6

Министерство образования РФ Братский государственный технический университет

Е.П. Ясенков

Метрология, стандартизация и сертификация

Учебное пособие

Международные стандарты

Братск 2001

УДК 389.14 + 658.16 (075)

Ясенков Е.П. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - Братск:

БрГТУ, 2001.- 131 с.

В учебном пособии кратко изложены основные теоретические и практические вопросы дисциплины, предусмотренные рабочей программой. Во втором издании (1-е изд. 1995 г.) более широко рассмотрены организационные, научные и методические основы метрологии и дополнительно изложены сведения о сертификации продукции и услуг в стране.

Предназначено для студентов всех форм обучения механического и лесопромышленного факультетов. Может быть также полезно студентам инженерно-экономического и энергетического факультетов при изучении курса “Метрология, стандартизация и сертификация”.

Библиогр. 18 назв. Ил. 40. Табл. 13.

Рецензенты Ю.Н. Алпатов, д-р техн. наук, проф.,

П.М. Огар, д-р техн. наук, проф.

Печатается по решению издательско-библиотечного совета

Ясенков Е.П., 2001

2

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.......................................................................................................	6
1. Теоретические основы метрологии....................................................	8
1.1. Основные понятия, связанные с объектами измерения ...	8
1.2. Основные понятия, связанные со средствами измере-
ний..................................................................................	9
1.3. Закономерности формирования результата измерения....	11
1.4. Понятие одно- и многократного измерения. Алгоритмы
обработки измерений...................................................................	13
1.5. Методы планирования измерений...............................................	16
1.6. Универсальные измерительные средства...................................	18
1.7. Правила выбора универсальных измерительных
средств ...........................................................................	19
1.8. Научные и методические основы метрологического обес-
печения..........................................................................................	21
1.9. Организационные основы метрологического обеспечения......	24
1.10. Правовые аспекты обеспечения единства измерений.............	26
1.11. Структура и функции метрологической службы юриди-
ческих лиц.....................................................................................	28
2. Правовые аспекты стандартизации...................................................	29
2.1. Основные положения государственной системы стандар-
тизации..........................................................................................	29
2.2. Научная база стандартизации. Государственный контроль
и надзор за соблюдением требований стандартов....................	31
2.3. Международная организация по стандартизации......................	34
3. Исторические этапы развития сертификации.................................	36
3.1. Роль сертификации в повышении качества продукции на
международном, региональном и национальном уровнях.......	36
3.2. Термины и определения в области сертификации. Основ-
ные цели и объекты......................................................................	39
3.3. Схемы и системы сертификации. Условия ее осуществле-
ния. Обязательная и добровольная сертификация....................	41

3.4.Аккредитация органов по сертификации и испытательных лабораторий. Правила и порядок проведения сертифика-

ции.................................................................................................

43

3

4. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений.........	45
4.1. Понятие о взаимозаменяемости...................................................	45
4.2. Единая система нормирования и стандартизации показа-
телей точности (допусков и посадок).........................................	47
4.3. Графическое изображение полей допусков. Основные от-
клонения........................................................................................	50
4.4. Образование полей допусков и посадок......................................	52
4.5. Посадки в системе отверстия .......................................................	54
4.6. Посадки в системе вала.................................................................	56
4.7. Посадки с зазором и натягом........................................................	57
4.8. Переходные посадки .....................................................................	59
4.9. Простановка размеров и предельных отклонений на чер-
тежах..............................................................................................	62
4.10. Сравнение допусков и посадок в системах ЕСДП и ОСТ.......	64
4.11. Теоретические предпосылки выбора посадки с зазором
для подшипника скольжения.......................................................	66
4.12. Условия назначения посадок с натягом для неразъемных
соединений....................................................................................	69
4.13. Общие сведения о подшипниках качения (ПК)........................	71
4.14. Виды нагружения колец ПК. Схема полей допусков по-
садок колец подшипника качения...............................................	73
4.15. Расчет и выбор переходной посадки циркулярно нагру-
женного кольца подшипника качения........................................	75
4.16. Калибры для контроля гладких цилиндрических деталей.......	77
4.17. Допуски на изготовление калибров-пробок и калибров-
скоб................................................................................................	79
5. Нормирование, методы и средства контроля микронеровно-
стей деталей............................................................................................	81
5.1. Влияние погрешностей формы и взаимного расположения
поверхностей на качество деталей..............................................	81
5.2. Отклонения и допуски формы цилиндрических и плоских
деталей...........................................................................................	84
5.3. Отклонения и допуски расположения поверхностей. Сум-
марные погрешности и их допуски.............................................	86
5.4. Нормирование шероховатости поверхности деталей ................	90
5.5. Обозначение и контроль шероховатости поверхности..............	93
5.6. Нормирование и контроль волнистости поверхностей де-
талей...............................................................................................	96
	4

6. Взаимозаменяемость шпоночных и шлицевых соединений.........	98
6.1. Виды, допуски и посадки шпоночных соединений...................	98
6.2. Обозначение и контроль шпоночных соединений.....................	101
6.3. Классификация, допуски и посадки прямобочных шлице-
вых соединений............................................................................	103
6.4. Обозначение и контроль прямобочных шлицевых соеди-
нений ............................................................................................	106
7. Взаимозаменяемость резьбовых соединений....................................	110
7.1. Классификация и нормируемые параметры метрической
резьбы............................................................................................	110
7.2. Погрешности шага и половины угла профиля резьбы и их
диаметральные компенсации......................................................	112
7.3. Система допусков и посадок метрической резьбы....................	115
7.4. Контроль цилиндрических резьб калибрами..............................	118
7.5. Дифференцированный контроль параметров метрической
резьбы............................................................................................	119
8. Взаимозаменяемость зубчатых соединений......................................	122
8.1. Основные требования к зубчатым передачам............................	122
8.2. Выбор степеней точности цилиндрических зубчатых пе-
редач..............................................................................................	124
8.3. Нормируемые показатели для контроля цилиндрических
зубчатых колес и передач............................................................	127
8.4. Боковой зазор и виды сопряжений зубьев колес в передаче ....	130
Список рекомендуемой литературы...........................................................	134

5

ВВЕДЕНИЕ

В условиях перехода экономики Российской Федерации на финансово-рыночные отношения опережающими темпами будут развиваться отрасли промышленности, определяющие научнотехнический прогресс страны.

К таким отраслям прежде всего относится машиностроительный комплекс, производящий современные автотранспортные средства, подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и другое оборудование.

Высокое качество изготовления и ремонта этой техники в значительной мере зависит от применения в конструкторской и инженерной деятельности теории метрологии, стандартизации, сертификации и взаимозаменяемости.

Содержание дисциплины “Метрология, стандартизация и сертификация” (МСС) определяется рабочими программами, составленными на основании государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки инженеров по специальностям 120100 – Технология машиностроения, 150200 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 170400 – Машины и оборудование лесного комплекса, 170900 – Подъемнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование, а с 2000 г. также 100200 – Электрические системы и сети, 100400 – Электроснабжение, 260100 – Лесоинженерное дело, 260200 – Технология деревообработки, 290300 – Промышленное и гражданское строительство, 290500 – Городское строительство и хозяйство, 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций, 291500 – Экспертиза и управление недвижимостью и учебных планов по указанным специальностям.

Дисциплина формирует общее представление о метрологии и метрологической деятельности, стандартизации, сертификации продукции и услуг, взаимозаменяемости элементов машин.

Раздел “Теоретические основы метрологии” посвящен изучению объектов измерения, организационным, научным и методическим составляющим метрологического обеспечения.

6

Вразделе “Правовые аспекты стандартизации” рассматривается нормативно-правовая база метрологического обеспечения и взаимозаменяемости.

Втретьем разделе рассмотрены исторические этапы развития сертификации, являющейся важнейшей составляющей повышения качества продукции и защиты потребителя.

Непрерывное совершенствование конструкции машин и оборудования, технологии и средств их производства и контроля, расширение возможности специализации и кооперирования предприятий в различных городах и странах для поставок унифицированных изделий вызывает необходимость изучения постоянно совершенствующихся методов обеспечения взаимозаменяемости в различных узлах оборудования. Поэтому в последующих разделах пособия основное внимание уделено сведениям о единой системе, расчете и выборе допусков и посадок для типовых соединений деталей машин.

Курс “Метрология, стандартизация и сертификация” объединил в себе самостоятельные дисциплины: “Основы метрологии, стандартизации и сертификации”, “Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость”, “Технические измерения”, “Нормирование точности в машиностроении” и другие, изучавшиеся до этого отдельно.

Изложение основ метрологии, стандартизации и сертификации на общей методологической основе является особенностью второго издания учебного пособия (первое – в 1995 г.).

Весь необходимый для изучения материал сгруппирован в восьми самостоятельных разделах, не перегружен второстепенными подробностями и содержит отдельные числовые примеры, что особенно существенно для студентов, обучающихся без отрыва от производства.

Впроцессе изучения дисциплины студентам всех форм обучения необходимо усвоить теоретические вопросы в разделах, предусмотренных учебными планами, выполнить лабораторные, практические, контрольные и курсовую работы в соответствии с программой обучения.

Данное учебное пособие предназначено в помощь студентам, изучающим дисциплину “Метрология, стандартизация и сертификация”.

7

1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ

1.1.Основные понятия, связанные с объектами измерения

Предметом познания в современном представлении являются объекты, свойства и явления окружающего мира.

Таким объектом, например, является окружающее нас пространство, а его свойством – протяженность.

Пространство многомерно и его протяженность может быть описана различными характеристиками (мерами) – длина, площадь,

объем и угол.

Любые события и явления в реальном мире происходят не мгновенно, а имеют определенную длительность, общепринятой мерой которой является время.

Свойство тел сохранять в отсутствии внешних воздействий состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Мерой инертности является масса.

Кроме названных, к физическим величинам относятся темпе-

ратура, сила, давление, скорость и многие другие.

Все величины определяют общие в качественном отношении свойства, присущие физическим объектам, системам или их состоянию, но в количественном отношении индивидуальные для каждого объекта.

Физические величины можно оценить количественно, т.е. измерить. Если это сделать невозможно, то такие характеристики объекта называют свойствами (вкус, запах и т.д.).

Объектами измерений являются не только физические величины, но и экономические категории (себестоимость, цена), показатели качества изделий (надежность, эстетичность, технологичность) и другие понятия в спорте, медицине, социологии и т.д.

Современная метрология занимается, в основном, измерением физических величин.

Качественной характеристикой измеряемой величины является размерность. Она отражает связь с основными физическими величинами и зависит от их выбора.

Размерность также может быть безразмерной, при которой все показатели равны нулю; относительной, определяемой как отношение одноименных величин; логарифмической, вычисляемой как логарифм относительной величины.

8

Количественной характеристикой величины служит ее размер, получение информации о котором является содержанием любого измерения.

Значение измеряемой величины – это выражение ее размера в определенных единицах измерения.

Истинное значение величины в качественном и количест-

венном отношениях идеально соответствует свойству объекта. Действительное значение наиболее близко соответствует ис-

тинному значению и может быть получено экспериментальным путем при измерении объекта с допускаемой погрешностью.

Дополнительный материал по рассматриваемому вопросу со-

держится в [8, С. 13…23; 9, С. 13…17].

1.2. Основные понятия, связанные со средствами измерений

Данные понятия регламентированы ГОСТ 16263 – 70. Средствами измерения (СИ) называются технические уст-

ройства с нормированными метрологическими свойствами, используемые при измерениях.

К ним относятся меры, измерительные приборы, установки, системы и преобразователи.

Меры – это средства измерений, предназначенные для воспроизведения физических величин заданного размера.

Мера, воспроизводящая физическую величину одного размера, называется однозначной (гиря, плоскопараллельная мера длины, угловая мера, измерительная колба); воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера – многозначной (миллиметровая линейка, рулетка).

Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой наборы пластин и брусков из стали или твердого сплава с двумя параллельными измерительными поверхностями.

Они используются для измерения линейных размеров, передачи размера единицы длины от первичного эталона мерам меньшей точности, а также для проверки и настройки измерительных приборов и инструментов.

Призматические угловые меры применяют для контроля на-

ружных и внутренних углов инструментов и шаблонов, поверки приборов и т.п.

9

Измерительные приборы – это устройства, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Они могут быть аналоговыми, цифровыми, регистрирующими, самопишущими, печатающими и др.

Измерительные установки (или машины) состоят из функ-

ционально связанных мер, приборов и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте, и служат для выработки сигналов измерительной информации.

Измерительные системы также представляют совокупность СИ, объединенных между собой каналами связи, для получения измерительных данных и их последующей обработки и передачи в автоматических системах управления.

Измерительные преобразователи являются составными час-

тями приборов, установок и систем и предназначены для преобразования, обработки или хранения измерительной информации, не воспринимаемой непосредственно наблюдателем.

По метрологическому назначению СИ делятся на образцовые и рабочие.

Образцовые средства измерений – это меры, приборы или преобразователи, предназначенные для поверки по ним нижестоящих по точности образцовых или рабочих измерительных устройств. Их запрещается применять для практических измерений.

Рабочие средства используются для измерений, не связанных с передачей размеров единиц физических величин.

Для эффективного использования измерительных средств необходимо знать их нормированные метрологические харак-

теристики, которые оказывают влияние на результаты и погрешности измерений.

К основным параметрам и свойствам СИ относятся следую-

щие.

1.Цена деления – это разность значений величины между двумя соседними отметками шкалы.

2.Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная ее начальным и конечным значениями.

3.Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые погрешности измерительного средства.

10