Средства измерения в машиностроении (классификация)

Средства измерения в машиностроении (классификация)

Средство измерений(СИ) - это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. Для подтверждения этих свойств служит поверка.

Поверка средств измерений – это совокупность операций, выполняемая органами государственной метрологической службы с целью подтверждения соответствия средств измерения установленным техническим требованиям.

Существует огромное количество видов средств измерений, отличающихся по назначению, принципу действия, пределам измерений, точности. Поэтому в метрологии средства измерений классифицируются по определенным признакам.

Средства измерения делятся на:

· эталоны;

· меры;

· образцовые средства;

· рабочие средства.

Эталоны —средства измерений, официально утвержденные и обеспечивающие хранение и воспроизведение единицы физической величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений.

Меры —средства измерений, предназначенные для воспроизведения заданного размера физической величины.

Образцовые средстваизмерения — применяютсядля поверки по ним других средств измерений. Это могут быть как меры, так и измерительные приборы, и измерительные преобразователи.

Рабочие средства применяют для технических измерений, не связанных с передачей размера единиц

Измерительные преобразователи (ИП ) предназначены для получения измерительной информации в форме недоступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы – это средства измерений, предназначенные для представления измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Методы измерения физических величин.

Прямые измерения – значение физ. Величины находят из опытных данных (т. е. измеряют при помощи средств измерений, измерительные приборы)

(Измерение действительного размера детали при помощи штангенциркуля.)

Косвенные измерения- на основании известной зависимости от величин, подвергаемых прямым измерениям.

(например, найти по формуле сопротивление зная напряжение и силу тока, которые измерили при помощи средств измерений, вольтметр, амперметр)

По выражению результата измерений:

· абсолютные;

· относительные.

Абсолютные измерения основаны на прямых измерениях основных величин.

(рассматривается как измерение величины в единицах)

Относительное измерение – величину сравнивают с одноименной, играющую роль единицы.

Погрешности измерения.

Погрешность - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

1) По способу выражения:

Абсолютной погрешностью называется разность между полученным при измерении значения и его точным значением (/\=х-Q)

Относительная погрешность - это погрешность выраженная в процентах или в долях значения изменения величины (ɛ = (x-Q)/Q)

По причинам и условиям возникновения:

· Температура окружающей среды (20±5)°С;

· Относительная влажность (65±15)%;

· напряжение питания сети (220±4, 4)В;

· частота питания сети (50±1)Гц;

· отсутствие эл. и магн. полей;

· положение прибора горизонтальное, с отклонением ±2°.

По причине возникновения:

Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора.

Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

Универсальные средства технических измерений.

Универсальным называется средство измерений, предназначенное для измерений длин, углов в определенном диапазоне размеров изделий с разнообразной конфигурацией. Например, один и тот же прибор с дополнительными приспособлениями (стойки, штативы и т. п.) может быть использован для измерения различных размеров. Эта особенность универсальных средств измерений способствует их широкому применению.

1. Механические измерительные приборы и инструменты. Меха­нические измерительные приборы и инструменты подразделяют на пять разновидностей:

1)бесшкальные инструменты,

2)штангенинструмен­ты,

3)измерительные головки,

4)микрометрические инструменты,

5)зубча­то-рычажные приборы.

Бесшкальные инструменты. К ним относятся лекальные и поверочные линейки (ГОСТ 8026—75), предназначенные для конт­роля отклонений от прямолинейности на просвет или посредством щу­па синусные линейки;; угольники поверочные 90° (ГОСТ 3749—77) для контроля прямых углов на просвет; образцы шероховатости поверхности (ГОСТ 9378—75) для визу­ального контроля шероховатости поверхности деталей.

Штангенинструменты. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей штангенинструменты разделяют на штангенциркули для измерений наружных и внутренних размеров; штангенглубиномер для измерений глубин пазов и высот уступов; штангензубомер для измерений толщи­ны зуба шестерни; угломер с нониусом для измерений наружных и внутренних углов.

Измерительные головки. Под измерительной головкой пони­мают механические отсчетные устройства, преобразующие малые пе­ремещения измерительного наконечника в большие перемещения стрелки и имеющие шкалу, по которой отсчитывают величины переме­щения наконечника.

В качестве отдельного прибора эти головки не используют, их ус­танавливают в устройствах для отсчета перемещений. Поэтому изме­рительные головки еще называют «отсчетными головками». Головки при измерении устанавливают в универсальные приспособления — штативы и стойки.

Микрометрические инструменты.

К микрометрическим инструментам относят ручные микрометры, микрометрические глубиномеры и нутромеры (ГОСТ 6507—90; ГОСТ 4380—86; ГОСТ 7470—78); головки микрометрические (ГОСТ 6507—90); микрометры настольные; микрометры рычажные (ГОСТ 4381—87); микрометры окулярные.

1. Оптические приборы. Действие оптических (оптико-механических) приборов основано на использовании световой энергии. С помощью приборов, дающих действительное изображение предмета и имеющих в плоскости изображений пластинки с делениями или перекре­стием, можно производить измерения двояким путем.

3. Пневматические измерительные приборы. Пневматическими измерительными приборами называются измерительные средства, в которых преобразование измерительной информации, т. е. информации, содержащей сведения об измеряемом размере, осуществляется через измерение параметров сжатого воздуха в воздушной магистрали при его истечении через небольшое отверстие.

4. Электрические приборы. В электрических приборах для линей­ных измерений процесс измерения осуществляется путем превращения линейной величины в электрическую, которая в зависимости от целе­вого назначения прибора в свою очередь превращается либо снова в линейную величину (например, перемещение стрелки по шкале), либо в сигнал, либо в механическую величину перемещения отдельных элементов в автоматических контрольных, регистрирующих или регу­лирующих устройствах.

Измеряемая линейная величина превращается в электрическую с помощью электромеханических преобразователей (головок), чувствительные элементы которых ощупывают контролиру­емое изделие.

Штангенинструменты.

Штангенциркуль — универсальный инструмент, предназначенный для измерений с высокой точностью: наружных и внутренних размеров деталей и изделий; а также глубин отверстий.

Штангенрейсмас — имеет основание, нижняя поверхность которого является рабочей и соответствует нулевому отсчёту по шкале.

Штангенглубиномер — прибор для измерения глубин отверстий, пазов, высоты уступов.

Штангензубомер — предназначен для измерения толщины зубьев.

Рис. 51 Штангенглубиномер (а) и приемы измерений

(б — правильный в, г — неправильные)

Рис. 52 Штангенрейсмас (а) и приемы измерений

(б — правильный, в — неправильный)

Международная сертификация.

Международная сертификация – процесс, процедура или комплекс мероприятий, удостоверяющих качество производимой и проверяемой продукции, в ходе которых третья незаинтересованная сторона (не производитель и не потребитель) осуществляет проверку продукции с последующим предоставлением письменных выводов о её несоответствии или соответствии действующим международным стандартам.

Международная сертификация ISO является комплексной процедурой, которая осуществляется в рамках международной системы контроля и подтверждения качества продукции. Вся продукция, качество которой подтверждается системой ISO, имеет ряд дополнительных преимуществ, как на международных, так и национальных потребительских рынках товаров. Именно поэтому большинство компаний в скором времени после начала своей работы стремятся получить подобный сертификат.

Диапазоны в ИСО охватывают сферы деятельности:

1) Системы обеспечения качества продукций;

2) Машиностроение;

3) Химия;

4) Неметаллические материалы (руды и металлы);

5) Информационная техника;

6) Сельское хозяйство;

7) Строительство (спец.техника);

8) Охрана здоровья и медицина;

9) Окружающая среда (защита)

Исключение составляет электротехника и радио техника, электроника относящаяся к компетенции международной электротехнической комиссии (МЭК).

В состав ИСО входят 120 стран.

СТАКО – оказывает методическую и информационную помощь.

ПЛАКО – техническое бюро, подготавливает предложения по планированию работы ИСО.

КАСКО – комитет, по оценке соответствия.

ДЕВКО – комитет по оказанию помощи развивающихся стран.

КОПОЛКО – комитет по защите интересов потребителей.

РЕМКО - комитет по стандартизации образца.

Секционирование

Метод секционирования заключается в разделении машины на одинаковые секции и образование производных машин набором унифицированных секций. Секционированию хорошо поддаются многие виды транспортирующих устройств и машин (ленточные, цепные, скребковые и т.д.). Секционирование в данном случае сводится к построению каркаса машины из секций и составлению машины различной длины с новым рабочим полотном. Особенно просто секционируются машины со звеньевым тяговым органом (элеваторы, пластинчатые и ковшовые конвейеры на основе втулочно-роликовых цепей), у них длину полотна можно изменять изъятием или добавлением звеньев. Это важно при привязке длины машины к местным условиям.

Метод базового агрегата

Наибольшее применение метод имеет в строительных и дорожных машинах. Базовым агрегатом обычно является тракторное или автомобильное шасси, выпускаемое серийно. Монтируя на шасси рабочее оборудование, получают серию машин различного назначения (бульдозеры, самоходные краны, погрузчики и т.д.). Применение специального оборудования требует разработки дополнительных механизмов и агрегатов (коробок отбора мощности, подъёмных и поворотных механизмов, лебедок, реверсов, фрикционов, тормозов, механизмов управления, кабин и т.д.), которые, в свою очередь, можно так же в значительной мере унифицировать.

Метод конвертирования

При методе конвертирования базовую машину или основные ее элементы используют для создания агрегатов различного назначения, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу.

Примером конвертирования может служить перевод поршневых двигателей внутреннего сгорания с одного вида топлива на другой, с одного вида теплового процесса на другой (с цикла искрового зажигания на цикл с воспламенением от сжатия).

Бензиновые карбюраторные двигатели сравнительно легко конвертировать в газовые. Для этого достаточна замена карбюратора смесителем и изменение степени сжатия (достигаемое проще всего изменением высоты поршней) и некоторые второстепенные конструктивные переделки. В целом двигатель остается тем же.

Метод компаундирования

Метод компаундирования (или параллельного присоединения машин и агрегатов) применяют с целью увеличения общей мощности или производительности установки. Сдваиваемые машины могут быть:

– или установлены рядом как независимые агрегаты;

– или связаны друг с другом синхронизирующими, транспортными и томуподобными устройствами;

– или конструктивно объединены в один агрегат.

Метод модифицирования

Модифицированием называют переделку машины с целью приспособления ее к иным условиям работы, операциям и видам продукции без изменения основной конструкции.

Например, модифицирование машины для работы, в различных климатических условиях сводится преимущественно к замене конструкционных материалов. В машинах, работающих в жарком и влажном климате (машины тропического исполнения), применяют коррозионно-стойкие сплавы; в машинах, эксплуатируемых в областях с суровым климатом (машины арктического исполнения), – хладостойкие материалы, системы смазки приспосабливают к работе при низких температурах.

Рис. 1.4

Для обеспечения образования посадок в системе вала, аналогичных посадкам в системе отвер­стия, существует общее правило построения основных отклонений, заключающееся в том, что ос­новные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклоне­ниям валов, обозначенным той же буквой. Из этого правила сделано исключение. Для получения идентичных зазоров и натягов в системе вала и в системе отверстия у переходных и прессовых посадок, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, основные отклонения рассчитываются по специальной зависимости и поэтому становят­ся несимметричными.

Образование и обозначение посадок гладких цилиндрических соединений.

Допуски и посадки гладких цилиндрических поверхностей Обозначение допусков и посадок Здесь используется несколько видов кодирования: графическое кодирование для перевода пространственных форм в плоское изображение; символьные коды технических требований (условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхностей и т.д.) и буквенно-цифровые коды допусков, посадок, параметров шероховатости и т.д. Прочесть характер посадки по ее обозначению на чертеже общего вида или сборочном чертеже необходимо для того, чтобы разобраться в работе изделия, поэтому расшифровка таких обозначений должна осуществляться мгновенно, без обращения к стандартам или справочникам. Знание условных обозначений, используемых в чертежах так же необходимо, как знание алфавита при чтении текста. Расшифровка обозначений допусков и посадок на чертежах не представляет никакой сложности для профессионально подготовленного специалиста, который все принятые условные обозначения читает «с листа». Например, технически грамотный механик сразу скажет, что Н7/е6 – посадка с зазором, а Н7/р6 – с натягом. Опорные признаки обозначений допусков и посадок Расшифровка кодированных сообщений существенно упрощается при использовании опорных признаков кода. В системах допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей используются общие опорные признаки, на которые необходимо опираться при расшифровке обозначений назначенных норм точности. Более того, эти признаки единообразны для большинства систем допусков и посадок. Основные отклонения отверстий обозначают прописными литерами латинского алфавита (А, В, С, D и т.д.), а валов – строчными (а, b, с, d и т.д.). Разные основные отклонения обозначают разными буквами (рисунок 6.1 а и б). Обозначения основных отклонений говорят о расположении полей допусков относительно нулевой линии. Одинаковые отклонения обозначаются одними и теми же буквами. Допуски (значения допусков, ширина полей допусков) обозначаются числами соответствующих квалитетов, например, Н6, Н7, Н11, Н12 означают поля допусков шестого, седьмого, одиннадцатого и двенадцатого квалитетов (рисунок 6.2). В одном интервале эффективных параметров ширина полей допусков одного квалитета одинакова, а в разных – разная, поэтому однотипные поля допусков отличаются вторым (не основным) отклонением. Основные отклонения, обозначаемые буквами, и допуски, обозначаемые числами квалитетов, – два независимых составляющих элемента обозначения (рисунок 6.3). У каждого из этих элементов своя роль: буквенное обозначение определяет положение поля допуска, а числовое – ширину поля допуска (по ним определяют значения допусков указанных квалитетов). Необходимое разнообразие полей допусков обеспечено возможностью сочетания практически любых основных отклонений и квалитетов. Специфичны поля допусков типа js6, Js8, Js9 и т.д. Они фактически не имеют основного отклонения, поскольку расположены симметрично относительно нулевой линии. По определению основное отклонение – это отклонение ближайшее к нулевой линии. Значит, оба отклонения таких специфических полей допусков могут быть признаны основными, что недопустимо. Особое значение имеют основные отклонения H и h, которые равны нулю (рисунок 6.4). Поля допусков с такими основными отклонениями расположены от номинала «в тело» детали; их называют полями допусков основного отверстия и основного вала. Обозначения посадок строятся как дроби, причем в числителе всегда находится обозначение поля допуска охватывающей поверхности (отверстия), а в знаменателе – поля допуска охватываемой (вала). Системы посадок Системы посадок деталей, образуемые соединением охватывающих и охватываемых поверхностей одного номинального размера с полями допусков в различных сочетаниях, обеспечивают весьма широкие возможности для конструкторов. С другой стороны совершенно необходимо наложение разумных ограничений на применяемую номенклатуру посадок, чтобы проектировщики не устроили калейдоскоп из нескольких тысяч возможных вариантов посадок. В единой системе допусков и посадок все рекомендуемые посадки построены либо в системе основного отверстия, либо в системе основного вала. Посадка в системе основного отверстия образуется сопряжением вала, имеющего любое поле допуска, с отверстием, поле допуска которого имеет основное отклонение Н (EI = 0). Например, Н7/е6, Н7/k6, Н7/s6 (рисунок 6.5 а). Посадки в системе основного вала получают при сопряжении отверстия (размер с любым полем допуска) и вала с полем допуска, имеющим основное отклонение h (es = 0). Примеры посадок: G7/h6, K7/h6, P7/h6 (рисунок 6.5 б). Определить характер стандартной посадки в системе основного отверстия или основного вала по ее буквенно-цифровому обозначению достаточно легко при условии знания расположения основных отклонений. Так поля допусков валов с основными отклонениями a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h в сочетании с полем допуска основного отверстия (основное отклонение Н) всегда дают посадки с зазором. Посадки с основными отклонениями валов h и отверстий H обеспечивают наименьший зазор, равный нулю; их иногда называют посадками с нулевым гарантированным зазором. Особое значение этой посадки обусловлено еще и тем оригинальным обстоятельством, что она с одинаковыми основаниями относится как к посадкам в системе основного вала, так и к посадкам в системе основного отверстия (одновременно использованы основные отклонения h и H). Посадки в системе основного отверстия, образованные с использованием основных отклонений валов js, j, k, m, n, будут переходными. Валы с основными отклонениями p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc в сочетании с основным отверстием, как правило (при рекомендуемых сочетаниях квалитетов отверстия и вала), дают посадки с натягом. Для расшифровки посадок в системе основного вала (его основное отклонение h) необходимо запомнить расположение основных отклонений отверстий. Стандартные посадки с зазором обеспечивают отверстия с основными отклонениями A, B, C, CD, D, E, EF, F, G, H, переходные посадки – отверстия с основными отклонениями Js, J, K, M, N. Посадки с натягом, как правило, могут быть получены при использовании отверстий с основными отклонениями P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. Особенностью систем основного отверстия и основного вала является безусловная определенность характера посадок с зазором и переходных, в отличие от «посадок с натягом», характер которых зависит от значений допусков основных поверхностей (основных отверстий и валов). Например, посадка Н9/р6 – переходная, хотя формальное применение приведенных выше правил позволяет оценить ее как посадку с натягом. Причины подобных противоречий будут рассмотрены далее, вместе с анализом дополнительных принципов построения систем допусков и посадок. Допускается образование посадок с использованием сочетания любых полей допусков отверстий и валов (с любыми основными отклонениями и допусками любых квалитетов). Практические ограничения на применяемую номенклатуру посадок накладывает стандарт, который в качестве рекомендуемых устанавливает только посадки в системах основного отверстия и основного вала, но применение не рекомендуемых стандартом посадок, построенных вне систем основного отверстия или вала, не запрещено. Такие посадки могут потребоваться в некоторых конструкциях. В ряде случаев расшифровка характера таких посадок не представляет сложности, например, посадки типа G7/f6 или А11/d11 дают гарантированный зазор, а Р7/n6 и P7/р7 – натяг. А для того чтобы определить характер посадок Е7/р6 или G8/n7 придется строить схемы расположения полей допусков. Чтобы выбирать посадки по аналогии, недостаточно знать только характер рекомендуемых стандартом посадок. Общетехнические стандарты редко включают рекомендации по выбору посадок. Конкретные рекомендации приведены в таких областях стандартизации норм точности, как посадки подшипников качения, резьбовые посадки с натягом и переходные. Поэтому для выбора посадок по аналогии приходится использовать дополнительную информацию (из собственного опыта проектирования, документации изделий-аналогов, учебной и справочной литературы). Наиболее широкие возможности для выбора посадок дает использование справочников, которые содержат множество рекомендаций по выбору посадок для решения типовых конструкторских задач. Ниже представлены наиболее общие рекомендации для выбора посадок гладких цилиндрических и приравниваемых к ним сопряжений, разработанные на базе обобщения данных разных информационных источников. Условные названия посадок заимствованы из «Системы допусков и посадок ОСТ», в которой были стандартизованы посадки и их наименования. В Единой системе допусков и посадок стандартизованы только поля допусков. Любые посадки образованные с применением стандартных полей допусков являются стандартными, однако рекомендуемые посадки образуются только в системах основного отверстия или основного вала и стандартных наименований не имеют. Посадки с нулевым гарантированным зазором типа Н/h («скольжения») применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительное продольное перемещение деталей или поворот их относительно друг друга с небольшой скоростью, например при установочных или регулировочных перемещениях. При сравнительно низких требованиях к точности можно использовать посадку Н11/h11, при высоких – Н8/h7 или Н7/h6. Посадки с наименьшим гарантированным зазором («движения») используют для обеспечения точного вращения деталей с небольшой скоростью – это посадки типа Н/g или G/h. В опорах скольжения, работающих при средних скоростях применяют посадки с несколько большим гарантированным зазором, например, Н7/f7 или H8/f8. При сравнительно невысоких требованиях к точности вращения в сопряжении; для разъемных неподвижных соединений низкой точности при наличии требования легкой сборки и разборки, а также для направляющих скольжения, обеспечивающих свободное перемещение деталей, можно использовать «ходовые» и «широкоходовые» посадки типа Н7/е8, Н8/е8, а также более грубые, такие как Е9/h8, Н8/d9, Н9/d9 и даже Н11/d11. В отличие от посадок с зазором все посадки с гарантированными натягами используют для передачи крутящих моментов или осевых сил, либо для неразъемных соединений деталей, которые должны препятствовать относительному перемещению соединяемых деталей под действием моментов или осевых сил. Соединения, полученные с применением посадок с гарантированными натягами, называют неразъемными. Суть этого термина заключается в том, что даже если удается успешно разобрать такое соединение, повторная сборка тех же деталей не гарантирует воспроизведения соединения с тем же натягом. Причина такого явления – остаточные пластические деформации сопряженных деталей. В справочных материалах по выбору посадок с натягом обычно рекомендуемые посадки подразделяют на «легкопрессовые», «среднепрессовые», «тяжелые прессовые» и «усиленные прессовые». К посадкам с минимальным гарантированным натягом («легкопрессовым») относят посадки типа Н7/р6, Н7/r6, P7/h6 и ряд других. Их используют в соединениях, передающих без дополнительного крепления крутящий момент, который не превышает 1/4 предельного крутящего момента (наибольшего момента, передаваемого соответствующим валом). Посадки с умеренным гарантированным натягом («среднепрессовые») обеспечивают наименьшее значение относительного натяга (отношение натяга в сопряжении к номинальному диаметру сопряжения) до 0, 5 мкм/мм. Такие посадки применяют в соединениях, передающих без дополнительного крепления крутящий момент до 1/2 предельного значения. К среднепрессовым посадкам относят Н7/s6, Н7/s7, S7/h6 и ряд других. Посадки с большим гарантированным натягом («тяжелые прессовые») дают наименьший относительный гарантированный натяг до 1 мкм/мм и при достаточной площади сопрягаемых поверхностей образуют соединения, равнопрочные валу. К посадкам с большими гарантированными натягами относят сопряжения типа Н7/t6, Н7/u7, Т7/h6 и т.д. Посадки с наибольшими гарантированными натягами («усиленные прессовые», обеспечивающие относительные натяги более 1 мкм/мм) дают равнопрочные валу и еще более тяжелые соединения. Для таких посадок используют сочетания полей допусков типа Н8/x8 и Н8/z8. Особую роль играют переходные посадки. Они обычно применяются для взаимного ориентирования (центрирования) сопрягаемых деталей. Иногда для целей центрирования применяют посадки типа Н/h (с нулевым гарантированным зазором), однако в таких сопряжениях максимальный зазор может оказаться слишком большим. Уменьшить максимальные зазоры можно за счет ужесточения допусков (вариант экономически невыгодный), или за счет сближения дальних отклонений при сохранении значений допусков. В этом случае поля допусков начинают перекрываться, появляется вероятность получения при сборке посадок с натягом. Вероятность появления натягов тем больше, чем выше по отношению к полю допуска отверстия расположено поле допуска вала. Одновременно растут предельные значения максимальных натягов, повышается точность центрирования деталей, но утяжеляются условия их сборки. Особенность переходных посадок заключается в том, что они допускают разборку и повторную сборку деталей с достижением практически одинакового эффекта. Переходные посадки можно распределить на три группы: посадки с преимущественными зазорами («плотные»), посадки с примерно равной вероятностью зазоров и натягов («напряженные»), а также посадки с преимущественными натягами («глухие»). «Плотные» посадки обеспечивают довольно высокую точность центрирования на валах зубчатых колес, шкивов, полумуфт и т.д. Типы посадок с преимущественными зазорами: Н7/js6, Н8/js7, Js7/h6 и др. Как правило детали таких сопряжений собираются без применения слесарного инструмента. «Напряженные» посадки образуются при использовании сочетаний полей допусков с большей степенью перекрытия, например Н7/k6, Н8/k7, К7/h6, Н7/m6 и т.д. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей и могут использоваться в условиях вибрационных или динамических нагрузок. Для сборки и разборки таких соединений необходимо применение слесарного инструмента. «Глухие» посадки практически всегда обеспечивают натяги в сопряжениях и для их сборки может использоваться пресс. Это посадки Н7/n6, N6/h5, N7/h6 и т.д. Область применения таких посадок – соединения, в которых не допускаются зазоры как возможные причины мертвых ходов, а также ударов и других нежелательных динамических явлений.

Виды шпоночных соединений.

Шпоночные соединения –это разборные подвижные или неподвижные соединения двух деталей, с применением специальных закладных деталей шпонок.

Шпоночное соединение применяется, как правило, для подвижного или неподвижного соединения двух деталей (вала и ступицы) с целью предотвращения их относительного проворота при передаче крутящего момента. Иногда шпоночное соединение применяется для предотвращения относительного сдвига соединяемых плоских деталей, например, при защите стягивающих болтов от воздействия перерезывающей нагрузки. Плоские соединения в данной лекции не рассматриваются, поэтому в дальнейшем под понятием шпоночное соединение имеются в виду только соединения типа вал-ступица.

Классификация шпоночных соединений:

1) по степени подвижности:

1.1) подвижное:

1.1.1) с направляющей шпонкой;

1.1.2) со скользящей шпонкой;

1.2) неподвижное;

2) по усилиям, действующим в соединении:

2.1) напряжённые, такие, в которых напряжения создаются при сборке и существуют независимо от наличия рабочей нагрузки, все напряжённые соединения являются неподвижными;

2.2) ненапряжённые, в которых напряжения возникают только при воздействии рабочей нагрузки;

3) по виду применяемых шпонок:

3.1) с призматической шпонкой, могут быть либо неподвижными, либо подвижными, скользящая и направляющая шпонки в подвижном соединении являются призматическими; В производстве машин наиболее широкое применение находят призматические шпонки. Призматические шпонки применяются трёх видов: закладные, направляющие и скользящие. По форме исполнения торцов призматические шпонки бывают с двумя закруглёнными торцами, с одним закруглённым и другим прямым торцами и с двумя прямыми торцами.

Закладные шпонки применяются в неподвижных соединениях (ступица неподвижна относительно вала), направляющие и скользящие шпонки – в подвижных. Направляющая шпонка крепится в пазу вала, а вращающаяся вместе с валом и имеющая возможность скольжения вдоль его продольной оси ступица при движении скользит стенками своего паза по закреплённой на валу шпонке. Скользящая шпонка закрепляется неподвижно в пазу ступицы и при движении последней скользит в пазу вала.

3.2) с сегментной шпонкой; Сегментные шпонки так же, как и призматические, стандартизованы, причём в обоих случаях стандарт составлен так, что прочность шпонки на срез по границе прилегания вала и ступицы всегда выше прочности боковых поверхностей шпонок по напряжениям смятия.

3.3) с цилиндрической шпонкой; Цилиндрические шпонки по условиям изготовления и сборки соединения применяют на концевых участках валов. Шпонку в этом случае устанавливают с некоторым натягом. Гнездо под установку цилиндрической шпонки засверливают и развёртывают в соединяемых деталях совместно. Такая технология изготовления соединения требует, чтобы материалы вала и ступицы не сильно отличались по показателям прочности и твёрдости, с одной стороны, а с другой неудобна к применению в массовом производстве, поскольку не обеспечивает условий взаимозаменяемости. По этой причине в массовом производстве цилиндрические шпонки почти не применяются.

3.4) с клиновой шпонкой, соединение напряжённое; Клиновые шпонки передают момент посредством сил трения, возникающих при взаимодействии шпонки с поверхностями паза вала и паза ступицы, перпендикулярными радиусу (дном шпоночных пазов вала и ступицы). Уклон клина клиновых шпонок так же, как и у тангенциальных, составляет 1: 100. При сборке соединения клиновая шпонка под нагрузкой, иногда ударами, загоняется в шпоночный паз, создавая в соединении предварительный натяг.

Преимущества клиновых шпонок:

1. не требуется дополнительных деталей, удерживающих ступицу от осевого перемещения;

2. соединение с клиновой шпонкой может выдерживать и небольшую (относительно крутящего момента) осевую нагрузку;

3. хорошо работают при действии переменных нагрузок.

Недостатки клиновых шпонок:

1. сильная децентровка ступицы относительно геометрической оси вала;

2. при малой длине ступицы возможен её значительный перекос и осевое биение обода закрепляемой детали (шкива, звёздочки, зубчатого колеса);

3. затруднена разборка при ремонте.

3.5) с тангенциальной шпонкой, соединение напряжённое; Тангенциальная шпонка состоит из двух деталей, каждая из которых выполнена в форме призматического клина с прямоугольным поперечным сечением. Уклон клина обычно составляет 1: 100. Тангенциальные шпонки устанавливаются парами с углом между опорными поверхностями шпонок на валу 120…180°.

Достоинства тангенциальных шпонок:

1. материал тангенциальной шпонки работает на сжатие;

2. более благоприятная форма шпоночного паза в отношении концентрации напряжений.

Недостатком тангенциальной шпонки можно считать её конструктивную сложность.

Тангенциальные шпонки наиболее широко применяются в тяжёлом машиностроении, для крупных валов, нагруженных переменными нагрузками (силами и моментами) большой интенсивности.

· Достоинства шпоночных соединений:

1. простота и надёжность конструкции;

2. лёгкость сборки и разборки;

3. простота изготовления и низкая стоимость.

· Недостатки шпоночных соединений:

1. ослабление сечений вала и ступицы шпоночным пазом;

2. высокая концентрация напряжений в углах шпоночного паза;

3. для большинства соединений децентровка (смещение оси ступицы относительно оси вала) на половину диаметрального зазора.

Сущность сертификации. Общие положения.

Термин «сертификация» в переводе с латыни означает «сделано верно», т. е. соответствие подтверждено.

В сущности любая оценка соответствия есть сертификация, вся наша деятельность сводится к трем взаимосвязанным ее видам: упорядочение и определение (стандартизация), контроль и замер (метрология) и подтверждение результатов (сертификация).

Документ, подтверждающий соответствие сертифицированной продукции или услуг установленным требованиям, называется сертификатом соответствия.

Оценку качества продукции и процедуру сертификации выполняет независимая, компетентная организация, например и испытательная лаборатория. Для подтверждения своей компетентности и объективности данной организации необходимо периодически проходить процедуру аккредитации, т. е. официального признания ее возможности осуществлять соответствующий вид контроля или испытаний.

Сертификация базируется на стандартах и в ее основе лежат испытания по нормам сертификации.

Дадим определение основным терминам и понятиям сертификации.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: