Определение точности КИП

В эксплуатацию может быть запущено только то КИП, в котором соблюдается условие

,

где e_изм- суммарная фактическая погрешность КИП;

½e_изм½- суммарная допустимая погрешность КИП.

½e_изм½найти сравнительно легко. ½e_изм½=кТ. При этом к=0,2-0,35. Коэффициент ²к² зависит от квалитета или степени точности контролируемого параметра. Если допуск Т контролируемого параметра задан квалитетом, то½e_изм½можно определить по таблицам ГОСТ 8051-81.

Особую сложность представляет нахождение фактической суммарной погрешности измерения e_изм. Чтобы найти ее значение, необходимо знать:

- основные составляющие погрешности, образующие e_изм;

- места возникновения составляющих погрешностей;

- причины (факторы), порождающие составляющие фактической погрешности измерения e_изм;

- способы количественного определения (расчета) каждой составляющей погрешности;

- меры по уменьшению или исключению каждой из составляющих погрешностей.

Остановимся на основных составляющих фактической суммарной погрешности измерения КИП:

, (10.6)

где D_си- фактическая погрешность средства измерения (СИ); берется из технической характеристики выбранного СИ (см. раздел 10.8);

e- погрешность установки контролируемой детали в КИП, определяется величиной погрешности базирования e_ба, погрешности закрепления e_за и погрешностью КИП, вызываемой неточностью изготовления и износа элементов КИП, контактирующих с деталью:

. (10.7)

Величина погрешности базирования на контролируемый параметр А - e_бА является функцией принятой схемы базирования и определяется на основе геометрических расчетов. Исключить e_ба позволяет использование принципа совмещения баз.

Погрешность закрепления на контролируемый параметр e_зА зависит от следующих факторов: непостоянства силы закрепления, неоднородности шероховатости и волнистости базы контролируемой детали, износа опор. Сейчас появилась возможность определять их аналитически (Станочные приспособления: Справочник. В 2 томах. Под ред. Б.И. Вардашкина, А.А. Шатилова. М.: Машиностроение. 1984.-Т1.-592с.). В некоторых случаях значение e_за может быть определено по таблицам.

Надобность в закреплении измеряемой детали отпадает, если она занимает устойчивое положение на опорах под воздействием сил гравитации. В таком случае e_зА=0.

При определении погрешности, вызываемой неточностью изготовления и износа элементов КИП в направлении контролируемого параметра. А e_прА, необходимо учитывать ошибки взаимного расположения элементов для установки контролируемой детали и элементов для установки СИ:

, (10.8)

где e_пр1- погрешность изготовления и износа элементов КИП, предназначенных для установки контролируемой детали;

e_пр2- погрешность взаимного расположения установочных элементов относительно СИ;

D_р- погрешность передаточных устройств КИП равна

, (10.9)

где D_р1- погрешность от неточности изготовления плеч рычажных передаточных устройств (для рычагов простой или сложной формы);

D_р2- погрешность от зазора между отверстиями и осью рычага;

D_р3- погрешность, вызываемая непропорциональностью между линейным перемещением измерительного стержня их угловым перемещением рычага;

D_р4- погрешность от смещения точки контакта сферического наконечника при повороте плоского рычага;

D_р5- погрешность прямой передачи.

Для определения D_р1-D_р5 используются расчетные зависимости для типовых схем передаточных устройств. Для уменьшения (исключения) погрешностей передаточных устройств D_р следует применять более точные сопряжения, передачи на упругих связях (пластинчатых пружинах), передачи с регулируемым зазором и т.д. Эффективным методом сокращения D_р является сведение до минимума звеньев размерной цепи. Высокая культура конструкции КИП может быть достигнута заменой направляющих трения направляющими качения.

D_э- погрешность изготовления эталонных деталей, служащих для настройки КИП. Берется из паспорта меры. При абсолютном методе измерения D_э=0;

D_ус-погрешность, вызываемая измерительным усилием вследствие упругих деформаций элементов КИП и пластических деформаций в месте контакта измерительного наконечника. Для деталей из стали рассчитывается по формуле Герца

, (10.10)

где Р_ус- измерительное усилие, Н;

r- радиус измерительного наконечника, мм;

к- коэффициент, зависящий от материала наконечника из твердого сплава.

Ориентировочно можно определить значение D_ус по таблице (для стальных деталей), если принять диаметр наконечника равным 3,6 мм (табл.10.5).

Таблица 10.5

При измерении латунных, алюминиевых деталей или деталей из других мягких материалов и сплавов погрешность D_ус оказывается более значительной. Сокращения D_ус можно достигнуть за счет уменьшения измерительного усилия. При недопустимости Рус следует применять бесконтактный метод измерения.

D_t- температурная погрешность измерения. Она возникает в связи с отклонением температуры контролируемой детали от нормальной температуры. Определяется по формуле

, (10.11)

где l- размер измеряемого объекта, мм;

a- коэффициент линейного расширения детали;

t₁⁰- температура контролируемой детали;

t₂⁰- нормальная температура окружающей среды (20°).

Данная формула применяется для определения погрешности линейных размеров. Температурные перепады при измерении погрешностей расположения и формы вызывают изменения эквидистантного характера и поэтому в этих случаях Dt принимают равной нулю.

В практике проектирования КИП нечасто наблюдаются случаи выполнения условия с первой прикидки . Обычно этому предшествует итеративное движение мысли конструктора, направленное на последовательное и комплексное изменение схемы базирования, схемы закрепления, метода контроля, конструкций отдельных механизмов или принципа действия и т.д.