1.3.2. Проектные расчеты ск

Возможность использования принятой конструкции СК определяется суммарной погрешностью измерения, методика рас- чета составляющих которой при измерении линейных размеров (длин и диаметров), величина радиального и торцового биения в диапазоне размеров от 1 до 5)0 мм дана в ГОСТе 8.051 - 81. По результатам расчета А₂ формируются технические требования на точность СК.

В общем случае должно исполняться условие

, (3.2.1)

где - погрешности, допускаемые при измерении.

Составляющие погрешности измерения могут иметь система- тический или случайный характер. Методики их расчета, отли- чающиеся степенью детализащи, даны в [3, 11, 36, 39 и др.].

Допускаемые погрешности регламентирует ГОСТ 8.051 - 81 (табл. 1.3).

1.3.2.1. Установление приемочных границ

Значение размеров, по готорым производится приемка из- делий (приемочные границы (ПГ)) устанавливают с учетом [А_£]. Допуск на размер можно рассматривать как допуск на сумму по- грешностей технологического процесса, не дающих получить абсо- лютно точное значение pasMqa, в том числе и из - за погрешности измерений.

Стандартом предусмотрены два варианта установления ПГ: ПГ совпадают с границами пом допуска или смещены внутрь поля допуска с учетом возможного влияния погрешности измерения.

Методика выбора ПГ, определения вероятности принятия бракованных деталей как годшх и вероятности неправильно за- бракованных годных деталей даны в [3, 5].

Заметим [5], что точность СК должна быть примерно на по- рядок выше точности контролируемого параметра изделия.

Пределы допускаемых погрешностей можно увеличить, если Для использования низкоточшх КС введен уменьшенный произ-

водственный допуск или, если изделия подлежат рассортировке на различные группы при селективной сборке.

1.3.2.2. Погрешность измерения универсальными СИ

Значения си даны в [26, 39]. При их разработке учитыва- лось, что одно и то же СИ обеспечивает измерения с различной погрешностью, в зависимости от методики и условий выполнения измерения. При выборе СИ и условий выполнения измерений не- обходимо оценивать и возможные пределы погрешности измере- ния.

1.3.2.3. Основные составляющие погрешности измерений

1.3.2.3.1. Погрешности, зависящие от средств измерений _СИ

Варианты использования СИ отличаются различной погреш- ностью СИ при применении их на различных пределах измерения (табл. I и II [26]).

1.3.2.3.2. Погрешности, зависящие от установочных мер_ум

Погрешности, зависящие от концевых мер длины, возникают из - за погрешности их изготовления, включая измерение, (классы) или погрешности аттестации (разряды), а также из - за погреш- ности от притирания (табл. III [26]).

1.3.2.3.3. Погрешности, зависящие от измерительного усилия

Этот вид погрешностей учитывается для высокоточных изме- рений, когда допускаемые погрешности сопоставимы с величиной контактных деформаций и сказывается различие величин контакт- ных деформаций на установочных мерах и на деталях, а также при плоских измерительных наконечниках, когда вид контакта (плоскостный, линейчатый и точечный) и контактные деформации зависят от формы объекта измерения.

Необходимо стремиться, чтобы измерительное усилие было минимальным. Однако малое измерительное усилие не обеспечи- вает, с другой стороны, надежного силового замыкания измери- тельной цепи прибор - деталь. Поэтому за исключением случаев,

19

Таблица 1.3 - Допускаемые погрешности измерений в зависимости от допусков IT, mkm

(ГОСТ 8.051-81)

Номинальные размеры,	Для квалитетов
	2		3		4		5		6		7		8
мм	IT		IT		IT		IT		IT		IT		IT
ДоЗ	1,2	0,4	2,0	0,8	3	1,0	4	1,4	6	1,8	10	3,0	14	3,0
Св. 3 до 6	1,5	0,6	2.5	1,0	4	1,4	5	1,6	8	2,0	12	3,0	18	4,0
Св. 6 до 10	1,5	0,6	2,5	1,0	4	1,4	6	2,0	9	2,0	15	4,0	22	5,0
Св. 10 до 18	2,0	0,8	3,0	1,2	5	1,6	8	2,8	11	3,0	18	5,0	27	7,0
Св. 18 до 30	2,5	1,0	4,0	1,4	6	2,0	9	3,0	13	4,0	21	6,0	33	8,0
Св. 30 до 50	2,5	1,0	4,0	1,4	7	2,4	11	4,0	16	5,0	25	7,0	39	10,0
Св. 50 до 80	3,0	1,2	5,0	1,8	8	2,8	13	4,0	19	5,0	30	9,0	46	12,0
Св. 80 до 120	4,0	1,6	6,0	2,0	10	3,0	15	5,0	22	6,0	35	10,0	54	12,0
Св. 120 до 180	5,0	2,0	8,0	2,8	12	4,0	18	6,0	25	7,0	40	12,0	63	16,0
Св. 180 до 250	7,0	2,8	10,0	4,0	14	5,0	20	7,0	29	8,0	46	12,0	72	18,0
Св. 250 до 315	8,0	3,0	12,0	4,0	16	5,0	23	8,0	32	10,0	52	14,0	81	20,0
Св. 315 до 400	9,0	3,0	13,0	5,0	18	6,0	25	9,0	36	10,0	57	16,0	89	24,0
Св. 400 до 500	10,0	4,0	15,0	5,0	20	6,0	27	9,0	40	12,0	63	18,0	97	26,0

Продолжение табл. 1.3

Для квалитетов
9		10		11		12		13		14		15		16		17
IT	8	IT	8	IT	8	IT	8	IT	8	IT	8	IT	8	IT	8	IT	8
25	6	40	8	60	12	100	20	140	30	250	50	400	80	600	120	1000	200
30	8	48	10	75	16	120	30	180	40	300	60	480	100	750	160	1200	240
36	9	58	12	90	18	150	30	220	50	360	80	580	120	900	200	1500	300
43	10	70	14	110	30	180	40	270	60	430	90	700	140	1100	240	1800	380
52	12	84	18	130	30	210	50	330	70	520	120	840	180	1300	280	2100	440
62	16	100	20	160	40	250	50	390	80	620	140	1000	200	1600	320	2500	500
74	18	120	30	190	40	300	60	460	100	740	160	1200	240	1900	400	3000	600
87	20	140	30	220	50	350	70	540	120	870	180	1400	280	2200	440	3500	700
100	30	160	40	250	50	400	80	630	140	1000	200	1600	320	2500	500	4000	800
115	30	185	40	290	60	460	100	720	160	1150	240	1850	380	2900	600	4600	1000
130	30	210	50	320	70	520	120	810	180	1300	260	2100	440	3200	700	5200	1100
140	40	230	50	360	80	570	120	890	180	1400	280	2300	460	3600	800	5700	1200
155	40	250	50	400	80	630	140	970	200	1550	320	2500	500	4000	800	6300	1400

20

когда это необходимо по условиям деформации, не следует при- менять отсчетные головки с малым усилием.

1.3.2.3.4. Погрешности от температурных деформаций

Эту погрешность АД при известном температрном режиме можно определить по формуле

,

где l - измеряемый размер

Приближенно можно определить:

где - отклонение температуры среды от 20° С,

- кратковременные колебания температуы среды в про- цессе измерения,

- максимально возможная разнось значений ко- эффициентов линейного расширения материала пррибора и дета- ли,

- максимальное значение коэффициент линейного рас- ширения материала прибора или измеряемой детой.

При расчете период колебания температуры принимают:

при измерении микрометрами или рычажными скобами, за- крепляемыми в стойках - 15-30 мин;

приборами средних габаритов (например, вертикальным оп- тиметром) - 60 мин;

крупными приборами (измерительными машинами) - 360 мин.

Примеры расчета приведены в [26].

1.3.2.3.5. Специфические погрешности при измерении

внутренних размеров

При измерении внутренних размеров СИ имеют с деталью, как правило, точечный контакт и требуется перемещать деталь или наконечник прибора для нахождения минимума размера в осевой плоскости измеряемого цилиндра и максимума в плоскости, пер- пендикулярной оси. Поэтому предельные погрешности СИ [26, табл. II] даны с вариантами, учитывающими различную шерохова- тость поверхности.

Кроме того, в тех же таблицах учтена составляющая погреш- ности от деформации блока концевых мер, используемого для на- стройки нутромеров.

1.3.2.3.6. Погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности)

Различают 4 вида субъективных погрешностей: присутствия, отсчитывают, действия и профессиональные.

В табл. I [26] в принятых вариантах использования СИ по- грешность отсчитывания не учитывается непосредственно, хотя такая возможность существует. Влияние этой погрешности учиты- вают в случае, когда стремятся максимально использовать точ- ностные возможности СИ, например, при измерении в пределах 2 - 3 делений шкалы.

Субъективная погрешность присутствия проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды [ 20, 26].

Субъективные погрешности действия и профессиональные оказывают наиболее существенное влияние на погрешность изме- рения.

К субъективным погрешностям действия относят погреш- ности, возникающие от притирки установочных мер (они вошли в погрешности от установочных мер); погрешности, вносимые опе- ратором при настройке прибора; погрешности, возникающие при перемещении прибора относительно детали. Полностью учесть все виды субъективных погрешностей измерения не представляется возможным.

Сложно учесть и профессиональные погрешности, связан- ные с квалификацией оператора.

21

Таким образом, перечисленные в п. п. 1.3.2.3.1. - 1.3.2.3.6 погрешности, учтены при выборе [] в той или иной мере.

Разработанную конструкцию СИ рассчитывают на точность измерений. При этом суммарная погрешность может быть опреде- лена на этапе проектирования лишь укрупненно, так как многие составляющие погрешности измерения определяются непосред- ственным измерением при аттестации приспособления.

В общем случае можно пользоваться следующей формулой:

или более математически корректным выражением:

,

,

где - погрешность от неточности изготовления плеч рычагов;

- погрешность от зазора между отверстием и осью рычага;

- погрешность от непропорциональности между линейным перемещением измерительного стержня и угловым перемещением рычага;

- погрешность от смещения точки контакта сферического наконечника при повороте плоского рычага;

- погрешность прямой передачи;

- суммарная погрешность, связанная с погрешностями:

.

где - погрешность, свойственная самой схеме измерения и воз- никающая от несовершенства метода измерения и взаимодействия СИ с объектом. Она может быть оценена для каждого конкрет- ного случая [3].

- погрешность установки контролируемой детали в КИП. Как и для станочных приспособлений [14]

,

где - погрешность базирования, определяется для конкретной схемы установки на основе анализа геометрических связей [14],

- погрешность закрепления, связанная со смещением кон- тролируемой детали от номинального положения под действием сия зажима;

- регламентированная погрешность изготовления, сборки, регулирования, а также износ опор и измерительного устройства (учитывается лишь износ, который имеет место между периоди- ческими настройками приспособления).

- погрешность настройки КИП по эталону или устано- вочным мерам. Эта погрешность может быть приближенно приня- та равной допуску на эталонную деталь или погрешности устано- вочных мер и смещению уровня настройки.

- погрешности передаточных устройств, которые могут быть определены по формуле:

- измерительного прибора (определяется по паспортным данным и таблицам, [26, 39]);

- субъективной погрешностью, зависящий от способа фик- сации результата измерения, цены деления, расположения шкалы и квалификации рабочего; наибольшее значение Ас будет равно половине цены деления шкалы или половине цены единицы наи- меньшего кода при получении результатов в цифровом коде;

- специфическая погрешность (погрешность дискрет- ности, вызываемая квантованием по уровню непрерывно измеряе- мой величины цифровыми приборами. Эта погрешность, как и погрешность округления, равна половине единицы младшего раз- ряда в показании прибора. Вычислительные погрешности возни- кают при использовании вычислительных средств от аппроксима- ции функции, кодирования (перевода кривых в дискретные значе- ния), инструментальных погрешностей ЭВМ, округления констант, выраженных иррациональным числом ( = 3,14158 ...). Последние легко определяются в относительных величинах, например, =3; = 3,1; = 3,14; и т. д. Погрешности округления

- погрешности от температурных деформаций(см.п.3.2.2.4)

22

Основные расчетные схемы и формулы для определения по- грешностей даны в [11].