и нормативных условиях труда персонала .

Как отрасль науки ТЭА определяет пути и методы управления техническим состоянием автомобилей и автомобильных парков для обеспечения регулярности и безопасности перевозок при наиболее полной реализации технико-эксплуатационных свойств автомобилей, заданных уровней их работоспособности и технического состояния, оптимизации материальных и трудовых затрат и минимума отрицательного влияния автомобильного транспорта на окружающую среду, население и персонал .

Эффективность ТЭА обеспечивается инженерно-технической службой (ИТС), которая реализует цели и задачи ТЭА .

Под методом научного исследования понимают способ или совокупность способов, реализация которых позволяет достичь намеченной цели исследования .

В основе любого научного исследования прежде всего должны лежать общедиалектические и системные методологии, которые вооружают исследователя знанием общих принципов познания современного мира и являются всеобщей основой исследования. Кроме того, каждая наука, которой является и техническая эксплуатация автомобилей, имеет свои конкретные методы исследования .

В технической эксплуатации автомобилей получили развитие следующие универсальные для технических наук методы исследования .

1. Анализ — метод научного познания, заключающийся в том, что объект исследования мысленно расчленяется исследователем на более мелкие подобъекты или выделяются характерные свойства и качества объекта для их детального изучения. Анализ позволяет выделить главные звенья любого объекта, исследовать основные связи, т.е. понять суть происходящего. Так, при изучении надежности автомобилей в эксплуатации сначала выделяют четыре свойства надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость), а затем изучают их по отдельности .

2. Синтез — метод научного познания объекта как единого целого или присущих ему свойств. Он используется для исследования сложных систем после того, как выполнен анализ отдельных элементов системы. Анализ и синтез взаимосвязаны и дополняют друг друга .

3. Индуктивный метод исследования, заключающийся в том, что по результатам единичных наблюдений делают общие выводы,на основании которых судят о связях и свойствах неизвестных объектов .

4. Дедуктивный метод, основанный на выводе частных положений из общих правил, законов, суждений, распространен в технике, математике, где из общих законов или аксиом выводятся частные закономерности .

5. Научное абстрагирование — метод, применяемый в случаях, когда необходимо сосредоточить внимание на основных элементах, связях, свойствах исследуемого объекта, не останавливаясь на частных или второстепенных его элементах или связях (например, приложение сил, действующих на автомобиль при его движении, к центру масс (центру тяжести)) .

6. Формализация, заключающаяся в том, что исследуемый объект описывается математическими терминами и формулами. При этом конкретизируются цель и задачи исследования, более четко определяются условия их решения .

7. Аналогия, или подобие (сходство по какому-то признаку в целом различных объектов), заключающееся в том, что по сходству свойств изученных объектов делается вывод о сходстве еще не изученных свойств (например, назначение периодичности и трудоемкости технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (TP) вновь созданного автомобиля по нормативам, характерным для его аналога (прототипа)) .

8. Моделирование — метод научного исследования, при котором изучение свойств объекта проводится на упрощенной модели объекта, а не на нем самом непосредственно .

Перечисленные ранее методы научного исследования связаны между собой и в конкретном научном исследовании применяются комплексно и дополняют друг друга (физическое, имитационное моделирование и т.д.) .

Контрольные вопросы .

1. Дайте определение понятия «научное исследование» .

2. Перечислите основные методы научного исследования при ТЭА .

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3. СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Исследовательскую работу можно представить в различных формах .

Наиболее распространены текстовые работы (доклад, стендовый доклад, реферат, литературный обзор, рецензия). Кроме того, исследовательскую работу можно представить в форме компьютерной презентации или видеофильма с текстовым сопровождением. Реже ее демонстрируют в форме действующей модели или макета с текстовым сопровождением .

Доклад Доклад – это документ, содержащий изложение результатов исследовательской деятельности или опытно-конструкторской работы, опубликованный в печати или прочитанный в аудитории. В докладе должна быть отражена новизна и практическая значимость темы, раскрыто ее основное содержание и обоснованы выводы и предложения докладчика. Все это отмечается в тезисах доклада, которые в этом учебном году будут публиковаться в сборнике по итогам конференции .

Стендовый доклад Данная форма доклада принята в современной международной практике как наиболее удачная, обеспечивающая легкость и концентрированность восприятия содержания на конференциях и других мероприятиях .

Для каждой исследовательской работы предоставляется стенд размером около 1м2. Материалы, предназначенные для стендового доклада, могут быть предварительно оформлены на листе ватмана и прикреплены к стенду при помощи булавок (кнопок и т.п.) .

В верхней части стенда крепится полоска 840Х100 мм с названием работы, выполненным шрифтом не менее 48 (высота прописной буквы 12 мм) .

Под названием на той же полосе шрифтом не менее 36 (высота прописной буквы 8 мм) указываются фамилии авторов и научного руководителя, название учреждения и города, в котором выполнена работа .

Требования к стендовому докладу:

1) Наглядность. При беглом просмотре стенда у зрителя должно возникнуть представление о тематике и характере выполненной работы .

2) Соотношение иллюстративного (фотографии, диаграммы, графики, блок-схемы и т.д.) и текстового материала устанавливается примерно 1:1. При этом текст должен быть выполнен шрифтом, свободно читаемым с расстояния 50 см .

3) Оптимальность. Количество информации должно позволять полностью изучить стенд за 1-2 минуты .

4) Популярность. Информация должна быть представлена в доступной для участников конференции форме .

Структура стендового доклада

• Цели и задачи работы .

• Описание сделанного в процессе исследования .

• Методы, используемые в ходе исследовательской деятельности .

• Основные результаты и выводы .

• Благодарности организациям и специалистам, оказавшим помощь в работе .

Методы и результаты исследования целесообразно представлять в графическом или иллюстративном виде .

Литературный обзор Литературный обзор – это краткая характеристика того, что известно об исследуемом явлении из различных источников. В нем указываются направления исследований, которые ведут различные ученые .

При подготовке литературного обзора следует начинать работу с общего ознакомления – прочитать оглавление и бегло просмотреть содержание источника. Затем при внимательном прочтении источника по главам и разделам необходимо выделить наиболее важные части текста.

Далее целесообразно:

• составить план прочитанного материала, в пунктах которого отразить наиболее существенные мысли и идеи;

• выписать из прочитанного текста полные и содержательные цитаты с точными ссылками на источник, указав его выходные данные .

После этого нужно сравнить и сопоставить данную информацию с информацией, полученной из других источников. В заключении важно дать критическую оценку прочитанного и записать замечания, обратив при этом внимание на объективность суждений .

В литературном обзоре нужно показать, что его автор знаком с областью исследования по нескольким источникам и способен поставить перед собой исследовательскую задачу. Подготовка литературного обзора помогает исследователю овладеть материалом, обоснованно отвечать на вопросы во время научного доклада .

Рецензия Рецензия (от лат. recensio - рассмотрение) представляет собой критический разбор и оценку нового художественного произведения (книги, спектакля, концерта, кинофильма) или научной работы. Также в качестве рецензии может рассматриваться отзыв на научную работу или художественное произведение перед их публикацией, защитой и т.д. Рецензия может быть опубликована в виде статьи в газете или в журнале .

Научная статья Научная статья является своеобразным литературным жанром. В научной статье должна быть обозначена проблема, отмечены известные попытки ее решения.

Исходя из этого в структуре научной статьи целесообразно выделить:

• описание проблемы и ее актуальности для теории и практики;

• краткие данные о методике исследования;

• анализ собственных научных результатов и их обобщение;

• выводы и предложения по проведению исследовательской деятельности в дальнейшем;

• ссылки на цитируемую литературу .

Научный отчет Научный отчет – документ, содержащий подробное описание методики и хода исследования, его результатов, а также выводов, полученных в процессе научно-исследовательской или опытно-экспериментальной работы. Назначение научного отчета – исчерпывающе осветить выполненную работу по ее завершении или за определенный промежуток времени .

Структура научного отчета

1. Краткое изложение плана и программы законченных этапов научной работы .

2. Значимость проведенной работы, ее исследовательская ценность и практическая значимость .

3. Характеристика применявшихся методов исследования .

4. Описание результатов исследования .

Заключение, подводящее итоги исследования и отмечающее 5 .

нерешенные вопросы .

6. Выводы и предложения по проведению исследовательской деятельности в дальнейшем .

Реферат

Согласно словарю иностранных слов реферат (от лат. referre докладывать, сообщать) представляет собой:

• краткое устное сообщение или письменное изложение научной работы, содержания прочитанной книги и т.п.;

• доклад на какую-либо тему, основанный на обзоре литературных и других источников .

В практике приходится встречаться со значительными расхождениями в требованиях педагогов к работе учащихся над рефератами, их оформлению и процедуре защиты. Прежде всего нужно помнить, что реферат не является конспектом литературных источников. Жанр этой работы требует от автора анализа используемой информации и самостоятельных выводов .

Структура реферата Первоначально учащийся готовит развернутый план реферата, в котором определяется его структура и основное содержание по разделам:

• введение;

• основная часть, самостоятельно структурируемая учеником по главам, разделам, параграфам, пунктам и т.д.;

• заключение;

• список источников (должен оформляться в соответствии с ГОСТом);

• приложения (в случае необходимости) .

Введение предусматривает, что в его содержании формулируется проблема, описывается ее актуальность, определяются цели и задачи реферата .

Объем введения не должен превышать 1-2 страниц .

–  –  –

Последовательность хода научного исследования

1. Обоснование актуальности выбранной темы:

• постановка цели и конкретных задач исследования;

• определение его объекта и предмета;

• выбор методов (методики) проведения исследования;

• описание его процесса и обсуждение результатов исследования;

• формулирование выводов и оценка полученных результатов .

2. Методы научного познания: наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент, абстрагирование, анализ и синтез; исторический метод, метод восхождения от абстрактного к конкретному .

3. Применение логических законов и правил: закон тождества, закон противоречия, закон исключенного третьего, закон достаточного основания;

правила построения логических определений .

4. Поиск информации: виды информации (обзорная, реферативная, сигнальная, справочная); методы поиска информации .

Оформление исследовательской работы Структура содержания исследовательской работы В любой исследовательской работе, как правило, выделяют три основных раздела: введение, основная часть и заключение .

Во введении необходимо обосновать актуальность проблемы исследования. На основании актуальности нужно определить объект и предмет исследования. Далее, исходя из объекта и предмета, формулируется цель исследования, а на основании цели определяются его задачи .

Объект исследования - это процесс, явление и т.п., которое исследуется, а предмет - часть объекта, которую можно преобразовать так, чтобы объект изменился. Другими словами, в предмете исследования указывается то, чему оно посвящено .

Определение цели и задач исследования зачастую вызывает значительные трудности. Цель исследовательской деятельности обычно формулируется кратко, одним предложением, а затем детализируется в задачах .

Последовательное решение каждой задачи в ходе исследования, по сути, является отдельным его этапом. При формулировании цели могут использоваться глаголы «доказать», «обосновать», «разработать». Последний глагол следует употреблять в том случае, если конечный продукт исследования получит материальное воплощение, например видеофильм, действующая модель или макет чего-либо, компьютерная программа и т.п. При формулировании задач целесообразно применять глаголы «проанализировать», «описать», «выявить», «определить», «установить». Задач исследования не должно быть слишком много. Оптимальное их количество - три-пять .

Задачи исследования определяют его методы и методики, то есть те приемы и способы, которыми пользуется исследователь. К ним относятся как общие методы научного познания, такие как анализ, наблюдение, измерение, сравнение, эксперимент, моделирование и др., так и специальные методы .

Примерами специальных методов исследования могут служить метод меченых атомов, статистический и термодинамический метод, спектральный анализ (используется в физике и химии), методы интервалов и математической индукции (используется в математике). В гуманитарных науках в качестве методов исследования весьма активно применяются тестирование, анкетирование, интервью. В некоторых случаях используют и узкоспецифические методы, которые обычно названы по имени разработавших их ученых. Так, например, в математике для решения уравнений весьма эффективен метод Ньютона (метод касательных), а наиболее распространенным методом решения системы линейных алгебраических уравнений является метод Гаусса (метод последовательного исключения неизвестных); основными методами гидродинамики являются метод Лагранжа и метод Эйлера (методы описания движения жидкостей) .

Основная часть исследования содержит обзор источников по проблеме исследования, описание его этапов и процесса .

В заключении исследовательской работы автор перечисляет результаты, полученные в ходе исследования, и формулирует выводы. Причем результаты должны находиться в логической связи с задачами исследования, а выводы - с целью. Так, если задачи исследования сформулированы словами «проанализировать», «описать», «выявить», «определить», «установить», то результаты приводятся в следующей форме: «В ходе данного исследования был проведен анализ…, выявлено…, определено…, установлено…» .

–  –  –

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4. ПРИНЦИПЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ПАТЕНТНОГО АНАЛИЗА. МЕЖДУНАРОДНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

ИЗОБРЕТЕНИЙ

Особенности патентных исследований Количество запатентованных объектов практически напрямую связано с получаемой прибылью и, в конечном счете, с процветанием предприятия .

Патентные исследования являются тем самым инструментом, с помощью которого менеджеры высшего звена предприятия могут оценивать текущую ситуацию и прогнозировать развитие ситуации вокруг научно-технических новшеств .

Проведение патентных исследований, с одной стороны, позволяет реально оценивать патентоспособность разрабатываемых объектов техники, и с другой стороны, предотвратить нарушение чужих прав, сохранив патентную чистоту объекта .

Патентные исследования проводятся высокопрофессиональными специалистами-патентоведами в тесном взаимодействии с инженернотехническим персоналом фирм- разработчиков объекта техники. Именно патентные исследования являются мощным маркетинговым инструментом, способным в условиях современного рынка периода информационной революции предотвратить повторение уже созданных независимо другими разработчиками новшеств, а также направить творческую активность изобретателей на создание действительно совершенно новых объектов .

Особенно это важно для предприятий, работающих на рынках высоких технологий и ориентированных на зарубежные рынки .

Немаловажным аспектом является исследование возможности свободного использования изобретений, что важно для таких отраслей промышленности, в развитии которых необходим мощный рывок вперед, и которые пока не в состоянии самостоятельно конкурировать с ведущими мировыми производителями в своей области рынка .

Итак, под патентными исследованиями понимают исследования технического уровня и тенденций развития объектов техники (ОТ), их патентоспособности и патентной чистоты на основе патентной информации и патентно-ассоциируемой литературы .

Патентная чистота - юридическое свойство технического объекта, заключающееся в том, что он может быть свободно использован в определенной стране без опасности нарушения действующих на территории этой страны патентов, принадлежащих третьим лицам.

В перечень работ по патентным исследованиям входят:

Исследование технического уровня объектов техники;

Анализ научно-технической деятельности ведущих фирм;

Анализ тенденций развития данного вида техники;

Анализ патентно-лицензионной деятельности ведущих фирм на мировом рынке данного вида техники;

Технико-экономический анализ технических решений/изобретений, отвечающих задачам разработки;

Исследование новизны разработанного объекта техники и его составных частей;

Исследования патентной чистоты объекта и его составных частей;

Основание целесообразности правовой защиты объекта промышленной собственности .

Все виды работ по патентным исследованиям по содержательной направленности объединяются в 4 группы:

Анализ тенденций и перспектив развития техники, исследование мирового и национального научно-технического уровня в соответствующих отраслях техники;

Исследование новизны технических решений, заявляемых или не заявляемых в качестве изобретений и промышленных образцов;

Исследование патентной чистоты объекта техники;

Исследование патентно-лицензионной ситуации при определении целесообразности патентования и продажи лицензий, а так же операций по экспорту .

Патентные исследования позволяют на основе анализа описания изобретений определить требования потребителей к продукции данного вида, выявить фирмы конкуренты и фирмы - потенциальные партнеры .

Важную роль играют патентные исследования в рекламе конкурентоспособности продукции формирования стоимостных факторов .

Поэтому патентные исследования играют важную роль в процессе разработки и постановки продукции на производство .

Результаты патентных исследований оформляются в виде отчета, справки о поиске .

Порядок проведения патентных исследований определяет ГОСТ 15.011Последовательность работы при проведении патентных исследований Необходимо сформулировать тему поиска. Тема поиска может не совпадать с темой дипломного или курсового проекта, и е необходимо правильно сформулировать. Точная формулировка позволит правильно определить поисковое поле .

Поиск начинается с Алфавитно-предметного указателя МПК Международная патентная классификация, являясь средством для единообразного в международном масштабе классифицирования патентных документов, представляет собой эффективный инструмент для патентных ведомств и других потребителей, осуществляющих поиск патентных документов с целью установления новизны и оценки вклада изобретателя в заявленное техническое решение (включая оценку технической прогрессивности и полезного результата или полезности) .

Важным назначением МПК, кроме того, является:

служить инструментом для упорядоченного хранения патентных документов, что облегчает доступ к содержащейся в них технической и правовой информации;

быть основой для избирательного распределения информации среди потребителей патентной информации;

быть основой для определения уровня техники в отдельных областях;

быть основой для получения статистических данных в области промышленной собственности, что в свою очередь позволит определять уровень развития различных отраслей техники Структура индекса МПК Международная патентная классификация изобретений подразделяет всю совокупность изобретений на 8 разделов, обозначенных буквами латинского алфавита от А до Н, каждый из которых делится на классы (01, 02, 03, и.т.д.), которые в свою очередь разделены на подклассы (согласные буквы латинского алфавита), а те на группы и подгруппы:

Поиск и отбор патентных документов После определения классификационной рубрики МПК, патентный поиск целесообразно начать с просмотра описаний изобретений, в патентном отделе описания изобретений разложены по соответствующим папкам (перечень папок приведен на страничке отдела). Поиск по описаниям изобретений позволяет определить библиографические данные, описание изобретения в статике и динамике, формулу изобретения .

Поиск можно провести по официальному бюллетеню "Изобретения" или "Полезные модели". Каждый номер бюллетеня содержит систематический и нумерационный указатели, которые значительно сокращают время поиска .

Поиск по бюллетеню позволяет определить библиографические данные по изобретению и формулу изобретения .

Поиск можно также провести по реферативному журналу "Изобретения стран мира" .

В журнале опубликованы патенты, полученные в США, Великобритании, Франции, Германии, Японии, ЕПВ, Реферативный журнал имеет систематический и нумерационный указатель. Поиск по реферативному журналу позволяет определить библиографические данные, реферат изобретения, небольшой чертеж (схему) .

По окончании поиска необходимо заполнить итоговый документ Справка о поиске" .

Интеллектуальное собственность и ее защита Интеллектуальная собственность - это собственность на результаты интеллектуальной деятельности, интеллектуальный продукт, входящий в совокупность объектов авторского и изобретательского права .

Особенности изобретательского права мы уже рассмотрели выше, поэтому кратко остановимся на некоторых положениях, касающихся авторского права .

Согласно Закону РФ «Об авторских и смежных правах» № 5351-1 авторское право распространяется на:

произведения, обнародованные либо необнародованные, но находящиеся в какой- либо объективной форме на территории Российской Федерации, независимо от гражданства авторов и их правопреемников;

произведения, обнародованные либо необнародованные, но находящиеся в какой- либо объективной форме за пределами Российской Федерации, и признается за авторами - гражданами Российской Федерации и их правопреемниками;

произведения, обнародованные либо необнародованные, но находящиеся в какой- либо объективной форме за пределами Российской Федерации, и признается за авторами (их правопреемниками) - гражданами других государств в соответствии с международными договорами Российской Федерации .

Общие положения авторское право распространяется на произведения науки, литературы и искусства, являющиеся результатом творческой деятельности, независимо от назначения и достоинства произведения, а также от способа его выражения;

авторское право распространяется как на обнародованные произведения, так и на необнародованные произведения, существующие в какой-либо объективной форме: письменной (рукопись, машинопись, нотная запись и так далее); устной (публичное произнесение, публичное исполнение и так далее);

звуко- или видеозаписи (механической, магнитной, цифровой, оптической и так далее); изображения (рисунок, эскиз, картина, план, чертеж, кино-, теле-, видеоили фотокадр и так далее);объемно-пространственной (скульптура, модель, макет, сооружение и так далее); в других формах;

Авторское право не распространяется на идеи, методы, процессы, системы, способы, концепции, принципы, открытия, факты .

Авторское право на произведение не связано с правом собственности на материальный объект, в котором произведение выражено .

Объекты авторского права литературные произведения (включая программы для ЭВМ);

драматические и музыкально-драматические произведения, сценарные произведения;

хореографические произведения и пантомимы;

музыкальные произведения с текстом или без текста;

аудиовизуальные произведения (кино-, теле- и видеофильмы, слайдфильмы, диафильмы и другие кино- и телепроизведения);

произведения живописи, скульптуры, графики, дизайна, графические рассказы, комиксы и другие произведения изобразительного искусства;

произведения декоративно-прикладного и сценографического искусства; произведения архитектуры, градостроительства и садовопаркового искусства;

фотографические произведения и произведения, полученные способами, аналогичными фотографии;

географические, геологические и другие карты, планы, эскизы и пластические произведения, относящиеся к географии, топографии и к другим наукам;

другие произведения .

Охрана программ для ЭВМ распространяется на все виды программ для ЭВМ (в том числе на операционные системы), которые могут быть выражены на любом языке и в любой форме, включая исходный текст и объектный код .

К объектам авторского права также относятся:

производные произведения (переводы, обработки, аннотации, рефераты, резюме, обзоры, инсценировки, аранжировки и другие переработки произведений науки, литературы и искусства);

сборники (энциклопедии, антологии, базы данных) и другие составные произведения, представляющие собой по подбору или расположению материалов результат творческого труда .

Не являются объектами авторского права:

официальные документы (законы, судебные решения, иные тексты законодательного, административного и судебного характера), а также их официальные переводы;

государственные символы и знаки (флаги, гербы, ордена, денежные знаки и иные государственные символы и знаки);

произведения народного творчества;

сообщения о событиях и фактах, имеющие информационный характер .

Авторское право на произведение науки, литературы и искусства возникает в силу факта его создания. Для возникновения и осуществления авторского права не требуется регистрации произведения, иного специального оформления произведения или соблюдения каких-либо формальностей .

Обладатель исключительных авторских прав для оповещения о своих правах вправе использовать знак охраны авторского права, который помещается на каждом экземпляре произведения и состоит из трех элементов:

латинской буквы "С" в окружности: ©;

имени (наименования) обладателя исключительных авторских прав;

года первого опубликования произведения. При отсутствии доказательств иного автором произведения считается лицо, указанное в качестве автора на оригинале или экземпляре произведения .

При опубликовании произведения анонимно или под псевдонимом (за исключением случая, когда псевдоним автора не оставляет сомнения в его личности) издатель, имя или наименование которого обозначено на произведении, при отсутствии доказательств иного считается представителем автора и в этом качестве имеет право защищать права автора и обеспечивать их осуществление. Это положение действует до тех пор, пока автор такого произведения не раскроет свою личность и не заявит о своем авторстве .

Авторское право на произведение, созданное совместным творческим трудом двух или более лиц (соавторство), принадлежит соавторам совместно независимо от того, образует ли такое произведение одно неразрывное целое или состоит из частей, каждая из которых имеет самостоятельное значение .

Часть произведения признается имеющей самостоятельное значение, если она может быть использована независимо от других частей этого произведения .

Каждый из соавторов вправе использовать созданную им часть произведения, имеющую самостоятельное значение, по своему усмотрению, если иное не предусмотрено соглашением между ними .

Право на использование произведения в целом принадлежит соавторам совместно. Взаимоотношения между ними могут определяться соглашением .

Если произведение соавторов образует одно неразрывное целое, то ни один из соавторов не вправе запретить использование произведения .

Автору сборника и других составных произведений (составителю) принадлежит авторское право на осуществленные им подбор или расположение материалов, представляющие результат творческого труда (составительство) .

Составитель пользуется авторским правом при условии соблюдения им прав авторов каждого из произведений, включенных в составное произведение .

Авторы произведений, включенных в составное произведение, вправе использовать свои произведения независимо от составного произведения, если иное не предусмотрено авторским договором .

Издателю энциклопедий, энциклопедических словарей, периодических и продолжающихся сборников научных трудов, газет, журналов и других периодических изданий принадлежат исключительные права на использование таких изданий. Издатель вправе при любом использовании таких изданий указывать свое наименование либо требовать такого указания .

Авторы произведений, включенных в такие издания, сохраняют исключительные права на использование своих произведений независимо от издания в целом .

За нарушение авторских прав наступает гражданско-правовая, административная или уголовная ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации .

Контрольные вопросы .

1. Международная классификация изобретений

2. Принципы проведения патентного поиска

3. Оформление результатов поиска

4. Патентный анализ

5. Оформление результатов анализа

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5. ПОНЯТИЕ О ТЕОРЕТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЯХ .

Целью теоретических исследований является получение общих зависимостей и закономерностей, характерных для какого-то типа явлений, а также обобщение результатов экспериментальных данных и получение зависимостей, соответствующих конкретному процессу .

Теоретическое исследование опытных данных реализует ряд задач:

обобщение результатов исследований и нахождение общих закономерностей путем обработки и интерпретации опытных данных; распространение результатов исследования на ряд подобных объектов без повторения всего объема исследований; изучение объекта, который недоступен для непосредственного исследования, используя макетирование и т.п.; повышение надежности экспериментального исследования объекта. Данные вопросы рассматриваются при составлении методики экспериментальных исследований и при обработке опытных данных .

В разделе теоретических исследований основной задачей является описание аналитическими зависимостями изучаемого процесса или явления. Как правило, исследователь стремится получить математическую модель.

Для этого используются положения, известные из фундаментальных и прикладных наук:

теоретической механики, теплотехники, гидравлики, математики и др. То есть, пытаются свести (решить) поставленную задачу к более общей, изученной в фундаментальных или общих науках. Это дает возможность воспользоваться механико-математическим аппаратом этих наук .

В том случае, когда рассматриваемый процесс в общем виде уже был описан ранее, осуществляются введение и (или) уточнение численных или функциональных значений используемых коэффициентов, указывается влияние конкретных геометрических и кинематических параметров рабочих органов устройства на технологический процесс .

Теоретические исследования не только подтверждаются экспериментом и утверждаются им, но и направляют эксперимент по правильному пути, позволяя выбирать наиболее существенные факторы .

Теоретические исследования – это исследования, основанные на аксиомах, законах, постулатах и теоремах, то есть на тех логических построениях, которые явились результатом обобщения многовекового опыта. В процессе исследований осуществляется разработка гипотезы, доведение ее до предполагаемых зависимостей и, наконец, до математической модели .

Ценностью данных исследований является резкое сокращение затрат времени и средств на их проведение .

Теоретические разработки не всегда выступают только в формульном (аналитическом) виде, но и как логические рассуждения, которые предполагают абстрагирование, идеализацию явления, выделение и рассмотрение главных факторов и взаимосвязей, выявление главных закономерностей и пренебрежение второстепенными .

Следует не забывать, что теоретические исследования являются не самоцелью, а служат для объяснения существующих реалий с целью сокращения времени и средств для поиска требуемых данных при реализации конкретной задачи. Они являются частью процесса познания (рис.1), и при их разработке проходят ряд этапов. На основании наблюдений за явлениями выдвигается предположение (гипотеза), которое должно подтвердиться экспериментом .

Нередко в процессе исследований одни гипотезы отвергаются, а другие выдвигаются. В процессе сопоставления фактов со следствием, вытекающим из гипотезы, имея большую (достаточную) сходимость, она превращается в теорию .

Явление Наблюдение Гипотеза Эксперимент Теория Рис.1. Схема выработки теории явления В процессе последующих наблюдений выявляются новые факты и явления, не укладывающиеся в представление данной теории. Это заставляет выдвигать новые гипотезы и осуществлять их подтверждение .

Гипотеза – научное предположение о сущности явления, внешне проявляемой определенным образом, и о виде количественной связи между изучаемыми объектами, между параметрами и характеристиками. По другому – это научное предположение о том, что происходит за пределами опыта .

Гипотезы должны быть согласованы со всем накопленным опытом, с известными законами природы и установившимися теориями, могли бы экспериментально подтвердиться, объяснять круг явлений действительности, иметь небольшое количество исходных допущений. Гипотеза должна быть логична .

Получили развитие следующие универсальные для технических наук методы исследования .

Анализ – объект исследования мысленно расчленяется исследователем на более мелкие подобъекты или выделяются характерные свойства и качества объекта для их детального изучения. Позволяет выделить главные звенья любого объекта и исследовать основные связи для изучения сути происходящего .

Синтез – рассмотрение объекта познания как единого целого или присущих ему свойств. Используется во взаимодействии с анализом .

Индуктивный метод познания – по результатам единичных наблюдений делаются общие выводы, по которым судят о связях и свойствах неизвестных объектов .

Дедуктивный метод – вывод частных положений из общих правил, законов, суждений .

Абстрагирование – мысленное выделение, вычленение наиболее существенных свойств, отношений и отвлечение от других, несущественных .

При абстрагировании не познается предмет как таковой, познаются отдельные стороны многих предметов, что позволяет подняться до обобщения, до теории .

Идеализация– мысленное создание абстрактных объектов, обладающих предельными свойствами реального объекта. Это одна из форм абстракции, но по сравнению с ней еще больше упрощает, схематизирует действительность .

Аналогия (подобие) – это сходство по какому-то признаку в целом различных объектов. Позволяет сделать вывод о сходстве свойств еще не изученных объектов .

Экстраполяция – распространение полученного теоретического положения на неисследованные, но аналогичные явления и процессы .

Моделирование– изучение свойств объекта на его модели, а не на нем непосредственно. Его целью является определение оптимальных условий протекания процесса, управление им на основе (например, математической) модели и перенос результата на объект .

Физическое моделирование (рис.2) проводится на специальных установках, сохраняющих основную природу явлений, но воспроизводящих их количественно иначе .

–  –  –

Рис.2. Структура теории физического моделирования Физической моделью считается установка, в которой осуществлено полное или неполное моделирование процесса и соответственно его подобие, благодаря чему по характеристикам модели можно получить все основные существенные характеристики оригинала путем простого умножения на масштабные коэффициенты. Оно может быть трех видов: временное, пространственно-временное и пространственное .

Математическая модель – приближенное описание какого-либо явления или процесса внешнего мира, выраженное с помощью математической символики (бывают модели: аналоговая, структурная, цифровая, функциональная) .

Математические модели должны достаточно точно описывать объект и объяснять уже известные факты; предсказывать новые явления и их развитие;

быть доступными для понимания, иметь небольшое число допущений, ограничений и оговорок .

Математическое моделирование включает три этапа:

1) составление математического описания изучаемого объекта;

2) выбор метода решения системы уравнений математического описания процесса и реализация его в форме моделирующей программы;

3) установление соответствия (адекватности) модели объекту .

Другими словами, в процессе работы исследователь формирует задачу, решаемую теоретически; определяет класс задач и общий метод их решения;

овладевает методом и решает задачу .

Существует два подхода к составлению математической модели: познавательный (выясняется сущность явления) и описательный (определение количественных показателей), для чего используются как статистические, так и динамические подходы .

В динамических моделях используется аппарат дифференциальных вычислений для определения значений аргументов. В статистических моделях определяются вероятностные характеристики события .

При теоретических исследованиях используют теорию размерностей, планирование многофакторных экспериментов, системный анализ и др .

Математический анализ – метод изучения сложных систем, включающих совокупность процессов и явлений различной физической, химической и биохимической природы .

Системный подход – это совокупность методов и приемов исследований объектов как систем, т.е. целостных множеств взаимосвязанных элементов .

Если внутренние и внешние возмущения и реакция системы носят случайный характер, т.е. являются непредсказуемыми, то система называется стохастической. Если же внутренние и внешние возмущения носят закономерный характер, то система называется детерминированной .

Данный подход чаще используется при проведении экспериментальных исследований, когда рассматриваемый процесс изучается как система (рис.3), на которую осуществляет воздействие внешняя среда в виде показателей Х1,Х2..Хn, изменяемых по заданному закону либо случайно. В результате Рис.3. Схема взаимодействия исследуемого процесса (системы) и внешней среды наблюдается реакция системы в виде реализации процессов или получения значений параметров Y1,Y2..Yn. Используя значения входящих и выходящих параметров, определяются выражения статистических зависимостей S1,S2..Sn, используемые затем в практических или теоретических целях. При проведении таких исследований не всегда известно внутреннее устройство системы, и она может выступать в роли «черного ящика» .

Транспортные системы преимущественно являются статическими и, в частности, – стохастическими, переменные которых случайно изменяются во

–  –  –

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТА АВТОМОБИЛЯ

Перед проведением экспериментальных работ исследователь должен определиться с основными показателями и характеристиками, снимаемыми в опытах, методиками их замера. Для получения цифровых значений параметров производятся их замеры. При этом значение параметра, как правило, точно не известно и может быть различным (то есть случайным) .

Различают дискретные и непрерывные случайные величины. Дискретные величины могут принимать множество значений, которые могут быть занумерованы (например целочисленные величины, количество отказов и т.п.) .

Непрерывные величины могут принимать бесконечное несчетное множество значений в заданных интервалах (например, время безотказной работы машины) .

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Как правило, используются размерности измерений, принятые в системе СИ .

Точность измерения – степень соответствия результата измерения действительному значению измеряемой величины. Оценивается ошибкой (погрешностью) измерения и его надежностью .

Ошибка измерения есть разность между результатом измерения и действительным значением измеряемой величины .

Надежность измерения – вероятность того, что действительное значение измеряемой величины отличается от результата не более, чем на значение указанной ошибки .

Измерения используются как прямые (непосредственно сам параметр) и косвенные (в результате пересчета значений, см. пример 1), совокупные (результат находят путем решения системы выражений, полученных по результатам прямых измерений) и совместные (прямые или косвенные измерения одновременно нескольких не одноименных величин для нахождения их функциональной зависимости между собой). В большинстве случаев более точны прямые измерения. Замеры также бывают разовые (когда параметр практически не меняется в течение опыта) и многократные (для изменяющихся величин) .

Средства измерения разделяются на электрические (вольтметры, амперметры и др.); механические (динамометры, микрометры и др.); гидравлические и пневматические (манометры и др.); акустические (шумомеры и др.);

специальные (гальванометры и др.) и комбинированные (большинство современных приборов) .

К показателям измерительных приборов относятся диапазон измерений, порог чувствительности, цена деления шкалы, погрешности (ошибки), потребляемая мощность .

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, ограниченная пределами измерений на шкале прибора (от минимума до максимума) .

Порог чувствительности (S) – наименьшее изменение входной величины, способное вызвать заметное изменение показания прибора .

Цена деления шкалы (Ц) – наименьшее значение измеряемой величины, которое может быть измерено данным измерительным прибором с погрешностью, указанной на шкале прибора (интервал изменения показателя между делениями) .

При замерах неизбежно наличие погрешностей (ошибок) .

Погрешность измерения – суммарная погрешность, в которую входят погрешность установки при измерении, погрешность настройки, температурная погрешность и многие другие .

Погрешности бывают абсолютные, относительные и приведенные .

Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой величины .

Относительная погрешность обычно выражается в процентах от значения измеряемой величины. Приведенная погрешность выражается в процентах от максимального значения измеряемой величины, а для прибора – от диапазона измерения прибора .

В паспорте измерительного прибора приводится значение приведенной погрешности, выраженное в процентах. Это значение округляется до одного из чисел: 4,0; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,25; 0,1; 0,05 (%), которое называют классом точности. Все измерительные приборы подлежат обязательной поверке .

По закономерности появления ошибки бывают систематические, случайные и промахи .

Систематические погрешности вызываются факторами, действующими одинаковым образом при многократных повторениях одних и тех же измерений. Например, систематическая погрешность прибора, вызвана погрешностью градуировки шкалы. Случайная погрешность вызывается факторами, действие которых непостоянно при многократных измерениях физической величины, и проявляется в различии получаемых результатов измерений. Возникают в результате погрешности отсчета по шкале, температурных погрешностей, колебания измерительного усилия. Грубая погрешность (промах) чаще всего однократная, искажает явление, е исключают, но при достаточном обосновании. Чаще всего вызываются резкими колебаниями внешних условий (температуры, освещения, внешними толчками и др.), личными ошибками контролера вследствие небрежности или усталости .

Систематические ошибки подразделяются на группы: инструментальные (например, из-за наличия дополнительного трения в сочленениях приборов, изза неправильной установки приборов), погрешности вследствие внешних влияний; погрешности метода измерения (теоретические погрешности, использование недостаточно точных приборов), субъективные погрешности (погрешности градуирования приборов, а также неисправностей, износа средств измерения). Их исключают профилактикой (регулировка и т.п.), исключением в процессе измерения (замещение, компенсация по знаку, симметричными наблюдениями), внесением поправок в результат, оцениванием границ систематических погрешностей, когда их нельзя исключить .

Случайные ошибки наблюдений устраняются путем увеличения числа опытов (измерений), а расчеты проводятся по средним значениям .

Промахи или грубые ошибки существенно превышают систематические и случайные ошибки и не используются. Они, как правило, возникают вследствие ошибок экспериментатора .

По надежности измерения погрешности (ошибки) также различаются .

Среднеквадратическая (стандартная) ошибка х и вероятная ошибка х – надежность измерений с такими ошибками общеизвестна и равна соответственно 0,68 и 0,5 .

Предельная ошибка хlim – наибольшая случайная ошибка при правильном пользовании исправным прибором и устранении систематических ошибок. В большинстве случаев соответствует надежности 0,997. При этом вероятность того, что действительное значение измеряемой величины лежит за пределами хпр± хlim, практически равна нулю .

Как правило, при исследованиях определение показателей с ошибкой до 5 % во многих случаях вполне приемлемо (пример 1) .

Значения некоего показателя, полученные в результате замеров, будут не одинаковы, а различны. Распределение величин показателя подчиняется какому-либо закону, и располагаются они вокруг среднего значения данного показателя X (рис. 1). Наиболее часто появляются значения возле среднего значения (поэтому наблюдается большое значение плотности вероятности) .

При увеличении отклонения от среднего значения показателя вероятность его появления уменьшается .

Рис. 1. Значения вероятностей для нормального закона распределения по диапазонам стандартных отклонений Если требуются наиболее жесткие рамки изменения значений (малый интервал изменения значений), то вероятность попадания результатов замера в указанный интервал ниже, чем при широком интервале изменения значений .

–  –  –

Поскольку условие оказалось не ложным (равным 1, а не нулю), то гипотезу следует принять (не отвергнуть), то есть, мы должны сделать вывод о равноточности или равнорассеянности дисперсий (различия представленных выборок незначимы) .

Среднее значение результата для равнорассеянных и неравнорассеянных групп, мм:

–  –  –

Контрольные вопросы .

1. Дайте определение доверительного интервала (интервала оценивания) среднеквадратической ошибки

2. Что такое статистическое значение математического ожидания или выборочного среднего (n – числовое значение выборки) x случайной величины xi?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8. ПРОВЕРКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА СООТВЕТСТВИЕ

НОРМАЛЬНОМУ ЗАКОНУ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

В первую очередь при выполнении исследований осуществляется уточнение численных показателей и характеристик материалов, с которыми надлежит работать, а также возможных изменений их состояния в предполагаемых интервалах их физического состояния. При этом уточняются характеристики в соответствии с действующими ГОСТами и ОСТами, а также замеряются числовые значения показателей, используемых в теоретических исследованиях. В случае отсутствия литературных данных, по каким-либо характеристикам, производятся определение не только их численного значения и интервала изменения, но и проверка на соответствие распределения нормальному закону (пример 1) .

При этом строятся гистограмма, полигон и теоретическая кривая ожидаемого закона распределения показателя .

Плотность распределения нормального закона задается формулой

–  –  –

Несмотря на широкое применение нормального закона, его нельзя считать универсальным. Нередко данный закон используют только потому, что не доказана его непригодность .

В случае несоответствия распределения значений показателя нормальному закону уточняется сам вид закона. Существует целый ряд законов распределения показателей, применимых в тех или иных областях трудовой деятельности человека (рис. 1). Так, в теории надежности широко используется распределение Вейбулла. Его частный случай (закон Релея) используют для описания отклонений деталей от правильной формы. Закону Максвела подчиняются величины, имеющие только положительное значение – эксцентриситет детали, несоосность, биение, непараллельность осей и др .

Частный случай гамма-распределения (распределение Эрланга) используется в теории массового обслуживания. При применении в исследованиях таблиц случайных чисел (например, при методе Монте-Карло) необходим закон равной вероятности. В теории надежности, массового обслуживания, при статистическом контроле качества используется распределение Пуассона, приближающееся к нормальному закону. Формы графиков и показатели некоторых законов приведены в приложении .

В ряде случаев полученные результаты описываются не одной, а целым рядом случайных величин, образующих в совокупности систему .

Рис. 1. Законы распределения случайных величин:а – закон нормального распределения; б – закон равной вероятности; в – закон Симпсона или равнобедренного треугольника (при действии двух доминирующих факторов); г – закон Максвелла (эксцентриситета)

–  –  –

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНА

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАННЫХ РЕСУРСА МАШИН

Исходную информацию о ресурсе машины можно записать в текстовый файл (например, Resurs) в том же каталоге, где находится данный протокол расчета. Цифры набираются в столбец, через Enter. После этого вводится информация в протокол MathCad с помощью функции READPRN и определяется количество информации с помощью функции length .

Предварительно следует переменной MyFile передать имя текстового файла с данными о ресурсах машин .

MyFile "Resurs" X READPRN ( MyFile) N length( X) N 34 Построим статистический ряд, расположив информацию о ресурсе машины в порядке возрастания данных с помощью функции sort. Данные перезапишем в исходный файл .

Присвоим каждому элементу вектора индекс j .

X sort( X) – вектор наработок на отказ исследуемого элемента автомобиля, км пробега (в порядке возрастания его элементов) j 0 N 1 WRITEPRN ( MyFile) X

Точечные характеристики распределения ресурса:

X2 X 0 xсм X0 2 – величина смещения распределения, км .

xсм 2908

–  –  –

кр 1.613 0 кр 1 N кр 1 Если расчетное значение критерия Ирвина больше критического (неравенства равны не 1, а нулю), то минимальная или максимальная точка является выпадающей и ее следует удалить из исходной информации (из текстового файла с исходной информацией) и расчет повторить заново .

Требуется добиться, чтобы значения расчетных критериев Ирвина были бы меньше критического .

Выбор теоретического закона распределения:

–  –  –

Перед расчетом дифференциальной функции закона Вейбулла определяются параметры данного закона:

– параметр формы закона Вейбулла b (формулы получены путем аппроксимации табличных данных):

b 0.982357 V 1.10316 2.608 b

– масштабный параметр a рассчитывают, предварительно определив коэффициент Kb:

–  –  –

Требуемый уровень значимости ошибки: 0.15 length( Xn) 1 6

Число степеней свободы:

Значение критического2, соответствующее заданному :

2 qchisq 2 2.661

Вероятность совпадения опытных данных с расчетными:

PN 1 pchisq 2N PN 0.999951 PW 1 pchisq 2W PW 1 Гипотеза соответствия рассматриваемому закону имеет право на существование, если выполняется неравенство (равно 1, а не нулю):

2N 2 1 2W 2 1 Допустимая минимальная вероятность [P2min] совпадения опытных данных с расчетными по критерию 2 составляет 10% .

Так как в нашем случае вероятность PW PN и PW[P2min]= 0.10, то закон Вейбулла можно принять как закон распределения ресурса машины .

Зная теоретический закон распределения, можно определить интервальные характеристики распределения ресурса генеральной совокупности машин:

Доверительная вероятность: 0.95 Доверительные границы одиночного значения показателя надежности для нормального закона распределения:

xNн xср qt N xNн 3226 xNв xср qt N xNв 4697.6 При размере выборки менее 100 значений вместо нормального закона распределения используется закон распределения Стьюдента .

Доверительные границы одиночного значения показателя надежности для закона распределения Вейбулла:

–  –  –

где Yi - значения вариант (замеров);

k– число вариант, составляющих данную совокупность .

Для данных, сгруппированных с учетом повторяемости или веса отдельных вариант, средняя арифметическая составит:

1k Y Yi fi k i 1 .

Мода – наиболее часто встречающееся значение выборки .

Медиана – срединное наблюдение в выборке, она делит выборку пополам. При нечетном количестве наблюдений k медиана равна значению (kпри четном – полусумма двух срединных значений с номерами (k/2) и (k/2)+1 вариационного ряда. Кроме медианы, выборку делят еще квантили (пополам каждую половинку). Нижний квантиль обозначают 25 %, верхний квантиль –75 % .

Среднее квадратическое (стандартное) отклонение (при малой выборке):

–  –  –

Контрольные вопросы .

1. Сформулируйте закон распределения Стьюдента. Каковы особенности его использования в статистических расчетах?

2. Сформулируйте закон распределения Вейбулла, дайте его краткую характеристику?

3. Опишите процедуру определения параметров закона распределения Вейбулла .

4. Дайте определение критерия Пирсона и опишите процедуру проверки закона распределения на нормальность с помощью критерия Пирсона .

Литература .

Основная литература

1. Шкляр, М. Ф. Основы научных исследований [Текст] : учебное пособие / М. Ф. Шкляр. - 3-е изд. - М. : Дашков и К, 2010. - 244 с .

2. Шкляр, М. Ф. Основы научных исследований [Текст] : учебное пособие / М. Ф. Шкляр. - 5-е изд. - М. : Дашков и К', 2014. - 244 с. - (Учебные издания для бакалавров) .

3. Кравцова, Е. Д. Логика и методология научных исследований [Электронный ресурс] : учеб.пособие / Е. Д. Кравцова, А. Н. Городищева. – Красноярск :Сиб. федер. ун-т, 2014. – 168 с. - ISBN 978-5-7638-2946-4 – ЭБС «Знаниум»

4. Кожухар, В. М. Основы научных исследований [Текст] : учебное пособие / В. М. Кожухар. - М. : Дашков и К, 2010. - 216 с .

5. Кузнецов, И. Н. Основы научных исследований [Текст] : учебное пособие / И. Н. Кузнецов. - М. : Дашков и К', 2014. - 284 с. - (Учебные издания для бакалавров) Дополнительная литература

1. Коваленко, Н. А. Научные исследования и решение инженерных задач в сфере автомобильного транспорта [Текст] : учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности "Техническая эксплуатация автомобилей", "Автосервис" / Н. А. Коваленко. - Минск - М. : Новое знание :

ИНФРА-М, 2015. - 271 с. : ил. - (Высшее образование:Бакалавриат) .

2. Коваленко, Н.А. Научные исследования и решение инженерных задач в сфере автомобильного транспорта: Учебное пособие / Н.А.Коваленко - М.:

НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов.знан., 2013-271с. – ЭБС «Знаниум»

3. Коптев, В. В. Основы научных исследований и патентоведения :

Учеб.пособие / В. В. Коптев, В. А. Богомягких, М. Ф.Трифонова. - М. : Колос, 1993. - 144с .

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»

–  –  –

Кафедра «Техническая эксплуатация транспорта»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению практических занятий по дисциплине

«ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

для студентов ВУЗов, обучающихся по направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (уровень бакалавриата), профиль «Автомобильный сервис»

очной и заочной форм обучения

–  –  –

Рецензент:

к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Автотракторная техника и теплоэнергетика»

ФГБОУ ВО «Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А .

Костычева» Лунин Е.В .

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению практических занятий по дисциплине

«ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

для студентов ВУЗов, обучающихся по направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (уровень бакалавриата), профиль «Автомобильный сервис»

очной и заочной форм обучения Методические указания составлены с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов (уровень бакалавриата), утвержденного Министерством образования и науки Российской Федерации 14 декабря 2015г .

№1470 (в ред. Приказа Минобрнауки России от 20.04.2016 №444) в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Основы работоспособности технических систем», рассмотрены и одобрены учебнометодической комиссией по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов Протокол №1 от « 31 » августа 2017 г .

Председатель учебно-методической комиссии по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов И.А. Юхин

CОДЕРЖАНИЕ

–  –  –

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1. ПОНЯТИЕ О

РАБОТОСПОСОБНОСТИ. ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИИ .

Состояние любой технической системы (машины, сборочной единицы или сопряжения) характеризуется совокупностью ее внутренних свойств в определенный момент времени .

Различают следующие основные состояния технической системы:

исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное и предельное .

Исправным называют состояние системы, при котором она соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации .

Неисправным является состояние системы, при котором она не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации .

Работоспособным называют состояние системы, при котором значения всех параметров, характеризующих способность системы выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации .

Неработоспособным является состояние системы, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность системы выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации .

Предельным называют состояние системы, при котором ее дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление ее исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно .

При оценке технического состояния дорожных и строительных машин и их конструктивных элементов часто применяют понятие предотказного состояния системы, при котором ее дальнейшая эксплуатация в течение межремонтного периода может привести к возникновению отказа .

Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта .

Наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние называется ресурсом .

Календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновление после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние называется сроком службы .

Ресурс и срок службы являются основными показателями долговечности дорожных и строительных машин .

Понятие «надежность» охватывает многие аспекты, связанные с характеристикой состояния технических систем. Вместе с тем это понятие ограничено, так как не учитывает физическую сущность состояний, их разнообразие .

В общем случае техническая система может находиться в различных состояниях. Число состояний зависит от количества элементов системы, ее функционального назначения, пределов изменения показателей работоспособности. Момент, в который происходит переход системы из одного состояния в другое, является случайной величиной .

Поскольку состояние технической системы определяется состоянием ее конструктивных элементов, надежность функционирования системы в целом также зависит от надежности составляющих ее деталей и от количества возможных состояний каждой из них. Деталь может находиться в одном из двух состояний — работоспособном или неработоспособном. Отказ сборочной единицы наступает в случае перехода любой из деталей в неработоспособное состояние. При увеличении числа nк составляющих систему элементов от 2 до 14 вероятность ее безотказной работы уменьшается, а число т возможных состояний системы резко возрастает и уже при nк = 10 составляет 1000 (рис. 1) .

Таким образом, чем сложнее система, тем ниже (при прочих равных условиях) уровень ее надежности и тем больше возможных причин и форм проявления ее отказа. Состояние системы можно с определенной точностью охарактеризовать совокупностью значений величин, определяющих ее поведение. Эти величины позволяют сравнивать состояния системы между собой и судить об их различии, а также об изменении состояния системы во времени .

Существуют различные формы описания состояния системы: аналитическая, табличная и графическая .

Рис. 1. Зависимость вероятности Р() безотказной работы и числа т возможных состояний технической системы от числа nк конструктивных элементов (для каждой детали Р() = 0,9) Аналитическая форма описания системы является одновременно математической моделью. Она представляет собой зависимость параметра, определяющего состояние системы, от ряда аргументов — переменных х, у (координат системы).

В общем случае с учетом изменений состояния системы во времени можно записать:

где y() — вектор-функция или, как ее называют, линия (траектория) поведения системы .

Если значения части переменных в определенном интервале времени не изменяются, то эти переменные называют параметрами а системы. Тогда вектор-функция

Начальные условия существования системы:

Граничные условия: (здесь ун, ув — соответствено нижнее и верхнее граничные значения показателя у) .

Таким образом, для однозначного аналитического описания технической системы необходимо определить постоянные параметры системы; задать координаты системы (переменные факторы); установить функции, описывающие изменение координат системы во времени; определить начальное и граничное состояния системы (начальные и граничные условия ее существования) .

Табличное описание системы применяют на начальном этапе исследований, когда аналитическое описание невозможно из-за недостатка информации, а также для практических задач. При табличном описании системы перечисляют и сводят в таблицу значения переменных х1, х2,..., xi,..., хn определяющих ее состояние в некоторый момент времени. Пример табличного описания технической системы приведен в табл. 1. При наличии достаточного объема информации об отказах элементов машины по результатам статистического анализа табличных данных можно получить основные показатели надежности технической системы, т. е. определить ее параметры .

Таблица 1. Сведения об отказах и неисправностях .

Графическую форму описания систем применяют на начальном этапе исследований, когда еще не известен характер зависимости определяющих параметров от переменных факторов, и на заключительном этапе в качестве наглядной интерпретации математической модели. Пространство возможных состояний системы изображают в виде кривой или поверхности в соответствующей системе координат. Характерным примером графического представления механической системы является зависимость изменения работоспособности машины при эксплуатации, построенная с учетом управляющих воздействий по поддержанию надежности (рис. 2). На этом графике пространство работоспособного состояния машины заключено в границах показателя работоспособности, соответствующих исходному и предельному состоянию системы .

Рис. 2. График изменения работоспособности машины в процессе эксплуатации Если требуется определить изменение показателя состояния системы во времени с учетом какого-либо переменного фактора, при графической форме представления пользуются трехмерной системой координат .

Причины ошибок, случайных отклонений значений показателей состояния системы в первую очередь заключаются во флуктуации структуры материалов деталей на атомно-молекулярном уровне. На снижение работоспособности машины влияет внешняя среда, а также процессы, происходящие в деталях и сборочных единицах во время работы (рис. 3) .

Состояние технической системы оценивают по совокупности показателей, называемых параметрами технического состояния. Они позволяют также сравнивать различные состояния системы, а также системы между собой .

Техническое состояние системы можно косвенно оценить сопоставлением ее технико-экономических показателей и показателей надежности с эталонными значениями. Однако такая оценка не дает представления о механизме перехода элементов машины из одного состояния в другое, что является существенным недостатком .

Рис. 3.

Основные группы факторов, определяющих техническое состояние дорожных машин:

КУ — климатические условия; ГУ — грунтовые условия; РР, ХИ — режим работы, характер использования; ТОР — система технического обслуживания и ремонта; ТД — техническая диагностика; ТС — техническое состояние машины; ПТС — параметры технического состояния; ПФ — параметры функционирования; ТЭПИ — технико-экономические показатели эффективности использования; ПН — показатели надежности Процесс изменения технического состояния машины можно представить следующим образом. В зависимости от воздействия окружающей среды (атмосферных осадков, грунтовых условий), режимов и характера использования, качества технического обслуживания, а также внутренних процессов (изнашивания, деформации, старения) происходит изменение физико-механических свойств материалов деталей: разупрочнение, снижение твердости и износостойкости. Эти изменения вызывают микроповреждения рабочих поверхностей деталей, которые, постепенно накапливаясь, вызывают изменение параметров и рабочих режимов сопряжений. Следствием этого является нарушение нормальных режимов работы сборочных единиц и машины в целом (увеличение зазоров, ухудшение температурного и нагрузочного режимов работы), что в свою очередь вызывает отказ машины .

Изменения параметров деталей в процессе работы определяются характером повреждений рабочей поверхности, который зависит от типа взаимодействия контактирующих поверхностей деталей сопряжения (табл. 2) .

Более 80 % отказов машин происходит вследствие изнашивания, поэтому при исследовании процессов изменения технического состояния машин особое внимание уделяется трению и изнашиванию .

Таблица 2. Схемы фрикционного контакта деталей и виды повреждений Примечание .

На схемах в табл. 2: Р — нагрузка; v — скорость относительного перемещения детали; — частота вращения .

Контрольные вопросы .

1.Основные состояния технической системы .

2. Понятие работоспособности .

3. Что такое отказ?

4. Что называется ресурсом и сроком службы?

5. Какие существую формы описания состояния системы?

6. Как можно представить процесс изменения технического состояния машины?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2. ИЗНАШИВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

МАШИН. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ .

Виды изнашивания Чтобы эффективно управлять процессами изменения технического состояния машин и обосновывать мероприятия, направленные на снижение интенсивности изнашивания деталей машин, следует в каждом конкретном случае определять вид изнашивания поверхностей. Для этого необходимо задать следующие характеристики: тип относительного перемещения поверхностей (схему фрикционного контакта); характер промежуточной среды (вид смазочного материала или рабочей жидкости); основной механизм изнашивания .

В сопряжениях машин существуют четыре типа относительного перемещения рабочих поверхностей деталей: скольжение, качение, удар, осцилляция (перемещение, имеющее характер относительных колебаний с амплитудой в среднем 0,02...0,05 мм) .



Pages:   || 2 | 3 | 4 |



Похожие работы:

«УДК 821.161.1-312.9 ББК 84(2Рос=Рус)6-44 Б82 Оформление серии — Петр Петров Иллюстрация на переплете О. Исаевой Борисова, Ариадна. Б82 Люди с солнечными поводьями / Ариадна Борисова. — Москва : Издательство "Э", 2017. — 480 с. — (Этническое фэнтези). ISBN 978...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Методические рекомендации для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине Б2.Б.5 Основы физиологии Направлен...»

«Приказ Минсельхоза России от 18.12.2015 N Об утверждении Перечня подконтрольных товаров, подлежащих сопровождению ветеринарными сопроводительными документами (Зарегистрировано в Минюсте России 17....»

«Бюллетень Никитского ботанического сада. 2007. Вып. 94 43 КОЛЛЕКЦИЯ ВИДОВ РОДА AMYGDALUS L. В НИКИТСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ И.Г . ЧЕРНОБАЙ, кандидат сельскохозяйственных наук Никитский ботанический сад – Национальный научный центр, Целенаправленная работа по в...»

«t^E^ Катнж Анатолий Иванович ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ СОРТОВ ГОРОХА РАЗНЫХ МОРФОТИПОВ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ Специальность: 06.01.05 — селекция и семеноводство АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Пенза 2006 Диссертационная работ...»

«ОТЧЕТЫ ФАО ПО ВОДНЫМ РЕСУРСАМ ИРРИГАЦИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ В ЦИФРАХ Исследование АКВАСТАТ – 2012 Cover picture: © FAO Mediabase: Sergey Kozmin Internal picture: © FAO Mediabase: Sean Gallagher, Danfung Dennis, Giulio Napo...»

«Тема: Река Исток водосбора оз.Байкал Рецензия Наша местность находится в первой водоохраной зоне озера Байкал, поэтому эта тема очень актуальна в наше время. Учащийся провел исследовательскую работу. Прежде всего, наблюдения за жизнью реки: описание местности, рельеф, климатические особенности, почва, растительный и животный мир берего...»

«РОССЕЛЬХОЗНАДЗОР ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР Ветеринарно-эпидемиологическая обстановка в Российской Федерации и странах мира №247 22.12.10 Официальная Япония: высокопатогенный грипп птиц информация: МЭБ Сообщения СМИ: Российская Федерация Россия: Из интервью заместителя руководителя Россельхознадзора, Главно...»

«Жизнь в Крыму 20 месяцев после присоединения к России (Auslander) 26 ноября 2015 года Auslander ("Аусландер") предоставил странице the saker.is USA SITREP, пользующийся успехом. Сегодня утром я получил его работу. Статья была написана в условиях постоянного нарушения эне...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Общее земледелие, растениеводство Методические указания по проведению практических занятий...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А.СТОЛЫПИНА" (ФГБОУ ВО Омский ГАУ) Омский аг...»

«Сибирское отделение Россельхозакадемии Академия сельскохозяйственных наук Республики Казахстан АО КазАгроИнновация Монгольская академия аграрных наук Сельскохозяйственная академия Республики Болгария Красноярский государственный аграрный университет Красноярский научно-иссл...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Факультет плодоовощеводства и виноградарства Программа учебной практики по получению первичных профессиональ...»

«СОСТАВ РАБОЧЕЙ ГРУППЫ И КОНСУЛЬТАНТОВ по разработке образовательной программы по направлению 35.06.01 Сельское хозяйство. Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений № Фамилия, имя, Ученая стеЗа...»

«УДК 712.42: 635.9 ДЕКОРАТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОКУСА (CROCUS L.) Decorative features of crocus (Crcus L.) Добринская Д.А. студент ФГБОУ ВО Уральский ГАУ, Карпухин М. Ю., к . с.-х. н., доцент кафедры овощ...»

«ПРИМЕНЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ THE USE OF CERTIFIED REFERENCE MATERIALS Статья поступила в редакцию 18.01.2015 УДК 006.9:53.089.68:550.4.08 ИЗУЧЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ ПРИРОДНЫХ СРЕД Васильева И.Е., Таусенев Д.С., Бусько А.Е., Землянко П.В., Шабанова Е.В., Забанов Ю.А., Манох...»

«В СРЕДУ СЫРНУЮ ВЕЧЕРА, На Господи воззвах, стихиры, яко обычно. Слава, и ныне, Богородичен.Прокимен, глас 5: Прокимен: Боже, во имя Твое спаси мя, и в силе Твоей суди ми. Стих: Боже, услыши молитву мою, внуши глаголы у...»

«Донный транспортер Установленные на донном транспортере цепи и скребки фирмы Rbig, выполненные из высокопрочного материала, сокращают возможность его износа до минимума и позволят служить ему долгие годы. Шнек Установленный перед выгрузным транспортером шнек по...»

«Д о г о в о р № 63 управления м ногоквартирны м дом ом между управляю щ ей организацией и ж илищ ной организацией, вы ступающ ей уполном оченны м представителем СанктП етербурга собственника ж илы х и нежилых помещ ений в этом доме Санкт-Петерб...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная сельскохозяйственная академия" СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Председатель профсоюзного Ректор ФГБОУ ВПО Самарская комитета сотрудников академии ГСХА _А.А. Сан...»

«Ответы к заданиям муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по праву в 2013 – 2014 учебном году 11 класс Всего: 100 баллов Задание 1 (10 баллов). "Да" или "Нет"? Укажите рядом с утверждением "Да", если оно соответствует истине, и "Нет", если оно ошибочно. № Задание Ответ Баллы 1. Органами оп...»

«АЗАСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫЫ МИНИСТРЛІГІ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН АЗА ЛТТЫ АГРАРЛЫ УНИВЕРСИТЕТІ КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ "АГРОНЕРКСІПТІК КЕШЕНДІ ДАМЫТУДАЫ ЫЛЫМ МЕН БІЛІМНІ БАСЫМДЫ БАЫТТАРЫНЫ...»







 
2018 www.lit.i-docx.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.