/
Author: Зайцев С.А. Толстов А.Н. Куранов А.Д..
Tags: общественные науки метрология техника измерений машиностроение механика стандартизация нормирование
ISBN: 5-7695-1269-5
Year: 2004
Text
СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
С. А. Зайцев
А. Н. Толстов
А. Д.Куранов
НОРМИРОВАНИЕ
ТОЧНОСТИ
УДК 389
ББК 30.10я723
3-177
Рецензенты:
преподаватель ГОУ ММТП О. И. Калашникова',
главный метролог НАТИ,
действительный член Академии проблем качества Д.Д. Грибанов
Зайцев С. А.
3-177 Нормирование точности: Учеб, пособие для сред. проф.
образования / С.А.Зайцев, А.Н.Толстов, А.Д.Куранов. —
М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 256 с.
ISBN 5-7695-1269-5
Рассмотрены вопросы точности и качества в технике, стандартизации
и сертификации; основы метрологии и технических измерений, норми-
рования точности, системы допусков и посадок. Учебное пособие разра-
ботано в соответствии с федеральным компонентом стандарта содержа-
ния предмета «Нормирование точности» для профессий, связанных с
обработкой и сборкой деталей, ремонтом и обслуживанием машин и ме-
ханизмов.
Для студентов средних профессиональных учебных заведений.
УДК 389
ББК 30.10я723
Учебное издание
Зайцев Сергей Алексеевич,
Толстов Андрей Николаевич,
Куранов Алексей Дмитриевич
Нормирование точности
Учебное пособие
Редактор О. Г. Красильникова
Технический редактор О. С. Александрова
Компьютерная верстка: С. Ф. Блудова
Корректор М. В. Дьяконова
Изд. № A-617-I. Подписано в печать 27.01.2004. Формат 60x90/16.
Гарнитура «Таймс». Бумага тип. № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 16,0.
Тираж 10 000 экз. Заказ №12824.
Лицензия ИД № 02025 от 13.06.2000. Издательский центр «Академия».
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.02.953.Д.003903.06.03 от 05.06.2003.
117342, Москва, ул. Бутлерова, 17-Б, к. 223. Тел./факс: (095)330-1092, 334-8337.
Отпечатано на Саратовском полиграфическом комбинате.
410004, г. Саратов, ул. Чернышевского, 59.
© Зайцев С.А., Толстов А. Н., Куранов А.Д., 2004
„ ч дев ® Образовательно-издательский центр «Академия», 2004
IbBN 5-7695-1269-5 © Оформление. Издательский центр «Академия», 2004
ПРЕДИСЛОВИЕ
Нормирование, точность, стандартизация, взаимозаменяемость —
термины, дополняющие друг друга. Для обеспечения взаимозаме-
няемости деталей, узлов, механизмов необходимо сначала уста-
новить (нормировать), а затем и обеспечить параметры (в том числе
и точностные), определяющие нормальное функционирование этих
деталей в узле, узла — в механизме, механизма — в технической
системе. Без этих понятий, без их применения на практике сегод-
ня невозможны развитие техники, разработка и изготовление ка-
чественной продукции, ее эксплуатация и в конечном счете ути-
лизация без ущерба окружающей среде и нашему здоровью.
Современная техника и перспективы ее развития, постоянно
повышающиеся требования к качеству изделий предопределяют
необходимость получения и использования знаний, которые яв-
ляются базовыми — основными для всех специалистов, работа-
ющих и на этапе проектирования конструкции, и на этапе ее из-
готовления, и на этапе эксплуатации вне зависимости от ведом-
ственной принадлежности. Эти знания будут востребованы в ма-
шиностроении, авиастроении, станкостроении и других отраслях
промышленности.
Они не являются обособленными и от остальных учебных дис-
циплин. Знания, полученные в курсах «Черчение», «Математика»,
«Физика», пригодятся при освоении курса «Нормирование точ-
ности», а знания, умения и практические навыки, полученные
после изучения данного учебного пособия, будут использованы в
таких дисциплинах, как «Методы и средства измерений, испыта-
ний и контроля», «Технология машиностроения и приборострое-
ния», «Технология ремонта» и многих других.
В первых двух главах книги приведены основные понятия стан-
дартизации, качества машин и механизмов, нормирования точ-
ности, взаимозаменяемости деталей, узлов и механизмов.
Третья глава посвящена основам метрологии и технических
измерений, т. е. вопросам, связанным с теоретическим и практи-
ческим освоением методов и средств измерений, обработкой ре-
зультатов измерений геометрических параметров деталей.
Материал, представленный в последующих главах, научит нор-
мировать основные точностные параметры типовых поверхностей
деталей машин и механизмов, применять полученные знания на
практике.
Введение, гл. 2, 3 написаны С. А. Зайцевым, гл. 1, 4, 5, 11, 12 —
А.Н.Толстовым, гл. 6... 10 — А.Д.Курановым.
Глава 1
ТОЧНОСТЬ И КАЧЕСТВО В ТЕХНИКЕ
1.1. ПОГРЕШНОСТИ, ТОЧНОСТЬ РАЗМЕРА
Качество машин, их надежность и долговечность в значитель-
ной мере зависят от точности обработки деталей при их изготов-
лении. В связи с усложнением конструкций автомобилей, станков
и других машин, увеличением рабочих скоростей, нагрузок
предъявляются все более высокие требования к качеству деталей,
точности обработки.
Конструктором при проектировании задаются размеры и фор-
ма каждой детали, необходимые для получения определенных
эксплуатационных характеристик. Однако при изготовлении дета-
лей появляются отклонения от заданных размеров.
Степень соответствия действительных геометрических разме-
ров параметрам, заданным чертежом, принято называть точнос-
тью обработки.
Под погрешностью обработки понимают степень отклонения
действительных параметров от заданных. Таким образом, погреш-
ность — это величина, обратная точности.
Погрешность обработки чаще всего бывает неодинаковой в раз-
ных сечениях и точках даже в пределах одной поверхности. В про-
изводственных условиях для оценки точности размеров деталей
принято использовать укрупненную классификацию отклонений
геометрических параметров:
отклонения размера;
отклонения расположения поверхностей;
отклонения формы;
волнистость поверхности;
шероховатость поверхности.
Факторов, влияющих на точность обработки, очень много. Для
более подробного анализа причин возникновения погрешностей
обработки разделим их на группы.
Неточности станка. Погрешность обработки возникает
вследствие биения шпинделя, непрямолинейности направляющих
станины или суппорта, непараллельности и неперпендикулярно-
4
сти перемещений суппорта относительно оси шпинделя, несов-
падения осей центров передней и задней бабок, из-за зазоров в
сопряжениях.
Неточности и р и с п о с о б л е н и я. Появляются при суще-
ствовании неточности элементов приспособлений, предназначен-
ных для установки обрабатываемой детали, а также для определе-
ния положения режущего инструмента.
Неточности режущего инструмента. Наиболее су-
щественное влияние на форму и размер обрабатываемых поверх-
ностей оказывают неточности мерного (сверла, развертки, мет-
чики) и профильного (фасонного) (резцы, шлифовальные кру-
ги, фрезы) инструмента. Это связано с тем, что неточности изго-
товления таких инструментов непосредственно влияют на форму
и размер обрабатываемой поверхности; устранить их подналадкой
инструмента нельзя.
Для всех режущих инструментов наиболее существенными яв-
; ляются погрешности, вызываемые износом режущей части.
Неточность установки инструмента. Чаще всего ее
называют погрешностью настройки инструмента на размер. Воз-
никает при неточной первоначальной установке режущего инст-
румента или при его замене.
Неточности детали. Деталь, поступившая на данную опе-
рацию, уже имеет погрешности обработки, возникшие на пред-
шествующих операциях.
Эти погрешности влияют на точность обработки, достигаемую
на этой стадии обработки детали.
Деформация детали. Особенно часто имеет место при об-
работке нежестких деталей — тонкостенных цилиндров, длинных
валов, колец и т.п.
Погрешности обработки возникают в результате действия сил
зажима детали при ее закреплении, а также сил резания при об-
работке.
В процессе обработки деталей сложной формы, в которых рез-
ко изменяются значения сечений, особую роль играют деформа-
ции, вызванные внутренними напряжениями.
Деформации станка, приспособления, инстру-
мента. В основном это упругие деформации, возникающие под
действием сил резания в станке, приспособлениях, инструменте.
Значения этих деформаций определяются жесткостью станка и
зависят прежде всего от его конструкции и качества изготовления.
Температурные д е ф о р м а ц и и. Возникают в процессе об-
работки детали.
Температура отдельных частей станка, приспособлений, инст-
румента, детали изменяется неодинаково. Кроме того, материа-
лы, из которых они изготовлены, имеют различные коэффициен-
ты линейного расширения. В результате первоначальное взаимное
5
положение поверхностей изменяется, что является причиной воз-
никновения погрешностей.
Неточности измерений или изготовления и на-
стройки измерительных приборов и инструмен-
тов. Являются одной из причин погрешностей обработки, так
как о результатах обработки судят по результатам измерений.
Вследствие указанных причин возникают отклонения разме-
ров детали после обработки от размеров, заданных чертежом.
При обработке партии деталей каждая из причин, вызываю-
щая неточность, изменяет свое воздействие при переходе от од-
ной детали к другой. В результате действительные размеры деталей
из одной партии различаются между собой, т. е. происходит рассе-
яние размеров. Оно возникает вследствие воздействия большого
числа факторов — погрешностей, — не всегда поддающихся регу-
лированию.
Погрешности делятся на систематические, случайные и гру-
бые.
Систематические погрешности — погрешности, постоянные по
значению и знаку или закономерно изменяющиеся при переходе
от одной детали к другой. Источники сиетематичсских иотрожно-
стей:
непрямолинейность направляющих станка;
неточности мерного инструмента;
неточность настройки инструмента и т. п.
Такие погрешности могут быть устранены либо учтены в дальней-
шем.
Случайные погрешности — погрешности, непостоянные по зна-
чению и знаку.
Предусмотреть их наличие в каждом конкретном случае невоз-
можно, поскольку они не подчиняются кдкой-либо видимой за-
кономерности.
Источниками случайных погрешностей в основном являются:
упругие деформации системы станок — приспособление — ин-
струмент — деталь;
неоднородность припуска под механическую обработку; •;
неоднородность свойств материала детали и т. п.
Грубые погрешности возникают вследствие грубых ошибок, до-
пущенных в считывании показаний измерений, попадания по-
сторонних предметов, например стружки, на элементы приспо-
собления при установке детали, из-за ошибок в отсчете делений
на лимбе станка и т. п. При обработке результатов измерений гру-
бые ошибки, как правило, исключаются.
Полностью избежать погрешностей обработки нельзя, поэто-
му при изготовлении деталей отклонения параметров геометри-
ческой точности от заданных ограничивают, обеспечивая необхо-
димую точность обработки.
1.2. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ДЕТАЛЕЙ, УЗЛОВ
И МЕХАНИЗМОВ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
В соответствии с рекомендациями ИСО взаимозаменяемость —
это пригодность одного изделия (процесса, услуги) для исполь-
зования вместо другого изделия (процесса, услуги) в целях вы-
полнения одних и тех же требований. Выполнение требований к
точностным параметрам деталей и сборочных единиц является од-
ним из основных условий взаимозаменяемости. Кроме того, для
обеспечения взаимозаменяемости необходимо соблюдать и ряд
других условий, например устанавливать оптимальные и номи-
нальные значения параметров деталей и сборочных единиц, вы-
полнять требования к материалу деталей, технологии их изготов-
ления, контроля.
Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и
изделия в целом, прежде всего детали и сборочные единицы, от
которых зависят надежность и другие эксплуатационные показа-
тели изделий.
Различают следующие виды взаимозаменяемости.
Полная взаимозаменяемость — тжая ъзажлтааменжмость,
при которой обеспечивается возможность беспригоночной сбор-
ки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных
с заданной точностью однотипных деталей. Такой вид взаимоза-
меняемости возможен только в тех случаях, когда размеры, фор-
ма, а также механические, электрические и другие качественные
и количественные характеристики деталей и сборочных единиц
после изготовления находятся в заданных пределах и собранные
из этих деталей изделия соответствуют техническим требованиям.
В условиях полной взаимозаменяемости существенно упроща-
ется сборка, которая при этом сводится к простому соединению
деталей, расширяются возможности применения поточного ме-
тода изготовления деталей, а также автоматизации процесса из-
готовления и сборки изделий, упрощается ремонт машин. Такой
вид взаимозаменяемости позволяет ввести специализацию и коо-
перирование предприятий (поставщик изготавливает унифициро-
ванные изделия, детали или сборочные единицы ограниченной
номенклатуры и поставляет их предприятию, выпускающему ос-
новную продукцию).
Неполная взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость, при
которой для обеспечения требуемой точности изделия предусмат-
риваются некоторые конструктивные особенности узла или вво-
дятся дополнительные технологические операции при сборке или
ремонте. Применяется в том случае, если для заданных эксплуата-
ционных требований необходимо изготавливать детали и сбороч-
ные единицы с малыми, экономически не выгодными или техно-
логически трудно выполнимыми допусками.
Для получения требуемой точности сборки при этом применя-
ются дополнительные технологические операции, в том числе
доводка и пригонка, так называемая селективная сборка или груп-
повой подбор деталей, в конструкцию вводятся регулировочные
элементы, компенсаторы. Неполная взаимозаменяемость осуще-
ствляется не по всем, а только по отдельным геометрическим или
другим параметрам.
Внутренняя взаимозаменяемость — взаимозаменяемость всех или
некоторых деталей, составляющих сборочные единицы, механиз-
мы, входящие в изделие. Например, в подшипниках качения внут-
реннюю взаимозаменяемость имеют кольца и тела качения (ша-
рики, ролики).
Внешняя взаимозаменяемость — взаимозаменяемость сборочных
единиц, а также кооперируемых и покупных изделий (монтиру-
емых в более сложные изделия) по размерам и форме присоеди-
нительных поверхностей, эксплуатационным показателям, пара-
метрам. Для подшипников качения это размеры наружного и внут-
реннего колец, точность их вращения; для электродвигателей —
мощность, частота вращения вала, размеры и форма присоеди-
нительных поверхностей.
Функциональная взаимозаменяемость — вид взаимозаменяемос-
ти, при которой возможны не только сборка И замена при ремонте
любых деталей, узлов и механизмов, но и обеспечение их необходи-
мых эксплуатационных показателей и функциональных параметров.
Например, взаимозаменяемое зубчатое колесо кроме способности
без подгонки занять свое место в узле должно передавать задан-
ный крутящий момент, иметь определенное передаточное отно-
шение и обладать заданным ресурсом работы. Функционально взаи-
мозаменяемый бензонасос автомобиля кроме соответствующих
присоединительных размеров должен иметь заданную производи-
тельность, развивать определенное давление и иметь соответству-
ющий ресурс.
Наряду с взаимозаменяемостью часто встречается понятие со-
вместимости. Под совместимостью понимает свойство объектов
занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять тре-
буемые функции при совместной или последовательной работе
этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных
условиях. В качестве объекта чаще всего подразумеваются различ-
ные автономные электронные блоки, приборы и т.д.
Чтобы обеспечить наибольшую эффективность взаимозаменя-
емости, необходимо при конструировании, производстве и экс-
плуатации машин и механизмов учитывать целый комплекс науч-
но-технических положений. Этот комплекс часто называют прин-
ципом функциональной взаимозаменяемости.
Что включает в себя этот принцип?
Можно выделить три группы исходных положений.
Первая группа включает в себя положения, используемые при
конструировании изделий. Перечислим основные из них.
1. Функциональная взаимозаменяемость в большинстве случаев
обеспечивается на стадии проектирования изделий. Прежде всего
уточняются номинальные эксплуатационные показатели и опре-
деляются допустимые отклонения от их значений, возникающее
в ходе эксплуатации. Теоретически и экспериментально на маке-
тах, моделях и опытных образцах устанавливаются возможные из-
менения функциональных параметров во времени (износ при эк-
сплуатации, пластическая деформация, изменение структуры и
т.д,), определяется степень влияния этих параметров и их откло-
нений на эксплуатационные показатели нового изделия. Зная это,
определяют допустимые отклонения функциональных параметров
и рассчитывают посадки для ответственных соединений.
2. Эксплуатационные показатели машин и других изделий оп-
ределяются уровнем и стабильностью характеристик процесса из-
готовления (размерами, формой и другими геометрическими па-
раметрами деталей и сборочных единиц), а также уровнем и ста-
бильностью свойств (механических, электрических, оптических,
химических) материалов, из которых.изготовлены детали, и других
факторов. Немаловажную роль играет обеспечение однородности
исходного сырья и материалов заготовок по структурно-химичес-
кому составу, а также сохранение заданного уровня физико-мехД-
нических свойств, точности и стабильности размеров и формы
заготовок.
3. При конструировании изделий необходимо придерживаться
общетехнических норм, широко применять унифицированные и
стандартизованные детали и сборочные единицы, так как без этого
невозможно обеспечить высокое качество изделий и экономич-
ность производства.
4. Для обеспечения взаимозаменяемости ответственных деталей
по форме, взаимному расположению и шероховатости поверхно-
сти эти параметры следует выбирать таким образом, чтобы износ
деталей был минимальным, а эксплуатационные качества опти-
мальными.
5. При конструировании необходимо учитывать требования тех-
нологичности и предусматривать возможность выбора для про-
верки точностных параметров деталей, сборочных единиц и изде-
лий таких схем измерения, которые не вносили бы дополнитель-
ных погрешностей и позволяли бы применять простые и надеж-
ные универсальные или существующие специальные средства из-
мерения и контроля.
Разработка чертежей, технических условий и требований с ука-
занием точности размеров и других параметров, обеспечивающих
высокое качество деталей, сборочных единиц и изделий, является
первой составной частью реализации принципа взаимозамен#-
емости в процессе конструирования изделий. Рабочий чертеж, в
котором указаны точностные требования, является основным ис-
ходным документом, по которому разрабатывают технологичес-
кие процессы, измеряют и контролируют точность деталей, со-
ставных частей и готовой продукции.
Вторая группа включает в себя положения, используемые при
производстве изделий. Перечислим некоторые из них.
1. Для соблюдения принципа взаимозаменяемости при изго-
товлении деталей и сборке изделий необходимо строго выдержи-
вать нормированную точность функциональных параметров.
2. Чтобы создать большой запас работоспособности машин, для
ответственных функциональных параметров целесообразно обес-
печить выполнение условия
TF> Тг,
где TF — допуск параметра, устанавливаемый исходя из экс-
плуатационных требований; Тг — технологический допуск, обес-
печиваемый принятым технологическим процессом.
3. Точность оборудования, инструмента и оснастки должна быть
несколько выше требуемой точности изготавливаемых деталей,
т. е. должен существовать необходимый запас точности.
4. Для обеспечения взаимозаменяемости и высокого качества
машин и других изделий необходимо, чтобы технологические и
измерительные базы совпадали с конструкторскими, т. е. необхо-
димо соблюдать принцип единства и постоянства баз.
Третья группа включает в себя положения, используемые при
эксплуатации изделий: обеспеченность запасными частями, пе-
риодичность ремонта, планово-предупредительная замена отдель-
ных частей, механизмов и эксплуатационных материалов.
Контрольные вопросы
1. Что называется точностью обработки?
2. Какие факторы влияют на точность обработки?
3. Что такое погрешность?
4. Какие виды погрешностей вы знаете?
5. На какие виды и по какому признаку классифицируется взаимоза-
меняемость деталей машин?
Глава 2
ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ
Что такое стандартизация? Каковы ее цели и задачи? Как она
организована? И вообще, нужна ли она? Вопросы не простые,
попытаемся на них ответить.
Природный мир со своими законами, техника, разрабатыва-
емая, изготавливаемая и эксплуатируемая по соответствующим
правилам и нормам, люди, сообщества, государства, которые тоже
живут по своим законам, правилам, — представить себе взаимо-
действие всего этого между собой было бы невозможно без упо-
рядочения этих взаимодействий, без установления и приме-
нения общих правил, положений при участии всех заинтересо-
ванных сторон.
Установлением и применением таких правил в разных облас-
тях, подвластных человеку, и занимается целая система — стан-
дартизация. Эта система многообразна и непроста. Поэтому рас-
смотрим лишь ее основы и только те элементы, которые относят-
ся к продукции (причем на всех этапах ее жизненного цикла: про-
ектирования, изготовления, эксплуатации и утилизации), услу-
гам и работе. Международной организацией по стандартизации
(ИСО) разработаны основные положения этой системы, терми-
ны и определения, принятые большинством стран мира, в том
числе и Россией.
Нормативно-правовую основу стандартизации в Российской
Федерации в настоящее время устанавливает Федеральный закон
«О техническом регулировании» от 27.12.02 № 184-ФЗ. Закон всту-
пил в силу 1 июля 2003 г.
2.1. СИСТЕМА СТАНДАРТИЗАЦИИ
В соответствии с рекомендациями ИСО стандартизация — это
деятельность, направленная на достижение оптимальной степени
упорядочения в определенной области посредством установления
.11
положений для всеобщего и многократного использования в от-
ношении реально существующих или потенциальных задач (по ISO/
IEC GUID 2:1996).
Основные цели стандартизации в Российской Федерации оп-
ределены Федеральным законом «О техническом регулировании»,
в котором, в частности, сказано, что стандартизация — это дея-
тельность по установлению правил и характеристик в целях их
добровольного многократного использования, направленная на
достижение упорядоченности в сферах производства и обращения
продукции и повышение конкурентоспособности продукции, ра-
бот и услуг. Основными целями стандартизации являются:
повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан,
имущества физических или юридических лиц, государственного
или муниципального имущества, экологической безопасности,
безопасности жизни или здоровья животных и растений и содей-
ствия соблюдению требований технических регламентов;
повышение уровня безопасности объектов с учетом риска воз-
никновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного
характера;
обеспечение научно-технического прогресса;
повышение конкурентоспособности продукции, работ, услуг;
рациональное использование ресурсов;
техническая и информационная совместимость;
сопоставимость результатов исследований (испытаний) и из-
мерений, технических и экономике-статистических данных;
взаимозаменяемость продукции.
Нормы, правила, характеристики устанавливаются для конк-
ретных объектов: конкретной продукции, конкретной услуги,
конкретной работы (производственного процесса) или группы
однородных конкретных продукции, услуг, работ. Все это объеди-
няется термином «объект стандартизации».
Для каждого объекта стандартизации определено содержание
устанавливаемых для него требований (главный структурный эле-
мент любого стандарта).
Это определяют аспекты стандартизации. Например, аспекта-
ми конкретной продукции или группы однородной продукции
являются:
• термины и определения;
• условные обозначения и сокращения;
• требования к комплектности;
• требования к методам и средствам хранения и транспортиро-
вания;
• требования к методам и средствам восстановления (ремонта);
• требования безопасности продукции для жизни, здоровья и
имущества при ее производстве, обращении и потреблении;
• требования охраны окружающей природной среды.
12
Все требования^ правила, положения необходимо должным
образом оформить и утвердить. Это позволяет сделать документ по
стандартизации. Это документ, содержащий правила, общие прин-
ципы, характеристики объектов стандартизации, касающиеся
определенных видов деятельности или их результатов, и доступ-
ный широкому кругу пользователей.
. Статус (категория) нормативного документа по стандартизации
определяется уровнем органа (организации или предприятия),
который принял (утвердил) документ данного ранга в соответ-
ствии с предоставленной ему компетенцией. На территории Рос-
сийской Федерации действуют стандарты следующих категорий:
государственные стандарты Российской Федерации (ГОСТ Р)
и технические регламенты;
межгосударственные стандарты (ГОСТ);
общероссийские классификаторы технико-экономической и
социальной информации (ОКТЭСИ);
отраслевые стандарты (ОСТ);
стандарты предприятий (СТП);
стандарты научно-технических, инженерных обществ и других
общественных объединений (СТО);
международные региональные стандарты, правила, нормы, а
также прогрессивные национальные стандарты зарубежных стран
(на основании договоров с этими странами);
правила по стандартизации;
рекомендации по стандартизации.
Стандарт — это документ, в котором в целях добровольного
многократного использования устанавливаются характеристики
продукции, правила осуществления и характеристики процессов
производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и
утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт мо-
жет содержать требования к терминологии, символике, упаковке,
маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.
Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р) —
это стандарт, принятый Государственным комитетом Российской
Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандартом Рос-
сии) или Государственным комитетом Российской Федерации по
жилищной и строительной политике (Госстроем России). ГОСТ Р
разрабатывают на конкретную продукцию, услуги и производствен-
ные процессы, имеющие преимущественно общехозяйственное
значение (применение).
Технический регламент — это документ, который принят меж-
дународным договором Российской Федерации, ратифицирован-
ным в порядке, установленном законодательством Российской Фе-
дерации, или федеральным законом, или указом Президента Рос-
сийской Федерации, или постановлением Правительства Россий-
ской Федерации, и устанавливает обязательные для применения
и исполнения требования к объектам технического регулирова-
ния (продукции, в том числе к зданиям, строениям, сооружениям,
процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки,
реализации и утилизации).
Технические регламенты принимаются в следующих целях:
защита жизни или здоровья граждан, имущества физических
или юридических лиц, государственного цли муниципального
имущества;
охрана окружающей среды, жизни или здоровья животных и
растений;
предупреждение действий, вводящих в заблуждение приобре-
тателей.
Принятие технических регламентов в иных целях не допуска-
ется.
В Российской Федерации действуют общие технические регла-
менты и специальные технические регламенты.
Совокупностью их требований определяются обязательные тре-
бования к отдельным видам продукции, процессам ее производ-
ства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилиза-
ции.
Требования общего технического регламента обязательны для
применения и соблюдения в отношении любых видов продукции,
процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки,
реализации и утилизации.
Требования специального технического регламента учитывают
технологические и иные особенности отдельных видов продук-
ции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевоз-
ки, реализации и утилизации. Эти требования применяются толь-
ко к тем отдельным видам продукции, процессам производства,
эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации,
степень риска причинения вреда которыми выше степени риска
причинения вреда, учтенной общим техническим регламентом.
Межгосударственный стандарт (ГОСТ) — это стандарт, при-
нятый государствами, присоединившимися к соглашению о прове-
дении согласованной политики в области стандартизации, метро-
логии и сертификации. Это соглашение было подписано в 1992 г.
государствами — бывшими республиками СССР.
ГОСТы разрабатывают на конкретную продукцию, конкрет-
ные услуги, конкретные производственные процессы или группы
продукции, услуг, процессов, имеющие преимущественное меж-
государственное применение. В случае, когда Россия проголосова-
ла положительно за проект ГОСТ, Госстандарт России своим по-
становлением вводит его в действие на территории России.
Общероссийские классификаторы технико-экономической и со-
циальной информации (ОКТЭСИ) — это нормативные документы,
распределяющие технико-экономическую и социальную инфор-
14
мацию в соответствии с ее классификацией (классами, группа-
ми, видами и др.) и являющиеся обязательными для применения
при создании государственных информационных систем и инфор-
мационных ресурсов и межведомственном обмене информацией.
ОКТЭСИ разрабатывают на продукцию, услуги, производствен-
ные процессы и их элементы, имеющие общехозяйственное зна-
чение (применение). В России действует более 30 ОКТЭСИ, на-
пример:
общероссийский классификатор продукции (ОКП);
общероссийский классификатор стандартов (ОКС);
общероссийский классификатор видов экономической деятель-
ности, продукции и услуг (ОКДП).
Отраслевой стандарт (ОСТ) — это стандарт, принятый госу-
дарственным органом управления в пределах его компетенции (на-
пример, министерством). ОСТы разрабатываются применительно
к продукции, услугам и процессам, используемым в отрасли.
Объектами отраслевой стандартизации могут быть правила, каса-
ющиеся организации работ по отраслевой стандартизации; типовые
конструкции изделий отраслевого применения (инструменты, кре-
пежные детали) и т.п.; правила метрологического обеспечения в
отрасли и т. д. Требования этих стандартов не должны противоречить
обязательным требованиям государственных стандартов, а также
правилам и нормам безопасности, установленным для отрасли.
Диапазон применимости отраслевых стандартов ограничивается
предприятиями, организациями, фирмами, подведомственными
государственному органу управления, принявшему данный стан-
дарт. На добровольной основе возможно использование этих стан-
дартов субъектами хозяйственной деятельности иного подчинения.
Стандарт предприятия (СТП) — это стандарт, утвержденный
самим предприятием (организацией). В России СТП может утверж-
даться на разных уровнях управления предприятиями: внутри са-
мого предприятия и на уровне концернов, холдингов, научно-про-
изводственных объединений и других хозяйственных объединений.
СТП разрабатывают на конкретную продукцию, услуги или
работы, имеющие применение преимущественно на самом пред-
приятии. Объектами СТП могут быть составные части продукции,
производимой этим предприятием, технологическая оснастка и
инструменты, общие технологические нормы процесса производ-
ства продукции, различные услуги внутреннего характера.
Стандарт научно-технических, инженерных обществ и других
общественных объединений (СТО) — это стандарт, принятый на-
учно-техническим, инженерным обществом или другим обще-
ственным объединением.
СТО разрабатываются, как правило, на новые виды продукции,
процессов и услуг, передовые методы испытаний, а также нетра-
диционные технологии и принципы управления производством.
Характерной особенностью этой категории стандартов является
то, что для субъектов хозяйственной деятельности они являются
добровольными (необязательными для применения), т. е. рекомен-
дуемыми.
По мере необходимости СТО могут быть переведены (пере-
оформлены) в СТП, ОСТ, ГОСТ, ГОСТ Р или представлены в
форме проектов международных стандартов Л СО или МЭК.
Международный стандарт (МС) — это стандарт, принятый
международной организацией для стандартизации ИСО (ISO) и
МЭК (IEC).
Их применение в странах—членах ИСО и МЭК добровольное.
Правила по стандартизации (ПР) — это нормативный доку-
мент по стандартизации, принятый Госстандартом России и со-
держащий типовые организационно-технические и (или) обще-
технические правила, общие принципы, характеристики, нор-
мы, соблюдение которых является обязательным при выполне-
нии производственных процессов определенного вида в сфере стан-
дартизации, метрологии, сертификации и аккредитации, а также
при оформлении результатов этих работ.
На собственно продукцию и услуги ПР не разрабатываются.
Они могут касаться порядка согласования нормативных докумен-
тов, представления информации о принятых стандартах отраслей,
обществ, создания службы по стандартизации на предприятии,
правил проведения государственного контроля за соблюдением
обязательных требований ГОСТ и многих других вопросов.
Рекомендации по стандартизации (Р) разрабатывают на конк-
ретные производственные процессы и их элементы, связанные с
решением задач организации, координации и выполнения работ
по стандартизации, метрологии и сертификации. Рекомендации
принимает Госстандарт России, и они являются добровольными.
Комплекс стандартов — это совокупность взаимосвязанных го-
сударственных и (или) международных стандартов, объединен-
ных общей целевой направленностью и устанавливающих согла-
сованные, преимущественно основополагающие организационно-
технические и (или) общетехнические требования к взаимосвя-
занным объектам стандартизации.
В России и странах СНГ применяют, например, следующие
комплексы:
1. ГСС РФ — Государственная система стандартизации РФ;
2. ЕСКД — Единая система конструкторской документации;
3. ЕСТД — Единая система технологической документации;
7. ГСП — Государственная система обеспечения единства из-
мерений;
29. ЕСДП — Единая система допусков и посадок.
Комплекс стандартов, являясь объединением большого числа
стандартов (например, ЕСКД состоит из 157 стандартов, ГСИ —
из 401 стандарта), содержит положения, направленные на то,
чтобы стандарты, применяемые на разных уровнях управления,
не противоречили друг другу и законодательству, обеспечивали
достижение общей цели и выполнение обязательных требований
к продукции, услугам, процессам.
Обозначение государственных и межгосударственных стандар-
тов состоит из индекса (ГОСТ Р или ГОСТ), регистрационного
номера, двух цифр после тире, обозначающих год утверждения
стандарта и наименования стандарта. Например: ГОСТ 3241—91
«Канаты стальные. Технические условия».
Обозначение стандарта, входящего в комплекс стандартов,
состоит из индекса (ГОСТ Р или ГОСТ), регистрационного но-
мера (первые цифры с точкой определяют комплекс стандартов;
цифры, стоящие после точки, указывают номер стандарта в дан-
ном комплексе), отделенных знаком тире двух последних цифр
года утверждения стандарта и его наименования. Например: ГОСТ
8.395 — 80 «ГСИ. Нормальные условия измерений при поверке. Об-
щие требования». Допускается после цифры с точкой перед номе-
ром стандарта в комплексе приводить другие цифровые индексы,
установленные основополагающим стандартом данного комплекса
стандартов. Например: ГОСТ 12.2.110 — 95.
Обозначение отраслевого стандарта состоит из индекса (ОСТ),
условного цифрового обозначения министерства (ведомства), ут-
вердившего стандарт, регистрационного номера, присвоенного
стандарту в порядке, установленном в министерстве (ведомстве),
отделенных тире двух последних цифр года утверждения стандар-
та и наименования стандарта. Например, ОСТ 37.001.487—89 «Уп-
равляемость и устойчивость автомобилей. Общие технические тре-
бования».
Обозначение общероссийского классификатора, такого как, на-
пример, «Технологический классификатор деталей машиностро-
ения и приборостроения» (ТКД), выглядит следующим образом:
ОК—021 —95.
В зависимости от конкретного объекта стандартизации, а так-
же от содержания главного структурного элемента любого стан-
дарта в Российской Федерации разрабатывают и применяют стан-
дарты следующих основных видов:
1) стандарты на конкретные производственные процессы или
работы (их отдельные элементы или группы однородных процессов
или работ), в том числе стандарты на методы контроля и испыта
ний. Например: ОСТ36 —71 —82 «Плиты теплоизоляционные мине-
раловатные. Типовой технологический процесс ; ГОСТ 25907— 89
«Устройства буксирные автомобилей. Общие технические требо-
вания. Методы испытаний»;
2) стандарты на конкретную продукцию определенного вида,
отдельные элементы или группу однородной продукции общего
17
целевого или функционального назначения. Например: ГОСТ Р
51121 — 97 «Товары непродовольственные. Информация для потре-
бителя. Общие требования»; ГОСТ Р51567 —2000 «Жезл регули-
ровщика. Общие технические условия»;
3) стандарты на конкретную услугу определенного вида, ее
отдельные элементы или группу однородных конкретных услуг
общего целевого или функционального назначения. Например:
ГОСТ 51306 — 99 «Услуги бытовые. Услуги по ремонту и пошиву
швейных изделии. Общие технические условия».
В настоящее время в Российской Федерации действует Государ-
ственная система стандартизации. Методологические вопросы ее
организации и функционирования изложены в комплексе госу-
дарственных основополагающих стандартов «Государственная си-
стема стандартизации Российской Федерации» (новая редакция
принята в 1993 г. и введена в действие с 1 апреля 1994 г.). Данный
комплекс включает в себя следующие документы:
ГОСТ Р 1.0 —92 «Государственная система стандартизации Рос-
сийской Федерации. Основные положения»;
ГОСТ Р 1.2—92 «Государственная система стандартизации Рос-
сийской Федерации. Порядок разработки государственных стан-
дартов»;
ГОСТ Р 1.4—93 «Государственная система стандартизации Рос-
сийской Федерации. Стандарты отраслей, стандарты предприя-
тий, научно-технических, инженерных обществ и других обще-
ственных объединений. Общие положения»;
ГОСТ Р 1.5 —92 «Государственная система стандартизации Рос-
сийской Федерации. Общие требования к построению, изложе-
нию, оформлению и содержанию стандартов»;
ПР 50.1.001 — 93 «Правила согласования и утверждения техни-
ческих условий».
Принятая в Российской Федерации система стандартизации
направлена на создание нормативной базы для решения крупней-
ших хозяйственных проблем, таких как обеспечение безопаснос-
ти для жизни и здоровья населения, охрана окружающей природ-
ной среды, ресурсосбережение, повышение конкурентоспособ-
ности отечественной продукции. Сегодня практически каждая
федеральная или целевая программа содержит раздел по норма-
тивному обеспечению. В современных условиях государственная
система стандартизации выполняет три основные функции: эко-
номическую, социальную и коммуникативную.
Экономическая функция реализуется путем устранения техни-
ческих барьеров в торговле, внедрения новой техники и техноло-
гии, снижения себестоимости, экономии материальных и энерге-
тических ресурсов.
Социальная функция заключается в обеспечении безопасности
продукции и услуг для жизни и здоровья населения, цивилизован-
18
ного потребительского рынка, создании и применении социальных
стандартов, в том числе по реабилитации инвалидов, а также в
обеспечении обороноспособности страны и занятости населения.
Коммуникативная функция реализуется путем обеспечения вза-
имопонимания специалистов на основе стандартизации терми-
нов и определений, создания единого технического языка, ин-
формирования потребителя о свойствах продукции, правилах ее
использования и применения и т. п.
2.2. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ
В соответствии с Федеральным законом «О техническом регу-
лировании» стандартизация осуществляется в соответствии со сле-
дующими принципами:
добровольное применение стандартов;
максимальный учет при разработке стандартов законных инте-
ресов представителей;
применение международного стандарта как основы разработки
национального стандарта (за исключением случаем, если такое
применение признано невозможным вследствие несоответствия
требований международных стандартов климатическим и геогра-
фическим особенностям Российской Федерации);
недопустимость создания препятствий производству и обраще-
нию продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей
степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей
стандартизации;
недопустимость установления таких стандартов, которые про-
тиворечат техническим регламентам;
обеспечение условий для единообразного применения стандар-
тов.
Как показывает практика, стандартизация способствует про-
грессу в экономике, стабильному повышению качества всех ви-
дов продукции, услуг и процессов только при соблюдении ряда
принципов.
Научно-исследовательский принцип. Разработка всех видов стан-
дартов наряду с широким'обобщением мирового практического
опыта должна сопровождаться проведением теоретических, экс-
периментальных и опытно-конструкторских работ. Для этого су-
ществует сеть научно-исследовательских институтов и центров
Госстандарта России, министерств и ведомств.
Принцип прогрессивности и оптимизации стандартов. Необнов-
ляемые продолжительное время нормативные документы (стан-
дарты, правила, нормы, характеристики) неизбежно устаревают
и не позволяют обеспечивать требуемые на сегодняшний день по-
казатели качества продукции, услуг или процессов. Реализация
19
принципа достигается отчасти установлением жестких сроков пе-
ресмотра нормативных документов (через 5 лет) и, главным обра-
зом, за счет метода опережающей стандартизации. Этот метод
заключается в установлении повышенных по отношению к уже
достигнутому на практике уровню требований к объекту стандар-
тизации. В то же время эти требования должны быть оптимальны-
ми как с позиций затрат, так и с позиций времени достижения
нового уровня качества. *
Принцип системности. Он предопределяет системный подход к
стандартизации на всех этапах жизненного цикла изделия (от мар-
кетинговых исследований до утилизации), установлению взаимо-
увязанных требований к качеству всех видов продукции, услуг,
процессов, реализации системного подхода при разработке, при-
менении, контроле исполнения нормативных документов и т. п.
Принцип взаимоувяжи стандартов. Он должен соблюдаться во
всех возможных направлениях: взаимоувязка подобных стандар-
тов различных категорий (ГОСТ Р; ГОСТ; ОСТ; СТП; СТО), вза-
имоувязка внутри систем общетехнических и организационно-ме-
тодических стандартов, их взаимоувязка с различными видами
стандартов, относящихся к сфере проектирования, производства
и эксплуатации.
Принцип предпочтительности. Он является одним из важней-
ших принципов при разработке многих стандартов и заключается
в том, что в стандартах представляются не только наименования
и допустимые значения параметров (размеров, свойств, посадок
и т. п.), но и устанавливаются предпочтительные ряды этих пара-
метров. Например, предпочтительные посадки для гладких цилин-
дрических соединений, ряды нормальных линейных размеров,
диаметров и шагов для большинства типов резьб и т. д.
Во всех случаях более редкий ряд следует предпочитать более
частому, что позволяет получить экономический эффект за счет
сужения (унификации) применяемых типоразмеров инструментов,
материала, заготовок, упрощения эксплуатации и ремонта и т. п.
Этот принцип обеспечивается применением рядов предпочти-
тельных чисел для построения параметрических рядов.
Принцип функциональной взаимозаменяемости стандартных из-
делий. Он обеспечивает взаимозаменяемость изделий по эксплуа-
тационным показателям с целью достижения высокого качества
и экономичности производства изделий. Этот принцип заклады-
вается на этапе проектирования изделий.
Принцип оптимального удельного расхода материалов. Извест-
но, что стоимость материалов в машиностроении составляет от
40 до 80 % стоимости готовой продукции. Поэтому при разработ-
ке стандартов необходимо выбирать рациональные конструкции
изделий, пользоваться новыми методами расчета, применять про-
грессивные технологические процессы и т. д.
20
Принцип обеспечения патентной чистоты стандартов. Он приоб-
ретает все большее значение. В то же время расширяющаяся между-
народная стандартизация, гармонизация стандартов способствуют
укреплению системы патентования продукции, услуг, процессов.
Для обеспечения конкурентоспособности отечественной про-
дукции необходимо не только обеспечить показатели качества на
уровне мировых образцов, но и исключить нарушения действу-
ющих в других странах систем патентования. Это должно заклады-
ваться уже на этапе разработки стандартов.
Рассмотрим методы, использующиеся для выполнения целей стан-
дартизации.
• Метод опережающей стандартизации. Его суть раскрыта при
определении принципа прогрессивности и оптимизации стандар-
тов.
• Метод комплексной стандартизации. Он является основным
для обеспечения стандартизации принципа взаимоувязки стан-
дартов.
Известно, что качество конечной продукции определяется ка-
чеством сырья, материалов, деталей, комплектующих изделий,
совершенством методов расчета и проектирования, технологичес-
кими процессами, условиями сервисного обслуживания и многи-
ми другими факторами. Если стандартизация охватывает все эле-
менты жизненного цикла изделия, то она называется комплексной.
В этом случае она обеспечивает взаимную увязку стандартов, ус-
ловий характеристик исходя из требований, предъявляемых с уче-
том современного уровня развития науки и техники.
• Метод систематизации и классификации. Он используется все
шире с целью упорядочить содержание или предпосылки к реше-
нию поставленной задачи. По этому методу, в частности, создают
системы общетехнических и организационно-методических стан-
дартов. Например: «Единая система технологической документа-
ции» (ГОСТ 3.1107 — 81 «Единая система технологической доку-
ментации. Опоры, зажимы и установочные устройства. Графичес-
кие изображения»), «Государственная система обеспечения един-
ства измерений» (ГОСТ 8.315—02 «Стандартные образцы состава
веществ и материалов. Основные положения»).
Особую роль в этих случаях играет нумерация стандартов. Она
включает в себя номер системы стандартов (в нашем случае 3 или
8), что позволяет без нарушения стройной системы по мере необ-
ходимости пополнять ее новыми стандартами.
• Метод унификации. Он заключается в рациональном умень-
шении числа типов, видов, а также размеров объектов одинако-
вого назначения.
Ранее преобладало индивидуальное проектирование, когда за-
ново разрабатывали все детали, узлы и механизмы, даже доста-
точно распространенные. При этом почти не учитывали опыт про-
ектирования, изготовления и эксплуатации изделий аналогичного
назначения. В связи с этим затрачивалось много времени на про-
ектирование и изготовление изделий, их эксплуатацию и ремонт.
Вместе с тем различные машины, оборудование содержат зна-
чительное количество деталей и узлов похожего назначения. На-
пример, подшипники качения всегда применяют для осуществ-
ления вращательного движения; зубчатые передачи — для переда-
чи крутящих моментов; манжеты и сальники — для устранения
подтекания какой-либо жидкости и т.п. Типовые детали, узлы и
механизмы можно без каких-либо переделок применять в разно-
образных готовых изделиях. Это значительно упрощает расчет,
ускоряет проектирование и изготовление новых изделий. Такие
типовые детали обычно изготавливают на специализированных
предприятиях.
К объектам унификации в машиностроении относят машины,
оборудование, механизмы, их составные части, технологическую
оснастку, технологические процессы, виды и марки материалов,
методы контроля и испытаний и т. п.
Одним из основных инструментов унификации является м е-
тод использования предпочтительных чисел. Пред-
почтительными их называют по сравнению с другими числами
при установлении значений параметров и размеров машиностро-
ительной продукции.
Значения главных и основных параметров изделий образуют
ряды — параметрические ряды, — которые строятся по
определенной математической зависимости. Напомним, что глав-
ным параметром называют такой параметр из числа основных,
который наиболее полно характеризует изделие, остается неиз-
менным длительное время и может изменяться только при разра-
ботке более совершенных изделий. Например, для металлорежу-
щих станков главными параметрами будут габаритные размеры
устанавливаемых заготовок, размеры рабочей поверхности стола,
усилие, развиваемое рабочими органами станка, а основными —
частота вращения или число двойных ходов в минуту, конструк-
тивная масса станка и др. Для колесных и гусеничных тракторбв
главными параметрами являются мощность, усилие, развиваемое
рабочими органами, давление на грунт, удельный расход топли-
ва, а основными — скорость движения, конструктивная масса,
ширина колеи, вертикальный просвет и др.
Параметрические ряды образуют, например, размеры обуви и
одежды, посадочные диаметры подшипников качения, грузоподъ-
емность автомобилей, напряжения электрической сети, мощнос-
ти электрических машин и т.п.
Наиболее целесообразными рядами предпочтительных чисел
являются ряды, построенные по арифметическим или геометри-
ческим прогрессиям.
22
Ряды, построенные по арифметическим прогрессиям, представ-
ляют собой последовательность чисел, в которой разность d меж-
ду любыми соседними числами а, и a,_i остается постоянной, т. е.
d - ai - «, _1 = const. (2.1)
Например, внутренние диаметры подшипников качения в ин-
тервале от 20 до 110 мм имеют следующие значения: 20, 25, 30,
35... 100, 105, ПО мм, т.е. образуют арифметическую прогрессию
с разностью d = 5.
Ряды предпочтительных чисел, построенных по геометрическим
прогрессиям, имеют не постоянную разность d, а постоянное отно-
шение каждого последующего члена а, к предыдущему а,_]. Это от-
ношение носит название знаменателя геометрической прогрессии:
q, = Д/М-1- (2.2)
Например, ряд чисел 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16... образует гео-
метрическую прогрессию со знаменателем q~ 1,6.
В 1877 г. французский инженер Шарль Ренар предложил ис-
пользовать геометрическую прогрессию для установления размеров
канатов, используемых для воздушных шаров. Предложенные им
ряды чисел получили в дальнейшем название рядов Ренара. В них
предпочтительные числа получают на основе геометрической про-
грессии, z-й член которой определяется по формуле
qt = ±10(2.3)
где R = 5, 10, 20, 40, 80, 60; i — целое число в интервале от 0 до R.
Различают следующие ряды предпочтительных чисел: основ-
ные, дополнительные, составные, приближенные, производные.
Кроме того, устанавливаются еще специальные ряды.
В основном используют основные и дополнительные ряды пред-
почтительных чисел, обозначения которых представлены в табл. 2.1.
Ряды R5, «10, «20, «40 называют основными, а ряды «80,
R160 — дополнительными. Они регламентированы ГОСТ 8032 — 84
Таблица 2.1
Обозначение ряда Знаменатель геометрической прогрессии Число членов в пределах ряда
R5 Ж) =1,600 5
R10 Ш «1,250 10
«20 Ш = 1,120 20
«40 Жб = 1,060 40
«80 8Ш = 1,озо । 80
«160 = 1,015 160
23
Таблица 2.2
Основные рады Номер пред- почтительного числа Основные ряды Номер пред- почтительного числа
R5 А10 А20 А40 R5 А10 Л20 А40
1,00 1,00 1,00 1,00 0 3,35 21
1,06 1 .3,55 3,55 22
1,12 1,12 2 3,75 23
1,18 3 4,00 4,00 4,00 4,00 24
1,25 1,25 1,25 4 4,25 25
1,32 5 4,50 4,50 26
1,40 1,40 6 4,75 27
1,50 7 5,00 5,00 5,00 28
1,60 1,60 1,60 1,60 8 5,30 29
1,70 9 5,60 5,60 30
1,80 1,80 10 6,00 31
1,90 11 6,30 6,30 6,30 6,30 32
2,00 2,00 2,00 12 6,70 33
2,12 13 7,10 7,10 34
2,24 2,24 14 7,50 35
2,36 15 8,00 8,00 8,00 36
2,50 2,50 2,50 2,50 16 8,50 37
2,65 17 9,00 9,00 38
2,80 2,80 18 9,50 39
3,00 19 10,00 10,00 10,00 10,00 40
3,15 3,15 3,15 20
и соответствуют рядам, установленным в международных стан-
дартах ИСО. Основные ряды предпочтительных чисел в интервале
от 1 до 10 приведены в табл. 2.2.
Ряды предпочтительных чисел безграничны. Числа больше110
получают при умножении чисел, установленных в интервале от 1
до 10 (см. табл. 2.2), на 10, 100, 1000 и т. д., а числа меньше 1 — при
умножении на 0,1; 0,01; 0,001 ит.д. Например, ряд J?5 для диапазо-
на 0,1... 1 мм будет выглядеть как 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1, а ряд
7?10 для диапазона 100... 1000 мм — как 100; 125; 160; 200; 250; 315;
400; 500; 630; 800; 1000.
В общем случае при выборе чисел следует отдавать предпочте-
ние ряду с меньшим порядковым номером. Например, ряд R5 пред-
почтительнее ряда 7?10, ряд 7?20 предпочтительнее ряда 7?40 и т.д.
Во многих отраслях машиностроения (для металлорежущих стан-
ков, кузнечно-прессового оборудования, дизелей, строительно-
24
дорожных машин и др.) преимущественно применяют парамет-
рические ряды, основанные на рядах ДЮ. Параметрические ряды
узлов, комплектующих изделий и деталей экономичнее строить
по более высоким рядам, например Д20.
Арифметические прогрессии применяют преимущественно для
стандартизации крепежных изделий, подшипников качения, сор-
тового проката и других деталей и узлов массового потребления.
Предпочтительные ряды чисел послужили основанием для раз-
работки ГОСТ 6636—69* «Нормальные линейные размеры». В этом
стандарте приведены ряды нормальных линейных размеров (диа-
метров, длин, высот и уступов), предназначенных для выбора
номинальных размеров изделий, прежде всего машиностроения.
В диапазоне 0,001... 20000 мм установлены четыре основных ряда
чисел: Да5; Ra 10; Да20; Да40. Таблица нормальных линейных раз-
меров рядов построена аналогично таблице рядов предпочтитель-
ных чисел. Разница лишь в диапазоне представленных чисел.
• Метод агрегатирования. Это метод создания машин, прибо-
ров и оборудования путем компоновки стандартных, унифициро-
ванных деталей, узлов и механизмов, имеющих одинаковые гео-
метрические размеры и назначение.
Рассмотрим сущность агрегатирования на следующем примере.
Любой легковой автомобиль состоит из следующих основных аг-
регатов и систем: двигатель, шасси, кузов, трансмиссия, элект-
рооборудование и др. Такая конструктивная общность позволила
стандартизировать и унифицировать основные узлы, детали и орга-
низовать массовое или серийное производство автомобилей в виде
конструктивного ряда автомобилей, состоящего из комбинации
основных агрегатов и систем.
Агрегатирование позволяет сократить трудоемкость проекти-
рования, изготовления и ремонта изделий, улучшить качество
продукции, облегчить перестройку производства при переходе на
выпуск новой продукции.
2.3. СИСТЕМЫ ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ
В Государственной системе стандартизации РФ основополага-
ющие стандарты разделены по двум основным группам: органи-
зационно-технические и общетехнические, которые, как прави-
ло, формируются в комплексы стандартов. В этих стандартах уста-
навливаются правила, обеспечивающие разработку, производство
и применение продукции во взаимосвязи технических и органи-
зационных аспектов.
Рассмотрим более подробно основополагающие общетехниче-
ские стандарты. В соответствии с ГОСТ Р 1.5 — 92* эти стандарты
содержат: ‘
:25
« научно-технические термины и определения, многократно
используемые в науке, технике, промышленности, сельскохозяй-
ственном производстве, на транспорте и в других сферах;
• условные обозначения для различных объектов стандартиза-
ции;
• требования к построению, изложению и содержанию различ-
ных видов документации;
• общетехнические величины, требования и нормы, необходи-
мые для технического, в том числе метрологического, обеспече-
ния производственного процесса.
В настоящее время из 36 развернутых ранее систем и комплек-
сов общетехнических стандартов действует 25, подавляющее боль-
шинство из которых являются межгосударственными.
Основная цель создания этих систем и комплексов — обеспе-
чение технического единства и взаимосвязи различных областей
науки, техники и производства в процессах создания и использо-
вания продукции, охраны окружающей среды, безопасности про-
дукции, процессов и услуг для жизни и здоровья людей, сохран-
ности имущества.
В состав систем и комплексов общетехнических стандартов вхо-
дят:
Единая система конструкторской документации (ЕСКД);
Единая система технологической документации (ЕСТД);
Государственная система обеспечения единства измерений
(ГСИ);
Единая система программной документации (ЕСПД);
Система разработки и постановки продукции на производство
(СРПП);
Комплексная система контроля качества (КСКК) и др.
Рассмотрим принципы создания, структуру, содержание и обо-
значение некоторых основных общетехнических систем стандартов.
2.3.1. Единая система классификации и кодирования
технико-экономической и социальной информации
В решении проблемы создания единого информационного про-
странства России важное место занимает создание Единой систе-
мы классификации и кодирования технико-экономической и со-
циальной информации (ЕСКК). Кроме того, эта система является
необходимой составляющей в следующих областях: статистика,
стандартизация, производство продукции и предоставление ус-
луг, транспорт, финансовая и правоохранительная деятельность,
банковское дело, бухгалтерский учет и др.
В настоящее время в составе ЕСКК разработаны и приняты
Госстандартом России 25 общероссийских классификаторов, в
которых классифицируется продукция, основные фонды, пред-
26
приятия и организации, специальности, профессии, валюта, ус-
луги, изделия и конструкторские документы, другие объекты тех-
нико-экономической и социальной информации, например:
Общероссийский классификатор стандартов (ОКС), обозначе-
ние которого ОК (МК (ИСО/ИНФКО МКС) 001-96) 001-00;
Общероссийский классификатор услуг населению (ОКУП) —
ОК 002—93*;
Общероссийский классификатор видов экономической деятель-
ности, продукции и услуг (ОКДП) — ОК 004 — 93*;
Общероссийский классификатор предприятий и организаций
(ОКПО) - ОК 007-93;
Общероссийский классификатор специальностей по образова-
нию (ОКСО) - ОК 009-93;
Общероссийский классификатор конструкторской документа-
ции (ЕСКД) - ОК 012—93;
Технологический классификатор деталей машиностроения и
приборостроения — ОК 021 — 95;
Общероссийский классификатор начального профессиональ-
ного образования (ОКНПО) — ОК023 —95 и др.
Рассмотрим краткое описание некоторых из них.
Общероссийский классификатор стандартов (ОКС) соответствует
Международному классификатору стандартов (МКС), утвержден-
ному ИСО и рекомендованному к применению в странах — членах
ИСО, и Межгосударственному классификатору стандартов МК
(ИСО/ИНФКО МКС) 001-96*.
Объектами ОКС являются стандарты и другие нормативные
документы по стандартизации.
ОКС предназначен для использования при построении катало-
гов, указателей межгосударственных и национальных стандартов
и других нормативных документов по стандартизации, содержа-
щихся в базах данных, библиотеках и т. д.
В ОКС принят иерархический метод классификации.
Длина кодового обозначения — семь знаков, алфавит кода —
цифровой.
Структура кодового обозначения имеет следующий вид:
XX. XXX. X.
Подгруппа
Группа
Класс
Пример записи позиций классификатора:
25 Машиностроение
25.080 Металлорежущие станки
25.080.10 Токарные станки.
Я
Объектами классификации в ОКУН являются услуги, оказыва-
емые населению предприятиями, организациями и гражданами,
занимающимися индивидуальной трудовой деятельностью, в сфе-
рах бытового обслуживания, пассажирского транспорта и связи,
культуры, туризма, спорта, образования и т.п.
Структура кодового обозначения имеет следующий вид:
X. X. XX. КЧ
Контрольное число
___________________Услуга___________
Вид
Подгруппа
Группа
Пример записи позиций классификатора:
0100002 Бытовые услуги
0110005 Ремонт, окраска, пошив обуви
0111009 Ремонт обуви
0111014 Ремонт верха обуви
0111029 Изготовление и прикрепление ремешков, языков, уд-
линение ремешков и замена резинок.
Объектами классификации в ОКДП являются виды экономи-
ческой деятельности, осуществляемые во всех отраслях эконо-
мики (сельское хозяйство, горнодобывающая промышленность,
обрабатывающая промышленность, охота и лесоводство и др.),
а также продукция и услуги как результат экономической дея-
тельности.
2.3.2. Единая система конструкторской документации
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) пред-
ставляет собой комплекс межгосударственных стандартов, уста-
навливающих взаимосвязанные единые правила и положения по
порядку разработки, оформления и обращения конструкторских
документов, разрабатываемых организациями и предприятиями
разных стран. Эти единые правила распространяются на все виды
конструкторских документов, на учетно-регистрационную, нор-
мативно-техническую и технологическую документацию, а также
на научно-техническую и учебную литературу.
ЕСКД состоит из 158 межгосударственных стандартов и 5 реко-
мендаций, которые гармонизированы (соответствуют требовани-
ям) с соответствующими стандартами ИСО и МЭК.
Государственные стандарты ЕСКД распределяются по 10 клас-
сификационным группам. Приведем некоторые из них:
28
О — общие положения;
1 — основные положения (определяют построение системы,
структуру и номенклатуру конструкторских документов);
2 — классификация и обозначение изделий и конструкторских
документов;
3 — общие правила выполнения чертежей;
7 — правила выполнения схем;
8 — методы проектирования изделий;
9 — прочие стандарты (не вошедшие в другие классификаци-
онные группы).
Обозначение стандартов ЕСКД построено по классификаци-
онному признаку. Оно состоит из категории стандарта (ГОСТ Р;
ГОСТ); цифры 2, присвоенной классу стандартов ЕСКД; цифры
после точки, обозначающей номер группы стандартов; двухзнач-
ного числа, определяющего порядковый номер стандарта в груп-
пе; двух следующих после тире чисел, которые соответствуют двум
последним цифрам года утверждения стандарта; наименования
стандарта.
Пример обозначения ГОСТ 2.503 — 90 «Единая система конст-
рукторской документации. Правила внесения изменений»:
ГОСТ 2
5 03 90
Год утверждения стандарта
____________Порядковый номер в группе
Номер группы
Класс (стандарты ЕСКД)
Категория стандарта
В 1980 г. введен в действие стандарт ЕСКД ГОСТ 2.201 — 80,
который устанавливает единую обезличенную классификацион-
ную систему обозначений изделий машиностроения и приборос-
троения (ИМИ) основного и вспомогательного производства, со-
ставных частей ИМП и их конструкторских документов всех от-
раслей промышленности на всех стадиях жизненного цикла изде-
лия, главным образом, при разработке (проектировании), изго-
товлении, эксплуатации и ремонте.
Каждому изделию и его конструкторскому документу КД при-
сваивается обозначение (код), которое сохраняется независимо
от того, в каких изделиях и конструкторских документах оно при-
меняется. При этом обозначение изделия является одновременно
обозначением его основного конструкторского документа (для
детали — чертеж, для сборочной единицы, комплекса и комплек-
та — спецификация).
Ж
Код — это знак или совокупность знаков, принятых для обо-
значения классификационной группировки и (или) объекта клас-
сификации.
Структура обозначения изделия и его КД имеет следующий вид:
ХХХХ. ХХХХХХ. XXX.
| Порядковый регистрационный номер (ПРН)
Код классификационной характеристики (ККХ)
Код организации-разработчика (КОР)
КОР состоит из четырех букв русского и латинского алфавита,
его назначают по кодификатору. ККХ состоит из шести букв араб-
ского алфавита, его назначают по Классификатору изделий и кон-
структорских документов машиностроения и приборостроения
(Классификатор ЕСКД, КЕСКД). ПРН состоит из трех арабских
цифр, его присваивают по ККХ от 001 до 999 в пределах КОР.
Например, конвейер ленточный и его спецификация обозначают-
ся: СЛТВ. 482164.001; сборочный чертеж — СЛТВ. 482164.001 СБ;
вал шлицевой (деталь) и его чертеж — СЛТВ.482164.004.
2.3.3. Единая система технологической документации
Единая система технологической документации (ЕСТД) пред-
ставляет собой комплекс 37 государственных стандартов и реко-
мендаций Госстандарта России, устанавливающий взаимосвязан-
ные правила и положения по порядку разработки, комплекта-
ции, оформления и обращения технологической документации,
применяемой при изготовлении и ремонте изделий (их составных
частей) машиностроения и приборостроения (ГОСТ 3.1001 — 81* *).
ЕСТД устанавливает правила оформления комплектов техно-
логической документации на изделия, комплектов технологиче-
ских документов на процессы и операции с учетом применяемых
методов и видов, отдельных видов вспомогательных технологи-
ческих документов и др.
Комплекс документов ЕСТД содержит:
• общие положения по построению системы;
• правила оформления текстовых, графических технологиче-
ских документов на бумажных и машинных носителях;
• термины и определения основных понятий;
• систему обозначений технологических документов и их комп-
лектов;
• правила выполнения бланков форм;
• систему обозначений опор, зажимов и установочных устройств
и другие правила и положения.
30
Выбор технологической документации применительно к ус-
ловиям конкретного предприятия осуществляется в зависимости
от типа и вида производства, стадии разработки документации,
технологического метода (процесса, операции) и других фактов.
В стандартах приводятся характеристики, описания, правила
оформления около 36 видов технологических документов: ведо-
мость, технологических маршрутов, ведомость материалов, ведо-
мость удельных норм расхода материалов, ведомость оснастки,
ведомость оборудования, карта эскизов, маршрутная карта, карта
технологического процесса, карта типовой операции, карта на-
ладки, операционная карта и т.д.
В ГОСТ 3.1107 — 81 приводятся графические обозначения опор,
зажимов, а также условные обозначения типов устройств зажима.
Система обозначения технологической документации пред-
назначена для обозначения комплектов документации на изде-
лия, технологические процессы (операции) с целью упорядоче-
ния учета, обращения и использования информационно-поиско-
вых систем.
Структура кодового обозначения технологической документа-
ции имеет следующий вид:
К ХХХХХ. ХХХХ.
Порядковый регистрационный номер
Код характеристики документа ।
। XX. X. XX.
Вид технологического процесса
по методу выполнения
Вид технологического процесса
по организации
Вид документации
Код организации-разработчика
Одними из основных элементов информационного обеспече-
ния систем технологической подготовки производства являются
технологические классификаторы изделий (деталей и сборочных еди-
ниц) машиностроения и приборостроения, построенные в совокуп-
ности с Классификатором ЕСКД.
К таким классификаторам относят следующие:
Технологический классификатор деталей машиностроения И
приборостроения (ТКД) ОК 021 — 95;
31
Общероссийский классификатор деталей, изготавливаемых свар-
кой, пайкой, склеиванием и термической резкой, ОК 020 — 95;
Общероссийский технологический классификатор сборочных еди-
ниц машиностроения и приборостроения (ОТКСЕ) ОК 022 — 95.
2.3.4. Система разработки и постановки продукции на производство
Система разработки и постановки продукции на производство
(СРПП) разрабатывается и формируется у нас в стране с начала
1970-х гг. Основное ее предназначение сводится к установлению
единых организационно-технических принципов и порядка про-
ведения работ по следующим направлениям: обеспечение разра-
ботки и производства продукции высокого качества, конкурен-
тоспособной на внешнем рынке и наиболее полно удовлетворяю-
щей потребностям экономики и населения; сокращение сроков и
затрат на разработку производства, эксплуатацию и ремонт про-
дукции; обеспечение стабильности показателей качества продук-
ции; повышение ответственности исполнителей работ за качество
разработки, изготовления и обеспечения эксплуатации и ремонта
продукции.
Основными объектами стандартизации в этой системе стан-
дартов явились: порядок проведения работ на этапах жизненного
цикла продукции, правила принятия и оформления решений по
их результатам, функции участников и исполнителей работ, а также
общие требования к продукции, предъявляемые на каждом этапе
жизненного цикла.
В настоящее время в СРПП входят 66 стандартов, которые ох-
ватывают все стадии жизненного цикла продукции.
В общем случае жизненный цикл продукции (рис. 2.1) в СРПП
подразделяется на стадии и виды (этапы) работ.
СРПП продолжает развиваться сегодня на принципиально иной
основе. Создаются стандарты нового поколения.
Общие принципы разрабатываемых стандартов СРПП на ос-
нове МС ИСО 9000 заключаются в следующем:
требования заказчика должны быть проанализированы Изгото-
вителем и согласованы, а затем документально оформлены;
проектирование (разработка) должно проводиться по докумен-
тированным процедурам в соответствии с планами работ;
выходные проектные данные должны быть документально офор-
млены (в виде технической документации) и отвечать входным
проектным данным (ТЗ, договору, контракту);
на соответствующих стадиях работы над проектом должен про-
водиться анализ результатов проектирования (лабораторные, стен-
довые испытания);
утверждать проект должна приемная комиссия под председа-
тельством заказчика;
32
Рис. 2.1. Типовой жизненный цикл продукции
должны проводиться приемочные, квалификационные испы-
тания.
Кроме того, при разработке стандартов СРПП учитываются
европейские подходы к обеспечению качества, в частности оцен-
ка качества продукции на стадии ее разработки посредством про-
цедур оценки соответствия конструкторской документации и опыт-
ных образцов обязательным требованиям.
2.3.5. Государственная система обеспечения единства измерений
Стандарты государственной системы обеспечения единства
измерений (ГСП) являются нормативной базой метрологическо-
го обеспечения, основной целью которой является достижение
единства и требуемой точности измерений. В состав ГСП в насто-
2 Зайцев 33
ящее время входит более 400 стандартов разных категорий, охва-
тывающих все этапы жизненного цикла продукции.
Стандарты ГСИ являются нормативной базой метрологическо-
го обеспечения, под которым понимается установление и приме-
нение научных и организационных основ, технических средств,
правил и норм, необходимых для достижения единства и требуе-
мой точности измерений. г
В нормативных документах ГСИ принято выделять основопо-
лагающие стандарты, на основе которых разрабатываются все ос-
тальные нормативные документы для конкретных областей изме-
рений, измерительных процессов и средств измерений. Осново-
полагающим стандартом ГСИ является ГОСТ 8.417 — 81* «ГСИ.
Единицы физических величин».
Воспроизведение единиц осуществляется эталонами. Общие
положения, классификацию и назначение эталонов устанавливает
ГОСТ 8.057 — 80 «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Ос-
новные положения». К основополагающим относятся также ГОСТ
8.372 — 80. «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Порядок
разработки, утверждения, регистрации, хранения и применения»
и ГОСТ 8.381 — 80. «ГСИ. Эталоны. Способы выражения погреш-
ностей».
Передача информации о размере единицы от эталонов сред-
ствам измерений регламентирована шестью основополагающими
стандартами. ГОСТ 8.061 — 80 «ГСИ. Поверочные схемы. Содержа-
ние и построение» устанавливает разделение поверочных схем на
государственные, возглавляемые государственным эталоном и ох-
ватывающие все средства измерений данной физической величи-
ны, применяемые в стране; ведомственные, возглавляемые рабо-
чим эталоном и распространяющиеся на средства измерений,
находящиеся в обращении внутри министерства (ведомства); ло-
кальные, предназначенные для средств измерений, подлежащих
поверке в определенном органе государственной или ведомствен-
ной метрологической службы.
К самой процедуре передачи информации относятся ГОСТ
8.395 — 80 «ГСИ. Нормальные условия измерений при поверке.
Общие требования», ПР 50.2.006 — 94 «ГСИ. Поверка средств из-
мерений. Организация и порядок проведения».
Группа основополагающих стандартов устанавливает порядок
нормирования метрологических характеристик средств измерений.
Это ГОСТ 8.009 — 84 «ГСИ. Нормируемые метрологические харак-
теристики средств измерений», ГОСТ 8.401 — 80 «ГСИ. Классы точ-
ности средств измерений. Общие требования», ГОСТ 8.256 — 77
«ГСИ. Нормирование и определение динамических характеристик
аналоговых средств измерений. Основные положения».
Правила выполнения и оформления результатов измерений
регламентированы стандартом ГОСТ 8.207 — 76 «ГСИ. Прямые из-
34
мерения с многократными наблюдениями. Методы обработки ре-
зультатов наблюдений. Основные положения».
Единообразие средств измерений обеспечивается основопола-
гающим ГОСТ 8.383 — 90 «ГСИ. Государственные испытания
средств измерений. Основные положения» и ГОСТ 8.001 — 80*
«ГСИ. Организация и порядок проведения государственных испы-
таний средств измерений».
Метрологический надзор за разработкой, состоянием и при-
менением средств измерений осуществляется в соответствии с
основополагающим ГОСТ 8.002—86* «ГСИ. Государственный над-
зор и ведомственный контроль за средствами измерений. Основ-
ные положения», а также ГОСТ 8.513 — 84 «ГСИ. Поверка средств
измерений. Организация, и порядок проведения». Для дальнейше-
го развития метрологии, повышения эффективности научно-ис-
следовательских, опытно-конструкторских и проектных работ,
экономии материалов и природных ресурсов важное значение
имеют достоверные данные о физических константах и свойствах
веществ и материалов. В этой области действуют основополагаю-
щие ГОСТ 8.310 — 90 «ГСИ. Государственная служба стандартных
справочных данных. Основные положения», ГОСТ 8.315 — 02 «Стан-
дартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основ-
ные положения».
Остальные государственные стандарты относятся к рабочим
документам ГСИ и делятся на четыре группы.
1. Стандарты государственных эталонов и государственных по-
верочных схем. Они должны соответствовать требованиям осново-
полагающих стандартов ГОСТ 8.057-80 и ГОСТ 8.061-80.
2. Стандарты методов и средств поверки мер и измерительных
приборов. В стандартах этой группы учитываются требования стан-
дартов, регламентирующих технические требования к средствам
измерений.
' 3. Стандарты норм точности измерений.
4. Стандарты типовых методик выполнения измерений.
Положения государственных стандартов конкретизируются с
учетом выпускаемой продукции, особенностей технологических
процессов и общей специфики производства в отраслевых мето-
диках, методических указаниях, инструкциях и других рабочих
документах ГСИ, входящих в систему нормативно-технической
документации по метрологическому обеспечению.
2.3.6. Единая система программной документации
Единая система программной документации (ЕСПД) объединяет
государственные стандарты, устанавливающие порядок докумен-
тирования программ (программной продукции) на стадиях разра-
ботки, сопровождения и эксплуатации в разных отраслях промыш-
35
ленности, в том числе CALS-технологий и непромышленных сфер
(здравоохранение, образование, социальное обеспечение и др.).
В составе комплекса — 32 стандарта, в том числе 28 межгосу-
дарственных. Условное обозначение: ГОСТ 19.ХХХ (ЕСКД).
2.4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ
2.4.1. Органы и службы стандартизации
Согласно Руководству 2 ИСО/МЭК деятельность по стандарти-
зации осуществляют соответствующие органы и организации. В рам-
ках государства создается национальный орган по стандартизации
(в межгосударственном масштабе — это международные организа-
ции). На рис. 2.2 представлена структурная схема органов и служб
стандартизации в Российской Федерации.
Государственную политику в области стандартизации в России
формирует и реализует Государственный комитет Российской Фе-
дерации по стандартизации и метрологии, подчиненный Прави-
тельству Российской Федерации. Он же осуществляет государствен-
ный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований
государственных стандартов, участвует в работах по международ-
ной, региональной стандартизации, организует профессиональ-
ную подготовку и переподготовку кадров в области стандартизации.
В систему Госстандарта России сегодня входят более 150 орга-
низаций и предприятий, в том числе около 20 научных организа-
Рис. 2.2. Структурная схема органов и служб стандартизации
36
ций, более 10 промышленных предприятий по производству
средств измерений высших классов точности, более 100 террито-
риальных органов (центров стандартизации и метрологии (ЦСМ)),
расположенных во всех промышленных центрах России.
Для организации и выполнения работ по стандартизации оп-
ределенных видов продукции, технологии или видов деятельно-
сти создаются технические комитеты по стандартизации. Они орга-
низуются решением Госстандарта России на базе предприятий или
организаций, обладающих в конкретной области наиболее высо-
ким научно-техническим потенциалом. К работе в них привлека-
ются на добровольной основе представители всех заинтересован-
ных сторон — предприятий и организаций, заказчиков (потреби-
телей), исследователей, разработчиков и изготовителей продук-
ции, органов по стандартизации, метрологии, аккредитации, сер-
тификации, общественных организаций потребителей.
Технические комитеты (ТК) по стандартизации осуществляют
свою деятельность в соответствии с положением о конкретном ТК.
В настоящее время на территории России функционирует бо-
лее 320 ТК; при этом большинство из цих одновременно обладают
статусом межгосударственных технических комитетов (МТК) по
стандартизации за счет включения в состав ТК представителей
других соответствующих национальных органов по стандартиза-
ции стран —членов СНГ.
Для разработки нормативных документов отраслей (ОСТ), пред-
приятий (СТП), научно-технических и инженерных обществ
(СТО) министерства, заводы, организации, объединения созда-
ют в своей структуре специальные службы, которые координиру-
ют работу по созданию, применению и контролю за исполнением
стандартов.
Они получили общее название Подразделения {службы) стан-
дартизации субъектов хозяйственной деятельности. Эти подразде-
ления выполняют самостоятельные научно-исследовательские,
опытно-конструкторские, проектные, испытательные и другие
работы по стандартизации. Кроме того, они ведут нормоконтроль
разрабатываемой технической документации (конструкторской,
технологической и проектной). Такими подразделениями являют-
ся Отдел стандартизации; Управление по метрологии, стандарти-
зации и сертификации и т. п.
ЦСМ Госстандарта России являются территориальными орга-
нами Госстандарта России и на закрепленных за ними территори-
ях субъектов Российской Федерации реализуют все направления
общей технической политики Госстандарта России по линиям стан-
дартизации, метрологии, сертификации, лицензирования. Кроме
того, они осуществляют функцию государственного контроля и
надзора за соблюдением обязательных требований технических рег-
ламентов, государственных и межгосударственных стандартов.
37
2.4.2. Порядок разработки, введения в действие
и обновления стандартов
Правила разработки и утверждения национальных стандартов,
общероссийских классификаторов технико-экономической и со-
циальной информации, а также порядок разработки, принятия,
изменения и отмены технического регламента определены Феде-
ральным законом «О техническом регулировании».
Для организационно-методического единства при разработке
стандартов и в целях контроля выполнения этих работ установлены
определенные стадии разработки стандартов (ГОСТ Р L2—91):
1 — разработка и утверждение технического задания на разра-
ботку стандарта; ' у
2 — разработка проекта стандарта (первой редакции) и рас-
сылка его для получения отзыва;
3 — обработка отзывов, разработка проекта стандарта (оконча-
тельная редакция) и представление его на утверждение;
4 — утверждение и государственная регистрация стандарта.
Построение, изложение, оформление и содержание стандар-
тов должны соответствовать ГОСТ Р 1.5 — 91.
На первой стадии определяются сроки разработки техническо-
го задания, а также сроки выполнения всей работы. Затем осуще-
ствляются сбор, изучение и анализ существующих материалов по
данной теме. После этого составляется проект технического зада-
ния, в котором указываются цели и задачи разработки стандарта,
содержание и структура будущего стандарта, перечень требова-
ний к объекту стандартизации, список заинтересованных потен-
циальных потребителей этого стандарта, которым в дальнейшем
проект направляется на отзыв.
На второй стадии в соответствии с техническим заданием раз-
рабатывается проект стандарта (первая редакция), который дол-
жен соответствовать законодательству Российской Федерации,
международным правилам и нормам. На этой стадии выполняется
его проверка на патентную чистоту для предупреждения наруше-
ния исключительных прав, вытекающих из положения о действу-
ющих патентах, товарных знаках и др.
После рассмотрения первой редакции проекта стандарта на спе-
циальном заседании технического комитета он рассылается на
отзыв заказчикам стандарта и заинтересованным организациям.
На третьей стадии анализируются полученные отзывы, состав-
ляется окончательная редакция стандарта с учетом полученных
замечаний и предложений. Окончательная редакция рассматрива-
ется членами ТК, органами государственного контроля и надзора
за соблюдением обязательных требований стандарта, научно-ис-
следовательскими институтами Госстандарта России, утвержда-
ется и направляется в Госстандарт России и заказчику.
На четвертой стадии Госстандарт России рассматривает про-
ект стандарта, проводит его научно-техническую экспертизу и
утверждает.
После этого устанавливается дата его введения в действие, он
регистрируется, издается и распространяется. Информация о при-
нятом стандарте публикуется в ежемесячном информационном ука-
зателе. Порядок ввода в действие стандартов определен в ГОСТ Р
1.20-90.
Для ввода в действие стандарта разрабатываются планы мероп-
риятий или конкретных заданий на заинтересованных предприя-
тиях, в организациях и отдельных структурных подразделениях с
установлением конкретных сроков и ответственных исполнителей.
Стандарт считается введенным в действие на предприятии, в
организации, если установленные им нормы, показатели и тре-
бования применяются в соответствии с областью его распростра-
нения.
С целью актуализации стандартов технические комитеты по-
стоянно поддерживают обратную связь с предприятиями и орга-
низациями, использующими принятые стандарты. При необходи-
мости обновления стандарта эти комитеты разрабатывают проект
изменения, проект пересмотренного стандарта или предложений
по отмене действующего нормативного документа и вносят пред-
ложение в Госстандарт России.
Пересмотр государственного стандарта является, по существу,
разработкой нового взамен действующего.
Отмена стандарта может происходить как с заменой его но-
вым, так и без замены. Причиной отмены, как правило, является
прекращение выпуска продукции или оказания услуги, которая
производилась по данному нормативному документу, либо при-
нятие нового стандарта.
Решение о внесении изменений, пересмотре и отмене стан-
дартов разных категорий принимает компетентный орган, утвер-
дивший этот документ. Так, окончательное решение об измене-
ниях, пересмотре и отмене ГОСТ Р принимает Госстандарт Рос-
сии, ОСТ — орган государственного управления, утвердивший
его, СТП — руководство субъекта хозяйственной деятельности.
2.4.3. Государственный контроль и надзор
Для нормального функционирования любой сложной систе-
мы, в том числе и Государственной системы стандартизации, не-
обходим контроль и надзор.
До недавнего времени требования, положения и правила, ус-
тановленные в стандартах (особенно государственных), были строго
обязательны. В настоящее время установлены требования стандар-
тов, которые определены как обязательные и добровольные.
W
В соответствии с Федеральным законом «О техническом регу-
лировании» государственный контроль (надзор) за соблюдением
требований технических регламентов осуществляется в отноше-
нии продукции, процессов производства, эксплуатации, хране-
ния, перевозки, реализации и утилизации исключительно для
соблюдения требований соответствующих технических регламен-
тов. Технические регламенты с учетом степени риска причинения
вреда устанавливают минимально необходимые требования, обес-
печивающие безопасность излучений, биологическую безопас-
ность, взрывобезопасность, механическую безопасность, пожар-
ную безопасность, промышленную безопасность, термическую
безопасность, химическую безопасность, электрическую безопас-
ность, ядерную и радиационную безопасность, электромагнит-
ную совместимость в части обеспечения безопасности работы при-
боров и оборудования, единство измерений.
В отношении продукции государственный контроль (надзор)
осуществляется исключительно на стадии обращения продукции.
При осуществлении мероприятий по государственному конт-
ролю (надзору) за соблюдением требований технических регла-
ментов используются правила и методы исследований (испыта-
ний) и измерений, установленные для соответствующих техни-
ческих регламентов.
Остальные требования стандартов относятся в современных
условиях к добровольным. Необходимость выполнения этих требо-
ваний определяют самостоятельно изготовитель и потребитель при
заключении договоров на разработку и поставку продукции, ока-
занце услуг или проведение работ.
I Государственный контроль (надзор) за соблюдением требова-
ний технических регламентов осуществляется федеральными орга-
нами исполнительной власти, органами исполнительной власти
субъектов Российской Федерации, подведомственными им госу-
дарственными учреждениями, уполномоченными на проведение
государственного контроля (надзора) в соответствии с законода-
тельством Российской Федерации (далее — органы государствен-
ного контроля (надзора)). -
Государственный контроль (надзор) осуществляется должно-
стными лицами органов государственного контроля (надзора) в
порядке, установленном законодательством Российской Феде-
рации.
За нарушение требований технических регламентов изготови-
тель (исполнитель; продавец; лицо, выполняющее функции ино-
странного изготовителя) несет ответственность в соответствии с
законодательством Российской Федерации. Также несут ответствен-
ность все перечисленные выше лица в случае неисполнения пред-
писаний и решений органа государственного контроля (надзора)
в соответствии с законодательством Российской Федерации. Та-
4.0
кую же ответственность они несут в случае причинения вреда жизни
или здоровью граждан, имуществу физических или юридических
лиц, государственному или муниципальному имуществу, окру-
жающей среде, жизни или здоровью животных и растений или
возникновения угрозы причинения вреда. Обязанность возместить
вред не может быть ограничена договором или заявлением одной
из сторон.
Изготовитель (исполнитель; продавец; лицо, выполняющее фун-
кции иностранного изготовителя), которому стало известно о не-
соответствии выпущенной в обращение продукции требованиям
технических регламентов, обязан сообщить об этом в орган госу-
дарственного контроля (надзора) в соответствии с его компетен-
цией в течение десяти дней с момента получения указанной ин-
формации.
Продавец (исполнитель; лицо, выполняющее функции иност-
ранного изготовителя), получивший указанную информацию, в
течение десяти дней обязан довести ее до изготовителя.
Лицо, которое не является изготовителем (исполнителем; про-
давцом; лицом, выполняющим функции иностранного изготови-
теля) и которому стало известно о несоответствии выпущенной в
обращение продукции требованиям технических регламентов,
вправе направить информацию о несоответствии продукции тре-
бованиям технических регламентов в орган государственного кон-
троля (надзора).
При получении такой информации орган государственного
контроля (надзора) в течение пяти дней обязан известить изгото-
вителя (продавца; лицо, выполняющее функции иностранного
изготовителя) о ее поступлении.
Если изготовитель (продавец; лицо, выполняющее функции
иностранного изготовителя) получает информацию о несоответ-
ствии продукции требованиям технического регламента, он дол-
жен проверить эту информацию в течение десяти дней. Если ин-
формация достоверна, то он должен в десятидневный срок разра-
ботать программу мероприятий по предотвращению причинения
вреда и согласовать ее с органом государственного контроля (над-
зора) в соответствии с его компетенцией.
В случае получения информации о несоответствии продукции
требованиям технических регламентов органы государственного
контроля (надзора) должны в возможно короткие сроки прове-
сти проверку достоверности полученной информации. При при-
знании информации достоверной органы в десятидневный срок
должны выдать предписание о разработке изготовителем програм-
мы мероприятий по предотвращению вреда и контролировать ее
выполнение.
В случае невыполнения предписания или невыполнения про-
граммы мероприятий по предотвращению причинения вреда орган
41
государственного контроля (надзора) в соответствии с его ком-
петенцией, а также иные лица, которым стало известно о невы-
полнении изготовителем (продавцом; лицом, выполняющим фун-
кции иностранного изготовителя) программы мероприятий по
предотвращению причинения вреда, вправе обратиться в суд с
иском о принудительном отзыве продукции-
В случае удовлетворения иска о принудительном отзыве продук-
ции суд обязывает ответчика совершить определенные действия,
связанные с отзывом продукции, в установленный судом срок, а
также довести решение суда не позднее, чем в течение одного
месяца со дня его вступления в законную силу, до сведения при-
обретателей через средства массовой информации или иным спо-
собом.
В случае если ответчик не исполнит решение суда в установ-
ленный срок, истец вправе совершить эти действия за счет ответ-
чика с взысканием с него необходимых средств на расходы.
За нарушение требований закона об отзыве продукции могут
быть применены меры уголовного и административного воздей-
ствия в соответствии с законодательством Российской Федерации.
2.4.4. Информационное обеспечение работ по стандартизации
Важную роль по информационному обеспечению работы орга-
нов по стандартизации всех стран мира играет международная
организация по стандартизации (ИСО) — Комитет по информа-
ционным системам и услугам (ИНФКО).
Головной институт в области информационного обеспечения —
ВНИИКИ РФ (Всероссийский научно-исследовательский инсти-
тут классификации, терминологии и информации по стандарти-
зации и качеству) — ведет фонд отечественных, международных,
региональных и зарубежных стандартов, а тДкже имеет автомати-
зированные банки данных.
Информационная система, созданная в России для обеспече-
ния работ по стандартизации, продолжает развиваться и совер-
шенствоваться не только в области стандартизации, но и в свя-
занных с ней таких видах деятельности, как метрология, серти-
фикация, управление качеством продукции, услуг и процессов.
В соответствии с Федеральным законом техническом регу-
лировании» технические регламенты, документы национальной
системы стандартизации, международные стандарты, правила стан-
дартизации, нормы стандартизации и рекомендации по стандар-
тизации, национальные стандарты других государств и информа-
ция о международных договорах в области стандартизации и под-
тверждения соответствия и о правилах их применения составляют
Федеральный информационный фонд технических регламентов и
стандартов.
42
Федеральный информационный фонд технических регламен-
тов и стандартов является государственным информационным ре-
сурсом. Порядок создания и ведения этого фонда, а также прави-
ла пользования этим фондом устанавливаются правительством Рос-
сийской Федерации.
В Российской Федерации в порядке и на условиях, которые
установлены правительством Российской Федерации, создается и
функционирует единая информационная система, предназначен-
ная для обеспечения заинтересованных лиц информацией о доку-
ментах, входящих в состав Федерального информационного фон-
да технических регламентов и стандартов.
Национальные стандарты и общероссийские классификаторы,
а также информация об их разработке должны быть доступны за-
интересованным лицам.
Официальное опубликование в установленном порядке нацио-
нальных стандартов и общероссийских классификаторов осуществ-
ляется национальным органом по стандартизации; Порядок опуб-
ликования национальных стандартов и общероссийских классифи-
каторов определяется правительством Российской Федерации.
Контрольные вопросы
1. Что такое стандартизация и каковы ее основные цели?
2. Какие нормативные документы по стандартизации предусмотрены
Государственной системой стандартизации (ГСС)?
3. Какие категории нормативных документов по стандартизации пре-
дусмотрены ГСС?
4. Какие основные виды стандартов установлены ГСС?
5. Какие основные принципы и методы стандартизации учитываются
при разработке стандартов?
6. Что такое унификация?
7. Что такое параметрические ряды и как они образуются?
8. С какой целью образованы системы общетехнических стандартов и
что они содержат?
9. Какие органы и службы организуют работу по стандартизации?
10. Какие стадии разработки стандартов установлены ГСС?
11. Как осуществляется государственный контроль и надзор за испол-
нением ГСС?
Глава 3
ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ
ИЗМЕРЕНИЙ
В настоящей главе изложен очень важный материал, без кото-
рого не было бы смысла ни в предыдущих, ни в последующих
главах. Без измерения мы не смогли бы оценить действительное
состояние любого материального объекта (размер, твердость,
массу, температуру и т. п.), определить его место в пространстве и
во времени, задать необходимую точность для обеспечения тре-
буемых эксплуатационных параметров в заданных условиях. В жиз-
ни каждый из нас имеет дело с измерениями, применяя (осоз-
нанно или неосознанно) различные методы и средства: опреде-
ление расстояния и размеров «на глаз» или с помощью линей-
ки, массы — с помощью рычажных или электронных весов, вре-
мени — при помощи часов. Конечно, точность определения зна-
чений физических величин (длины, массы, времени) в этих слу-
чаях различна и зависит как от человека, который проводит эти
измерения, так и от средств и условий измерения.
Вопросами, касающимися измерений, способов достижения
требуемой точности, занимается целая наука — метрология.
3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПО ИЗМЕРЕНИЯМ
Метрология — это наука об измерениях. В дословном переводе
с греч. metron — мера, logos — речь, слово, учение. В современной
практике принято считать, что метрология — это наука об измере-
ниях, методах и средствах обеспечения их единства и способах дос-
тижения требуемой точности*.
Если в незапамятные времена люди могли обходиться только
счетом однородных объектов (например, домов или жителей в де-
* В этом разделе определения, выделенные полужирным шрифтом, даны в
соответствии с Межгосударственными рекомендациями по метрологии РМГ
29—99, введенными в действие с 1 января 2001 г. взамен ГОСТ 16263 — 70.
ревне), то с развитием человеческого общества возникла потреб-
ность в определении значений длины, времени, массы и т.д. Для
этого сначала употреблялись природные единицы оценки, а затем
и специальные условные единицы. Так, раньше время измерялось
числом сезонов (лет, зим, весен), суток, позже — в месяцах, неде-
лях. С появлением специальных устройств для более точного опре-
деления времени — солнечных, песочных, водяных, маятнико-
вых часов — единицы измерения стали называться час, минута,
секунда. Сегодня и эта точность уже недостаточна. Время опреде-
ляют с точностью до 10-13 с. И это не предел.
Аналогичный пример развития количественной оценки точ-
ности измерения можно привести и для других физических ве-
личин — длины, массы, температуры и т.д.
А что такое физическая величина?
Физическая величина — это одно из свойств физического объекта,
общее в качественном отношении для многих физических объектов,
но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Например, масса любого тела может быть выражена в килограммах,
но для каждого тела в отдельности это значение свое: 5,15; 20,5 кг
и т.д. Длина объектов машиностроения обычно выражается в мил-
лиметрах, а каждого в отдельности — в конкретных значениях (5,
25, 48 мм).
Основным свойством физической величины является ее раз-
мерность.
Единицей физической величины называют физическую величину
фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значе-
ние, равное единице, и применяемую для^оличественного выражения
однородных с ней физических величин. дНапример, за единицу дли-
ны принят метр, за единицу массы — килограмм и т. д.)}
Для хранения и (или) воспроизведения (повторения) одного
или нескольких заданных размеров, значения которых выражены
в установленных единицах и известны с необходимой точностью,
с давних времен и до сегодняшнего дня используют средство из-
мерения, называемое мерой. (Например, мера длины, мера мас-
сы, мера температуры и т.д.)
В Киевской Руси применялись такие меры длины, как вершок —
длина фаланги указательного пальца; пядь — расстояние между
концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть;
сажень и др.
Развитие науки и техники в разных странах привело к появле-
нию множества мер, что вызывало значительные трудности при
совместной деятельности. Возникла необходимость разработки
международной системы единиц физических величин и обеспече-
ния единства их измерения.
Наиболее распространенной во всем мире и принятой у нас в
стране является Международная система единиц (СИ), содержа-
45
Основные единицы СИ
Таблица 3.1
Физическая величина Наименование единицы Обозначение
международное русское
Длина метр L м
Масса килограмм • М кг
Время секунда т с
Сила электрического тока ампер I А
Термодинамическая кельвин 0 К
температура
Количество вещества моль N моль
Сила света кандела J кд
щая семь основных единиц (табл. 3.1), две дополнительные и ряд
производных.
Дополнительными единицами СИ являются единица плоского
угла — радиан (рад) и единица телесного угла — стерадиан (ср).
Дадим определения некоторых основных единиц системы СИ.
Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за
1/299792458 с.
Килограмм есть единица массы, равная массе международного про-
тотипа килограмма.
Секунда есть время, равное 9192 631 770 периодам излучения, со-
ответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями ос-
новного состояния атома цезия-133.
Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная
1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
(Температура тройной точки воды — это температура точки рав-
новесия воды в твердой (лед), жидкой и газообразной (пар) фа-
зах на 0,01 К или 0,01 °C выше точки таяния льда.)
Допускается применение шкалы Цельсия. Температура в граду-
сах по шкале Цельсия (°C) обозначается символом /:
t=T-T0, '(3.1)
где Т — температура в градусах по шкале Кельвина; То = 273,15 К.
В соответствии с зависимостью (3.1) ноль градусов по шкале
Цельсия соответствует 273,15 по шкале Кельвина.
Кроме системных единиц СИ у нас в стране применяются не-
которые внесистемные единицы, удобные для практики и тради-
ционно использующиеся, например:
атмосфера, миллиметры ртутного столба для измерения давле-
ния;
киловатт-час для измерения мощности;
час, минута для измерения времени.
46
На практике использование одной единицы оказывается не-
удобным для измерения больших и малых значений данной вели-
чины, поэтому применяется несколько единиц, находящихся в
кратных и дольных соотношениях между собой.
Кратная единица — это единица физической величины, в целое
число раз большая системной или внесистемной единицы.
Дольная единица — это единица физической величины, в целое чис-
ло раз меньшая системной или внесистемной единицы.
Кратные и дольные единицы физических величин образуются
за счет использования соответствующих приставок к основным
единицам (табл. 3.2).
Например: основная единица длины — метр (м); дольные еди-
ницы длины — дециметр (дм), сантиметр (см), миллиметр (мм),
микрометр (мкм) и т.д.; кратные единицы длины — декаметр
(дам), гектометр (гм), километр (км) и т.д. Аналогичные при-
ставки даются и другим единицам физических величин.
Рассмотренные выше положения о метрологии, системе еди-
ниц физических величин не имели бы смысла, если нельзя было
бы воспроизводить и передавать размеры. Действительно, длина
некоторого объекта, равная 1,5 м, должна соответствовать своему
значению и в Европе, и в Азии, и в Америке. Один килограмм в
Москве и один килограмм в Париже должны соответствовать оди-
наковой массе с заранее оговоренной погрешностью.
Таблица 3.2
Приставки СИ и множители для образования десятичных
кратных и дольных единиц и их наименований
Приставка Обозначение Множитель
международное русское
пета р п 1015
тера т т 1012
гига G г 109
мега М м 106
кило к к 103
гекто h г 102
дека da да 10’
деци d д 10-1
санти с с 10-2
МИЛЛИ m м НА3
микро и мк 10-6
нано n н 1СГ9
ПИКО р п 10-'2
фемто f ф 10“15
47
Мы ничего не смогли бы сказать о действительных значениях
этих величин без измерений, результаты которых должны выра-
жаться в определенных, заранее оговоренных и принятых в раз-
личных городах и странах единицах измерения. Таким образом,
мы подошли к понятию единства измерений.
Единство измерений — это состояние измерений, характеризую-
щееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах,
размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц,
воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результа-
тов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за
установленные пределы.
Для обеспечения единства измерений необходима тождествен-
ность единиц, в которых проградуированы все средства измере-
ний. Тождественность достигается путем точного воспроизведе-
ния и хранения установленных единиц физических величин и
передачи их размеров применяемым средствам измерений.
СВоспроизведение, хранение и передача размеров единиц фи-
зических единиц осуществляется с помощью эталонов.
Эталон единицы физической величины — это средство измерений
(или комплекс средств измерении), предназначенное для воспроизведе-
ния и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим
по поверочной схеме средствам измерений, утвержденное в качестве
эталона в установленном порядке.
Основное назначение эталонов — обеспечение материально-
технической базы воспроизведения и хранения единиц физиче-
ских единиц.
Основные единицы физических величин СИ у нас в стране вос-
производятся централизованно с помощью государственных этало-
нов, которые хранятся в метрологических институтах Госстандарта
России. По разрешению Госстандарта России допускается их хране-
ние и применение в органах ведомственных метрологических служб.
Кроме национальных эталонов единиц физических величин
существуют международные эталоны, хранимые в Международ-
ном бюро мер и весов. Под эгидой Международного бюро мер и
весов проводится систематическое сличение национальных1 эта-
лонов крупнейших метрологических лабораторий с международ-
ными эталонами и между собой. Например, эталон метра и кило-
грамма сличают раз в 25 лет, эталоны электрического напряже-
ния, сопротивления и световые эталоны — один раз в три года.
Большинство эталонов представляют собой сложные и весьма
дорогостоящие физические установки, которые должны исполь-
зоваться и обслуживаться учеными высокой квалификации. Они
же обеспечивают совершенствование и хранение эталонов.
Рассмотрим, например, эталон длины. До 1960 г. действовал сле-
дующий эталон метра: метр определялся как расстояние, изме-
ренное при температуре 0 °C между осями двух соседних штрихов,
48
нанесенных на платино-иридиевый брусок, хранящийся в Между-
народном бюро мер и весов, при условии, что этот брусок нахо-
дится при нормальном давлении и поддерживается двумя ролика-
ми диаметром не менее 1 см, расположенными симметрично в одной
продольной плоскости на расстоянии 571 мм один от другого.
Требование к повышению точности (платино-иридиевый бру-
сок не позволял воспроизводить метр с погрешностью меньше
0,1 мкм), а также целесообразность установления естественного и
неразмерного эталона привели к созданию в 1960 г. нового, дей-
ствующего по настоящее время, эталона метра, точность ко-
торого значительно выше старого: метр определяется как длина
пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 с.
Погрешность воспроизведения единицы метра не превышает
5-10"11 м. Несмотря на это, .эталон постоянно совершенствуется с
целью повышения точности, стабильности и надежности.
Передача размеров единиц от эталона единицы физической
величины к первичному эталону и рабочим средствам измерения
осуществляется с помощью рабочих эталонов.
Рабочий эталон — это эталон, предназначенный для передачи раз-
мера единицы рабочим средствам измерения.
В целях упорядочения терминологии и приближения ее к меж-
дународной термин «образцовое средство измерений» был заме-
нен на термин «рабочий эталон».
При необходимости рабочие эталоны подразделяют на разря-
ды от 1-го до «-го. Передачу размера единицы осуществляют через
цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. От послед-
него рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передают
рабочему средству измерений.
Схема передачи размеров (метрологическая цепь) от эталонов
к рабочим средствам измерений представлена на рис. 3.1.
Для обеспечения правильности передачи размеров физических
величин во всех звеньях метрологической цепи должен быть уста-
новлен определенный порядок. Этот порядок приводится в пове-
рочных схемах.
Поверочная схема — это нормативный документ, устанавлива-
ющий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче раз-
мера единицы от эталона к рабочим средствам измерений (с указа-
нием методов и погрешности при передаче).
Различают государственные и локальные поверочные схемы.
Строгое соблюдение поверочных схем и своевременная поверка
рабочих эталонов — необходимые условия для передачи достовер-
ных размеров единиц физических величин рабочим средствам из-
мерений. Итак, измерение есть нахождение значения физической
величины опытным путем с помощью специальных технических
средств. В процессе измерения мы получаем дополнительную ин-
формацию об объекте.
Рис. 3.1. Схема передачи размеров от эталонов к рабочим средствам изме-
рения
Измерительной информацией называется информация о значени-
ях физических величин.
Так как применяемые при измерениях методы и технические
средства не лишены погрешностей, а органы восприятия экспе-
риментатора (например, глаза) не могут идеально воспринимать
показания приборов, после завершения процесса измерения ос-
тается некоторая неопределенность в наших знаниях об объекте
измерения, что свидетельствует о невозможности получения ис-
тинного значения любой физической величины.
В теории измерений мерой неопределенности результата изме-
рения является погрешность результата наблюдений.
Под погрешностью результата измерения, или просто погрешнос-
тью измерения, понимается отклонение результата измерения от
истинного значения измеряемой физической величины.
Погрешность измерения определяется следующим образом:
Д — -^изм ~~ %’ (3-2)
где хизм — результат измерения; х — истинное значение физиче-
ской величины.
Но так как истинное значение физической величины остается
неизвестным, то неизвестна и погрешность измерения, поэтому
эО
на практике имеют дело с приближенными значениями погреш-
ности, или так называемыми оценками погрешностей. В формулу
для оценки погрешности вместо истинного значения физической
величины подставляют ее действительное значение.
Под действительным значением физической величины понимает-
ся ее значение, полученное экспериментальным путем и настолько
близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной
задаче может быть использовано вместо него.
Таким образом, формула для оценки погрешности имеет вид
А^ИЗМ — (3"-3)
где хд — действительное значение физической величины.
Различают следующие основные группы погрешностей изме-
рений:
• погрешности, обусловленные методиками выполнения изме-
рений (погрешности метода измерений);
• погрешности средства измерений;
• погрешности органов чувств наблюдателей (субъективные по-
грешности личности);
• погрешности, обусловленные влиянием условий измерений.
Для обоснованного выбора средства измерений необходимо
знать о возможных видах и методах измерений.
Виды измерений классифицируют по следующим признакам:
физическая сущность измеряемых физических величин;
характеристика точности (измерения равноточные, неравно-
точные);
число измерений случайной величины (измерения однократ-
ные, многократные);
изменение определяемой величины во времени (измерения ста-
тические, динамические);
метрологическое назначение (измерения технические, метро-
логические);
выражение результатов измерений (измерения абсолютные,
отн осител ьные);
способ получения числового значения физической величины
(прямые, косвенные, совместные, совокупные).
Равноточные измерения — ряд измерений какой-либо величи-
ны, выполненных одинаковыми по точности средствами измере-
ний и в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.
Например, измерение детали одной и той же величины разными
микрометрами одинаковой точности при одинаковых температу-
ре и влажности помещения, в котором производятся измерения.
Неравноточные измерения — ряд измерений какой-либо вели-
чины, выполненных различающимися по точности средствами
измерений и (или) в разных условиях. В этом случае размер одной
и той же детали определяется в разных условиях (например, в
разных цехах) или разными средствами измерения (например, в
одном цехе штангенциркулем, а в другом микрометром), разны-
ми операторами.
Однократное измерение — измерение, выполненное один раз.
Этот вид измерений широко распространен в торговле, быту бла-
годаря, своей простоте и достаточной точности. Однако в условиях
производства такая точность часто не является достаточной. В этом
случае применяются многократные измерения.
Многократное измерение — измерение одной и той же физиче-
ской величины, результат которого получен из нескольких следу-
ющих друг за другом измерений, т. е. измерение, состоящее из
ряда однократных измерений. В этом случае измерение одной и
той же величины повторяется оператором неоднократно, но в
одних и тех Же условиях и одним и тем же средством. Так, средняя
дневная температура воздуха определяется несколько раз в день
по показаниям одного и того же термометра.
Прямое измерение — измерение, при котором искомое значе-
ние физической величины получают непосредственно. Например,
измерение массы с помощью циферблатных или равноплечих ве-
сов, измерение температуры с помощью термометра, длины с
помощью линейки и т.д.
Прямое измерение производится путем экспериментального
сравнения измеряемой физической величины с мерой этой вели-
чины или путем отсчета показаний средства измерения по шкале
или цифровому прибору. Например, измерения с помощью ли-
нейки, вольтметра, весов.
Косвенное измерение — определение искомого значения физи-
ческой величины на основании результатов прямых измерений
других физических величин, функционально связанных с иско-
мой величиной. Например, определение площади или объема по
значениям длины, ширины и высоты объекта, измеренных с по-
мощью средства измерений, или определение плотности тела за-
данной формы (например, куба) по результатам прямых измере-
ний массы, габаритных размеров куба и плотности материала, из
которого изготовлен куб.
Совокупные измерения — это проводимые одновременно изме-
рения нескольких одноименных величин, при которых искомые
величины определяют путем решения системы уравнений, полу-
чаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.
Например, измерения, при которых массу отдельных гирь набора
определяют по известному значению массы одной из гирь и по
результатам измерений масс различных сочетаний гирь.
Пусть имеются гири с массами т1; т2, т3. Обозначим измерен-
ную массу первой гири тх = Мх. Тогда измеренная масса второй
гири может определиться как разность массы первой и второй
гирь М, 2 и измеренной массы первой гири, т.е.
52
т1 - Л^1,2 _ ml,
а измеренная масса третьей гири — как разность масс всех трех
гирь Л/1;2 3 и измеренных масс первой и второй гирь:
= ^1,2,з - тх- т2.
Часто именно этим путем добиваются повышения точности
результатов измерений.
Совместные измерения — это проводимые одновременно изме-
рения двух или нескольких неодноименных величин для определе-
ния зависимости между ними. Например, измерения времени дви-
жения автомобиля t и расстояния L, пройденного им, для после-
дующего расчета скорости Гавтомобиля по формуле
V= L/t.
Значение физической величины определяется с помощью
средств измерений определенным методом.
Под методом измерений понимается прием или совокупность при-
емов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в со-
ответствии с реализованным принципом измерений.
Метод измерений обычно обусловлен устройством средства
измерения. Различают методы непосредственной оценки и мето-
ды сравнения с мерой.
Метод непосредственной оценки (часто применяют термин «пря-
мой метод измерения») — это метод измерений, при котором ве-
личину определяют непосредственно по показывающему средству
измерений (измерение длины с помощью линейки, массы с помо-
щью пружинных весов, давления с помощью манометра и др.).
Метод сравнения с мерой — это метод измерений, в котором
измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводи-
мой мерой (измерение зазора между деталями с помощью щупа,
измерение массы на рычажных весах с помощью гирь, измерение
длины с помощью концевых мер и др.). Метод сравнения с мерой
может иметь несколько разновидностей: метод измерений дополне-
нием, дифференциальный метод, нулевой метод измерений и метод
измерений замещением.
Кроме перечисленных существуют контактный и бесконтакт-
ный методы измерений.
Контактный метод измерений основан на том, что чувствитель-
ный элемент прибора приводится в контакт с объектом измере-
ния. Например, определение диаметра отверстия штангенцирку-
лем или индикаторным нутромером.
Бесконтактный метод измерений —* это метод измерений, ос-
нованный на том, что чувствительный элемент средства измере-
ний не приводится в контакт с объектом измерения. Например,
измерение расстояния до объекта с помощью радиолокатора,
53
измерение параметров резьбы с помощью инструментального мик-
роскопа.
Итак, мы познакомились с основными положениями метро-
логии: единицами физических величин, системой единиц физи-
ческих величин, группами погрешностей результата измерений,
видами и методами измерений.
Один из важнейших разделов науки об измерении — обработка
результатов измерений.
От того, какой метод измерения был избран, чем и как произ-
водились измерения, зависят результат измерения и его погреш-
ность. Но без обработки этих результатов нельзя определить чис-
ловое значение измеряемой величины, сделать какой-либо конк-
ретный вывод.
Обработка результатов измерений — это ответственный и по-
рой сложный этап подготовки ответа на вопрос об истинном зна-
чении измеряемого параметра (физической величины).
Это определение среднего значения измеряемой величины и
его дисперсии, определение доверительных интервалов погреш-
ностей, нахождение и исключение грубых погрешностей, оценка
и анализ систематических погрешностей и т.д. Рассмотрим лишь
первые шаги, выполняемые при обработке результатов равноточ-
ных измерений, которые подчиняются нормальному закону рас-
пределения.
Повторим, что определить истинное значение физической ве-
личины по результатам ее измерения в принципе невозможно. На
основании результатов измерений может быть получена оценка
этого истинного значения.
В связи с наличием большого числа случайных погрешностей
даже при измерении одной и той же величины проявляется рассе-
яние результатов в ряду измерений. Оценить воздействие этих по-
грешностей в определенном ряду измерений можно различными
критериями:
размахом результатов измерений
Rn ~ -^max — -Утп, 5 (3-4)
гДе Хтах и xmin — наибольшее и наименьшее значения физической
величины в данном ряду измерений;
средним арифметическим значением измеряемой величины из п
единичных результатов
Х = 1/П^Х1, (3.5)
/=1
где х,- — результаты измерений; п — число единичных измерений
в ряду;
средней квадратической погрешностью результатов единичных
измерений в ряду измерений (СКП)
54
S = X(Xi ~Х)2/(П~1)- (3-6)
V 1=1
Вместо термина «СКП» на практике широко распространен
термин «среднее квадратичное отклонение (СКО)».
При обработке ряда результатов измерений, свободных от си-
стематических погрешностей, СКП и СКО применяются в каче-
стве одинаковой оценки рассеяния результатов единичных изме-
рений.
Рассмотрим пример начальной обработки результатов единич-
ных измерений диаметра шейки вала, выполненных микромет-
ром в одних и тех же условиях.
• Запишем результаты измерений:
Номер 123456789 10
измерения
Диаметр 10,08 10,09 10,03 10,10 10,16 10,13 10,05 10,30 10,07 10,12
шейки, мм
• Расположим полученные результаты в монотонно увеличива-
ющийся ряд:
хр 10,03; 10,05; 10,07; 10,08; 10,09; 10,10; 10,12; 10,13; 10,16;
10,30.
• Определим среднее арифметическое значение результатов
измерений:
х = -У Xj =101,3:10 = 10,113 (мм).
• Определим среднюю квадратическую погрешность результа-
тов измерений в полученном ряду:
S = £(х,-~х)2/(п -1) ~ 0,076.
3.2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ
И УГЛОВЫХ ВЕЛИЧИН
Многообразие измеряемых физических величин, а также видов
и методов измерений предопределило появление и использование
большого числа разнообразных средств измерений и контроля. Рас-
смотрим лишь те средства, которые применяются для измерения и
контроля линейных и угловых величин в машиностроении.
Средство измерения — техническое средство, предназначенное для
измерений, имеющее нормированные метрологические характеристи-
55
ки, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины,
размер которой принимают неизменным в течение известного ин-
тервала времени.
Термин «средство измерения» является обобщенным, объеди-
няющим самые разнообразные конструктивно законченные уст-
ройства, обладающие одним из двух признаков: воспроизведение
величины данного (известного) размера шли подача сигнала (по-
казания), несущего информацию о размере (значении) измеряе-
мой физической величины.
К средствам измерений относятся меры, измерительные при-
боры, измерительные преобразователи, измерительные установ-
ки, измерительные системы.
Мера — это средство измерений, предназначенное для воспроизве-
дения и (или) хранения физической величины одного или нескольких
заданных размеров, значения которых выражены в установленных
единицах и известны с необходимой точностью.
Меры бывают однозначные (воспроизводят физическую вели-
чину одного размера, например, гиря массой 1 кг) и многознач-
ные (воспроизводят физическую величину разных размеров, на-
пример, рулетки, разделенные на миллиметры, сантиметры, мет-
ры; конденсаторы переменной емкости и т.п.).
Набор мер — это комплект мер разного размера одной и той же
физической величины, предназначенных для применения на практике
как в отдельности, так и в различных сочетаниях (например, набор
концевых мер длины).
Магазин мер — набор мер, конструктивно объединенных в единое
устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в
различных комбинациях (например, магазин электрических сопро-
тивлений).
Измерительный прибор — это средство измерений, предназначен-
ное для получения значений измеряемой физической величины в уста-
новленном диапазоне.
По действию измерительные приборы делятся на приборы пря-
мого действия (амперметр, термометр) и приборы сравнения (ве-
сы, потенциометр), а по индикации значений измеряемой вели-
чины — на показывающие (шкальные приборы — штангенинст-
румент, нутромеры) и регистрирующие.
Одним из распространенных видов средств измерений являют-
ся измерительные преобразователи.
Измерительный преобразователь — это техническое средство с
нормированными метрологическими характеристиками, служащее
для преобразования измеряемой величины в другую величину или из-
мерительный сигнал, удобные для обработки, хранения, дальнейших
преобразований, индикации или передачи.
Измерительный преобразователь может входить в состав како-
го-либо измерительного прибора, измерительной установки, из-
мерительной системы или применяться вместе с каким-либо сред-
ством измерений.
По характеру преобразования различают аналоговые, цифро-
аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
По месту в измерительной цепи различают первичные и проме-
жуточные преобразователи. Преобразователь, на который непос-
редственно воздействует измеряемая физическая величина, т. е. сто-
ящий первым в измерительной цепи, называется первичным (на-
пример, термопара). Промежуточные преобразователи, как пра-
вило, не меняют род физической величины и устанавливаются
после первичного преобразователя.
Датчик — конструктивно обособленный первичный преобразова-
тель, от которого поступает измерительная информация {сигнал).
Он может быть установлен как в самом средстве измерения, так и
на значительном расстоянии от средства измерения, принимаю-
щего его сигналы. Например, датчик запущенного метеорологи-
ческого радиозонда передает измерительную информацию о тем-
пературе, давлении, влажности и других параметрах атмосферы
на аппаратуру, установленную на Земле,, с помощью соответству-
ющих радиосигналов.
Измерительная установка — совокупность функционально объеди-
ненных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей
и других устройств, предназначенная для измерений одной или несколь-
ких физических величин и расположенная в одном месте. Если речь
идет о том, что эта совокупность размещена в разных точках конт-
ролируемого объекта, то она называется измерительной системой.
В зависимости от назначения измерительные системы разделя-
ются на измерительные информационные (ИИС), измерительные
контролирующие, измерительные управляющие и др.
Вспомогательные средства, служащие для обеспечения необ-
ходимых условий для выполнения измерений с требуемой точно-
стью (источники питания, коммутаторы, усилители, термостаты
и др.), называются измерительными принадлежностями.
Средства измерений и контроля, применяемые в машиностро-
ении, классифицируются по различным признакам (рис. 3.2):
по типу и виду контролируемых физических величин;
назначению;
числу проверяемых параметров при одной установке объекта
измерения;
степени механизации и автоматизации процесса измерения.
Классификация средств измерений и контроля по виду изме-
рений геометрических величин представлена на рис. 3.3.
Универсальные измерительные инструменты и приборы нашли
широкое применение в условиях единичного и мелкосерийного
производства, а также для определения числовых величин и от-
клонений, отклонений от правильной геометрической формы и
57
Средства измерения и контроля
ПО ТИПУ И ВИДУ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
ПО ЧИСЛУ ПРОВЕРЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ОДНОЙ УСТАНОВКЕ
ПО СТЕПЕНИ МЕХАНИЗАЦИИ
И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЯ
Рис. 3.2. Классификация средств измерения и контроля ;
взаимного расположения поверхностей (при отсутствии специ-
альных приспособлений) при наладке станков, для особо ответ-
ственных измерений во всех видах производств, включая массо-
вое и крупносерийное (рис. 3.4).
В условиях расширяющейся автоматизации технологических
процессов обработки деталей и сборки узлов и агрегатов машин,
повышения требований к производительности, точности и каче-
ству обработки при массовом производстве машин все большее
значение приобретают автоматические средства измерения и кон-
троля.
58
Средства измерения и контроля
геометрических величин
Углов и конусов
Резьб
Шероховатости
и волнистости
Рис. 3.3. Классификация средств измерения и контроля по виду измере-
ний геометрических величин
Автоматическое средство измерений — это средство измерений,
производящее без непосредственного участия человека измерения и
все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их
регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего
сигнала.
Если это средство встроено в автоматическую технологическую
линию, то оно нередко называется измерительным автоматом или
контрольным автоматом.
Автоматические средства измерений классифицируются по раз-
личным признакам (рис. 3.5):
по степени автоматизации;
виду воздействия на технологический процесс;
способу преобразования измерительного импульса;
месту установки в технологическом процессе;
числу проверяемых параметров;
методу измерения;
методу воздействия на ход технологического процесса.
Отнести контрольные операции к тому или иному виду — руч-
ным, полуавтоматическим или автоматическим операциям — мож-
но по отношению времени /р, затрачиваемого на ручные опера-
ции, к общему (суммарному) времени контроля
если tp/t^ > 0,5, то контроль считается ручным (например, конт-
роль ручными калибрами или шкальными средствами измере-
ния);
если 0,02 < /р//х < 0,5, то контроль считается полуавтоматиче-
ским (например, установка объекта контроля на стол контрольного
приспособления выполняется вручную, а последующий процесс
контроля показаний — автоматически);
альные измерительные инструменты и
Рис. 3.4. Классификация универсальных измерительных инструментов и приборов
60
| Автоматические средства контроля |
ПО ЧИСЛУ ПРОВЕРЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ
| Одномерные | | Многомерные |
ПО СТЕПЕНИ АВТОМАТИЗАЦИИ
| Ручные ] ] Механизированные ] ] Полуавтоматические] ] Автоматич,
ПО СПОСОБУ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ИМПУЛЬСА
| Механические] | Пневматические] | Гидравлические] [Электрические] [
ПО МЕСТУ УСТАНОВКИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
ПО ВИДУ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Рис. 3.5. Классификация автоматических средств контроля
если Zp/4< 0,02, то контроль считается автоматическим (уста-
новка объекта контроля, его измерение, оценка результатов и
снятие объекта контроля выполняется без участия оператора).
Кроме классификации технического контроля в зависимости
от степени участия оператора в контрольных операциях виды кон-
троля различают по следующим признакам:
распределению во времени (непрерывный, периодический,
летучий);
стадиям технологического процесса (входной, операционный,
приемочный);
способу отбора объекта контроля (сплошной, выборочный);
исполнителям (контроль оператором на рабочем месте, масте-
ром, ОТК, инспекционный).
Для грамотного назначения и использования средств измере-
ния и контроля необходимо ориентироваться в требованиях,
предъявляемых к этим средствам.
Известно, что средства измерений и контроля являются одной
из групп большой разновидности продукции, изготавливаемой и
эксплуатируемой в соответствии с назначением. Поэтому требо-
вания, предъявляемые к ним с позиций качества, должны отве-
чать общим показателям качества, установленным для любых ви-
дов промышленной продукции. Рассмотрим эти показатели.
Показатели назначения характеризуют свойства продукции,
определяющие основные функции, для выполнения которых она
предназначена. Эти показатели подразделяются на три подгруппы:
функциональные показатели и показатели технической эффек-
тивности;
конструктивные показатели;
показатели состава и структуры.
К функциональным показателям и показателям технической эф-
фективности средств измерений и контроля относятся метроло-
гические характеристики. Это важнейшие показатели для средств
измерений и контроля. Их перечень определяется применительно
к каждой группе средств измерений и контроля. Более подробно
они рассмотрены в следующем разделе.
К функциональным показателям и показателям технической
эффективности средств измерений и контроля относятся также
показатели быстродействия, производительности, уровня автома-
тизации процесса измерения и контроля, максимальная продол-
жительность времени непрерывной работы, сервисные возмож-
ности и ряд других.
Конструктивные показатели средств измерений и контроля —
это границы нормальных и рабочих областей изменения значе-
ний влияющих величин (температуры окружающей среды, отно-
сительной влажности, атмосферного давления и т.д.), электро-
питания (напряжения, частоты питающей Сети и т.д.), а также
е
показатели, характеризующие прочность, массу, габаритные раз-
меры и др.
Показатели состава и структуры применяют для оценки каче-
ства стандартных образцов состава и свойств веществ и материа-
лов (например, содержание различных примесей), а также при
применении газоаналитических приборов и устройств.
Показатели надежности включают в себя показатели безотказ-
ности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости
средств измерений и контроля.
Показатели безотказности оценивают продолжительность не-
прерывной работы этих средств до наступления отказа. К ним от-
носятся: интенсивность отказов, средняя наработка до отказа,
вероятность безотказной работы в течение заданного времени и др.
Особое значение для средств измерения и контроля имеют пока-
затели метрологической надежности.
Показатели долговечности характеризуют способность средств
измерения и контроля сохранять работоспособность до наступления
предельного состояния (когда ремонт становится невозможным или
нецелесообразным). К ним относятся оценки срока службы или
ресурса (например, средний срок службы, ресурс средства и др.).
Показатели ремонтопригодности характеризуют приспособлен-
ность средств измерений и контроля к предупреждению, обнару-
жению причин повреждения и проведению ремонтов.
Показатели сохраняемости характеризуют свойство средств из-
мерений и контроля сохранять исправное состояние во время их
хранения и транспортирования.
Показатели надежности выбирают в зависимости от вида средств
измерений и контроля.
Показатели экономичности характеризуют техническое состоя-
ние средства измерений или контроля по уровню потребления
топлива, энергии, трудовых ресурсов при эксплуатации.
Необходимо' иметь в виду, что по этим показателям можно
сравнивать только взаимозаменяемые средства измерений и кон-
троля, имеющие одинаковое назначение.
Эргономические показатели характеризуют взаимодействие че-
ловека со средствами измерения или контроля. Они учитывают
комплекс гигиенических,, физиологических, антропометрических
и психологических свойств человека, проявляющихся в процессе
измерения или контроля. К этим показателям относятся: уровень
шума, освещенность, температура, степень соответствия конст-
рукции средства измерений или контроля силовым возможностям
человека и др.
Эстетические показатели характеризуют эстетические свойства
средства измерений или контроля. К эстетическим относятся по-
казатели оригинальности, колорита, тщательности покрытия и
отделки поверхности средства, четкости исполнения указателей.
63
Современные средства измерений и контроля позволяют умень-
шить нервно-эмоциональное напряжение и утомляемость опера-
тора, обеспечивают высокую точность снятия показаний и увели-
чивают производительность измерения или контроля.
Показатели технологичности характеризуют приспособленность
конструкции средства измерений или контроля к достижению
минимальных затрат при их производств?, эксплуатации и ремонте.
Например, удельная трудоемкость изготовления, удельная трудо-
емкость измерения, контроля, удельная энергоемкость и т. п.
Показатели стандартизации и унификации характеризуют на-
сыщенность средства измерений и контроля стандартными, уни-
фицированными и оригинальными составными частями. В настоя-
щее время осуществляется унификация средств измерений и кон-
троля с целью обеспечения информационной, метрологической,
энергетической и эксплуатационной совместимости составных
частей вновь разрабатываемых измерительных систем. В частности,
предусмотрены:
использование единых методов нормирования метрологических
характеристик средств измерения и контроля (метрологическая
совместимость);
унификация параметров их энергопитания, схем, конструкций
и технических характеристик источников энергопитания (энерге-
тическая совместимость);
унификация форм, разновидностей и типоразмеров элементов
конструкций, установочных и присоединительных размеров (кон-
структивная совместимость);
нормирование внешних воздействующих факторов и примене-
ние единых методов их определения;
унификация показателей эксплуатации средств измерений и
контроля (эксплуатационная совместимость).
Патентно-правовые показатели (показатели патентной защиты
и патентной чистоты) характеризуют степень обновления техни-
ческих решений, использованных в средстве измерения или кон-
троля, и их патентную защиту.
Экологические показатели — показатели уровня вредных воз-
действий на окружающую среду, возникающих при эксплуатации
средства измерений или контроля. К ним относятся допустимое
содержание вредных примесей, газов, излучений, выбрасывае-
мых в окружающую среду при эксплуатаций средств измерения и
контроля, вероятность выбросов и т.п.
Показатели безопасности — вероятность безопасной работы,
среднее время безопасной работы защитных устройств, минималь-
ная электрическая прочность изоляции токоведущих частей сред-
ства измерений или контроля и др. По этим показателям можно
судить о способности средства измерений И контроля обеспечи-
вать надежную безопасность работы обслуживающего персонала.
Показатели транспортабельности характеризуют приспособлен-
ность средства измерений или контроля к транспортированию. Это
такие показатели, как габаритные размеры, масса средства изме-
рений или контроля с упаковкой, коэффициент использования
вместимости тары, средняя продолжительность подготовки сред-
ства к транспортированию и др.
3.3. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ
Важнейшими свойствами средств измерений и контроля явля-
ются такие, от которых зависит качество получаемой с помощью
этих средств измерительной информации.
Метрологическая характеристика средства измерений и контро-
ля — это характеристика одного из свойств средства измерений,
влияющая на результат измерений и его погрешность.
Для каждого типа средств измерений устанавливают свои мет-
рологические характеристики. Метрологические характеристики,
устанавливаемые нормативно-техническими документами, назы-
вают нормируемыми, а определяемые экспериментально — действи-
тельными метрологическими характеристиками.
ГОСТ 8.009 — 84 устанавливает комплекс нормируемых метро-
логических характеристик средств измерений.
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся метрологические
характеристики средств измерений, которые обеспечиваются оп-
ределенными конструктивными решениями средств измерений и
их отдельных узлов.
Цена деления шкалы — это разность величин, соответствующих
двум соседним отметкам шкалы средства измерений.
Например, если перемещение указателя шкалы из положения
I (рис. 3.6, а) в положение II соответствует изменению величины
на 0,001 мм, то цена деления этой шкалы равна 0,001 мм.
Значения цены деления выбирают из ряда 1, 2, 5, 10, 20, 50,
100, 200, 500 мкм, но чаще всего используют кратные и дольные
значения от единицы до двух: 0,01; 0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 мкм и т.д.
В угломерных средствах измерений применяются круговые шка-
лы с ценой деления Г, а дополнительное отсчетное устройство
позволяет отсчитывать доли этих делений в минутах и секундах. Цена
деления шкалы всегда указывается на шкале средства измерений.
Длина деления шкалы — это расстояние между осями (или цент-
рами) двух соседних отметок шкалы (рис. 3.6, б).
Исходя из разрешающей силы глаза оператора (остроты зре-
ния) и учитывая ширину штрихов и указателя, минимальный
интервал деления шкалы принимают равным 1 мм, а максималь-
ный 2,5 мм. Наиболее распространенный интервал деления — 1 мм.
3 Зайцев 65
Рис. 3.6. Основные метрологические характеристики средств измерения:
а — цена деления; б — длина деления; в — диапазон показаний средства измере-
ния
У пневматических приборов с водяным манометром интервал де-
ления шкалы составляет 5 мм.
Начальное и конечное значения шкалы — это соответственно наи-
меньшее и наибольшее значения измеряемой величины (рис. 3.6, в),
которые могут быть отсчитаны по шкале средства измерений.
Диапазон показаний средства измерений — область значений шкалы
прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.
Эту характеристику часто называют пределами измерения по
шкале. Например, для индикаторов часового типа диапазон мо-
жет составлять 2,5 или 10 мм, для гладких микрометров 25 мм, для
оптиметра ±0,1 мм.
Диапазон измерений средства измерений (его часто называют
пределом измерений средства измерений) — это область значе-
ний величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы
погрешности средства измерений.
Например, для гладких микрометров этот параметр составляет
0...25; 25...50; 50...75 мм и т.д., для большого микроскопа инст-
рументального (БМИ) по оси X0... 150 мм, по оси Y0...75 мм.
Одной из основных характеристик средств измерений линей-
ных и угловых величин контактным методом является измери-
тельное усилие, которое возникает в зоне контакта измеритель-
ного наконечника средства измерений с измеряемой поверхно-
стью в направлении линии измерения. Это усилие необходимо
для обеспечения устойчивого замыкания измерительной цепи.
Так, для допусков от 2 до 10 мкм рекомендуемые величины из-
66
мерительного усилия находятся в пределах 2,5...3,9 Н, а свыше
10 мкм — 9,8 Н.
Важным показателем измерительного усилия является перепад
измерительного усилия — разность измерительного усилия при двух
положениях указателя в пределах диапазона показаний. Стандарт
ограничивает эту величину в зависимости от типа средства изме-
рений. Например, для микрометра с ценой деления 0,01 мм коле-
бание измерительного усилия допускается в пределах ±2 Н, для
индикаторов часового типа с той же величиной цены деления
±0,8 Н, для измерительных пружинных головок — от 0,2 до 2 Н.
Способность средства измерений реагировать на изменения
измеряемой величины называется чувствительностью. Она опре-
деляется отношением изменения выходного сигнала этого сред-
ства к вызывающему его изменению измеряемой величины.
Если измеряемой величиной является длина или угол и чув-
ствительность выражается безразмерным числом, то это число
называется передаточным отношением. Оно может быть выражено
зависимостью
i = а/с, (3.7)
где а — интервал деления шкалы; с — цена деления.
Например, при цене деления индикатора 0,01 мм и интервале
деления шкалы 1,5 мм передаточное отношение равно 150.
Порог чувствительности средства измерений — характеристика
средства измерений, выражаемая наименьшим значением изменения
физической величины, начиная с которой может осуществляться ее
измерение данным средством, т.е. обнаруживаемое при нормаль-
ном для данного средства способе отсчета. Эта характеристика важна
при оценке малых перемещений.
Кроме рассмотренных характеристик средств измерений на
практике используются еще такие понятия, как стабильность меры
(свойство меры сохранять свое значение неизменным), стабиль-
ность измерительного прибора (свойство сохранять неизменными
поправки к его показаниям), вариация показаний, разрешение сред-
ства измерений, его градуировочная характеристика, смещение нуля,
дрейф показаний, зона нечувствительности средства измерений и др.
Вариация показаний измерительного прибора — разность показа-
ний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плав-
ном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений
измеряемой величины. Другими словами, это разность между по-
вторными показаниями средства измерений, соответствующими
одному и тому же действительному значению измеряемой вели-
чины при неизменных внешних условиях. Обычно вариация пока-
заний у средств измерений составляет 10...50 % цены деления и
определяется путем многократного арретирования наконечника
средства измерения.
67
Особое место в метрологических характеристиках средств из-
мерений и контроля занимают погрешности измерений, в частно-
сти погрешности самих средств измерений и контроля. В подразд. 3.1
были рассмотрены основные группы погрешностей измерений,
являющиеся следствием проявления ряда причин, создающих сум-
марный эффект.
Погрешность средства измерений (А^и) — это разность между
показанием средства измерений хп и истинным значением изме-
ряемой физической величины хд. Так как истинное значение фи-
зической величины неизвестно, на практике пользуются ее дей-
ствительным значением. Тогда формула принимает следующий вид:
^си = хп-Лд- (3-8)
Погрешность средства измерений есть составляющая общей по-
грешности измерения, куда входят в общем случае не только Дси,
но и погрешности установочных мер, температурных колебаний,
погрешности, вызванные нарушением первичной настройки
средства измерений, упругими деформациями объекта измерения,
а также обусловленные шероховатостью измеряемой поверхности
и др.
Погрешности средств измерений нормируют установлением
предела допустимой погрешности.
Предел допустимой погрешности средства измерений — наиболь-
шее значение погрешности средства измерений, устанавливаемое нор-
мативным документом для средств измерений данного типа, при ко-
торой оно признается годным к применению.
Например, предел допустимой погрешности для 100-милли-
метровой концевой меры длины 1 -го класса равен ±50 мкм. При
превышении этого предела погрешности средство измерений при-
знается негодным для применения в данном классе точности.
Для обобщенной характеристики точности средств измерений,
определяемой пределами допустимых погрешностей, а также дру-
гими их свойствами, влияющими на погрешность измерений,
вводится понятие класс точности средств измерений. Единые пра-
вила установления пределов допустимых погрешностей показа-
ний по классам точности средств измерений регламентирует ГОСТ
8.401 — 80. Классы точности удобны для сравнительной оценки
качества средств измерений, их выбора, а также для междуна-
родной торговли.
Несмотря на то что класс точности характеризует совокупность
метрологических свойств данного средства измерений, он не опре-
деляет непосредственно точность измерений, так как эта точность
зависит и от метода измерений, и от условий их выполнения.
Классы точности средств измерений определяются в стандар-
тах технических требований (условий) или в других нормативных
документах, содержащих технические требования к средствам из-
68
мерений. Для каждого класса точности средства измерений опре-
деленного типа устанавливаются конкретные требования к мет-
рологическим характеристикам, в совокупности отражающие уро-
вень точности.
3.4. СРЕДСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ
ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ
3.4.1. Плоскопараллельные концевые меры длины
Плоскопараллельные концевые меры длины (ГОСТ 9038 — 90*)
предназначены для передачи размеров от эталона к изделию. Они
используются для хранения и передачи единицы длины, провер-
ки и градуировки различных мер и средств измерений, поверки
калибров, а также для определения размеров изделий, настройки
приспособлений, точных разметочных и координатно-расточных
работ, наладки станков и инструментов и т.д.
В соответствии с ГОСТ 9038 — 90* концевые меры длины имеют
форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими взаим-
но параллельными измерительными поверхностями (рис. 3.7, а).
За размер плоскопараллельной концевой меры длины прини-
мается ее срединная длина I (рис. 3.7, б), которая определяется
длиной перпендикуляра, проведенного из середины одной из изме-
рительных поверхностей меры до середины противоположной
измерительной поверхности. Длины сторон а и b сечения мер
определяются в зависимости от номинальной срединной длины I.
Так, при 0,29 мм < / < 10 мм а = ЗО_о>28; b = 9_о;2о> а при Ю мм < I <
< 250 мм а = 35_oj34; b = 9_о,2о-
Номинальная срединная длина наносится на каждую меру.
Концевые меры имеют классы точности'. 00; 01; 0; 1; 2; 3 — из
стали; 00; 0; 1; 2 и 3 — из твердого сплава. Класс 00 — самый
точный.
Рис. 3.7. Плоскопараллельные концевые меры длины:
а — форма концевых мер; б — определение срединной длины; в — блок конце-
вых мер длины
69
Концевые меры комплектуют в наборы по номинальным длинам.
В наборах № 1... 19 число мер составляет от 2 до 112. В специальном
наборе № 20 находятся 23 меры, в наборе № 21 — 20 мер, в наборе
№ 22 — 7 мер.
Номинальные размеры и градации размеров мер длины, а так-
же комплектация их в наборы осуществляется таким образом, что-
бы из минимального числа мер можно было составить блок любо-
го размера до третьего десятичного знака. В соответствии с этой
установкой в наборах концевых мер принята следующая градация
мер: 0,001; 0,01; 0,1; 0,5; 1; 10; 25; 50 и 100 мм.
Номинальные длины мер изменяются от 1,005 до 100 мм.
Класс точности набора определяется низшим классом отдель-
ной меры, входящей в набор. К каждому набору прилагается пас-
порт, в котором указываются номинальная длина каждой меры и
отклонение.
В зависимости от погрешности измерения длины мер (от по-
грешности аттестации) и отклонения их от плоскости и парал-
лельности концевые меры разделяют на 1, 2, 3, 4 и 5-й разряды
(для первого разряда определена наименьшая погрешность аттес-
тации). Погрешности приводятся в аттестате меры.
При использовании концевых мер, для которых установлен
разряд, размер блока плиток определяют по номинальным значе-
ниям мер с учетом действительных отклонений, приведенных в
аттестате.
Одним из основных свойств концевых мер длины, обеспечива-
ющим их широкое применение, является притираемостъ, т. е. спо-
собность прочно сцепляться при прикладывании или надвигании
одной меры на другую (рис. 3.7, в). Сцепление (адгезия), мер вы-
зывается молекулярными силами сцепления при наличии тончай-
шей пленки смазки между ними (0,05...0,10 мкм). Усилие сдвига
одной меры относительно другой в этом случае составляет не ме-
нее 30 Н, а для новых концевых мер эта величина возрастает в
10 — 20 раз. Концевые меры из стали должны выдерживать 500 при-
тираний при вероятности безотказной работы, равной 0,8, а из
твердого сплава — 30000 при вероятности, равной 0,9. '
При составлении блока заданного размера из концевых мер
нужно руководствоваться следующим правилом: блок заданного
размера следует составлять из возможно меньшего числа мер. Сна-
чала следует выбирать концевые меры, позволяющие получить
тысячные доли миллиметра, затем сотые, десятые и, наконец,
целое число миллиметров.
Например, для получения блока размером 28,495 мм необхо-
димо из набора № 1 взять концевые меры в такой последователь-
ности: 1,005 + 1,49 + 6 + 20 = 28,495 (мм). Минимальное число
концевых мер в блоке уменьшает, с одной стороны, суммарную
погрешность размера блока, а с другой — повышает надежность
70
блока от разрушения. Число концевых мер в блоке не должно пре-
вышать пяти.
Концевые меры длины чаще всего изготавливают из стали с
температурным коэффициентом расширения (11,5 + 0,1) • 10“6 мм
на 1 °C при изменении температуры от 10 до 30 °C. Это хромистые
стали 20ХГ, ХГ, ШХ15, X. Твердость измерительных поверхно-
стей должна быть не менее НЙСЭ 62. Иногда концевые меры дела-
ют из твердого сплава ВК6М с температурным коэффициентом
расширения 3,6 • 10“6 мм на 1 °C. При этом износостойкость таких
концевых мер повышается в 10 — 40 раз по сравнению со стальны-
ми. Однако вследствие разности температурных коэффициентов
твердого сплава и стали могут возникнуть значительные погреш-
ности измерения.
Параметр шероховатости измерительных поверхностей конце-
вых мер длины для обеспечения хорошей притираемости и высо-
кой износостойкости не должен превышать Rz = 0,063 мкм.
Средний срок сохраняемости концевых мер из стали составля-
ет не менее одного года, а из твердого сплава — не менее двух лет.
Приведем примеры условных обозцачений.
Набор № 2 концевых мер из стали класса точности Г.
Концевые меры 1-Н2 ГОСТ 9038 — 83.
Набор № 3 концевых мер из твердого сплава класса точности 2:
Концевые меры 2-НЗ-Т ГОСТ 9038 — 83.
Концевая мера с номинальной длиной 1,49 мм из стали класса
точности 3:
Концевая мера 3-1,49 ГОСТ 9038 — 83.
Благодаря способности концевых мер притираться они явля-
ются универсальным и широко применяемым средством измере-
ния и контроля. Область применения концевых мер может быть
расширена за счет использования прилагаемых принадлежностей.
3.4.2. Измерительные линейки, штангенинструмент
и микрометрический инструмент
Измерительные линейки (рис. 3.8) относятся к штриховым ме-
рам и предназначены для измерения размеров изделий 14... 17 ква-
литетов точности прямым методом.
Конструкция линеек однотипна. Они представляют собой ме-
таллическую полосу шириной 20...40 мм и толщиной 0,5... 1,0 мм,
на широкой поверхности которой нанесены деления. Линейки
бывают с одной или двумя шкалами с верхними пределами изме-
рений 150, 300, 500 и 1000 мм и ценой деления 0,5 или 1 мм.
Линейки с ценой деления 1 мм могут иметь на длине 50 мм от
начала шкалы полумиллиметровые деления.
Допустимые отклонения действительной общей длины шка-
лы линеек от номинального значения находятся в пределах
И U И I I
MM1 2 3 4 5 6 7 8
llllllllllllllllllll«lll»lllllllltllll I I I I I I I I/
Г| П' I I I |iiii|iiii|iui|iiiipii|iui|ini|
24 25 26 27 28 29 30
I I I Illi liiiiliiiiliiiiliiiiliniliiiiliiiil
Рис. 3.8. Линейки металлические
±(0,10...0,20) мм в зависимости от общей длины шкалы, а в от-
дельных случаях — не более ±(0,05...0,10) мм.
Поверку линеек, т. е. определение погрешности нанесения штри-
хов, производят путем сравнивания с образцовыми измеритель-
ными линейками, которые называют штриховыми мерами. По-
грешность сравнения не должна превышать 0,01 мм.
Штангенинструмент предназначен для абсолютных измерений
линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также
для воспроизведения размеров при разметке деталей. К ним от-
носятся штангенциркули, штангенглубиномеры и штангенрей-
смасы.
Штангенциркуль (рис. 3.9) состоит из линейки-штанги 1, име-
ющей на конце неподвижные губки для измерения наружных (2')
и внутренних (2") поверхностей. На подвижной рамке 3 располо-
жена шкала-нониус 5 и линейка глубиномера 6 для измерения
глубин отверстий и пазов. Винт 4 служит для фиксации рамки
после окончания измерения. Устройство 7 предназначено для мед-
ленного перемещения рамки 3 по линейке-штанге 7. Шкала, на-
несенная на линейке-штанге 7, имеет деления через 1 мм.
Для измерения наружных поверхностей необходимо расфик-
сировать подвижную рамку 3 с помощью винта 4, поместить из-
меряемую деталь между губками 2' и винтом 4, закрепить рамку 3.
При наличии устройства микроподачи винтом 8 скрепляется рамка
микроподачи с линейкой-штангой 7, а вращением гайки 9 мед-
ленно перемещают рамку 3 относительно линейки-штанги 7.
72
Рис. 3.9. Конструкция штангенциркулей типов ШЦ-I (а), ШЦ-П (б),
ШЦ-Ш (<?):
1 — линейка-штанга; 2 — губки измерительные (2' — для измерения наружных
поверхностей; 2” — для измерения внутренних поверхностей); 3 — рамка; 4 —
винт зажима рамки; 5 — шкала-нониус; б — линейка глубиномера; 7 — рамка
микрометрической подачи; 8 — винт крепления; 9 — гайка микроподачи
ГОСТ 166 —- 89* предусматривает изготовление и использование
трех типов штангенциркулей: ПЩ-1 (рис. 3.9, а) с ценой деления
0,1 мм, ШЦ-П (рис. 3.9, б) с ценой деления 0,05 мм и ШЦ-Ш
(рис. 3.9, в) с ценой деления 0,05 и 0,1 мм. Кроме того, на заводах
применяют ранее изготовленные штангенциркули с ценой деле-
ния нониуса 0,02 мм, а также индикаторные штангенциркули с
ценой деления индикатора 0,1; 0,05; 0,02 мм.
Снятие показаний выполняют после удаления измеряемой де-
тали по основной шкале 1 и шкале-нониусу 5. По шкале-линейке
отсчитывают целое число миллиметров, а по нониусу — десятые
и сотые доли миллиметра. Наибольшее распространение получи-
ли нониусы с точностью отсчета 0,1; 0,05; 0,02 мм.
При отсчете с помощью нониуса (рис. 3.10) сначала по основ-
ной шкале определяют целое число миллиметров перед нулевым
делением нониуса, затем добавляют к нему число долей по нони-
усу в соответствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к
штриху основной шкалы. Например, на рис. 3.10, а, измеряемый
размер равен 7 мм, а на рис. 3.10, б —- 7,7 мм.
В штангу индикаторного штангенциркуля (рис. 3.11) вмонти-
рована зубчатая рейка 3, по которой перемещается зубчатое коле-
73
О 5 10 15 0 5 10 15
О 5 10 0 5 10
а б
Рис. 3.10. Определение размеров по нониусу:
а — 7 мм; б — 7,7 мм
со 2 индикатора, закрепленного рамке 1. Перемещение зубчатого
колеса передается на стрелку индикатора, показывающую едини-
цы, десятые и сотые доли миллиметра.
Штангенглубиномеры (ГОСТ 162 — 90) принципиально не отли-
чаются от штангенциркулей и применяются для измерения глу-
бины отверстий и пазов. Рабочими поверхностями штангенглуби-
номеров (рис. 3.12) являются торцовая поверхность линейки-штан-
ги Z и база для измерений — нижняя поверхность основания 4.
Для удобства отсчета результатов измерений, повышения точно-
сти и производительности контрольных операций в штангенглу-
биномерах некоторых типов вместо нониусной шкалы 3 предус-
матривается установка индикатора часового типа с ценой деле-
ния 0,05 и 0,01 мм.
Штангенрейсмасы (ГОСТ 164—90) являются основными изме-
рительными инструментами при разметке деталей и определении
их высоты. Они могут иметь дополнительный присоединительный
узел для установки измерительных головок параллельно или пер-
пендикулярно плоскости основания. Конструкция и принцип дей-
Рис. 3.11. Штангенциркуль с индикатором:
1 — рамка; 2 — зубчатое колесо; 3 — зубчатая рейка
74
Рис. 3.12. Штангенглубиномер
(КРИН):
1 — линейка-штанга; 2 — рамка
микрометрической подачи; 3 — но-
ниус; 4 — основание
Рис. 3.13. Штангенрейсмас (КРИН):
1 — линейка-штанга; 2 — рамка; 3 —
основание; 4 — державка; 5 — но-
ниус
ствия штангенрейсмаса принципиально не отличаются от тако-
вых для штангенциркуля.
На предприятиях применяются штангенрейсмасы с индикатор-
ным и цифровым отсчетом показаний. В первом случае вместо
нониусной шкалы на подвижной рамке 2 (рис. 3.13) устанавлива-
ется индикатор часового типа с ценой деления 0,05 или 0,01 мм,
а во втором — зубчатое колесо ротационного фотоэлектрического
счетчика импульсов, которое находится в зацеплении с зубчатой
рейкой, нарезанной на штанге прибора. За один оборот зубчатого
колеса счетчик дает 1000 импульсов, показания которого переда-
ются к цифровому показывающему или записывающему устрой-
ству. Погрешность измерения в этом случае может не превышать
10... 15 мкм.
Основные метрологические характеристики штангенинструмен-
тов, применяемых в машиностроении, представлены в табл. 3.3.
Микрометрический инструмент предназначен для абсолютных
измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глу-
бин отверстий, пазов и т.д. К ним относятся гладкие микромет-
7S
ры, микрометры со вставками, микрометрические глубиномеры,
микрометрические нутромеры.
Принцип действия этих инструментов основан на использова-
нии винтовой пары (винт-гайка) для преобразования вращатель-
ного движения микрометрического винта в поступательное.
Основными частями микрометрических инструментов (рис. 3.14)
являются: корпус 1, стебель.5, внутри которого с одной стороны
имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой —
гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное на-
правление перемещения винта 4. На винт установлен барабан 5,
соединенный с трещоткой 7, обеспечивающей постоянное усилие
измерения (для микрометрических нутромеров трещотка не уста-
навливается). Стопор 12 служит для закрепления винта в нужном
положении.
Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит
из двух шкал: продольных 9, И и круговой 10. По продольным
Таблица 3.3
Основные метрологические характеристики штангенинструментов
Измери- тельное средство Цена деления шкалы, мм Диапазон показаний шкалы, мм Пределы измерения, мм Предельная погреш- ность, мкм Условное обозначение инструмента
Штанген- циркуль типа ШЦ-1, ШЦТ-1 о,1 125 0...125 ±(150... 170) ЩЦ-1-125-0,1 (ГОСТ 166-89)
Штанген- циркуль типа 0,05 160 200 250 0...160 0...200 0...250 ±50 ЩЦ-П-250-0,05 (ГОСТ 166-89)
шц-п, шцт-ш 0,1 160 200 250 0...160 0...200 0...250 ±70 ±70 ±80
Штанген- глубино- мер типа ШГ 0,05 160 200 250 315 400 0...160 0...200 0...250 0...315 0...400 ±50 ШГ-160 (ГОСТ 162-90)
Штанген- рейсмас типа ШР 0,05 250 360 570 0...250 40...400 60...630 ±50 ШР-250-0,05 (ГОСТ 164-90)
0,1 900 1000 1000 100... 1000 600...1600 1500...2500 ±50 ±150 ±200 ШР-1000-0,1 (ГОСТ 164-90)
Рис. 3.14. Микрометр гладкий:
1 — корпус; 2 — пятка неподвижная; 3 — стебель; 4 — винт микрометрический;
5 — барабан; 6 — гайка микрометрической пары; 7 — устройство стабилизации
усилия измерений (трещотка); 8 — ось продольной шкалы; 9, И — шкалы про-
дольные; 10 — шкала круговая; 12 — стопор; 13 — контргайка
шкалам отсчитывают целые миллиметры и половины миллимет-
ров, по круговой шкале — десятые и сотые доли миллиметра.
Гладкие микрометры МК
(ГОСТ 6507-90) (см. рис. 3.14)
выпускаются с различными пре-
делами измерения. Предельная
погрешность микрометров за-
висит от верхних пределов из-
мерения и может составлять от
±3 мкм для микрометров МК-25
до ±50 мкм для микрометров
МК-500. Выпускаются микро-
метры с цифровым отсчетом ре-
зультата измерения. Отсчетное
устройство в таких микромет-
рах действует по механическо-
му принципу.
Микрометрический глубиномер
(ГОСТ 7470-92) (рис. 3.15)
предназначен для абсолютных
измерений глубин отверстий,
высот выступов и т. д. Он имеет
стебель 2, закрепленный на
Рис. 3.15. Глубиномер микрометри-
ческий:
1 — основание; 2 — стебель; 3 — бара-
бан; 4 — трещотка; 5 — гайка фикса-
ции; 6 — пятка подвижная
77
a
4 3 5 2
б
Рис. 3.16. Нутромер микрометрический с круговой шкалой (а) и инди-
каторной головкой (б):
1 — головка микрометрическая; 2 — головка индикаторная; 3 — удлинитель; 4 —
наконечник неподвижный; 5 — кольцо
траверсе. Одной измерительной поверхностью является нижняя
плоскость основания 1, другой — плоскость подвижной пятки мик-
рометрического винта. Микровинт вращается трещоткой 4, со-
единенной с барабаном 3. В комплект микрометрического глуби-
номера входят установочные меры с плоскими измерительными
торцами.
Микрометрический нутромер (ГОСТ 10 — 88) (рис. 3.16) пред-
назначен для абсолютных измерений внутренних размеров. При
измерении измерительные наконечники приводят в соприкосно-
вение со стенками контролируемого отверстия с помощью коль-
ца 5. Микрометрические нутромеры не имеют трещоток, поэтому
плотность соприкосновения определяется на ощупь. Установка нут-
Таблица 3.4
Основные метрологические характеристики микрометрического
инструмента
Измерительное средство Цена деления шкалы, мм Диапазон показаний шкалы, мм Диапазон измерений инстру- мента, мм Допускаемая погрешность инстру- мента, мкм, не более Измери- тельное усилие, Н
Микрометр гладкий типа МК для измерения наружных размеров (ГОСТ 6507-90) 0,01 25 0...25 25.„50 50...75 75... 100 ит.д. 600 ±2,0 +2,5 ±2,5 ±2,5 ±6,0 5...9
Окончание табл. 3.4
Измерительное средство Цена деления шкалы, мм Диапазон показаний шкалы, мм Диапазон измерений инстру- мента, мм Допускаемая погрешность инстру- мента, мкм, не более Измери- тельное усилие, Н
Нутромер микрометри- ческий типа НМ (ГОСТ 10-88) 0,01 25 100 525 1100 50...75 75... 175 75...600 150... 1250 ит.д. ±4,0 +6,0 +15,0 ±20,0
Глубиномер микрометрический (ГОСТ 7470-92) 0,01 25 0...25 25...50 50...75 75... 100 100... 125 125...150 ±2,0 ±3,0 ±3,0 ±3,0 ±4,0 ±4,0 3...7
ромера на нуль выполняется либо по установочному кольцу, либо
по блоку концевых мер с боковиками, помещаемых в струбцину.
Основные метрологические показатели микрометрических ин-
струментов представлены в табл. 3.4.
3.4.3. Средства измерений с механическим
. преобразованием
Средства измерений и контроля с механическим преобразова-
нием основаны на преобразовании малых перемещений измери-
тельного стержня в большие перемещения указателя (стрелки,
шкалы, светового луча и т.д.). В зависимости от типа механизма
эти средства делятся на рычажно-механические (рычажные), зуб-
чатые, рычажно-зубчатые, пружинные и пружинно-оптические.
В измерительных лабораториях и на производстве для абсолют-
ных измерений широко применяются индикаторы или индика-
торные измерительные головки с зубчатой передачей.
Индикаторы часового типа (ГОСТ 577—68*) (рис. 3.17) отно-
сящиеся к приборам с зубчатой передачей, имеют измеритель-
ный стержень с нарезанной зубчатой рейкой 3, зубчатые колеса
2, 4, 7и 8, спиральную пружину 6, стрелку 5. Возвратно-поступа-
тельное перемещение измерительного стержня 1 преобразуется в
круговое движение стрелки 5. Один оборот стрелки соответствует
перемещению измерительного стержня на 1 мм. Целые числа мил-
лиметров отсчитываются по шкале с помощью малой стрелки 9.
Шкала прибора имеет 100 делений, цена деления индикатора
равна 0,01 мм. Индикаторы часового типа выпускают двух классов
79
a
Рис. 3.17. Индикатор часового типа:
1 — стержень измерительный; 2, 4, 7, 8 — зубчатые колеса; 3 — рейка зубчатая;
5, 9 — стрелки; 6 — пружина спиральная
Риска
Шарик
10
Рис. 3.18. Индикаторный нутромер:
1 — неподвижный (регулируемый) стержень; 2 —
контргайка; 3 — корпус; 4 — подвижный (измери-
тельный) стержень; 5 — ось Г-образного рычага;
б — шток; 7 — трубка; 8 — измерительный наконеч-
ник индикатора; 9 — отсчетное устройство (инди-
катор); 10 — кожух предохранительный; 11 — руко-
ятка теплоизоляционная; 12 — Г-образный рычаг;
13 — мостик измерительный; 14 — пружина
точности: 0 и 1. Они бывают двух типов: ИЧ — с перемещением
измерительного стержня параллельно шкале и ИТ — с перемеще-
нием измерительного стержня перпендикулярно шкале. Выпуска-
ются также индикаторы часового типа с цифровым (электрон-
ным) отсчетным устройством.
80
Таблица 3.5
Основные метрологические характеристики индикаторов
часового типа
Тип прибора (ГОСТ 577-87) Цена деления шкалы, мм Пределы измерения прибором, мм Допускаемая погрешность прибора во всем диапа- зоне, мкм Измерительное усилие (колебание усилия), Н
ич, ИТ 0,01 0...2 10 1,5 (0,4)
ич 0,01 0...5 12 1,5 (0,6)
0,01 0...10 15 1,5 (0,6)
0,01 0...25 22 3,0 (1,8)
Основные метрологические характеристики индикаторов ча-
сового типа представлены в табл. 3.5.
К рычажно-механическим приборам относятся индикаторные
нутромеры.
Индикаторные нутромеры (рис. 3.18)'предназначены для отно-
сительных измерений отверстий диаметром от 3 до 1000 мм. Они
состоят из корпуса 3, отсчетного устройства (индикатора) 9, под-
вижного (измерительного) 4 и неподвижного (регулируемого) 1
стержней, равноплечего рычага 12, центрирующего мостика 13 и
подвижного штока 6. При измерении отверстия стержень 4, пере-
мещаясь в направлении, перпендикулярном оси отверстия, пово-
рачивает на определенную величину Г-образный рычаг 12 вокруг
оси и перемещает на ту же величину шток 6 и измерительный
наконечник индикатора 8.
Рис. 3.19. Общий вид (а) и схема (б) рычажной скобы (пассаметра):
1 — корпус; 2 — подвижная (измерительная) пятка; 3 — неподвижная (регули-
руемая) пятка; 4 — гайка фиксатора; 5 — чехол предохранительный; 6 — указа-
тель предела действительных отклонений; 7— шкала; 8 — кнопка арретира; 9 —
пружина; 10 — винт для настройки; 11 — объект измерения; 12 — колесо зубча-
тое (триб); 13 — пружина спиральная; 14— сектор зубчатый; 15 — стрелка; 16 —
рычаг арретира; 17 — стержень арретира; 18— рычаг измерительный
Перемещение стрелки индикатора указывает на отклонение
действительного диаметра проверяемого отверстия от размера на-
стройки нутромера. Установка индикатора на нуль осуществляется
либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с
боковиками, которые зажимаются в державке.
Предприятия выпускают индикаторные нутромеры с ценой де-
ления 0,01 (ГОСТ 868 — 82*) и нутромеры с ценой деления 0,001
и 0,002 мм (ГОСТ 9244 — 75*). Основные метрологические харак-
теристики индикаторных нутромеров представлены в табл. 3.6.
К приборам с рычажно-зубчатой передачей относятся рычаж-
ные скобы, рычажные микрометры, рычажно-зубчатые измери-
тельные головки и т.д. Эти приборы предназначены для относи-
тельных измерений наружных поверхностей.
Таблица 3.6
Основные метрологические характеристики нутромеров
Тип нутромера Цена деления шкалы, мм Наиболь- шая глу- бина измере- ния, мм Пределы измерения прибором, мм Предел допускае- мой погрешности при перемещении измерительного стержня на вели- чину нормируемо- го наименьшего значения, мкм Измери- тельное усилие, Н
Нутромеры по ГОСТ 868-82:
НИ 10 0,01 60... 100 6...10 8,0 2,5...4,5
НИ 18 0,01 130 10...18 12,0 4,0...7,0
НИ 50 А 0,01 150 18...50 12,0 4,0...7,0
НИ 100-1 0,01 200 50... 100 15,0 4,0...7,0
НИ 450 В 0,01 500 250...450 15,0* 5...9
Нутромеры 0,001 12 2...3 ±1,8 3,0
по ГОСТ 20 3...6 ±1,8 ЗЭ
9244-75 0,001; 0,002** 30 6...10 ±1,8; ±3,5** 3,5
0,002 100 10...18 ±3,5 4,0
150 18...50 ±3,5 4,5
200 50... 100 ±3,5 7,0
300 100... 160 ±4,0 7,0
300 160...260 ±4,0 9,0
* По паспорту прибора.
** По заказу потребителя при снабжении отсчетным устройством с ценой
деления 0,002 мм.
Таблица 3.7
Основные метрологические характеристики рычажных скоб
и рычажных микрометров
Наименование и тип прибора Цена деления отсчетного устройства, мм, не более Диапазон измерений по шкале, мм, не менее Диапазон измерений прибором, мм Предел допускаемой погрешности прибора, мкм, . не более Измеритель- ное усилие, Н
Рычажные скобы типа СР (ГОСТ 11098-75) 0,002 ±0,14 0...25 25...50 50...75 75... 100 100... 125 125...150 ±0,2 6,0 ± 1,0. 6,0 ± 1,0 8,0 ±2,0 8,0 ±2,0 8,0 ± 2,0 8,0 ± 2,0
Рычажные микрометры типов: МР MP3 0,002 0,002 ±0,14 ±0,14 0...25 25...50 50...75 75... 100 0...20 20...45 ±2,0 ±3,0 6,0 ± 1,0 6,0 ± 1,0
МРИ 0,002 ±0,10 100... 125 125...150 150...200 ±4,0 8,0 ± 2,0
400... 500 ±5,0
В рычажных скобах (ГОСТ 11098 — 75*) (рис. 3.19) в процессе
измерения подвижная пятка 2, перемещаясь, воздействует на ры-
чаг 16, зубчатый сектор которого поворачивает зубчатое колесо
12 и стрелку 15, неподвижно закрепленную на его оси. Пружина 9
постоянно прижимает зубчатое колесо к зубчатому сектору, уст-
раняя таким образом зазор. Микровинт 10 служит для установки
прибора на нуль по блоку концевых мер. Выпускаются также ры-
чажные скобы с отсчетом измеряемой величины в миллиметрах,
десятых и сотых долях миллиметра.
Рычажные микрометры (ГОСТ 4381 — 87) аналогичны рычаж-
ным скобам и отличаются от них лишь наличием микрометриче-
ской головки для отсчета измеряемой величины в миллиметрах,
десятых и сотых долях миллиметра.
Основные метрологические характеристики рычажных скоб и
рычажных микрометров представлены в табл. 3.7.
83
3.4.4. Средства измерений с оптическим и оптико-механическим
преобразованием
Оптико-механические измерительные приборы широко приме-
няются в измерительных лабораториях и цехах для измерения раз-
меров калибров, плоскопараллельных концевых мер длины, точ-
ных изделий, а также для настройки и проверки средств активно-
го и пассивного контроля.
К оптико-механическим измерительным приборам относятся
оптиметры, оптические длиномеры, измерительные машины,
интерферометры и др.
Оптиметр (рис. 3.20) состоит из измерительной головки 1, на-
зываемой трубкой оптиметра, и вертикальной 2 или горизонталь-
ной 3 стоек. В зависимости от вида стойки оптиметры подразделя-
ют на вертикальные (например, ОВО-1 или ИКВ) (рис. 3.20, а) и
горизонтальные (например, ОГО-1 или ИКГ) (рис. 3.20, б). Ле-
нинградский инструментальный завод выпускает также горизон-
тальные и вертикальные оптиметры (ОГЭ-1 и ОВЭ-02). Верти-
кальные оптиметры предназначены для измерений наружных раз-
меров деталей, а горизонтальные — как наружных, так и внут-
ренних размеров деталей.
В оптической схеме оптиметров использованы принципы авто-
коллимации и оптического рычага.
Рис. 3.20. Оптиметр вертикальный (а) и горизонтальный (бу.
1 — измерительная головка; 2 — вертикальная стойка; 3 — горизонтальная стойка
84
Рис. 3.21. Оптическая схема оптиметра:
1 — окуляр; 2 — зеркало; 3 — призма трехгранная; 4 — пластинка стеклянная со
шкалой; 5 — призма полного отражения; 6 — объектив; 7 — зеркало поворотное;
8 — стержень измерительный; 9 — объект измерения
85
Трубка оптиметра действует следующим образом (рис. 3.21).
Лучи от источника света направляются зеркалом 2 в щель трубки.
Преломившись в трехгранной призме 3, они проходят через
шкалу, имеющую 200 делений и нанесенную на плоскость стек-
лянной пластинки 4. Пройдя через шкалу, луч попадает на при-
зму полного отражения 5 и, отразившись от нее под прямым
углом, направляется на объектив 6 и поворотное зеркало 7. По-
воротное зеркало пружиной прижимается к измерительному стер-
жню 8. При перемещении стержня, опирающегося на измеряе-
мую деталь, зеркало 7поворачивается на угол ос вокруг оси, про-
ходящей через центр опорного шарика, что вызывает отклоне-
ние отраженных от зеркала 7 лучей на угол 2а. Отраженный пу-
чок, проходя через объектив, превращается в сходящийся пучок
лучей, который дает изображение шкалы на пластинке 4. При этом
шкала смещается в вертикальном направлении относительно не-
подвижного указателя на некоторую величину t, пропорциональ-
ную измеряемому размеру. Контролер наблюдает изображение
шкалы в окуляр 1. Для удобства отсчета на окуляр надевают спе-
циальную проекционную насадку, на экране которой можно на-
блюдать изображение шкалы. Метрологические характеристики
оптиметров представлены в табл. 3.8.
Оптические измерительные приборы применяются в измери-
тельных лабораториях для абсолютных и относительных измере-
ний бесконтактным методом различных изделий сложного про-
филя (резьб, шаблонов, кулачков, фасонных режущих инстру-
ментов) и малых габаритных размеров, для точных измерений
длин, углов, радиусов. В этих приборах используются оптические
схемы. Наиболее распространены следующие приборы: микроскопы
(инструментальный, универсальный, проекционный), проекторы,
оптические длиномеры и угломеры, делительные головки и др.
Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены
для абсолютных измерений углов и длин различных деталей в
Таблица 3.8
Основные метрологические характеристики оптиметров
Тип оптиметра Цена деления шкалы, мкм Предел измерения по шкале, мкм Пределы допустимой погрешности на любом участке шкалы в пределах 100 делений, мкм Наибольшее измеритель- ное усилие (колебание измеритель- ного уси- лия), Н Вариация показаний, мкм
ОВ-100 0,2 ±25 ±(0,07...0,1) 2,0 0,02
ОВ-200 1,0 ±100 ±(0,2...0,3) 2,0 0,1
ОГ-500 1,0 ±100 ±(0,2...0,3) 2,0 0,1
86
д
s
ч
ю
Основные метрологические характеристики микроскопов Предел основной допустимой погрешности микроскопа, мкм (в скобках указан диапазон измерений) ±3(0...25 мм) ±5(0...50 мм) ±6(0... 100 мм) (0£/*7 + 9)+
Цена деления шкалы угло- мерной головки/ —< —< —< т-« т-« —<
Макси- мальный диаметр проверяе- мого из- делия, мм 85 85 85 85 85 85 ООО ООО гч
Цена деления шкалы наклона линии центров/ 15 15 15 15 15 1 1 1
Цена деления шкалы барабанов микрометри- ческих головок, мм U”) щ ио' О । О 1 о 1 о 1 ООО ООО ООО о" о" о"
Линейное увеличение объективов визирного микроскопа 1; 3; 5; 10; 20; 40х 1; 3; 5; 10; 20; 40х 1; 3; 5; 10; 20; 40х 1; 1,5; 3,0; 5,0х 1; 1,5; 3,0; 5,0х 1; 3; 5; 10х 10; 15; 30; 50х 10; 15; 30; 50х 10; 20; 30х
Верхний предел измерений, мм в направлении поперечном О О О О О о ио ио ио ио ио оо ООО ООО гч
продольном о о о о о о о о ио ио ио чо ООО ООО ГЧ ГЧ U4
Тип микроскопа ИМ 100x50, А ИМЦ 100x50, А ИМ 150x50, А ИМЦ 150x50, А ИМ 150x50, Б ИМЦЛ 160x80, Б УИМ-200 УИМ-200Э УИМ-500Э
длина участка измерении.
прямоугольных и полярных координатах. В соответствии с ГОСТ
8074 — 82* выпускают микроскопы с микрометрическими изме-
рителями двух типов: тип А — без наклона головки и тип Б — с
наклоном головки.
Универсальные измерительные микроскопы отличаются от ин-
струментальных большим диапазоном измерений и повышенной
точностью. В них вместо микрометрических измерителей примене-
ны миллиметровые шкалы с отсчетными спиральными микро-
скопами.
Основные метрологические характеристики указанных микро-
скопов в диапазоне измерения плоских углов от 0 до 360° пред-
ставлены в табл. 3.9.
Несмотря на конструктивные различия инструментальных и
универсальных микроскопов, принципиальная схема измерения
t
в
Рис. 3.22. Общий вид (а), оптическая схема
(б) и микрометрический барабан (в) мик-
роскопа инструментальной модели ММИ:
1 — основание; 2, 15 — микрометрические вин-
ты; 3 — стол измерительный; 4 — направляю-
щие; 5 — объектив; 6 — маховик; 7 — кронш-
тейн; 8 — кольцо; 9 — тубус; 10 — микроскоп
визирный; И — стойка; 12 — винт фиксирую-
щий; 13 — лампа подсветки; 14 — маховик пово-
рота стойки; I — миллиметровая шкала; II —
круговая шкала
88
у них общая — визирование различных точек контролируемой дета-
ли, перемещаемых для этого по взаимно-перпендикулярным направ-
лениям, и измерение этих перемещений посредством отсчетных ус-
тройств. Для обеспечения хорошего визирования микроскопы ком-
плектуют сменными объективами различной степени увеличения.
В качестве примера рассмотрим конструкцию (рис. 3.22, а) и
принцип измерения микроскопа ММИ, оптическая схема кото-
рого представлена на рис. 3. 22, б. На массивном чугунном основа-
нии 1 в двух взаимно-перпендикулярных направлениях с помо-
щью микрометрических винтов 2, 15 на шариковых направляющих
перемещается измерительный стол 3.
Для отсчета перемещений на гильзе, скрепленной с метри-
ческой гайкой, имеется миллиметровая шкала I (рис. 3.22, в), а
на барабане, связанном с микрометрическим винтом, — круго-
вая шкала II со 100 делениями (на рисунке показание микромет-
ра равно 28,025). Объектив 5с тубусом 9 установлен на кронштей-
не 7, который перемещается в вертикальном направлении по стой-
ке 11. У микроскопов типа Б стойка с помощью маховика 14
может наклоняться в обе стороны, что позволяет установить мик-
роскоп под углом, равным углу подъема измеряемой резьбы. Ма-
ховик 6, перемещающий кронштейн 7, служит для фокусировки
микроскопа, причем установленное положение фиксируется вин-
том 2. Для точного фокусирования микроскопа вращают рифле-
ное кольцо 8, при этом тубус смещается по цилиндрическим
направляющим кронштейна. К верхней части тубуса крепится
сменная угломерная окулярная головка с визирным микроско-
пом 10 и отсчетным устройством.
Оптическая схема микроскопа представлена на рис. 3.22, б. Из-
меряемая деталь АБ рассматривается через объектив ОБ микро-
скопа. Изображение детали AqBj получается действительным, об-
ратным и увеличенным.
Глаз наблюдателя через окуляр ОК видит мнимое, обратное и
еще раз увеличенное окуляром изображение детали А2Б2.
3.4.5. Контроль калибрами
Для операций технического контроля в условиях массового и
крупносерийного производства широко используют контрольные
инструменты в виде калибров. Калибры — это тела или устрой-
ства, предназначенные для проверки соответствия размеров изделий
или их конфигурации установленным допускам. Они применяются
чаще всего для определения годности деталей с точностью от 6 до
18-го квалитетов, а также в устройствах активного контроля, ра-
ботающих по принципу «западающего калибра».
С помощью предельных калибров определяют не числовое зна-
чение контролируемого параметра, а его отклонение от предель-
89
ного значения. При контроле деталь считается годной, если про-
ходная сторона калибра (ПР) под действием усилия, пропорцио-
нального массе калибра, проходит, а непроходная сторона ка-
либра (НЕ) не проходит по контролируемой поверхности детали.
Если ПР не проходит, то деталь относят к бракованным с испра-
вимым браком. Если НЕ проходит, то деталь относят к бракован-
ным с неисправимым браком.
Виды гладких калибров для цилиндрических отверстий и валов
устанавливает ГОСТ 24851 — 81*. Калибры предназначены для оп-
Рис. 3.23. Предельные калибры-пробки:
а — пробки двухсторонние с цилиндрическими вставками; б — пробки двухсто-
ронние с коническим хвостовиком; в — пробки полные; г — пробки неполные;
д — шайбы полные; е — шайбы неполные
ределения годности деталей с допуском по 6... 18 квалитетам. Стан-
дарт предусматривает следующие гладкие калибры для валов и от-
носящиеся к ним контрольные калибры:
ПР — проходной калибр-скоба;
НЕ — непроходной калибр-скоба;
К-ПР — контрольный проходной калибр для нового гладкого
калибра-скобы;
К-НЕ — контрольный непроходной калибр для нового гладко-
го калибра-скобы;
К-И — контрольный калибр для контроля износа гладкого про-
ходного калибра-скобы.
Для контроля отверстий предусмотрены:
ПР — проходной калибр-пробка;
НЕ — непроходной калибр-пробка.
Для контроля отверстий применяют предельные калибры-проб-
ки различных конструкций. К ним относятся двухсторонние пробки
с цилиндрическими вставками (рис. 3.23, а) и вставками с кони-
ческим хвостовиком (рис. 3.23, б); пробки полные (рис. 3.23, в);
пробки неполные (рис. 3.23, г); шайбы полные (рис. 3.23, д) и
неполные (рис. 3.23, е).
Предпочтение отдают односторонним предельным калибрам,
так как они сокращают время контроля изделий и расход материала.
Для контроля валов применяют предельные и регулируемые
калибры-скобы по ГОСТ 18358 —93...ГОСТ 18369—73*. К предель-
ным калибрам-скобам относятся односторонние (рис. 3.24, а) и
двухсторонние (рис. 3.24, б) скобы. Регулируемые скобы со встав-
ками или передвижными губками (рис. 3.24, в) позволяют ком-
пенсировать износ и могут настраиваться на разные размеры,
однако они имеют меньшие по сравнению с нерегулируемыми
скобами точность и надежность и, как правило, применяются для
контроля размеров с допусками не точнее 8-го квалитета точности.
По назначению предельные калибры делят на рабочие, прием-
ные и контрольные.
а — скобы односторонние; б — скобы двухсторонние; в — регулируемые скобы
Рис. 3.25. Схемы контроля деталей предельным калибром-скобой непос-
редственно на станке (а) и на столе ОТК (б)
Рабочие калибры предназначены для контроля деталей в про-
цессе их изготовления (рис. 3.25, а). Ими пользуются операторы и
наладчики оборудования, а также контролеры ОТК (рис. 3.25, б)
предприятия-изготовителя.
Приемные калибры применяют представители заказчика для
приемки деталей.
Контрольные калибры применяют для проверки размеров рабо-
чих и приемных калибров и установки на размер регулируемых
калибров. \
Маркировка калибра включает в себя:
номинальный размер детали, для которого предназначен калибр;
буквенное обозначение поля допуска изделия;
числовые значения предельных отклонений изделия в милли-
метрах (на рабочих калибрах);
тип калибра (например, ПР, НЕ, К-И);
товарный знак предприятия-изготовителя.
На рис. 3.26 представлены эскизы калибра-пробки (ГОСТ
14810 — 69*, см. рис. 3.26, а), калибра-скобы (ГОСТ 18360 — 93, см.
рис. 3.26, б) и контрольного калибра-шайбы (см. рис. 3.26, в) с
указанием типовой маркировки, исполнительных размеров, точ-
ности формы и шероховатости рабочих поверхностей.
Особую группу составляют калибры для контроля глубин и вы-
сот уступов, представляющие собой ступенчатые пластины той
или иной формы. По наличию зазора между соответствующими
плоскостями калибра и изделия определяют годность изделия. ГОСТ
2534—77* предусматривает виды калибров с охватом размеров
1...500 мм 11...18-го квалитетов точности. Вместо проходной и
92
s .
Рис. 3.26. Эскизы калибра-пробки (д), калибра-скобы (б) и калибра-шай-
' бы (в); * — размер для справок
непроходной сторон у этих калибров имеются стороны, соответ-
ствующие наибольшему (Б) и наименьшему (М) предельным
размерам изделия (рис. 3.27).
Основными методами контроля является метод «световой щели»
или «на просвет», методы «надвигания», «осязания», «по рискам».
В зависимости от того какой метод выбран, применяют те или
иные средства контроля, основные разновидности которых при-
ведены на рис. 3.27. На рис. 3.27, а, б, в представлены предельные
калибры, используемые при контроле «на просвет», на рис. 3.27,
г, д — калибры для контроля методом «надвигания», на рис. 3.27,
е, ж — для контроля методом «осязания», на рис. 3.27, з — для
контроля «по рискам».
В случае применения метода «на просвет» калибрами контро-
лируются допуски не менее 0,04 мм. Минимальные допуски изде-
93
Направляющие
плоскости
плоскости
а б
Рис. 3.27. Контроль глубин, высот уступов, формы изделий с использо-
ванием разных калибров методами «на просвет» (о, б, в), «надвигания»
(г, д), «осязания» (е, ж) и «по рискам» (з)
лий, контролируемых ступенчато-стержневыми калибрами, состав-
ляют 0,03 мм, а контролируемых «по осязанию» — 0,01 мм.
В системе ИСО предельные калибры для глубин и высот не
стандартизированы.
Контроль наружных конусов выполняется конусными калиб-
рами-втулками, а контроль внутренних конусов — конусными ка-
94
Рис. 3.28. Разновидности конусных калибров-пробок и калибров-втулок:
а — калибр-втулка для проверки угла конуса; б — калибр-втулка для проверки
конусности «по рискам»; в — калибр-пробка для проверки конусности «по рис-
кам»; г — калибр-пробка с использованием измерительных плоскостей
либрами-прббками. ГОСТ 24932 — 81* устанавливает виды и ис-
полнения калибров для гладких конусов с раздельным нормиро-
ванием каждого вида допуска с диаметрами в заданном сечении
до 200 мм, конусностью от 1; 3 до 1:50, допусками диаметров
6... 12-го квалитетов, допусками углов конусов 4...9-й степеней
точности. Некоторые калибры изображены на рис. 3.28.
3.4.6. Автоматические средства контроля
Разработка и внедрение новых высокопроизводительных ме-
тодов обработки деталей, автоматизация технологических про-
цессов, повышение точности изготовления продукции предус-
матривают широкое применение автоматических средств конт-
роля.
В машиностроении внедряются быстродействующие автомати-
ческие измерительные системы, осуществляющие контроль каче-
ства деталей по различным параметрам, сортировку годных дета-
лей по группам, отбраковку низкокачественных деталей, блоки-
ровку или подналадку технологического оборудования.
95
Рассмотрим основные средства активного контроля, применя-
емые в металлообработке (классификация автоматических средств
контроля была представлена в подразд. 3.2).
Основным назначением средств активного контроля является
предупреждение появления брака в процессе обработки детали
путем получения информации о текущем параметре (размере,
точности формы, взаимном положении, шероховатости поверх-
ности), передачи ее в исполнительные органы металлорежущего
оборудования и соответствующей корректировки режимов и ус-
ловий обработки.
Средства активного контроля позволяют устранить влияние на
обрабатываемое изделие различных факторов, действующих в си-
стеме станок—приспособление—инструмент—деталь, таких как
износ режущего инструмента, тепловые деформации, силовые де-
формации и т.д.
Средства активного контроля можно разделить на три основ-
ные группы.
Средства активного контроля, устанавливаемые до обрабатыва-
ющей позиции, позволяют оценивать заготовку перед обработкой
по одному или нескольким параметрам (размеру, состоянию по-
верхности).
Полученная при этом информация поступает на обрабатываю-
щую позицию с целью корректировки режимов и условий обра-
ботки. Эти средства чаще всего применяются на предварительных
операциях.
Средства активного контроля в процессе обработки предназна-
чены для непрерывного или дискретного измерения обрабатыва-
емой детали (прямым или косвенным способом) с последующей
передачей полученной информации исполнительным органам
металлорежущего оборудования для изменения режимов и усло-
вий обработки, а также для ее прекращения при достижении за-
данных размеров.
Эти средства используют при финишных методах обработки,
таких как круглое наружное и внутреннее шлифование, хонинго-
вание, плоское шлифование и т. п.
Средства активного контроля после обработки, называемые так-
же подналадчиками, применяют в том случае, если получение
заданного размера обеспечивается установкой рабочей поверхно-
сти режущего инструмента «на размер». В таких средствах инфор-
мация о размере, получаемая за зоной обработки, поступает ис-
полнительным органам станка для корректировки положения
инструмента, прекращения обработки, подачи сигнала с целью
вызова наладчика.
К таким видам обработки относят плоское шлифование, бес-
центровое шлифование на проход, развертывание, растачивание
(в том числе алмазное) и т. п.
96
Средства активного контроля состоят из отдельных узлов, пред-
назначенных для выполнения определенных функций. Этими уз-
лами являются:
• измерительная оснастка, включающая в себя щуповые меха-
низмы в виде скоб, призм, рычажных устройств, механизмы под-
вода и отвода;
• измерительные приборы, наглядно представляющие информа-
цию о контролируемом параметре;
• командные устройства, преобразующие измерительную ин-
формацию в сигнал — команду;
• блоки усиления и сигнализации и другие устройства, обеспечи-
вающие стабильную работу средств активного контроля.
Одной из основных частей автоматической измерительной сис-
темы является преобразователь (см. подразд. 3.2), преобразующий
измеряемую величину в другую величину или измерительный сиг-
нал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразова-
ний, индикации или передачи. Конструкция преобразователя оп-
ределяет не только метод контроля, но и погрешность измерения,
порог чувствительности, измерительное усилие, пределы измере-
ний и другие характеристики автоматической системы контроля.
Основными требованиями к преобразователям являются высо-
кая точность, чувствительность, стабильность измерения, долго-
вечность и надежность в работе, небольшие размеры и масса, малое
усилие и его постоянство в пределах рабочего хода измерительно-
го наконечника, малая чувствительность к вибрациям и ускоре-
ниям и достаточно большие пределы измерений. Кроме того, пре-
образователь должен обеспечивать визуальный отсчет измеряемой
величины и возможность работы в статическом и динамическом
режимах, а также обладать небольшой инерционностью. В основе
выбора преобразователя должна лежать тесная связь с технологи-
ческим процессом обработки деталей.
Преобразователь — это устройство, в которое входят восприни-
мающий, задающий, сравнивающий и преобразующий элементы.
По типу воспринимающих элементов преобразователи делятся
на контактные и бесконтактные, а по числу команд — на одно- и
многокомандные.
Предельные преобразователи служат для фиксации выхода от-
клонений размера из поля допуска; амплитудные преобразователи
ограничивают отклонения геометрической формы и колебания вза-
имного расположения поверхностей.
Число команд зависит от назначения автоматической системы.
Однокомандные (однопредельные) преобразователи сортируют
детали по одному пределу или дают команду на управление стан-
ком. Они применяются редко. Двухкомандные (двухпредельные)
преобразователи сортируют детали на годные, брак исправимый
и брак неисправимый или дают две команды на управление стан-
4 Записи
97
ком. Многокомандные преобразователи применяются для сорти-
ровки деталей на группы внутри поля допуска и для управления
сложными автоматическими циклами станков.
По типу преобразующих элементов преобразователи можно
разделить на преобразователи с прямым и промежуточным пре-
образованием.
В контрольных устройствах наиболее широко применяются элек-
троконтактные, фотоэлектрические, пневмоэлектроконтактные и
механотронные преобразователи. В ряде случаев используют ин-
дуктивные, емкостные, пьезофотоэлектрические и другие преоб-
разователи.
Электроконтактные преобразователи преобразуют механиче-
ское перемещение измерительного штока в электрический сиг-
нал управления. В двухконтактном преобразователе (рис. 3.29) пе-
ремещение штока с измерительным наконечником 10 передается
рычагу 2, подвешенному к корпусу 3. На рычаге имеются два кон-
такта 5 и 8, а сам рычаг связан с электрической цепью. С помощью
микровинтов регулируемые контакты 6 и 7, также имеющие вы-
ходы на электрическую цепь, настраиваются на определенные
размеры. Прикосновение одного из контактов 5или 8 к регулиру-
емому контакту 6 или 7 позволяет замкнуть электрическую цепь и
направить сигнал соответствующему исполнительному механиз-
му, например отсекателю сортировочного автомата. Измеритель-
ное усилие создается пружиной 1, которая одним концом при-
креплена к измерительному
штоку, а вторым — к корпусу.
Для упрощения настройки из-
мерительного преобразовате-
ля и обеспечения возможно-
сти визуального наблюдения
за размерами детали 9 преоб-
разователь снабжен стрелоч-
ным индикатором 4.
В индуктивных преобразо-
вателях используется свой-
ство катушки изменять свое
реактивное сопротивление при
изменении некоторых ее пара-
метров, определяющих индук-
тивность L. Для получения наи-
большей индуктивности ка-
тушку, как правило, выполня-
ют с магнитопроводом из фер-
ромагнитного материала. Один
из элементов магнитопрово-
да — якорь 3 (рис. 3.30) — вы-
Рис. 3.29. Схема электроконтактного
преобразователя:
1 — пружина; 2 — рычаг; 3 — корпус; 4 —
индикатор; 5, 8 — нерегулируемые кон-
такты; 6, 7 — регулируемые контакты;
9 — контролируемая деталь; 10 — нако-
нечник
полняют подвижным, а его положе-
ние относительно неподвижной части
магнитопровода 4 будет определять из-
менение магнитного сопротивления
цепи, а следовательно, и индуктив-
ной катушки 5. Изменение индуктив-
ного сопротивления катушки ведет к
соответствующему изменению ее пол-
ного сопротивления R. Таким образом,
если связать перемещение якоря с из-
меряемой величиной d при постоян-
ной скорости перемещения, возник-
нет функциональная зависимость меж-
ду d и электрическим параметром L.
Устройство, в котором линейные пе-
ремещения преобразуются в электри-
ческий сигнал с помощью описанной
катушки, называется индуктивным
Рис. 3.30. Принцип действия
индуктивного преобразова-
теля:
1 — контролируемая деталь; 2 —
пружина; 3 — якорь; 4 — непод-
вижная часть магнитопровода;
5 — индуктивная катушка
преобразователем.
Индуктивные измерительные при-
боры могут быть бесконтактными и
контактными. В первом случае конт-
ролируемая деталь (которая изготав-
ливается только из ферромагнитных
материалов) включена непосредствен-
но в магнитную цепь и образует уча-
сток магнитопровода. Схема контактного безрычажного диффе-
ренциального' индуктивного прибора с малым ходом, например
модели БВ-3099 или 226, показана на рис. 3.31.
Отклонение размеров контролируемой детали 7 вызывает пе-
ремещение измерительного стержня 2, на котором закреплен якорь
4, находящийся в воздушном зазоре между магнитопроводами ин-
дуктивных катушек 3 и 5. В зависимости от положения якоря меня-
ется воздушный зазор у магнитопроводов, в результате чего ин-
дуктивное сопротивление одной катушки возрастает, а другой
уменьшается. При этом нарушается равновесие моста, образован-
ного катушками 3 и 5 и сопротивлениями 6 и 8, который питается
от стабилизированного генератора звуковой частоты 7. В результа-
те в диагонали моста возникает ток, направление которого опре-
деляется отклонением измерительного стержня от среднего поло-
жения. Отсчетное устройство 9, включенное в диагональ моста че-
рез фазочувствительный выпрямитель, показывает величину это-
го отклонения.
Индуктивные приборы выпускают как со стрелочными отсчет-
ными устройствами, которые имеют пять регулируемых пределов
измерения (±1; ±3; ±10; ±30; ±100 мкм) с разной ценой деления
99
Рис. 3.31. Схема контактного безрычажного диффе-
ренциального индуктивного прибора типа БВ-3099:
1 — контролируемая деталь; 2 — измерительный стержень;
3, 5 — индуктивные катушки; 4 — якорь; 6, 8— сопротив-
ления; 7 — генератор звуковой частоты; 9 — отсчетное
устройство
(0,02; 0,05; 0,2; 2 мкм соответственно), так и с цифровыми уст-
ройствами, имеющими три регулируемых предела измерения (±10;
±100; ±1000 мкм) с разной ценой деления (0,005; 0,05 и 5 мкм
соответственно).
В емкостных измерительных системах используется преобра-
зование линейных перемещений в изменение электрической ем-
кости конденсатора. По изменению емкости судят об изменении
размера. Емкостные измерительные приборы могут быть бескон-
тактными и контактными. В бесконтактном приборе контролиру-
Рис. 3.32. Схема дифференциального емкостного
пр еобразователя:
1 — измерительный стержень; 2 — пружина; 3 —
опоры; 4, 5, 11 — пластины конденсатора; 6 — регу-
лировочный конденсатор; 7 — высокочастотный ге-
нератор; 8 — усилитель; 9 — отсчетное устройство;
10 — исполнительное реле; 12 — контролируемая де-
таль; 13 — измерительный стол
100
емая деталь включается непосредственно в электрическую цепь в
качестве одной из пластин конденсатора.
Принципиальная схема прибора, в котором применен ди-
фференциальный емкостный преобразователь с двумя неподвиж-
ными пластинами, включенными в мостовую схему, показана на
рис. 3.32. Изменение положения измерительного стержня 7, на
конце которого закреплена подвижная пластина 4, при измере-
нии размера детали 72, установленной на столе 13, влечет за со-
бой изменение емкости двух конденсаторов, образованных плас-
тинами 4—5 и 4—11. Эти конденсаторы и регулировочный кон-
денсатор 6 включены в мостовую схему, которая питается от вы-
сокочастотного генератора 7. Выходное напряжение преобразова-
теля через усилитель 8 подается на отсчетное устройство 9 и ис-
полнительное реле 10.
Емкостные измерительные приборы обладают малой инерци-
онностью (менее 0,04 с), высокой чувствительностью и весьма
малым измерительным усилием, так как силы электростатиче-
ского притяжения между пластинами очень малы. Эти приборы
сильно зависят от стабильности электронной схемы включения.
Средства активного контроля для шлифовальных станков. Для
круглошлифовалъных центровых станков наиболее часто применя-
ются устройства, позволяющие осуществлять контроль наружного
диаметра обрабатываемой дета-
ли. Реже используются устройства
для контроля положения шлифу-
емого торца, расстояния между
торцами или для установки сто-
ла с деталью относительно шли-
фовального круга по ее торцу.
Для измерения диаметра ци-
линдрической детали использу-
ют ряд схем, которые принято
различать по числу измеритель-
ных и базирующих наконечни-
ков, соприкасающихся с обра-
батываемой поверхностью.
В устройствах, работающих по
трехконтактной схеме (рис. 3.33),
скоба 8 снабжена жестко связан-
ными с ней измерительным 7 и
базирующим 9 наконечниками,
опирающимися на обрабатывае-
мую поверхность и обеспечива-
ющими строго определенное вза-
имное расположение оси обра-
батываемой детали 2 и скобы.
Рис. 3.33. Схема устройства актив-
ного контроля для круглошлифо-
вальных центровых станков:
1 — измерительный наконечник; 2 —
обрабатываемая (контролируемая) де-
таль; 3 — груз; 4, 6 — шарниры; 5 —
измерительный стержень; 7 — отсчет-
ное устройство; 8— скоба; 9 — базиру-
ющий наконечник
101
Второй измерительный наконечник связан со стержнем 5, ко-
торый может перемещаться относительно скобы 8. Изменение ди-
аметра D обрабатываемой детали воспринймается отсчетным уст-
ройством 7 или чувствительным элементом этого устройства (ин-
дуктивным преобразователем, измерительным соплом), жестко
связанным со скобой.
В большинстве случаев скоба специальным механизмом зак-
реплена на кожухе шлифовального круга. Это удобно при установ-
ке и съеме детали, так как бабка шлифовального круга отводится
от нее на значительное расстояние. Такое закрепление удобно также
при шлифовании одним кругом последовательно нескольких шеек
обрабатываемой детали.
При шлифовании с продольной подачей устройство для уста-
новки скобы закрепляют на столе станка на передней или задней
бабке, чтобы исключить относительное перемещение скобы и де-
тали вдоль ее оси, влияющее на точность измерения. Диаметр об-
рабатываемой детали измеряется в одном сечении вдоль ее оси.
Конструкция устройства для установки трехконтактной скобы на
станке обеспечивает число степеней свободы, необходимое для ее
самоустановки на поверхности детали благодаря наличию шарни-
ров 4 и 6. Поджим наконечников 1 и 9 к поверхности детали осу-
ществляется грузом 3 или с помощью специальной пружины.
Внутришлифовальные станки получили наибольшее распрост-
ранение при производстве подшипников. Они применяются при
обработке желобов и отверстий колец подшипников. Здесь же ис-
пользуется большая часть средств активного контроля.
При контроле отверстий небольшого диаметра (менее 30 мм)
трудно одновременно установить шлифовальный круг и измери-
тельные наконечники прибора. В этих случаях измерительная го-
ловка прибора перемещается вместе со шлифовальным кругом
вдоль оси обрабатываемого отверстия. Иногда измерительную го-
ловку располагают со стороны шлифовального шпинделя, и из-
мерительные наконечники 3, охватываюшие оправку 2 шлифо-
вального круга 1, периодически входят в обрабатываемое отвер-
12 3
Рис. 3.34. Схема активного контроля
для внутришлифовальных станков:
1 — шлифовальный круг; 2 — оправка
шлифовального круга; 3 — имеритель-
ные наконечники
102
Рис. 3.35. Схема действия
средства активного контро-
ля для внутришлифовальных
станков по типу жестких ка-
либров-пробок:
1 — шток; 2 — калибр-пробка;
3 — обрабатываемая деталь; 4 —
шлифовальный круг; 5, 6 — ко-
нечные выключатели; 7,8 —
регулируемые упоры
стие вслед за шлифовальным кругом (рис. 3.34). На специальных
станках с полым коротким шпинделем измерительная головка мо-
жет быть помещена внутри шпинделя, и измерительные наконеч-
ники вводятся в обрабатываемое отверстие в тот момент, когда
шлифовальный круг частично выводится из него. В обоих случая^,
несмотря на гладкую поверхность отверстия, приборы работают в
условиях контроля прерывистой поверхности и должны иметь со-
ответствующую конструкцию.
Наиболее простыми и надежными устройствами для внутрен-
него шлифования являются жесткие калибры-пробки. Их распо-
лагают в бабке изделия и вводят в обрабатываемое отверстие со
стороны, противоположной кругу.
На станке соосно с обрабатываемым отверстием (рис. 3.35) уста-
навливают шток 1, на конце которого закреплен ступенчатый ка-
либр-пробка 2. Периодически, в те моменты когда шлифоваль-
ный круг 4 отходит вправо, шток с калибром под действием пру-
жины подводится к отверстию диаметром D. Однако войти в это
отверстие калибр сможет только при D > Dx, т. е. если диаметр
отверстия станет больше диаметра первой ступени калибра. В этот
момент регулируемый упор 8, связанный со штоком 1, нажимает
на конечный выключатель 5, команда которого используется в
схеме станка для изменения режима обработки. При дальнейшем
шлифовании наступает момент, когда D > D2, и вторая ступень
калибра получает возможность войти в отверстие. Второй регули-
руемый упор 7 нажимает на конечный выключатель 6, который
подает команду на прекращение обработки.
Известны устройства с четырехступенчатыми калибрами, по-
дающие в цепь управление станка четыре команды на изменение
режимов обработки. Калибры-пробки позволяют контролировать
отверстия со шпоночными и шлицевыми пазами, они не чувстви-
тельны к вибрациям, имеют малые размеры и простую конструк-
цию.
Однако использование жесткого калибра-пробки возможно
только для измерения обрабатываемых на специальных станках
деталей со сквозными отверстиями диаметром до 100 мм. На унй-
103
версальных внутришлифовальных станках они не применяются.
Погрешность обработки отверстий при использовании жестких
калибров составляет 0,01 ...0,02 мм.
3.4.7. Выбор средств измерения и контроля
Правильный выбор средств измерения (контроля) обеспечи-
вает получение достоверной информации об измеряемом объекте
(а это гарантия качества изготавливаемых изделий) и позволяет
оптимизировать затраты производства на контрольные операции.
Выбор средств измерения и контроля зависит’ от целого ряда
факторов, таких как масштаб производства, организационно-тех-
нические формы контроля, принятые на производстве, конст-
руктивные особенности объекта измерения (контроля), экономи-
ческие факторы, а также от обязательных и дополнительных по-
казателей, устанавливаемых ГОСТ 14.306 — 73.
Масштаб (объем) производства определяет вид средства изме-
рения или контроля, необходимую производительность процесса
измерения, а следовательно, уровень его автоматизации или ме-
ханизации.
Так, в индивидуальном и мелкосерийном производстве номенк-
латура выпускаемых изделий достаточно широкая, объем выпус-
ка небольшой и часто изменяемый. Высокое качество изделий
зависит в основном от индивидуальных навыков и квалифика-
ции операторов и не гарантируется принудительно ходом техно-
логического процесса. Поэтому в таком производстве особенно
необходим тщательный пооперационный контроль изготавлива-
емых изделий при наличии соответствующих средств измерения
и контроля. При этом контролеры должны иметь достаточно вы-
сокую квалификацию.
При индивидуальном производстве, как правило, не проекти-
руется специальная контрольно-измерительная оснастка, посколь-
ку экономически нецелесообразно задерживать изготовление из-
делий на длительные сроки, необходимые для проектирования,
изготовления и отладки специальных средств измерения или кон-
троля.
При серийном производстве, как правило, изготавливают взаи-
мозаменяемые детали, узлы и изделия, номенклатура которых не
меняется в течение достаточно продолжительного времени. Одно-
родность качества деталей достигается применением специализи-
рованного оборудования, инструмента и оснастки, которые чаще
всего бывают выполнены в виде сменных приспособлений и уст-
ройств к универсальным станкам. Работу ведут по отработанной
технологии, поэтому пооперационный контроль необязателен.
Контрольные операции выполняют после нескольких операций
или по окончании изготовления деталей с помощью универсаль-
104
ных измерительных средств, специализированных контрольных
приспособлений, жестких предельных калибров и шаблонов.
При массовом производстве номенклатура изделий постоян-
на: в больших количествах в течение длительного времени изго-
тавливаются взаимозаменяемые детали, узлы и изделия. Каче-
ство изделий обеспечивается отработанной технологией, приме-
нением специализированного оборудования, приспособлений и
инструмента, а также введением контрольных операций, являю-
щихся обязательной составной частью единого технологического
процесса. В таком производстве широко используют высокопро-.
изводительные механизированные и автоматические контрольно-
измерительные средства.
Применение контрольных автоматов должно быть экономически
обосновано, так как их стоимость достаточно высока и для обслу-
живания требуются квалифицированные наладчики. Эти автома-
ты особенно эффективны при контроле деталей простой геомет-
рической формы, небольшой массы, с малым числом контроли-
руемых параметров, особенно при многодиапазонной сортировке
и селективной сборке.
Активные средства контроля целесообразно применять как в
массовом, так и в серийном производстве.
Универсальные средства измерения и контроля в массовом
производстве имеют ограниченное применение. Их используют
преимущественно при наладке технологической оснастки.
С позиций организационно-технических форм контроля разли-
чают:
100%-й контроль, который назначается при сортировке дета-
лей на размерные группы и применении селективной сборки, а
также при измерении функциональных параметров, определяющих
эксплуатационные показатели изделия в целом. В этих случаях в
массовом производстве применяют специальные контрольно-сор-
тировочные автоматы и устройства, а в индивидуальном и мелко-
серийном — универсальные (реже специализированные) средства
измерения с достаточно высокой точностью измерения;
выборочный контроль, при котором устанавливают объем вы-
борки в зависимости от стабильности технологического процес-
са, совокупности контролируемых признаков, задачей и целей
контрольных операций. При этом виде контроля назначают как
специальные, так и универсальные средства измерений с допу-
стимой погрешностью измерений;
статистический метод выборочного контроля применяется для
приемки готовых изделий (приемочный контроль) и управления
точностью в процессе производства (управляющий контроль). В пер-
вом случае выбор средств измерения во многом зависит от объема
производства, точностных показателей процесса измерения, кон-
структивных особенностей объекта измерения, экономических и
105
других факторов. Для управляющего контроля в условиях массово-
го производства применяют различные средства автоматизации
измерения, в том числе средства активного контроля, управляю-
щие системы различного уровня.
Конструктивная форма, материал, число контролируемых па-
раметров, габаритные размеры и масса деталей также влияют на
выбор вида средств измерения. Так, детали с большими массога-
баритными параметрами измеряют и контролируют переносными
средствами измерения и контроля. При значительном числе конт-
ролируемых параметров рекомендуется применять многомерные
средства измерения и контроля.
При выборе средства измерения необходимо учитывать мате-
риал контролируемой детали, жесткость ее конструкции и шеро-
ховатость поверхности с позиций повреждаемости объекта изме-
рения. Измерение тонкостенных деталей, деталей из легких спла-
вов и пластмасс следует выполнять бесконтактным методом или
измерительными средствами с малыми измерительными усилиями.
В соответствии с ГОСТ 14.306 — 73 установлены обязательные
показатели процесса измерения (контроля). К ним отнесены точ-
ность измерения, достоверность, трудоемкость и стоимость. В ка-
честве дополнительных показателей для выбора средств измере-
ния или контроля используют объем, полноту, периодичность,
продолжительность и другие показатели.
Рассмотрим подробно такой важный показатель выбора средств
измерения и контроля, как погрешность измерения.
Погрешность измерения (в соответствии с РМГ 29-99) — это
отклонение результата измерения от истинного значения измеряе-
мой физической величины. Погрешность зависит в основном от ряда
причин, создающих суммарный эффект. Таких причин в зависи-
мости от применяемого метода, объекта и условий измерения
может быть очень много, но не все они в одинаковой мере оказы-
вают влияние на общую погрешность измерения.
В общем случае на погрешность измерения оказывают влияние
следующие факторы:
установка объекта измерения в средство измерений (СИ)' или
установка СИ на объект измерения (Дк);
измерительное устройство и передаточные элементы при нор-
мированных условиях (Диу);
установочные меры, используемые для настройки измеритель-
ных средств (Дм);
температурные колебания, возникающие от комплекса при-
чин, обобщенных понятием «температурный режим» (Д,);
упругие деформации от воздействия усилий закрепления объекта
измерения в СИ и колебания измерительных усилий средств из-
мерения (Лкк);
нарушение первичной настройки измерительных средств (Дн);
106
наличие шероховатости измеряемой поверхности (Дш);
конструктивные особенности измерительных средств;
субъективные погрешности, зависящие, например, от опера-
тора.
Оценка погрешности измерения должна выполняться комплек-
сно, с учетом самой погрешности измерения и условий измере-
ний, при которых она должна проявиться.
Точность показаний средства измерений определяется суммар-
ной погрешностью, составляющими которой являются система-
тические и случайные погрешности. Составляющие суммарной
погрешности могут быть найдены по справочным данным или
экспериментальным путем. Суммарную погрешность измерения
определяют по формуле
= у^Дк + Диу + А,2, + Д(, + А| + &КК + Ащ + Д„ . (3-9)
Суммарная погрешность может составлять 8... 30 % допуска кон-
тролируемого параметра. Ее величина зависит от назначения из-
делия и может быть равна: для ответственных изделий — 8 %, для
менее ответственных — 12...20 %, для остальных — 25...30 %.
Средство измерений выбирают исходя из допустимой погреш-
ности измерения [Д] и расчетной суммарной погрешности Д2.
Допустимые погрешности измерения регламентированы ГОСТ
8.051 — 81 в зависимости от номинальных размеров и допусков на
изготовление измеряемого параметра. Допустимые погрешности
измерения приняты следующими:
для грубых допусков [Д] = 0,2 Т;
для остальных допусков [Д] = 0,35 Т,
где Т — допуск контролируемого параметра, задаваемый конст-
рукторомг
Условие правильности выбора средства измерений записыва-
ется следующим образом:
Д2<[Д]. (3.10)
Если это условие не выполняется, то нужно либо пересмотреть
составляющие суммарной погрешности измерения и принять меры
к их снижению, либо предусмотреть замену средства измерений
или его элементов
Экономические показатели выбора средств измерения или конт-
роля занимают важное место в процедуре выбора и его обоснова-
ния. К ним относятся стоимость средства измерения (контроля),
продолжительность его работы до ремонта, срок окупаемости,
время настройки средства измерения и время, затраченное на из-
мерение (контроль), необходимая квалификация оператора и др.
ГОСТ 14.306—73 определяет последовательность обоснования
выбора средства измерений по его экономической эффективности.
107
3.5. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ
Рассмотрим ряд вопросов, связанных с условиями, в которых
выполняются измерения и контроль объектов, и их влиянием на
погрешность измерений. Ведь каждое измерение выполняется в кон-
кретных условиях, которые в свою очередь характеризуются одной,
а чаще несколькими физическими величинами. Это температура и
влажность окружающей среды, давление и плотность, ускорение
свободного падения и т. п. Все эти величины называют еще внешни-
ми влияющими величинами, и они часто оказывают существенное
влияние на применяемые средства измерений, контролируемый
объект и непосредственно на измеряемую физическую величину.
Например, при измерении длины детали штриховыми сред-
ствами измерения (линейкой, рулеткой) немаловажное значение
имеют температура окружающего воздуха, освещенность поверх-
ности детали и средства измерения. А если деталь изготовлена из
определенных видов пластмасс, то имеет значение и влажность
воздуха. Конечно, наиболее существенной влияющей величиной
в данном примере является температура, так как любое измене-
ние температуры окружающего воздуха приводит к изменению
длины детали и длины линейки. И чем оно больше, тем сильнее
будут искажены результаты измерения. Освещенность детали и
шкалы линейки также влияет на результат измерений: при слабой
освещенности оператор может неточно определить совпадение
конца детали со штрихом линейки.
Вопросам нормирования условий проведения измерений и кон-
троля уделяется серьезное внимание. ГОСТ 21964 — 76* делит все
внешние воздействующие факторы на следующие классы:
климатические (температура, атмосферное давление, относи-
тельное давление, относительная влажность окружающей среды,
ветер, туман, пыль, солнечное излучение);
электромагнитные (колебание напряжения, частота перемен-
ного электрического тока в сети, постоянные и переменные маг-
нитные поля, электромагнитная совместимость и др.);
ионизирующие излучения естественного и искусственного‘про-
исхождения, в которых выполняются измерения;
механические (колебания, удары, линейные ускорения, меха-
ническое давление, сила и т.п.);
термические (тепловой удар, аэродинамический нагрев и т.п.);
специальных сред (кислотно-щелочные среды, отравляющие
вещества, топлива и т.п.).
Для обеспечения единства измерений к условиям их проведения
предъявляются жесткие требования. На средства измерений конк-
ретного типа в нормативных документах или по результатам их по-
верки (калибровки) устанавливаются единые нормальные условия
измерений. Нормальные условия измерений — это условия, характери-
108
зуемые совокупностью влияющих величин, при которых изменением
результата измерений пренебрегают вследствие малости. Значение
физической величины, соответствующее нормальным условиям,
называют нормальным значением влияющей величины, и оно прини-
мается за номинальное. Ниже приведены номинальные значения
широко распространенных влияющих физических величин.
Номинальные значения влияющих физических величин
Температура для всех видов измерений, °С(К) ...20° (293)
Давление воздуха для линейных, угловых измерений,
измерений массы, силы света, измерений
в спектроскопии, кПа (мм рт. ст.)............... 101,3 (760)
Относительная влажность воздуха для линейных,
угловых измерений, измерений массы, измерений
в спектроскопии, %........................................58
Плотность воздуха, кг/м3...............................1,2
Ускорение свободного падения, м/с2......................9,8
Магнитная индукция (напряженность магнитного поля)
и напряженность электростатического поля для измерений
параметров движения, магнитных и электрических
величин, Тл..............................................О
То же, для всех видов измерений,
кроме указанных в предыдущем
пункте..........................Соответствует электрическим
и магнитным характеристикам
поля Земли в данном
географическом районе
Относительная скорость движения
внешней среды, м/с.......................................0
Однако при выполнении измерений бывает трудно и даже не-
возможно 'поддерживать установленные номинальные значения
влияющих величин, поэтому для каждой их них определяют пре-
делы возможных изменений. Эти пределы называют нормальной
областью значений влияющей величины.
Например, нормальная область значений температуры при ли-
нейных измерениях в зависимости от уровня точности и диапазона
размеров не должна изменяться более чем на ±0,1 °C от установ-
ленной температуры +20 °C для точных квалитетов и ±4 °C от уста-
новленной температуры +20 °C для грубых квалитетов, а для угло-
вых измерений эта величина не должна превышать ±3,5 °C. Таким
образом, нормальная область значений влияющей величины —
температуры — должна находится в следующих диапазонах:
19,9...20,1 °C; 16...24 °C и 16,5...23,5 °C. Аналогично устанавлива-
ются нормальные области значений других влияющих величин.
В соответствии с ГОСТ 8.050 — 73 требования к нормальным
условиям устанавливаются-в зависимости от допусков на измеря-
емую величину и значений допустимой погрешности измерений.
109
При подготовке к измерениям необходимо определить рабочее
пространство. Рабочее пространство — это часть пространства, ок-
ружающего средство измерений и объект измерений, в котором нор-
мальная область значений влияющих величин находится в установ-
ленных пределах. Если рабочее пространство не установлено, нор-
мальные условия измерений обеспечиваются во всем помещении.
Для обеспечения нормальных условий* измерений стандарт ус-
танавливает время выдержки объектов измерения (контроля) и
средств измерения в условиях, соответствующих требованиям, до
начала измерений в течение 2... 36 ч в зависимости от массы объекта
измерения и требуемой точности измерения.
В машиностроении при точных измерениях для обеспечения
нормальных условий применяются специальные средства защиты
от воздействия влияющих величин. Так, влияние температуры ис-
ключают путем термостатирования — обеспечения определенной
температуры в рабочем пространстве. Термостатировать можно
средства измерений, производственные помещения (цехи, лабо-
ратории), камеры.
В целях устранения вибраций и сотрясений применяют амор-
тизаторы — эластичные подвесы (струны, пружины и т.п.), губ-
чатую резину и т.д.
Средством защиты от влияния магнитного поля Земли служат
экраны из магнитомягких материалов.
Для уменьшения влияния на результат измерения атмосфер-
ного давления применяют барокамеры.
Контрольные вопросы
1. Чем занимается метрология?
2. Что такое единство измерений?
3. Что понимают под термином «физическая величина»? Приведите
примеры физических величин, укажите их единицы измерения (основ-
ные и производные).
4. Почему величины называют физическими?
5. Что такое система единиц физических величин?
6. Назовите основные и дополнительные единицы физических вели-
чин СИ.
7. Что такое эталон единицы физической величины?
8. В чем заключается основное назначение эталонов?
9. Что такое поверочная схема?
10. Какие методы измерений находят применение в промышленности?
11. С какой целью выполняется обработка результатов измерений?
12. Как определяется среднее арифметическое значение измеряемой
величины?
13. Как определяется средняя квадратическая погрешность результа-
тов единичных измерений?
14. Чем отличается средство измерения от измерительного преобразо-
вателя?
ПО
15. Как классифицируются средства измерения и контроля?
16. Какова область применения универсальных и автоматических
средств измерения и контроля в машиностроении?
17. Какие требования предъявляются к средствам измерения и конт-
роля?
18. Какие метрологические характеристики средств измерения уста-
навливаются стандартом?
19. Что такое цена деления шкалы?
20. Как определяется погрешность средства измерения и от чего она
зависит?
21. Что такое предел допустимой погрешности средства измерения?
22. Что такое класс точности средства измерения и от чего он зависит?
23. В чем заключается основное назначение концевых мер длины?
24. Как определяется размер плоскопараллельной концевой меры дли-
ны?
25. Чем определяются класс и разряд концевой меры длины?
26. Что такое притираемость концевых мер длины?
27. В чем заключается правило составления блока концевых мер длины?
28. Какова область применения измерительных линеек и штангенин-
струмента?
29. Что такое шкала нониуса и каков ее принцип действия?
30. Перечислите основные части штангенинструмента.
31. Из чего состоит и как работает гладкий микрометр?
32. На чем основан принцип действия средств измерения и контроля
с механическим преобразованием?
33. Опишите устройство и принцип действия: а) индикатора часового
типа; б) индикаторного нутромера.
34. Как настраивается на нуль рычажная скоба?
35. Каковы область применения средств измерения и контроля с оп-
тическим и оптико-механическим преобразованием, принцип действия
оптиметра и микроскопа?
36. Что такое калибры и для каких целей они применяются?
37. В чем заключается отличие понятий «контроль» и «измерение»?
38. Как классифицируются калибры?
39. В чем заключается принцип контроля предельными калибрами?
40. Что такое средства активного контроля, какова область их приме-
нения, из каких элементов они состоят и чем характеризуются?
41. Какова функциональная схема средств измерения с электриче-
ским преобразованием?
42. Каков принцип действия индуктивных и емкостных приборов?
43. Какие средства контроля наиболее применимы при шлифовании?
44. С какой целью нормируются условия проведения измерений и кон-
троля и что такое нормальные условия измерений?
45. Какие внешние воздействующие факторы присутствуют при ли-
нейно-угловых измерениях?
46. Какие номинальные значения влияющих физических величин ус-
тановлены для линейно-угловых измерений?
47. Какие специальные средства защиты от воздействия влияющих
величин применяются в машиностроении?
Глава 4
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРОВ.
СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК
ДЛЯ ГЛАДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ
4.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РАЗМЕРАХ,
ОТКЛОНЕНИЯХ И СОЕДИНЕНИЯХ
Основные термины и определения установлены ГОСТ 25346—89.
Номинальный размер — размер, служащий началом отсчета от-
клонений. Относительно номинального размера определяются
предельные размеры.
Обозначение номинальных размеров:
D — для отверстий;
d — для валов;
/ — линейные размеры.
Для деталей, входящих в соединение, номинальный размер
является общим.
Для сокращения количества типоразмеров заготовок и дета-
лей, режущего и измерительного инструмента, а также для облег-
чения типизации технологических процессов значения размеров
округляются (как правило, в большую сторону) в соответствии
со значениями нормальных линейных размеров.
Действительный размер — размер, установленный при измере-
нии с допустимой погрешностью. Как уже отмечалось, изготовить
деталь с абсолютно точными размерами и измерить ее без внесе-
ния погрешностей практически невозможно. В связи с этим и вве-
ден этот термин.
Предельные размеры — два предельно допускаемых размера,
которым может быть равен или между которыми должен нахо-
диться действительный размер годной детали. Больший из них
называется наибольшим предельным размером, меньший — наимень-
шим предельным размером. Эти размеры принято обозначать Dmax и
7)min для отверстий, <r/max и 6/min для валов. Если сравнить действи-
тельный размер с его предельными значениями, то можно сде-
лать заключение о годности детали.
Проходной предел — термин, применяемый к тому из предель-
ных размеров, который соответствует максимальному количеству
материала, т. е. верхнему пределу для вала или нижнему пределу
для отверстия.
112
Непроходной предел — термин, применяемый к тому из пре-
дельных размеров, который соответствует минимальному количе-
ству материала, т. е. нижнему пределу для вала или верхнему пре-
делу для отверстия.
В ГОСТ 25346 — 89 введены понятия предельных отклонений от
номинального размера:
верхнее предельное отклонение (ES, es) — алгебраическая раз-
ность между наибольшим предельным размером и номинальным
размером:
ES = 7)^ - D (для отверстия);
= (/max - d (для вала);
нижнее предельное отклонение (El, ei) — алгебраическая раз-
ность между наименьшим предельным и номинальным размерами:
EI = 7)min - D (для отверстия);
ei = <4un ~ d (для вала);
действительное отклонение — алгебраическая разность между
действительным и номинальным размерами.
Отклонения могут быть положительными, если предельный или
действительный размер больше номинального, и отрицательны-
ми, если предельный или действительный размер меньше номи-
нального.
На конструкторских и технологических чертежах номинальные
и предельные размеры, а также их отклонения указывают в мил-
лиметрах без обозначения единицы (ГОСТ 2.307 — 68), например:
01+0,01. д-1-0,013. сл+0,025. с л
61-0,01 > ' -0,024’ > Эи-0,022-
Угловые размеры и их предельные отклонения указывают в
градусах, минутах или секундах с обозначением единицы, напри-
мер: 30° 15' 40".
При равенстве абсолютных значений отклонений они указыва-
ются один раз со знаком «±» рядом с номинальным размером,
например: 85 ± 0,02; 90 ± 12°.
Отклонение, равное нулю, на чертежах не проставляется, на-
носят только одно отклонение — положительное на месте верхне-
го отклонения или отрицательное на месте нижнего предельного
отклонения, например: 6О_О О21 89+0’02.
Одним из основных понятий, определяющих точность изго-
товления деталей, является допуск.
Допуском Т называют разность между наибольшим и наимень-
шим допускаемыми значениями параметра.
Под допуском размера понимается разность между наибольшим
и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение
алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями:
TD = Dmax - Dmin = |Е5 - Е1\-
113
Td dma% dmin — [ex ei\.
Отрицательного допуска не бывает, это всегда положительная
величина. Он определяет допустимое поле рассеяния действитель-
ных размеров годных деталей в изготовленной партии. От допуска
во многом зависит качество деталей и стоимость их изготовления.
С увеличением допуска, как правило, качество деталей ухудшает-
ся, зато стоимость изготовления становится меньше.
Графическое изображение допусков позволяет более наглядно
представить соотношение предельных размеров отдельных дета-
лей и деталей в соединении. При графическом изображении до-
пуск изображается в виде поля допуска.
На рис. 4.1 представлено изображение деталей: отверстия и вала.
Заштрихованная зона между наибольшим и наименьшим предель-
ными размерами является допуском. Несмотря на наглядность та-
кой схемы, она трудно выполнима в масштабе, так как разница
между значениями номинального размера, отклонений и допус-
ков очень большая.
Поле допуска — это поле, ограниченное верхним и нижним от-
клонениями относительно номинального размера — нулевой линии.
Нулевая линия — это линия, соответствующая номинальному
размеру. От нее откладываются отклонения размеров при графи-
ческом изображении допусков и посадок. Как правило, нулевая
линия располагается горизонтально и отклонения относительно
нее откладываются следующим образом: положительные вверх, а
отрицательные вниз (рис. 4.2).
Каждая деталь в отдельности рассматривается сравнительно
редко. Гораздо чаще рассматриваются соединения нескольких де-
талей. Две или несколько подвижно или неподвижно соединяе-
мых деталей называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым
Рис. 4.1. Соединение дета-
лей
Рис. 4.2. Схема расположения отклонений
114
происходит соединение деталей, также называют сопрягаемыми. Ос-
тальные поверхности являются свободными, или несопрягаемыми.
При этом говорят о размерах сопрягаемых и несопрягаемых, или
свободных, поверхностей.
В соединении деталей различают охватываемые и охватывающие
поверхности (рис. 4.3). Для обозначения этих поверхностей введе-
ны специальные термины: вал и отверстие.
Термин «вал» применяется для обозначения наружных (охва-
тываемых) поверхностей деталей (совокупности охватываемых по-
верхностей).
Термин «отверстие» используется для обозначения внутренних
(охватывающих) поверхностей деталей (совокупности охватыва-
ющих поверхностей).
Эти термины применяются не только к цилиндрическим дета-
лям, но и к элементам деталей другой формы: резьбовым, шлице-
вым, плоским и т.д.
Существуют также понятия основного вала и основного отвер-
стия. Основное отверстие — это отверстие, нижнее предельное от-
клонение поля допуска которого равно нулю (EI = 0).
Основной вал — это вал, верхнее отклонение поля допуска ко-
торого равно нулю (es = 0).
Допуски размеров охватывающих и охватываемых поверхно-
стей принято сокращенно называть соответственно допуском от-
верстия TD и допуском вала Td.
Если говорят о деталях, находящихся в соединении, то приме-
няют термин «посадка».
Посадкой называется характер соединения деталей, определяе-
мый получающимися в нем зазорами или натягами.
Посадка характеризует свободу относительного перемещения
деталей в соединении или степень сопротивления их взаимному
перемещению. -Различают по-
садки с зазором (рис. 4.4, а,
4.5), с натягом (рис. 4.4, б, 4.6)
и переходные, в которых воз-
можен как зазор, так и натяг
(рис. 4.4, в, 4.7).
Зазор S — разность разме-
ров вала и отверстия, если раз-
меры вала меньше размеров
отверстия. Собранное с зазо-
ром соединение допускает пе-
ремещение деталей друг отно-
сительно друга. В соединении
с зазором определяются сле-
дующие основные характери-
стики:
Рис. 4.3. Примеры охватываемой (а)
и охватывающей (б) поверхностей
115
116
наибольший зазор
Mnax “ Mnax — Mninj
наименьший зазор
Mnin = Мп in ~ Мпах:
средний зазор
Мп = (Мпах + Мтщ)/2.
Натяг N — разность размеров отверстия и вала до сборки со-
единения, если размер вала больше размера отверстия. Собранное
с натягом соединение обеспечивает взаимную неподвижность де-
талей после их сборки. Основные характеристики соединений с
натягом:
наибольший натяг
Мпах — Мпах Mnirn
наименьший натяг
Mnin — Мп in — Мпах’
117
средний натяг
Nm - (jVmax + ^min)/2.
Рассмотрим виды посадок.
Посадка с зазором — посадка, при которой зазор в соединении
обеспечивается благодаря разности размеров отверстия и вала. При
посадке с зазором (см. рис. 4.4, а) поле допуска отверстия 7 распола-
гается над полем допуска вала 2 и в любом случае (в данном сое-
динении) размеры вала будут меньше размеров отверстия. К по-
садкам с зазором относятся и такие посадки, в которых нижняя
граница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей
поля допуска вала, т.е. Dmin = dmax. В этом случае ,Smin = 0.
Посадка с натягом — посадка, при которой натяг в соедине-
нии обеспечивается за счет разности размеров отверстия и вала.
При посадке с натягом (см. рис. 4.4, б) поле допуска отверстия
располагается под полем допуска вала, и в любом случае размеры
вала будут больше размеров отверстия. К посадкам с натягом от-
носятся и такие посадки, у которых нижняя граница поля допус-
ка вала совпадает с верхней границей поля допуска отверстия, т. е.
^тах = В этом случае Nmin = 0.
Переходная посадка (см. рис. 4.4, в) — посадка, при которой
возможен как зазор, так и натяг (поля допусков вала и отверстия
перекрываются полностью или частично).
Кроме перечисленных выше характеристик посадок — значе-
ний зазоров и натягов — существует понятие допуска посадки.
Допуском посадки принято называть разность между наибольшим
и наименьшим предельными зазорами для посадок с зазором:
7К= У - 9
j м Mmax Mmin>
или натягами для посадок с натягом:
TN= N - N
а’шах •‘’пип*
В переходных посадках допуском посадки считают сумму наи-
большего натяга и наибольшего зазора, взятых по абсолютному
значению:
Т5(Ж) = 5max + Nmax.
Если провести несложные преобразования, выразив макси-
мальный зазор и натяг через разность диаметров (<Smax = 7)max - <7min
и Nnwx = dmax - Dmin), то можно получить допуск посадки, числен-
но равный сумме полей допусков вала и отверстия:
TS(TN) = TD+ Td.
Рассмотрим три примера соединения деталей, имеющих раз-
личные виды посадок. При расчете необходимо определить пре-
дельные размеры, допуски, зазоры и натяги в соединениях. Пре-
дельные отклонения следует взять из ГОСТ 25346 — 89-
118
Пример 1. Для посадки с зазором определить предельные раз-
меры отверстия и вала, допуски отверстия и вала, максималь-
ный и минимальный зазоры, допуск посадки. Посадка с зазором
050 Я7//7.
Отверстие: номинальный размер 050 мм, верхнее отклонение
ES = +25 мкм, нижнее отклонение EI = 0.
Предельные размеры:
Дпах = D + ES = 50 + 0,025 = 50,025 мм;
7)min = D + EI= 50 + 0 = 50,000 мм.
Допуск отверстия:
TD =. 2)max - Pmin = 50,025 - 50,000 = 0,025 мм.
Вал: номинальный размер 050, верхнее предельное отклоне-
ние es = -25 мкм, нижнее предельное отклонение ei = -50 мкм.
Предельные размеры:
dmm = d + es = 50 + (-0,025) = 49,975 мм;
4nin = d + es = 50 + (-0,050) = 49,950 мм.
Допуск вала:
Td = dmax - d^n = 49,975 - 49,950 = 0,025 мм.
Зазоры в посадке этих деталей определяются по формулам
5тах = -Отах ~ 4™ = 50,025 - 49,950 = 0,075 мм;
5min = -Omin - 4nax = 50,000 - 49,975 = 0,025 мм.
Допуск посадки с зазором:
TS = 5тах - = 0,075 - 0,025 = 0,05мм,
или
TS= TD + Td = 0,025 + 0,025 = 0,05 мм.
Схема расположения полей допусков для этой посадки пред-
ставлена на рис. 4.5.
Пример 2. Для посадки с натягом определить предельные раз-
меры отверстия и вала, допуски отверстия и вала, значения мак-
симального и минимального натягов, допуск посадки. Посадка с
натягом 050 Я7//>6.
Для отверстия предельные размеры и значение допуска оста-
ются такими же, как в примере 1.
Вал: номинальный размер 050, верхнее отклонение es = +42 мкм,
нижнее отклонение ei = +26 мкм.
Предельные размеры:
d„,ax = d + es = 50 + 0,042 = 50,042 мм;
119
Jmin ~ d + es = 50 + 0,026 = 50,026 мм.
Допуск вала:
Td = dmax - dmin = 50,042 - 50,026 = 0,016 мм.
Натяги в посадке:
Дпах = dmax - Dmin = 50,042 - 50,000 = 0,042 мм;
Amin = 4nin - Дпах = 50,026 - 50,025 = 0,001 MM.
Допуск посадки с натягом:
7W = Nmax - = 0,042 - 0,001 = 0,041мм,
или
TN = TD + Td= 0,025 + 0,016 = 0,041 мм.
Схема расположения полей допусков для этой посадки пред-
ставлена на рис. 4.6.
Пример 3. Для переходной посадки определить предельные раз-
меры отверстия и вала, допуски отверстия и вала, зазор и натяг,
допуск посадки. Переходная посадка 050 777/тб.
Для отверстия предельные размеры и значение допуска оста-
ются такими же, как в примерах 1 и 2.
Вал: номинальный размер 050 мм, верхнее отклонение es = +25
мкм, нижнее отклонение ei = +9 мкм.
Предельные размеры вала:
dmax = d+ es= 50 + 0,025 = 50,025 мм;
dmin = d + es = 50 + 0,009 = 50,009 мм;
Допуск вала:
. Td= dmax-dmla= 50,025 - 50,009 = 0,016 мм.
Значения натяга и зазора следующие:
5max = Дпах " 4nin = 50,025 - 50,009 = 0,016 мм;
Дпах = 4пах ~ Дпп = 50,025 - 50,000 = 0,025 мм.
Допуск посадки:
TS(N) = Smax + Дпах = 0,016 + 0,025 - 0,041мм,
или
TS(N) = TD + Td = 0,025 + 0,016 = 0,041 мм.
Схема расположения полей допусков для этой посадки пред-
ставлена на рис. 4.7.
Значения линейных размеров и предельных отклонений, а также
посадки указываются в миллиметрах. При этом на чертежах их
сокращенное обозначение (мм) не указывается.
120
Правила нанесения предельных отклонений установлены Еди-
ной системой конструкторской документации (ЕСКД), в частно-
сти входящим в нее ГОСТ 2.307 — 68.
Предельные отклонения указываются непосредственно после
номинальных размеров со своим знаком: верхнее отклонение (ES,
es) вверху, нижнее (El, ei) внизу. Предельные отклонения, рав-
ные нулю, не указываются, а место для отклонения остается сво-
бодным.
Если поле допуска располагается симметрично относительно
нулевой линии, абсолютное значение предельных отклоненцй
указывается один раз со знаком «±», причем высота шрифта, ко-
торым они записываются, должна быть равна высоте шрифта, ко-
торым указывается номинальный размер.
При написании предельных отклонений справа от значащей
цифры нули не ставятся, например: 01ОО± 0,1. Если же число зна-
чащих цифр у верхнего и нижнего предельных отклонений раз-
ное, то дописываются нули справа, чтобы число цифр у верхнего
и нижнего отклонений было одинаковым, например: 012,5^°.
Предельные отклонения размеров деталей, находящихся в со-
пряжении, записываются в виде дроби. В числителе дроби указы-
вают числовое значение предельных отклонений отверстия, а в
знаменателе — числовые значения предельных отклонений вала,
+0,02
например: 0 40 .
На сборочных чертежах в некоторых случаях допускаются над-
писи, поясняющие, к какой из деталей (7 или 2) относятся эти
отклонения (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Примеры обозначения числовых значений предельных отклоне-
ний на чертежах:
1,2 — детали
121
4.2. ЕДИНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ
ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ДЛЯ ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Системой допусков и посадок называют совокупность рядов допус-
ков и посадок, построенных на основе опыта, теоретических и эк-
спериментальных исследований и оформленных в виде стандартов.
Согласно ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82*, ГОСТ 25348-
82* в системе ЕСДП и ИСО установлены допуски и посадки для
размеров менее 1 мм и до 500 мм, свыше 500 мм и до 3150 мм, а
в ЕСДП, кроме этого, для размеров свыше 3150 мм до 10 000 мм.
Поля допусков для размеров менее 1 мм приводятся в отдельных
таблицах.
Система допусков и посадок предназначена для выбора мини-
мально необходимых, но достаточных для практики вариантов до-
пусков и посадок типовых соединений деталей. Она дает возмож-
ность стандартизации режущего инструмента и калибров, облег-
чает конструирование, производство и достижение взаимозаме-
няемости изделий и их частей, а также обусловливает их качество.
В большинстве стран мира применяется система допусков и
посадок ИСО, созданная для унификации национальных систем
допусков и посадок с целью обеспечения международной техни-
ческой связи в различных областях промышленности. Включение
международных рекомендаций в национальные стандарты (в час-
тности, в ЕСДП) создает условия для обеспечения взаимозаме-
няемости однотипных деталей, составных частей и изделий, из-
готовленных в разных странах.
Действие ЕСДП распространяется на допуски размеров гладких
элементов деталей и на посадки, которые образуются при их
соединении. Принятые нормы взаимозаменяемости включают в
себя также системы допусков и посадок резьбовых деталей,
конусов и т.д.
Системы допусков ИСО и ЕСДП построены по единому прин-
ципу и характеризуются следующими признаками. 5
Основание системы. Стандарты предусматривают две равноправ-
ные системы посадок: систему посадок отверстия и систему поса-
док вала.
Посадки в системе отверстия (рис. 4.9, о) — это посадки, в
которых различные зазоры и натяги получаются в результате со-
единения различных валов с основным отверстием, поле допуска
которого обозначается Н(Е1= 0).
Посадки в системе вала (рис. 4.9, б) — это посадки, в которых
различные зазоры и натяги получаются в результате соединения
различных отверстий с основным валом, поле допуска которого
обозначается h(es = 0).
Поля допусков валов
Поле допуска
основного вала
Поля допусков отверстий
Рис. 4.9. Примеры расположения полей допусков для посадок в системе
отверстия (а) и вала (б)
Поля допусков отверстий
Такую систему допусков принято называть односторонней пре-
дельной. Выбор системы посадки (отверстия или вала) определяют
исходя из конструктивных, технологических и экономических со-
ображений.
Преимущественное распространение получила система отвер-
стия. Это объясняется тем, что точное отверстие получают, ис-
пользуя для обработки дорогостоящий режущий инструмент, пред-
назначенный для обработки только одного размера с определен-
ным полем допуска. Вал же независимо от размера в большинстве
случаев обрабатывается одним и тем же инструментом (резцом
или шлифовальным кругом).
В некоторых случаях из конструктивных соображений приме-
няется система вала (например, если необходимо чередовать со-
единения нескольких отверстий одного номинального размера с
различными посадками на одном валу). На рис. 4.10, а представле-
но соединение, имеющее подвижную посадку оси 1 с тягой 3 и
неподвижную посадку этой оси с вилкой 2. Это соединение целе-
сообразно выполнять не в системе отверстия (рис. 4.10, б), а в
Рис. 4.10. Примеры соединений:
1 — ось; 2 — вилка; 3 — тяга
123
системе вала (рис. 4.10, в). Система вала применяется также в тех
случаях, если детали типа валиков или осей изготавливаются из
калиброванных холоднотянутых прутков, дополнительная меха-
ническая обработка которых не предусматривается.
При выборе системы посадок учитывается, что детали и их
составные части могут быть изготовлены по соответствующему
стандарту. Например, соединение внутреннего кольца подшип-
ника качения с валом осуществляется по системе отверстия, а
наружное кольцо с корпусом — по системе вала.
Для учета специфики конструирования и технологии изготов-
ления деталей, их измерения и контроля, удобства практического
использования стандартных значений предельных отклонений и
допусков все размеры разбиваются на диапазоны и интервалы.
Наиболее распространенными являются следующие диапазо-
ны размеров:
свыше 0 до 1 мм;
свыше 1 до 500 мм;
свыше 500 до 3150 мм;
свыше 3150 до 10 000 мм.
Детали в соответствии с такой градацией имеют свои особен-
ности и при проектировании, и при обработке, и при контроле.
Так, детали, размеры которых находятся в диапазоне свыше 0 до
1 мм наиболее часто применяются в микроэлектронике, свыше
1 до 500 мм — в машиностроении, а детали с размерами свыше
500 мм — в станкостроении и тяжелом машиностроении.
Каждый диапазон размеров разбивается на интервалы — ос-
новные и промежуточные. Основные интервалы используются для
определения всех допусков системы. В ЕСДП для номинальных
размеров от 1 до 500 мм предусмотрено 13 основных интервалов.
Для полей допусков, образующих посадки с большими зазорами
или натягами, введены дополнительные промежуточные интер-
валы, что позволяет уменьшить колебание зазоров и натягов и
делает посадки более определенными.
Единица допуска. Применяется в системе допусков для отраже-
ния влияния технологических, конструктивных и метрологических
факторов на точность размера и выражает зависимость допуска от
номинального размера. На основании исследований точности ме-
ханической обработки установлены следующие единицы допуска:
для размеров до 500 мм
/ = 0,45^ + 0,0017);
для размеров свыше 500 мм до 3150 мм
/ = 0,0047) + 2,1,
где i — единица допуска, мкм; 7) — среднее геометрическое край-
них размеров каждого интервала размеров, мм.
124
Ниже приведены значения единицы допуска для основных
интервалов размеров.
Интервал Единица
размеров, мм допуска i, мкм
От 1 до 3 .........0,63
Свыше 3 до 6.....0,83
Свыше 6 до 10....1,00
Свыше 10 до 18.....1,21
Свыше 18 до 30.....1,44
Свыше 30 до 50.....1,71
Свыше 50 до 80.....1,90
Интервал Единица
размеров, мм допуска i, мкм
Свыше 80 до 120... 2,20
Свыше 120 до 180.. 2,50
Свыше 180 до 250 . 2,90
Свыше 250 до 315. 3,38
Свыше 315 до 400.. 3,60
Свыше 400 до 500...4,00
Интервалы диаметров. Так как зависимость между допуском и
диаметром установлена, можно было бы определить допуск для
любого диаметра в диапазоне от 1 до 500 мм. Однако в этом нет
необходимости, так как при небольших отличиях номинальных
размеров допуски на них будут отличаться незначительно. Техно-
логическая трудность изготовления деталей в определенном диа-
пазоне размеров будет одинаковой, причем этот диапазон тем
меньше, чем меньше сами размеры. С увеличением размеров рас-
ширяется и диапазон.
Квалитет. Детали разного назначения в различных изделиях
изготавливают с различной точностью. Нормирование требуемых
уровней точности осуществляется с помощью квалитетов. Под ква-
литетом понимается совокупность допусков, изменяющихся в зави-
симости от номинального размера так, что уровень точности для
всех номинальных размеров остается одинаковым. Таким образом,
квалитет характеризует сложность получения размера независимо
от диаметра.
В ЕСДП установлены 20 квалитетов: IT01, ITO, IT1, IT2, IT3,
..., IT16, IT17, IT18. Допуск в каждом квалитете характеризуется
постоянным коэффициентом к, который называется числом еди-
ниц допуска. Это число зависит от квалитета и не зависит от но-
минального размера. Допуск для любого квалитета определяется
по формуле
Т = ki.
Приведем значения Z: для квалитетов IT5...IT18.
Квалитет Число единиц допуска
IT5...................7
IT6 ..................10
IT7...................16
IT8 ..................25
IT9...................40
IT10..................64
IT11..................100
Квалитет Число единиц допуска
IT12.................160
ГИЗ..................250
IT14.................400
IT15.................640
IT16.................1000
IT17.................1600
IT18 ................2500
125
Из приведенных данных видно, что число единиц допуска, а
следовательно, и допуски размеров увеличиваются при переходе
от одного квалитета к другому по геометрической прогрессии со
знаменателем 1,6. Через каждые пять квалитетов, начиная с 6,
допуски увеличиваются в 10 раз.
Такая система построения рядов допусков позволяет по извест-
ным номинальному размеру и допуску определить квалитет и, сле-
довательно, сложность получения размера в заданном допуске.
Например, шейка коленчатого вала шлифуется под размер
851о’оз4 мм. Допуск составляет 22 мкм, единица допуска для диа-
метра 85 мм равна 2,2. Определим число единиц допуска к = IT// =
= 22:2,2 = 10, что соответствует квалитету IT6.
Строгое разграничение областей применения различных ква-
литетов не предусмотрено, но преимущественно используют ква-
литеты:
для концевых мер длины — IT01 ...ГГ1;
для калибров и особо точных изделий — IT2...IT5;
для сопряжений — IT6...IT12;
для свободных размеров — IT13...IT17.
В машиностроении для окончательной обработки наиболее рас-
пространены квалитеты IT6 и IT7.
Нормальная температура. Допуски и отклонения, установлен-
ные стандартами, относятся к деталям, размеры которых опреде-
лены при нормальной температуре. В большинстве стран мира за
нормальную принята температура +20 °C. Такая температура при-
нята как близкая к температуре рабочих помещений машиностро-
ительных и приборостроительных заводов. Градуировка и аттеста-
ция всех линейных и угловых мер и измерительных приборов, а
также точные измерения должны выполняться при нормальной
температуре. Температура детали и измерительного средства в мо-
мент контроля должна быть одинаковой. Отклонения от нормаль-
ной температуры не должны превышать допустимых значений,
установленных ГОСТ 8.050 —73.
4.3. СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК
ДЛЯ ГЛАДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ
4.3.1. Основные принципы построения системы
допусков и посадок
Гладкие цилиндрические соединения по назначению разделяют
на подвижные и неподвижные.
Основное требование, предъявляемое к ответственным под-
вижным соединениям, — создание между валом и отверстием наи-
меньшего гарантированного зазора, а для прецизионных соеди-
126
нений, кроме того, точное центрирование и равномерное вра-
щение вала.
Основное требование, предъявляемое к неподвижным соедине-
ниям (разъемным и неразъемным), — обеспечение точного цент-
рирования деталей и передача в процессе длительной эксплуата-
ции заданного крутящего момента или осевой силы благодаря га-
рантированному натягу или дополнительному креплению деталей
шпонками, стопорными винтами и т.п.
Обеспечение наибольшей долговечности — общее требование
ко всем соединениям деталей машин и приборов.
Чтобы обеспечить минимально необходимое, но достаточное в
соответствии с эксплуатационными требованиями число посадок,
разработана система допусков и посадок.
Системой допусков и посадок называется закономерно построен-
ная совокупность допусков и посадок, оформленная в виде стандар-
тов. Использование стандартных допусков и посадок обеспечива-
ет взаимозаменяемость деталей и делает возможной стандартиза-
цию режущего и измерительного инструмента. В нашей стране дей-
ствует Единая система допусков и посадок (ЕСДП), разработан-
ная в соответствии с рекомендациями международной организа-
ции по стандартизации ИСО и оформленная в виде стандартов
ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25347-82*.
Для образования посадок с различными зазорами и натягами в
системе МС ИСО и в ЕСДП для размеров до 500 мм предусмотрено
27 вариантов основных отклонений валов и отверстий (рис. 4.11).
Основное отклонение — это одно из двух предельных отклоне-
ний (верхнее или нижнее), используемое для определения поло-
жения поля допуска относительно нулевой линии (линии номи-
нального размера). Таким отклонением является отклонение, бли-
жайшее к нулевой линии (рис. 4.12).
Основные отклонения отверстий обозначают прописными бук-
вами латинского алфавита, отклонение валов — строчными. Так
называемое основное отверстие обозначают буквой Н, а основ-
ной вал — h.
Отклонения от Л до Н (a...h) предназначены для образования
полей допусков в посадках с зазорами; отклонения Js, К, М, N (js, к,
т, п) — в переходных посадках, отклонения от Г до ZC (р...гс) — в
посадках с натягом.
Каждая буква обозначает ряд основных отклонений, значение
которых зависит от номинального размера.
Основные отклонения для валов определяются по эмпириче-
ским формулам, а основные отклонения для отверстий — по следу-
ющему правилу:
El = -es для основных отклонений от А до Н;
ES = -ei для основных отклонений от Js до ZC.
127
Отверстия
Рис. 4.11. Схема основных отклонений
Это правило формулируется следующим образом: основное
отклонение отверстия, обозначенное прописной буквой, должно
быть симметрично относительно нулевой линии основному от-
клонению вала, обозначенному той же, буквой, но строчной.
Из этого правила сделано исключение для отверстий размером
свыше 3 мм с отклонениями Js, К, М и N до квалитета 8 и с
отклонениями от Р до ZC до квалитета 7 включительно. Для них
установлено специальное правило:
ES = -ei + Д,
где Д — разность между допуском рассматриваемого квалитета и
допуском ближайшего точного квалитета (Д = 1Т„- 1Тя )).
Для валов с отклонениями js и отверстий с отклонениями Js
основных отклонений не установлено. Оба предельных отклонения
128
определяют исходя только из допуска IT соответствующего квали-
тета. Для js и Js поле допуска симметрично относительно нулевой
линии, а предельные отклонения равны по значениям и противо-
положны по знакам: ES (es) = +IT/2; EI (ei) = -IT/2 (рис. 4.13).
Значения основных отклонений валов и отверстий для размеров
до 500 мм приведены соответственно в табл. 7 и 8 ГОСТ 25346 — 89,
а для размеров свыше 500 до 3150 мм — в табл. 15 ГОСТ 25346 — 89.
Поля допусков. Поле допуска образуется сочетанием одного из
основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В со-
ответствии с этим правилом поле допуска обозначают буквой
(иногда двумя) основного отклонения и номером квалитета. На-
пример, для вала Лб, <711, /9; для отверстия 776, 7)11, /ДО.
Рис. 4.13. Расположение полей допусков, не имеющих основных отклоне-
ний
5 Зайцев
129
б
Рис. 4.14. Определение предельных отклонений:
а — отверстия; б — вала
В принципе допускаются любые сочетания основных отклоне-
ний и квалитетов, что обеспечивает огромный выбор различны*
полей допусков.
Поле допуска ограничено горизонтальной линией, определя-
емой основным отклонением (рис. 4.14, а). Второе предельное1 от-
клонение, ограничивающее данное поле допуска, можно опреде-
лить по основному отклонению и допуску принятого квалитета
(рис. 4.14, б).
Если основным отклонением является верхнее, то нижнее от-
клонение определяется следующим образом:
для вала — ei = es - IT;
для отверстия — EI = ES - IT.
Если основное отклонение нижнее, то верхнее отклонение
определяется следующим образом:
для вала — es = ei - IT;
для отверстия — ES = EI + IT
130
(отклонения ei, es, EI, ES берут с учетом знака).
Для повышения уровня унификации изделий, сокращения но-
менклатуры режущих инструментов и калибров, создания благо-
приятных условий для кооперирования и организации централизо-
ванного производства стандартного режущего инструмента и ка-
либров на специализированных предприятиях (продукция которых
имеет повышенное качество и в 3 — 5 раз дешевле продукции инст-
рументальных цехов машиностроительных заводов) в соответствии
с рекомендацией ИСО в ГОСТ 25347 — 82* для размеров от 1 до
500 мм выделены предпочтительные поля допусков (табл. 4.1, 4.2),.
Они позволяют получить 90...95 % посадок общего применения.
Таблица 4.1
Предпочтительные поля допусков отверстий для номинальных размеров
от 1 до 500 мм (квалитеты с 4 по 12)
Ква- ли- тет Основные отклонения
А в с D Е F G н Л к м N р R S т и V X Y Z
4 5 6 7 8 9 10 И 12 ЛИ 511 512 СИ 58 59 510 511 58 57 [га] G5 Сб С7 Я4 Н5 Нб J.4 7,5 Л6 KS 56 MS Мб Ml Л/8 N5 N6 [я7] Я8 Р6 и 57 S7 Т7 58
|Я7 [77] | 57
|Я8 [яд] [яп] [яй] Л8 Л9 ЛЮ ЛИ ЛЮ 58
Таблица 4.2
Предпочтительные поля допусков валов для номинальных размеров
от 1 до 500 мм (квалитеты с 4 по 12)
Ква- ли- тет Основные отклонения
а ь С d е f S h Js к m п р г S t и V X У Z
4 «4 ' Л4 JA А-4 m4 л4
5 «5 hS kS mS л5 г5 s5
6 /6 и и И |7б] m6 Гйб] И и |7б] /6
7 е7 и [Й] 7,7 к! ml л7 57 и7
8 с8 48 и Л И 7,8 «8 х8 z8
9 И е9 /9 7,9
10 410 ЙЮ ДЮ
и all АН сП [7ГГ ЕЮ 7,11
12 512 Й12 7,12
131
Предпочтительные поля допусков указаны в таблицах стандар-
та в рамке. Для размеров более 500 мм и менее 1 мм предпочти-
тельные поля допусков рамками не выделены, но в приложении 2
ГОСТ 25347 — 82* даны рекомендации по применению полей до-
пусков в различных интервалах номинальных размеров.
В отдельных технически обоснованных случаях может возник-
нуть необходимость в применении полей допусков, не вошед-
ших в основные ряды. С целью упорядочения выбора таких полей
допусков и соответствующих им числовых значений предельных
отклонений установлены дополнительные поля допусков валов
и отверстий для размеров 1...500 мм (см. приложение 3 ГОСТ
25347-82*).
Посадки и закономерность их построения. В соответствии с ЕСДП
посадки образуются сочетанием полей допусков отверстия и вала.
Для сопрягаемых деталей (отверстия и вала) установлены только
основные отклонения, т. е. расстояние от ближайшей границы поля
допуска до нулевой линии (рис. 4.15). Верхнее (если поле допуска
расположено выше нулевой линии) или нижнее (если поле до-
пуска расположено ниже нулевой линии) отклонение определя-
ют по основному отклонению и допуску выбранного квалитета.
Например, для вала 01бп5 по табл. 7 ГОСТ 25346 — 89 основное
отклонение составляет +12 мкм, допуск 5-го квалитета по табл. 6
того же стандарта составляет 8 мкм. Следовательно, нижнее пре-
дельное отклонение вала ei = +12 мкм, а верхнее предельное от-
клонение es = 12 + 8 = +20 мкм (рис. 4.16).
Указанные отклонения можно определить также по табл. 7 ГОСТ
25347 — 82*. Если допуск вала принять по 7-му квалитету, то ниж-
нее отклонение не изменится, а верхнее будет равно £5=12 + 18 =
= +30 мкм.
Верхние отклонения полей допусков валов (от а до g) и ниж-
ние отклонения отверстий, обозначаемые теми же, но пропис-
ными буквами (от Л до G), применяемые для образования поса-
док с зазором, приняты одинаковыми по абсолютному значению.
Следовательно, зазоры в одноименных посадках в системах от-
верстия и вала одинаковы (рис. 4.17).
В ЕСДП для размеров всех диапазонов установлены рекоменду-
емые посадки, причем для размеров от 1... 500 мм из них выделены
предпочтительные (например, Hl/fl, ВП/пб, HI/gfr и т.п.).
Унификация посадок позволяет обеспечить однородность конст-
руктивных требований к соединениям и облегчить работу конст-
рукторов по назначению посадок. Комбинируя различные варианты
предпочтительных полей допусков валов и отверстий, можно зна-
чительно расширить возможности создания различных посадок без
увеличения набора инструментов, калибров и другой технологи-
ческой оснастки. В каждой отрасли можно сократить число полей
допусков и посадок, введя ограничительный стандарт (отрасле-
132
Рис. 4.15. Определение предельных отклонений в посадках
Система отверстия
Рис. 4.16. Схема пояснения к определению основных отклонений
133
Рис. 4.17. Схема расположения полей допусков для иллюстрации посадок
вой или стандарт предприятия). Рекомендуемые посадки приведе-
ны в табл. 4.3 и 4.4, взятых из приложения 1 ГОСТ 25347 — 82*.
Из-за того что по экономическим соображениям посадки следу-
ет назначать главным образом в системе отверстия и реже в системе
вала, в ГОСТ 25347 — 82* предпочтительных посадок (образован-
ных из предпочтительных полей допусков) в системе отверстия
больше, чем в системе вала.
При назначении квалитетов точности пользуются следующи-
ми рекомендациями. Так, в рекомендуемых и предпочтительных
посадках точных квалитетов для размеров 1... 3150 мм допуск от-
верстия, как правило, на один-два квалитета больше допуска вала.
Это объясняется тем, что точное отверстие технологически полу-
чить труднее, чем точный вал, вследствие худших условий отвода
тепла, недостаточной жесткости, повышенной изнашиваемости
и сложности направления режущего инструмента, применяемого
для обработки отверстий. Увеличение допуска отверстия при со-
хранении допуска посадки повышает срок службы разверток и
протяжек, так как при этом допускается их большой износ по
диаметру и большее число заточек.
При малых диаметрах иногда технологически труднее получить
точный вал, чем точное отверстие, поэтому в рекомендуемых по-
134
ей
S
l=!
ю
сЗ
Рекомендуемые посадки в системе вала при номинальных размерах от 1 до 500 мм
135
<Й
Д'
S
*=:
10
ей
н
Рекомендуемые посадки в системе отверстия при номинальных размерах от 1 до 500 мм
Примечание. Рамкой выделены предпочтительные посадки.
136
садках для размеров менее 1 мм допуски отверстия и вала приняты
одинаковыми, то же — для посадок при размерах 3150... 10 000 мм.
ГОСТ 25347 — 82* в технически обоснованных случаях допус-
кает применение посадок, отличающихся от рекомендуемых, но
образованных из числа полей допусков валов и отверстий, пре-
дусмотренных этим стандартом.
4.3.2. Обозначение посадок на чертежах
Поля допусков линейных размеров указывают на чертежах либо
условными (буквенными) обозначениями, например 05ОЯ6,
032/7, 01Og6, либо числовыми значениями предельных отклоне-
ний, например 0121^059’ ли^° буквенными обозначениями полей
допусков с одновременным указанием справа в скобках числовых
значений предельных отклонений (рис. 4.18, а, б).
Посадки сопрягаемых деталей и предельные отклонения раз-
меров деталей, изображенных на сборочных чертежах, указывают
дробью, в числителе которой приводится буквенное обозначение
или числовое значение предельного отклонения отверстия, либо
или
04О+0-025
г
025z1O(X82)
Рис. 4.18. Примеры (а...д) обозначения допусков
и посадок на чертежах
137
Рис. 4.19. Пример обозначения
предельных отклонений
при назначении предельных
ния которых не предусмотрены
пластмассовой детали (рис. 4.18
по ГОСТ 25349-88.
буквенное обозначение с указа-
нием справа в скобках его число-
вого значения, а в знаменателе —
аналогичное обозначение поля
допуска вала (рис. 4.18, в, г).
В условных обозначениях по-
лей допусков необходимо обяза-
тельно указывать числовые зна-
чения предельных отклонений в
следующих случаях:
для размеров, не включенных
в ряды нормальных линейных раз-
меров, например: 041,5Я7 (+0>021);
отклонений, условные обозначе-
ГОСТ 25347 — 82*, например для
, д) с предельными отклонениями
Предельные отклонения могут назначаться для размеров, не
указанных на чертеже детали, включая несопрягаемые и неответ-
ственные. Например, в технических требованиях дается указание:
«Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий Я14,
IT14
валов /;14, остальных ±--» или «Неуказанные предельные от-
2 IT14
клонения размеров: диаметров /712, hl2, остальных ±—-—».
В первом случае отклонения Я14 относятся к размерам всех внут-
ренних (охватывающих) элементов, а отклонения Л14 — к разме-
рам всех наружных (охватываемых) элементов. Во втором примере
отклонения Я12 относятся только к диаметрам отверстий, а от-
IT14
клонения h!2 — к диаметрам валов. Обозначение ±—~— реко-
мендуется для симметричных отклонений, таких как межцентро-
вые расстояния, высоты, глубины.
На поверхности, состоящей из участков с одинаковым номи-
нальным размером, но с разными предельными отклонениями,
наносят границу между этими участками тонкой сплошной лини-
ей и номинальный размер с соответствующими предельными от-
клонениями указывают для каждого участка отдельно (рис. 4.19).
4.3.3. Порядок выбора и назначения квалитетов точности
и посадок
Выбор квалитета точности. Определение оптимальной точно-
сти обработки и выбор квалитета точности часто представляют
собой сложную задачу. При произвольном назначении необосно-
ванно высокого квалитета с малыми допусками увеличивается сто-
138
имость изготовления деталей. При выборе более низкого квалите-
та точности стоимость изготовления уменьшается, но снижается
надежность и долговечность работы деталей в узле.
Для решения этой задачи необходимо учесть не только харак-
тер посадки конкретного соединения и условия его работы, но и
рекомендации, учитывающие целесообразность назначения того
или иного квалитета и возможность изготовления деталей необ-
ходимой точности.
Общее представление о применении квалитетов в соединениях
машин и механизмов можно получить из следующих примеров.
Квалитеты 5 и б применяются в особо точных соединениях,
таких как поршневой палец—втулка верхней головки шатуна дви-
гателя автомобиля, шейка коленчатого вала—вкладыш подшип-
ника и т. п.
Квалитеты 7 и 8 применяются для соединений зубчатых колес
с валом, установки подшипников качения в корпус, фрез на оп-
равки и т. п.
Квалитеты 9 и 10 применяются в тех соединениях, где требова-
ния к точности понижены, а к соосности и центрированию они
сравнительно высокие (например, поршневое кольцо—канавка
поршня по высоте, посадка звездочек на вал и т.д.).
Квалитеты 11 и 12 распространены в подвижных соединениях
сельскохозяйственных машин, в посадках часто снимаемых дета-
лей, не требующих высокой точности центрирования, в сварных
соединениях.
Посадки с зазором. Характер и условия работы подвижных со-
единений отличаются разнообразием. Например, соединения пор-
шень-гильза, шейка коленчатого вала—вкладыш, поршневой
палец—втулка верхней головки шатуна одного и того же двигате-
ля отличаются друг от друга характером взаимного перемещения
деталей, температурными режимами, действующими нагрузками
и т.д. Поэтому использовать единую методику расчета зазоров под-
вижных соединений для конкретного случая практически невоз-
можно. Для каждого типа соединений существует своя методика
расчета зазоров. Так как подбирать специальную методику в боль-
шинстве случаев нецелесообразно, часто используют установлен-
ные практически примерные области применения рекомендуемых
посадок.
Посадки группы H/h характеризуются тем, что минимальный
зазор в них равен нулю. Они применяются для пар с высокими
требованиями к центрированию отверстия и вала, когда взаим-
ное перемещение вала и отверстия предусматривается при регу-
лировке, а также при малых скоростях и нагрузках.
Посадку Я5/М назначают для соединений с высокими требо-
ваниями к точности центрирования и направлению, в которых
допускается проворачивание и продольное перемещение деталей
1»
при регулировании. Эти посадки используют вместо переходных
(в том числе для сменных частей). Для вращающихся деталей их
применяют только при малых нагрузках и частотах вращения.
Посадку H6/h5 назначают при высоких требованиях к точности
центрирования (например, пиноли задней бабки токарного стан-
ка, измерительных зубчатых колес при их установке на шпиндели
зубоизмерительных приборов).
Посадку /77/Лб (предпочтительную) используют при менее
жестких требованиях к точности центрирования, например смен-
ных зубчатых колес в станках, корпусов под подшипники каче-
ния в станках, автомобилях и других машинах.
Посадку Ш/hl (предпочтительную) назначают для центриру-
ющих поверхностей, когда можно расширить допуски на изготов-
ление при несколько пониженных требованиях к соосности.
ЕСДП допускает применение посадок группы H/h, образован-
ных из полей допусков квалитетов 9... 12 для соединений с низки-
ми требованиями к точности центрирования (например, для по-
садки шкивов зубчатых колес, муфт и других деталей на вал с
креплением шпонкой для передачи крутящего момента, при не-
высоких требованиях к точности механизма в целом и небольших
нагрузках).
Посадки группы H/g (H5/g4; H6/g5 и Hl/g6 предпочтительная)
имеют наименьший гарантированный зазор из всех посадок с за-
зором. Их применяют для точных подвижных соединений, требу-
ющих гарантированного, но небольшого зазора для обеспечения
точного центрирования, например золотника в пневматических
устройствах, шпинделя в опорах делительной головки, в плун-
жерных парах и т. п.
Посадки группы H/f (Hl/fl — предпочтительная, НЪ/fK и т.п.,
образованные из полей допусков квалитетов б, 8 и 9) из всех
подвижных посадок наиболее распространены. Например, посад-
ку ВП/fl применяют в подшипниках скольжения электродвигате-
лей малой и средней мощности, поршневых компрессорах, в ко-
робках скоростей станков, центробежных насосах, в двигателях
внутреннего сгорания и других машинах.
Посадки группы Н/е (Н7/еЗ, НЪ/еЗ — предпочтительные, Н7fel
и посадки подобные им, образованные из полей допусков ква-
литетов 8 и 9) обеспечивают легкоподвижное соединение при
жидкостном трении. Их применяют для быстровращающихся ва-
лов больших машин. Например, первые две посадки применяют
для валов турбогенераторов и электромоторов, работающих с
большими нагрузками. Посадки Я9/е9 и Я8/е8 применяют для
крупных подшипников в тяжелом машиностроении, свободно
вращающихся на валах зубчатых колес и других деталей, включа-
емых муфтами сцепления, для центрирования крышек ци-
линдров.
140
Посадки группы H/d (H%/d9, H9/d9 — предпочтительные и по-
добные им посадки, образованные из полей допусков квалитетов
7, 10 и 11) применяют сравнительно редко. Например, посадку
H7/d% применяют при большой частоте вращения и относитель-
но малом давлении в крупных подшипниках, а также в сопряже-
нии поршень—цилиндр в компрессорах, а посадку H9/d9 — при
невысокой точности механизмов.
Посадки группы Н/с (Н7/с8 и Я8/с9) характеризуются значи-
тельными гарантированными зазорами. Их применяют для соеди-
нений с невысокими требованиями к точности центрирования.
Наиболее часто эти посадки назначают для подшипников сколь-
жения (с различными температурными коэффициентами линей-
ного расширения вала и втулки), работающих при повышенных
температурах (в паровых турбинах, двигателях, турбокомпрессо-
рах, других машинах, в которых при работе зазоры значительно
уменьшаются вследствие того, что вал нагревается и расширяется
больше, чем вкладыш подшипника).
Переходные посадки. Переходные посадки групп H/js, H/k, Н/т,
Н/п применяются для неподвижных разъемных соединений, в
которых требуется обеспечить центрирование сменных деталей или
(при необходимости), перемещение деталей друг относительно
друга. Посадки характеризуются возможностью появления в со-
пряжении как зазоров, так и натягов. Неподвижность соединения
достигается дополнительным креплением с помощью шпонок,
штифтов и других видов креплений.
Переходные посадки предусмотрены только в квалитетах 4... 8,
причем точность вала должна быть на один квалитет выше точно-
сти отверстия.
В переходных посадках наибольший натяг получается при со-
четании наибольшего предельного размера вала (<7тах) и наимень-
шего предельного размера отверстия (Дпь), а наибольший зазор —
при сочетании наибольшего предельного размера отверстия (Z)max)
и наименьшего предельного размера вала (6?^).
Примерное соотношение натягов и зазоров в различных пере-
ходных посадках представлено в табл. 4.5.
Из табл. 4.5 видно, что при посадке Н7/к6 большая часть со-
пряжений будет иметь натяги, а средние зазоры близки к нулю.
Поэтому для центрирования деталей наибольшее распростране-
Таблица 4.5
Соотношение зазоров и натягов, %, в переходных посадках
Вид соединения Н1 пб Н1 тб Н1 кб Н1 js6
С натягом 99 80 37 1
С зазором 1 20 63 99
141
в г
Рис. 4.20. Примеры использования переходных посадок:
а — соединение вал —шестерня; б — поршень—поршневой палец—головка
шатуна; в — вал —шестерня; г — втулка—корпус
ние получила именно эта посадка. Посадку Я7/и6 рекомендуется
применять в тех случаях, если кроме центрирования натяг необхо-
дим для предотвращения осевых перемещений. При частой разбор-
ке и сборке соединения чаще всего рекомендуется посадка fri/jfi.
Примеры назначения переходных посадок показаны на рис. 4.20.
Посадки с гарантированным натягом. Посадки с натягом при-
меняют для получения неподвижных неразъемных соединений,
142
причем относительная неподвижность сопрягаемых деталей обес-
печивается благодаря упругим деформациям, возникающим при
соединении вала с отверстием. При этом предельные размеры вала
больше предельных размеров отверстия. В некоторых случаях для
повышения надежности соединения дополнительно используют
штифты или другие средства крепления; при этом крутящий мо-
мент передается штифтом, а натяг удерживает деталь от осевых
перемещений.
Благодаря надежности, простоте конструкции и сборки узлов,
включающих в себя соединения с натягом, эти посадки применя-
ются во всех отраслях машиностроения (например, при сборке
оси с колесом для железнодорожного транспорта, втулок с вала-
ми, ступицы червячного колеса с венцом и т.д.).
Выбор способа получения соединения (под прессом, с нагре-
вом охватывающей или охлаждением охватываемой детали и т.д.)
определяется конструкцией деталей, их размерами, требуемой
величиной натяга и другими факторами.
Надежность посадок с натягом зависит от многих факторов:
механических свойств материалов соединяемых поверхностей, ше-
роховатости и геометрии поверхностей, конструктивных факто-
ров, величины натяга, метода сборки и т.д. Одна часть этих фак-
торов учитывается при расчете посадки с натягом, а другую часть
учесть в расчетах трудно или невозможно, поэтому в ответствен-
ных случаях выбранную в соответствии с расчетом посадку реко-
мендуется проверять экспериментально.
Примеры применения посадок с натягом. Частота применяемо-
сти предпочтительных посадок с натягом соответствует порядку
увеличения гарантированного натяга.
Для соединений тонкостенных деталей, а также деталей со стен-
ками большей толщины, испытывающих небольшие нагрузки, пред-
почтительной будет посадка Я7/рб. Для соединений кондукторных
втулок с корпусом кондуктора, запорных втулок с дополнитель-
ным креплением предпочтительными будут посадки Я7/г 6, Hl/sG.
Посадка Я 7/и! применяется для таких соединений, как втулки под-
шипников скольжения в тяжелом машиностроении, венцы чер-
вячных колес, маховики. Посадки, характеризуемые самыми боль-
шими величинами гарантированного натяга — Я8/х8, при-
меняются для тяжело нагруженных соединений, воспринимающих
большие крутящие моменты и осевые силы.
Контрольные вопросы
1. Дайте определения сопрягаемых и несопрягаемых, охватываемых и
охватывающих поверхностей.
2. Что такое посадка, зазор, натяг? Какие бывают посадки?
3. Что такое номинальный, действительный и предельные размеры?
143
4. Что такое отклонение размеров и как оно указывается на чертежах?
5. Расскажите о назначении системы допусков и посадок.
6. Что такое единица допуска и как она определяется?
7. Что такое квалитет?
8. Что такое система вала и система отверстия?
9. Что такое поля допусков предпочтительного применения и как их
применяют? ’
10. Что называют основным отклонением и как они располагаются?
11. Что называют посадкой в системе вала?
12. Что называют посадкой в системе отверстия?
13. Как обозначаются посадки на чертежах?
14. В зависимости от каких параметров выбирают и назначают посадки?
Глава 5
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ФОРМЫ
И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ,
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
5.1. ТОЧНОСТЬ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Точность формы характеризуется отклонением формы реаль-
ной поверхности (или профиля) от формы номинальной поверх-
ности (или профиля), заданной чертежом, и определяется в соот-
ветствии с ГОСТ 24642—-81.
Чтобы охарактеризовать возможные отклонения от номиналь-
ной поверхности или профиля, необходимо дать несколько опре-
делений.
Реальная поверхность — это поверхность, ограничивающая де-
таль и отделяющая ее от окружающей среды. Реальные поверхно-
сти деталей 1 получают в результате обработки (рис. 5.1).
Номинальная поверхность — это идеальная поверхность 2, форма
которой задана чертежом или другой технической документацией
(см. рис. 5.1).
Кроме реальной и номинальной поверхностей различают но-
минальный и реальный профиль, а также номинальное и реаль-
ное расположение поверхности (профиля). Номинальное распо-
ложение поверхности (профиля) определяется номинальными
линейными и угловыми размерами, реальное расположение по-
верхности (профиля) — действительными линейными и угловы-
ми размерами, т. е. размерами реальной детали.
База — поверхность, линия,
точка детали, определяющие ту
плоскость или ось системы коор-
динат, по отношению к которой
задается допуск расположения
или определяется отклонение вза-
имного расположения поверхно-
стей.
Профиль поверхности — это ли-
ния пересечения (контур) поверх-
ности с плоскостью или заданной
поверхностью.
1
2
Рис. 5.1. Реальная (7) и номи-
нальная (2) поверхности детали
145
Прилегающая прямая
Д < Д А < Д2
Прилегающая окружность
г < гу г<г2
Реальный профиль
Прилегающая
окружность
Рис. 5.2. Элементы, используемые при определении отклонений формы
и расположения:
а — прилегающая прямая; б — прилегающая окружность; в — прилегающая
окружность
Для нормирования отклонений и количественной оценки фор-
мы и взаимного расположения поверхностей используют прин-
цип прилегающих прямых, поверхностей и профилей.
Прилегающая прямая — прямая, соприкасающаяся с реальным
профилем и расположенная вне материала детали так, чтобы рас-
стояние наиболее удаленной от нее точки реального профиля в
пределах нормируемого участка было минимальным (рис. 5.2, а).
Прилегающая окружность — окружность минимального диамет-
ра, описанная вокруг реального профиля наружной поверхности
вращения детали (рис. 5.2, б), или окружность максимального
диаметра, вписанная в реальный профиль внутренней поверхно-
сти вращения (рис. 5.2, в).
Прилегающий цилиндр — цилиндр минимального диаметра, опи-
санный вокруг реальной наружной поверхности, или цилиндр
Прилегающий Отклонение
Рис. 5.3. Прилегающий цилиндр
Рис. 5.4. Прилегающая плоскость
146
максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю
поверхность (рис. 5.3).
Прилегающая плоскость — это плоскость, соприкасающаяся с
реальной поверхностью и расположенная вне материала детали
так, что отклонение Д от нее наиболее удаленной точки реальной
поверхности в пределах нормируемого участка Ц (или Z2) имеет
минимальное значение (рис. 5.4).
Количественно отклонение формы оценивается наибольшим
расстоянием А от точек реальной поверхности (профиля) до при-
легающей поверхности (профиля) по нормали к прилегающей
поверхности (профилю).
Отклонения формы могут быть комплексными и частными.
Например, для цилиндрических поверхностей комплексным яв-
ляется отклонение от цилиндричности, которое характеризует
наибольшее расстояние Д от точек реальной поверхности до при-
плетающего цилиндра (см. рис. 5.3).
5.1.1. Отклонения формы цилиндрических поверхностей
Отклонение от круглости — комплексный показатель отклоне-
ний в плоскости поперечного сечения цилиндрической детали. От-
клонением от круглости называют наибольшее расстояние А от то-
чек реального профиля до прилегающей окружности (рис. 5.5, а).
Допуск круглости Т — наибольшее допустимое значение отклоне-
ния от круглости.
Частными видами отклонения от круглости являются оваль-
ность (рис. 5.5, б) и огранка (рис. 5.5, в).
Овальность — это отклонение от круглости, при котором ре-
альный профиль поперечного сечения представляет собой овало-
Рис. 5.5. Отклонение формы цилиндрической детали в поперечном се-
• чении:
а — реальный профиль; б — овальность; в — огранка
147
образную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой
находятся во взаимно перпендикулярных направлениях (см. рис.
5.5, б). Численно овальность можно выразить в виде полуразности
между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения:
А ~ (^max ^min)/^.
Овальность появляется в результате биения шпинделя токар-
ного или шлифовального станка, из-за неправильной формы по-
перечного сечения заготовки, дисбаланса детали и т.д.
Огранка — это отклонение от круглости, при котором реаль-
ный профиль поперечного сечения представляет собой многогран-
ную фигуру (см. рис. 5.5, в), очерченную отрезками дуг с центра-
ми кривизны в различных точках. Огранка количественно опреде-
ляется так же, как и отклонение от круглости, — наибольшим
отклонением Л реального профиля от прилегающей окружности.
Причиной появления огранки является изменение положения
мгновенного центра вращения детали при обработке. Она появля-
ется, как правило, при бесцентровом шлифовании и при реза-
нии, когда система станок—приспособление—инструмент—де-
таль недостаточно жесткая.
Конусообразность, бочкообразность, седлообразность, откло-
нение от прямолинейности оси (рис. 5.6) — частные показатели
“^бочк _ (°тах e'min)/2
б
Рис. 5.6. Отклонение профиля цилиндрической поверхности в продоль-
ном сечении:
а — конусообразность; б — бочкообразность; в — седлообразность; г — изогну-
тость
14S
отклонений профиля цилиндрических поверхностей в продоль-
ном сечении.
Конусообразность — это отклонение профиля продольного се-
чения, при котором образующие прямолинейны, но не парал-
лельны (рис. 5.6, а). Конусообразность возникает при несовпаде-
нии осей шпинделя и пиноли задней бабки станка, непараллель-
ности оси шпинделя направляющим станины и т. п.
Бочкообразность — это отклонение профиля продольного сече-
ния, при котором образующие непрямолинейны и диаметры уве-
личиваются от краев к середине сечения (рис. 5.6, б). Чаще всего
причиной бочкообразности является прогиб вала при малой его
жесткости в процессе обточки в центрах.
Седлообразность — это отклонение профиля продольного сече-
ния, при котором образующие непрямолинейны и диаметры
уменьшаются от краев к середине сечения (рис. 5.6, в). Причины
возникновения седлообразности — несовпадение центров токар-
ного станка в вертикальной плоскости или обработка толстых ко-
ротких валов в нежестких центрах.
Количественно конусообразность, бочкообразность и седлооб-
разность равны полуразности между наибольшим и наименьшим
диаметрами в одном и том же продольном сечении:
А — (^J'nax — ^inin)/2-
Зная частные показатели отклонений профиля, можно вно-
сить коррективы в технологический процесс и устранять причи-
ны, вызывающие эти отклонения, так как любое из них снижает
ресурс подвижных соединений и надежность неподвижных.
Отклонение от прямолинейности оси (см. рис. 5.6, г) появляется
из-за действия неравномерно распределенных остаточных напря-
жений, возникающих после термообработки, наклепа и т. п.
5.1.2. Отклонения формы плоских поверхностей
Отклонение от плоскостности — комплексный показатель от-
клонений формы плоских поверхностей. Оно характеризуется со-
вокупностью всех отклонений формы поверхности и численно
равно наибольшему расстоянию А от реальной поверхности до
прилегающей плоскости (рис. 5.7, а). Вогнутость (рис. 5.7, б) и
выпуклость (рис. 5.7, в) — частные виды отклонений формы плос-
ких поверхностей.
Отклонение от прямолинейности в плоскости (рис. 5.8) — комп-
лексный показатель отклонений профиля сечения плоских поверх-
ностей. Численно оно равно наибольшему расстоянию от реаль-
ного профиля до прилегающей прямой.
Отклонение формы заданного профиля (поверхности) — наиболь-
шее отклонение (рис. 5.9) точек реального профиля (поверхно-
149
Прилегающая
Рис. 5.7. Отклонение формы плоских поверхностей:
а — реальная поверхность; б — вогнутая; в — выпуклая
Прилегающая
Рис. 5.8. Отклонение от
прямолинейности в плос-
кости
Номинальный профиль
Рис. 5.9. Отклонения формы за-
данного профиля
сти) от номинального, определяемое по Нормали к номинально-
му профилю (поверхности). ’
Все виды отклонений от правильной геометрической формы
отрицательно сказываются на работе соединений. В подвижных
соединениях отклонения формы приводят к уменьшению факти-
ческой площади контакта, увеличению удельных нагрузок, ухуд-
шению условий смазывания и в результате к значительному со-
кращению ресурса соединения из-за быстрого износа сопрягае-
мых поверхностей. В соединениях с натягом отклонения формы
приводят к уменьшению реального натяга и, как следствие, к
снижению надежности соединения.
Для взаимозаменяемости соединений ГОСТ 24643 — 81 уста-
навливает предельные отклонения в зависимости от принятой сте-
пени точности. Стандартом определено 16 степеней точности, в
которых предельные отклонения формы соответствуют ряду R5
предпочтительных чисел.
Относительная геометрическая точность формы цилиндриче-
ских поверхностей и соотношение допусков формы и размера в
150
зависимости от условий применения следующие: нормальная —
60 %; повышенная — 40 %; высокая — 25 %.
Если предельные отклонения формы не установлены, их сле-
дует ограничить допуском на размер.
5.1.3. Отклонения расположения поверхностей
Отклонение расположения — отклонение рассматриваемого эле-
мента от его номинального расположения, определяемого номи-
нальными линейными и угловыми размерами между ним и базами
или между рассматриваемыми элементами, если базы не заданы.
Причинами возникновения отклонений расположения поверх-
ностей являются погрешности обработки деталей, погрешности
приспособлений для установки деталей, нарушение принципа
единства баз при изготовлении деталей. Во время эксплуатации
отклонения расположения поверхностей в значительной мере уве-
личиваются из-за неравномерного износа, пластических дефор-
маций, старения металла корпусных деталей, сопровождающего-
ся их короблением.
В зависимости от формы и назначения детали различают зави-
симые и независимые допуски расположения поверхностей. Зна-
чение зависимого допуска расположения не только определяется
заданным предельным отклонением расположения, но зависит от
действительных отклонений размеров рассматриваемых поверх-
ностей. Чтобы обеспечить собираемость деталей, назначают зави-
симые допуски. Независимый допуск определяется только задан-
ным предельным отклонением расположения и не зависит от пре-
дельных отклонений размеров рассматриваемых поверхностей.
К отклонениям D расположения поверхностей относятся сле-
дующие:
отклонение от параллельности плоскостей (рис. 5.10, а), пря-
мых в плоскости, осей поверхностей вращения, оси вращения и
плоскости (рис. 5.10, б);
отклонение от перпендикулярности плоскостей, осей или оси
и плоскости (рис. 5.10, в);
отклонение от соосности — относительно оси базовой поверх-
ности (рис. 5.10, г) и относительно общей оси (рис. 5.10, д);
отклонение от пересечения осей (рис. 5.10, е);
отклонение наклона;
отклонение от симметричности (рис. 5.10, ж);
позиционное отклонение — смещение от номинального рас-
положения (рис. 5.10, з).
К суммарным отклонениям формы и расположения поверхно-
стей относятся:
торцовое и радиальное биение (рис. 5.10, и, к) и биение в за-
данном направлении;
151
Рис. 5.10. Возможные (а...к) отклонения расположения поверхностей
полное торцовое и полное радиальное биение;
отклонение формы заданного профиля;
отклонение формы заданной поверхности.
Отклонения расположения поверхностей от номинального зна-
чения чрезвычайно вредно сказываются на надежности и долго-
вечности работы машин, вызывая в отдельных деталях и соедине-
ниях дополнительные статические и динамические нагрузки, что
приводит к быстрому износу и усталостному разрушению деталей.
5.1.4. Обозначение на чертежах допусков формы и взаимного
расположения поверхностей
Допуски формы и расположения поверхностей указывают на
чертежах условными обозначениями или описывают в техниче-
ских требованиях. Применение условных обозначений предпочти-
тельно. Обозначения на чертежах допусков формы и расположе-
ния поверхностей выполняют по ГОСТ 2.308 — 79.
В табл. 5.1 приведены условные обозначения допусков формы и
расположения поверхностей, а также суммарные допуски формы
и расположения поверхностей.
Условные обозначения допусков помещают в прямоугольную
рамку, разделенную на две или три части (рис. 5.11, а). В первой
проставляют условный знак допуска, во второй — числовое значе-
ние допуска в миллиметрах, в третьей — буквенное обозначение
базы или другой поверхности, к которой относится отклонение.
Рамки вычерчивают сплошными тонкими линиями и распола-
гают горизонтально. Высота цифр, букв и знаков, вписываемых в
рамки, должна быть равна размеру шрифта размерных чисел, а
высота рамки — на 2...3 мм больше. Не допускается пересекать
рамку какими-либо линиями. Если необходимо, то рамку можно
располагать вертикально.
С элементом, к которому относится допуск, рамку соединяют пря-
мой или ломаной линией, заканчивающейся стрелкой (рис. 5.11, б).
Таблица 5.1
Знаки обозначения допусков формы и расположения поверхностей
Группа допусков Допуск (вид) Условный знак
Допуски формы Прямолинейности —
Плоскостности / 7
Круглости о
Цилиндричности а
Профиля продольного сечения —
Допуски расположения Параллельности //
Перпендикулярности 1
Наклона
Соосности о
Симметричности
Позиционный
Пересечения осей X
Суммарные допуски формы и расположения Радиального биения
Торцового биения
Биения в заданном направлении
Полного радиального биения и
Полного торцового биения
Формы заданного профиля
Формы заданной поверхности
153
Если допуск относится к поверхности или ее профилю, то рамку
соединяют с контурной линией поверхности или ее продолжением.
При этом соединительная линия не должна быть продолжением
размерной рамки. Если же допуск относится к оси или плоскости
симметрии, то соединительная линия должна быть продолжени-
ем размерной линии (рис. 5.11, в).
Направление отрезка соединительной линии, заканчивающе-
гося стрелкой, должно соответствовать направлению линии изме-
рения отклонения.
Базовую поверхность, ось или плоскость симметрии обознача-
ют равносторонним зачерненным треугольником и соединяют с
рамкой по тем же правилам, что и стрелку.
Чтобы не затемнять чертеж, при необходимости разрешается
базовую или другую поверхность, к
ние, обозначать прописной буквой,
Рис. 5.12. Обозначение зависимого до-
пуска
которой относится отклоне-
вписываемой в третью часть
рамки (рис. 5.11, г). Эту же
букву вписывают в квадрат-
ную рамку, которую соеди-
няют с обозначаемой поверх-
ностью линией, заканчива-
ющейся треугольником или
стрелкой, в зависимости от
того, обозначает ли она базу
или небазовую поверхность.
Указанный в рамке до-
пуск формы или расположе-
ния поверхности относится
ко всей длине поверхности.
Если же допуск относится к
участку поверхности задан-
154
ной длины, то ее указывают после предельного отклонения, от-
деляя наклонной чертой (рис. 5.11, д). При необходимости до-
пуск ко всей длине указывают над допуском к заданной длине.
Зависимые допуски расположения поверхностей обозначают
знаком ®, который помещают после числового значения допуска
(рис. 5.12).
Если допуски формы на чертеже не указаны, то допускаются
любые отклонения формы в пределах поля допуска рассматривае-
мого элемента.
Если у элементов указаны допуски параллельности, перпенди7
кулярности, наклона или торцового биения, то в соответствии с
ГОСТ 25069 — 81 неуказанный допуск плоскостности или прямо-
линейности равен указанному допуску расположения или торцо-
вого биения.
Таблица 5.2
Примеры условных обозначений допусков формы и расположения
поверхностей на чертежах
Элементы условного обозначения Условное обозначение Примечание
Указание нормируемого участка Допуск относится ко всей поверхности (длине) элемента
1
-|0,02/1001 Допуск относится к любому участку поверхности (элемента), имеющему заданную длину (или площадь)
ХУ |о Допуск относится к нормируемому участку, расположенному в определенном месте (участок обозначают штрих-пунктирной линией и указывают размер)
10 20
Обозначение баз // |0Л| U —1 Знак базы — зачернен- ный равносторонний треугольник с высотой, равной размеру шрифта размерных чисел
155
Окончание табл. 5.2
Элементы условного обозначения Условное обозначение Примечание
Обозначение баз I-L |0,1| А Г Если соединение рамки, содержащей обозначение допуска с базой, неудобно, то базу обозначают прописной буквой и указыают ее в третьем поле рамки допуска
Указание зависимых допусков Числовое значение зависимого дпоуска связано с действитель- ными размерами нормируемого и базового элементов
-- О 00,1® |а(г
— — 1]
Одинаковые условные обозначения, относя- щиеся к разным эле- ментам Повторяющиеся допуски, обозначаемые одним и тем же условным знаком и имеющие одно и то же числовое значение
И о.о Й 1 ] АВ | J— ^Гв1
—
Примеры обозначений на чертежах допусков формы и распо-
ложения поверхностей приведены в табл. 5.2.
5.2. ВОЛНИСТОСТЬ И ШЕРОХОВАТОСТЬ
ПОВЕРХНОСТИ
5.2.1. Основные термины и определения
Поверхности деталей, обработанных на металлорежущих стан-
ках, имеют неровности в продольном и поперечном направлениях.
Продольные неровности определяются в направлении главного
рабочего движения при резании, а поперечные — в направлении,
перпендикулярном к нему. Форма, размеры, частота повторяемо-
сти этих неровностей зависят от вида режущего инструмента, ме-
тода и режимов обработки, материала детали, жесткости обору-
дования и, как следствие, от частоты колебаний в системе ста-
нок— приспособление — инструмент—деталь.
При изучении неровностей поверхности различают волнистость
и шероховатость.
Волнистость поверхности — это такая совокупность периоди-
чески чередующихся возвышенностей и впадин, у которых рас-
1М
стояние между смежными возвышенностями или впадинами пре-
вышает базовую длину I. Нормируемыми параметрами волнисто-
сти являются ее высота (рис. 5.13, а) и средний шаг (рис. 5.13, б).
Высота волнистости Wz — среднее арифметическое из пяти ее
значений, определенных на участке измерения длиной Lw, равна
не менее пяти действительным наибольшим шагам волнистости:
Wz = | (И\ + W3 + W3 + Ж4 + ^5).
Предельные числовые значения высоты волнистости Wz необ-
ходимо выбирать из ряда, мкм: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5;
25; 50; 100; 200.
Средний шаг волнистости <SV~~ среднее арифметическое значе-
ние расстояний между одноименными сторонами соседних волн,
измеренных по средней линии профиля:
=~^SWi.
п ,=1
Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей
профиля поверхности с относительно малыми шагами в пределах
базовой длины I.
Базовая длина — длина базовой линии, используемой для выде-
ления неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.
Граница между значениями волнистости и шероховатости ус-
ловна, так как при изменении базовой длины I, которую назнача-
б
Рис. 5.13. Определение высоты (а) и шага (б) волнистости поверхности
157
Рис. 5.14. Профилограмма к определению основных параметров шерохо-
ватости поверхности
ют из эксплуатационных соображений, числовые значения пара-
метров волнистости и шероховатости тоже будут изменяться.
В качестве критерия различия между волнистостью и шерохо-
ватостью и отклонением формы чаще всего используют отноше-
ние среднего шага к высоте: Siv/Wi< 40 — шероховатость; 40 <
< 5и//И^< 1000 — волнистость; 1000 < Sw/Wz— отклонение формы.
Стандартом ГОСТ 25142— 82 предусмотрен ряд параметров для
количественной оценки шероховатости, причем отсчет значений
ведется от единой базы, за которую принята средняя линия про-
филя т.
Средней линией профиля т называется базовая линия, имеющая
форму номинального профиля поверхности и делящая действи-
тельный профиль так, что в пределах базовой длины среднее квад-
ратичное отклонение профиля до этой линии минимально.
Систему отсчета значений шероховатости от средней линии
профиля называют системой средней линии.
На профилограмме (рис. 5.14) в пределах базовой длины / пло-
щади, расположенные по обеим сторонам от этой линии до кон-
тура профиля, должны быть равны между собой.
Базовая длина при измерении шероховатости поверхности вы-
бирается из ряда чисел, мм: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25.
Чем больше размеры неровностей, тем больше должна быть базо-
вая длина.
Количественную оценку шероховатости проводят по следующим
параметрам:
Ra — среднее арифметическое отклонение профиля;
Rz. — высота неровностей профиля по десяти точкам;
J?max — наибольшая высота неровностей профиля;
158
Sm — средний шаг неровностей;
S — средний шаг неровностей по вершинам;
tp — относительная опорная длина профиля (/? — значение
уровня сечения профиля).
Параметр Ra характеризует среднюю высоту всех неровностей
профиля, Rz — среднюю высоту наибольших неровностей, 7?тах —
наибольшую высоту профиля. Шаговые параметры Sm, Svttp вве-
дены для учета формы и расположения характерных точек неров-
ностей. Параметр Ra является предпочтительным.
Средним арифметическим отклонением профиля Ra называется
среднее значение расстояний yt, у2, уп от точек измерения
профиля до средней линии, взятых по абсолютному значению:
где I — базовая длина; п — число выбранных точек профиля на
базовой длине.
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — сумма сред-
них абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профи-
ля и пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:
где ypi — высота z-ro наибольшего выступа профиля; yvi — глубина
i-й наибольшей впадины.
Наибольшая высота неровностей профиля Rmm — это расстояние
между линией выступов профиля и линией впадин в пределах ба-
зовой длины /:
- ^rnax ~ Rp + Л-
Средний шаг неровностей Sm — среднее значение шага неровно-
стей по средней' линии т в пределах базовой длины, определяе-
мое как расстояние между одноименными сторонами соседних
неровностей:
где -у- п число шагов в пределах базовой длины /; Smi — шаг неров-
ностей профиля, равный длине отрезка средней линии, пересе-
кающей профиль в трех соседних точках и ограниченной двумя
крайними точками.
Средний шаг неровностей по вершинам S — среднее значение
расстояний между вершинами характерных неровностей в преде-
лах базовой длины:
7 п
• , S = ^Si,
п , -
159
где п — число шагов неровностей по вершинам в пределах базо-
вой длины /; Si — шаг неровностей профиля по вершинам, рав-
ный длине отрезка средней линии между проекциями на нее двух
наивысших точек соседних выступов профиля.
Числовые значения параметров шероховатости Ra, Rz, 7?max,
Sm и S нормализованы и приведены в ГОСТ 2789—73. Рекоменду-
ется использовать предпочтительные значения параметров шеро-
ховатости, указанные в этом стандарте.
Относительная опорная длина профиля tp — отношение опорной
длины профиля к базовой (в процентах) — определяется по формуле
<, = —^-юо,
/=1
где Др — сумма длин отрезков bh отсекаемых на выступах профи-
ля заданной линией, эквидистантной средней линии в пределах
базовой длины; п — число отсекаемых отрезков в пределах базо-
вой длины (см. рис. 5.14); I — базовая длина.
Относительная опорная длина профиля tp характеризует факти-
ческую опорную площадь, от которой в значительной степени зави-
сит износостойкость подвижных соединений, прочность посадок с
натягом и пластическая деформация поверхностей цри их контакте.
Опорная длина профиля гр, определяется на уровне сечения р,
т. е. на заданном расстоянии между линией выступов и линией,
пересекающей профиль эквидистантно линии выступов.
Уровень сечения профиля р отсчитывают по линии выступов и
выбирают из следующих рядов:
tp, % 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90.
р, %....5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90.
5.2.2. Обозначение шероховатости поверхности на чертежах
На чертежах шероховатость поверхности обозначают по ГОСТ
2.309 — 73 для всех получаемых по данному чертежу поверхнрстей
детали, независимо от метода их образования.
Структура условного обозначения шероховатости поверхности
приведена на рис. 5.15, а. В обозначении шероховатости поверхно-
сти, вид обработки которой не указывают, применяют знак, пока-
занный на рис. 5.15, б, причем этот знак является предпочтитель-
ным. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой путем
удаления слоя материала, например точением, шлифованием, хо-
нингованием, фрезерованием, сверлением и т.п., применяют знак,
показанный на рис. 5.15, в. В обозначении шероховатости поверхно-
сти, образуемой без снятия слоя материала, например литьем, ков-
кой, штамповкой, или поверхности, сохраняемой в состоянии
поставки, применяют знак, показанный на рис. 5.15, г.
160
Параметр (параметры)
шероховатости
Полка знака
Базовая длина
Условное
обозначение
направления
неровностей
Рис. 5.15. Структура (а) и обозначения (б... г) шероховатости поверхно-
сти на чертежах
Вид обработки
поверхности и (или)
другие дополнительные
указания
Значения параметров шероховатости указывают над знаком:
параметр Ла — только числовым значением в мкм, остальные
параметры — буквенным обозначением и числовым значением
(рис. 5.16, а).
При указании нескольких параметров вверху ставят обозначе-
ние высоты профиля, ниже — шага и еще ниже — относительной
опорной длины профиля (рис. 5.16, б).
Вид обработки указывают над полкой знака шероховатости (рис.
5.16, в).
Рис. 5.16. Обозначение шероховатости поверхности (а...д) на чертежах
6 Зайце!
161
Таблица 5.3
Обозначение направления неровностей
В некоторых случаях устанавливаются требования к направле-
нию неровностей и виду обработки (если он является единствен-
ным или предпочтительным для обеспечения требуемого качества
поверхности). Эти параметры обозначаются в соответствующем поле
условного обозначения (см. рис. 5.15, а): вид обработки — надпи-
сью, направление неровностей — условным знаком.
Условные обозначения направления неровностей указывают на
чертежах, используя один из знаков, приведенных в табл. 5.3.
Значение базовой длины / размещают над обозначением на-
правления шероховатости, но под полкой знака в соответству-
ющем поле.
Если необходимо ограничить не только максимальное, но и
минимальное значение параметра, предельные значения распо-
лагают один над другим: выше — максимальное, ниже — мини-
мальное, например:
1,00. р_ 0,080. р 0,80. 50
0,63’ •'4-0,032 ’ Лтахо,32> '5070-
Кроме номинального значения параметра могут быть указаны
предельные отклонения в процентах, например: 1 ± 30 %; /5070 ± 10 %
и т. п. Допускается упрощенное обозначение шероховатости по-
верхности при помощи строчных букв русского алфавита с разъяс-
нением его в технических условиях (рис. 5.16, г).
На изображении изделия обозначение шероховатости поверх-
ности располагают на линиях контура, выносных линиях (ближе к
162
Рис. 5.17. Примеры обозначения шероховатости поверхности (а...г) на
чертежах
размерной линии) или на полках линий-выносок, а при недостат-
ке места — на размерных линиях или их продолжении (рис. 5.16, д').
Преобладающее значение шероховатости поверхности указы-
вают в правом верхнем углу, а если есть поверхности с другой
обозначенной на них шероховатостью, то ставят еще знак шеро-
ховатости в скобках. Знак перед скобкой должен быть в 1,5 раза
больше размеров знака на детали, а в скобках — одинакового раз-
мера со знаками на детали (рис. 5.17, а...в).
Если шероховатости одной и той же поверхности детали на
разных участках различны, то эти участки разделяют сплошной
тонкой линией (рис. 5.17, г).
Шероховатость поверхностей зубьев колес, эвольвентных шли-
цев указывают на делительной окружности, если на чертежах не
приводится их профиль.
5.3. ВЛИЯНИЕ ВОЛНИСТОСТИ И ШЕРОХОВАТОСТИ
ПОВЕРХНОСТИ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗЛОВ И МЕХАНИЗМОВ
Волнистость и шероховатость оказывают значительное влияние
на ресурс подвижных и надежность неподвижных соединений.
В подвижных соединениях вследствие наличия волнистости и
шероховатости фактическая площадь контакта в 3 — 5 раз меньше
163
номинальной, что приводит к увеличению удельного давления в
точках контакта и разрыву масляного слоя. Давление при этих ус-
ловиях становится таким, что упругие деформации неровностей
переходят в пластические и это сглаживает неровности. Кроме того,
при разрыве масляного слоя и больших значениях удельного дав-
ления происходит схватывание отдельных неровностей и вырыва-
ние частиц металла. Эти процессы сопровождаются значительным
повышением температуры, что в таких соединениях, как колен-
чатый вал—вкладыши, приводит к выплавлению антифрикцион-
ного слоя. При этом, если разрушения сопрягаемых поверхностей
сразу не происходит, то наблюдаются ускоренный износ поверх-
ностей и значительное увеличение зазора. Эти процессы продол-
жаются до тех пор, пока высота и форма неровностей не достиг-
нут определенного стабильного значения. Такую шероховатость
поверхности называют оптимальной. Она характеризуется опреде-
ленными высотой, шагом и формой неровностей.
Важно отметить, что если неровности поверхности первона-
чально будут меньше оптимальной шероховатости, то через опре-
деленный промежуток времени, равный периоду приработки,
высота неровностей будет также близка к оптимальной. Чем боль-
ше первоначальная шероховатость отличается от оптимальной, тем
больший износ будет иметь поверхность в период приработки,
что сократит технический ресурс соединения.
Шероховатость поверхности влияет также на усталостную проч-
ность деталей, так как неровности являются концентраторами
напряжений. Поэтому детали, работающие в условиях знакопере-
менных нагрузок, не должны иметь грубо обработанных поверх-
ностей с большими неровностями.
Впадины неровностей являются резервуарами, в которых скап-
ливаются вода и другие жидкости, поэтому поверхности с боль-
шими неровностями особенно подвержены коррозии. В местах уп-
лотнений, где требуется герметичность, большая высота неров-
ностей также вредна. Как правило, чем меньше допуск на обра-
ботку, тем меньше получается высота неровностей. В то же время
прямой зависимости между значениями допуска и высоты неров-
ностей нет.
Иногда при большом допуске на обработку назначают шерохо-
ватость с минимальной высотой неровностей для придания деко-
ративного вида поверхности или с целью лучшей защиты ее от
коррозии. Порой при минимальных допусках на обработку полу-
чают поверхности со сравнительно большими неровностями, ко-
торые надежно удерживают смазку (например, поверхности пор-
шней, направляющих станков, различных салазок).
Шероховатость поверхности — фактор управляемый, посколь-
ку зависит от режимов резания, режущего инструмента, охлажда-
ющей жидкости и, наконец, от вида обработки.
ш
При изготовлении и восстановлении деталей подвижных со-
единений в большинстве случаев следует стремиться к получению
шероховатости, близкой к оптимальной.
В неподвижных соединениях шероховатость поверхностей дета-
лей значительно влияет на их надежность. При запрессовке дета-
лей соединений с натягом происходит частичное сглаживание
неровностей; при этом изменяется натяг, который в собранном
соединении будет меньше расчетного. Это приведет к уменьше-
нию прочности соединения. С уменьшением высоты неровностей
это влияние будет меньшим.
Таким образом, обоснованное назначение шероховатости по-
верхности с определенными параметрами — важный фактор по-
вышения надежности и долговечности соединений и машины в
целом.
При назначении параметра шероховатости поверхности мож-
но ориентироваться на наибольшие допускаемые значения пара-
метра Ra в зависимости от допусков на размер и форму, определя-
емые для следующих условий:
при допуске формы 60 % от допуска размера — Ra <0,05 Г;
при допуске формы 40 % от допуска размера — Ra< 0,025 Г;
при допуске формы 25 % от допуска размера — Ra< 0,012 Г.
Контрольные вопросы
1. Как определяют отклонения формы и расположения поверхностей?
2. Какие отклонения формы цилиндрических деталей определяют в
осевом и радиальном сечениях?
3. Расскажите о комплексных и дифференцированных показателях от-
клонения формы поверхностей.
4. Как обозначаются отклонения формы и расположения на черте-
жах?
5. Перечислите параметры волнистости поверхности.
6. Какие основные параметры шероховатости поверхности предусмот-
рены ГОСТ 25142-82?
7. Как обозначается шероховатость поверхности на чертежах?
Глава 6
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И КОНТРОЛЬ
УГЛОВ И ПОСАДКИ КОНУСОВ
6.1. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ УГЛОВ КОНУСОВ
Гладкие конические соединения, которые образуются внутрен-
ним конусом (конус—втулка) и наружным конусом (конус —вал),
имеют разнообразное применение. По сравнению с цилиндричес-
кими соединениями они имеют следующие преимущества:
передают большие крутящие моменты, чем посадки с натягом,
и вместе с тем имеют возможность частой разборки и сборки узла;
обеспечивают лучшее центрирование соединения и его герме-
тичность;
дают возможность регулировать натяги или зазоры.
Конуса, как наружные, так и внутренние, характеризуются ди-
аметром большого основания D (рис. 6.1), диаметром малого
основания d, углом конуса а, половинным углом а/2 и длиной
конуса L.
Основные элементы конусов связаны соотношением
^-^2tg(a/2) = С
или
С - . O,5(Z»-J) .
- = tg(a/2) ---= I.
z. -L-J
При этом величина С называется конусностью, a i — уклоном.
Конусность является основным параметром конического со-
единения и на чертежах обозначается знаком xl, который ста-
вится острым концом по направлению к вершине конуса. Напри-
мер, обозначение С = 1:30 говорит о том, что разность диаметров
D и d равна 1 мм на длине 30 мм.
По своему назначению и конструкции конусы могут быть сле-
дующими:
центрирующими — для обеспечения высокой точности цент-
рирования;
силовыми — для передачи крутящих моментов;
166
герметичными — для ликвида-
ции возможностей утечки жидко-
стей и газов;
закрепительными — для креп-
ления деталей в строго определен-
ном положении с помощью различ-
ных клиньев, конических штифтов,
болтов и т.д.;
уплотнительными — для уплот-
нения конических соединений;
регулирующими — для измене-
ния частоты вращения в различных
фрикционных и других механизмах;
свободными — несопрягаемы-
ми, например различные обтека-
тели скоростных машин.
ГОСТ 8908 — 81 регламентирует
допуски углов конусов и ряды нор-
мальных углов. Этим же стандар-
том установлены 17 степеней точ-
ности допусков углов от 1 до 17, причем последняя степень точ-
ности определяет самый грубый допуск.
Обозначают допуск угла определенной точности символом АТ.
Кроме того, сюда следует добавлять цифровую индексацию сте-
пени точности, например: АП, АТЗ и т.д. Следует иметь в виду,
что допуск, определяемый каждой последующей степенью точно-
сти, увеличивается в 1,6 раза.
Широкое распространение угловых размеров на практике при-
вело к необходимости их регламентирования. ГОСТ 8908 — 81 стан-
дартизирует нормальные углы и разделяет их на три ряда;
ряд 1 - 0°, 5°, 15°, 20°, 30°, 45°, 60°, 90°, 120°;
ряд 2 - 30', 1°, 2°, 3°, 4°, 6°, 7°, 8°, 10°, 40°, 75°;
ряд 3 - 15', 45', ГЗО', 2°30', 9°, 12°, 18°, 22°, 25°, 35°, 50°, 55°,
65°, 70°, 80°, 85°, 100°, 110°, 135°, 150°, 165°, 180°, 270°, 360°.
При выборе углов первый ряд следует предпочитать второму, а
второй ряд — третьему.
Для достижения взаимозаменяемости конических изделий или
соединений ГОСТ 8593 — 81 устанавливает ряды нормальных ко-
нусностей.
При определении допусков используется связь между размера-
ми D, d, Ln а. Допустимые значения параметров конусов не мо-
гут назначаться независимо друг от друга. Например, можно за-
дать предельные размеры и допустимые отклонения параметров
D, L и а. В этом случае предельные значения параметра d опреде-
ляют исходя из геометрических соотношений уже заданных пара-
167
Рис. 6.2. Допуски угла конуса с конус-
ностью <1:3
Рис. 6.3. Допуски угла конуса
с конусностью >1:3
метров. Таким образом, допусками ограничивают только три па-
раметра из указанных четырех (Д d, L, а).
Назначение допусков углов конуса согласно ГОСТ 8908 — 81
зависит от длины конуса L (для конусов с конусностью не более
1:3, рис. 6.2) и от длины образующей Ц (для конусов с конусно-
стью более 1:3, рис. 6.3). При конусности не более 1:3 длина ко-
нуса L приближенно принимается равной длине образующей Т
(разность значений не более 2 %).
Допуски углов призматических элементов деталей следует на-
значать в зависимости от номинальной длины Lx меньшей сторо-
ны угла (рис. 6.4).
Стандарт определяет следующие допуски углов:
АТ— допуск угла (разность между наибольшим и наименьшим
предельными углами);
АТа — допуск угла, выраженный
Рис. 6.4. Допуски углов призма-
тических элементов
в угловых единицах;
А Т'а — округленное значение
допуска угла в градусах, минутах,
секундах;
ATh — допуск угла, выражен-
ный отрезком на перпендикуляре
к стороне угла, противолежащего
углу АТа на расстоянии Ц от вер-
шины этого угла (практически этот
отрезок равен длине дуги радиуса
стягивающей угол АТа);
168
AT
Рис. 6.5. Схемы расположения допусков углов и конусов (а — номиналь-
ный угол конуса),
ATd — допуск угла конуса, выраженный допуском на разность
диаметров в двух нормальных к оси сечения конуса плоскостях на
заданном расстоянии L между ними (определяется по перпенди-
куляру к оси конуса).
Между допусками углов существует следующая связь:
ATd =ATaLAQ-\
причем здесь ATh измеряется в микрометрах, АТа — в микрора-
дианах, L — в миллиметрах.
Для конусов с конусностью более 1:3 ATD следует определять
по формуле
АТ
D cos(a/2)’
где а — номинальный угол конуса.
Допуски углов могут быть назначены в плюс (+ЛТ), в минус
(-АТ) или симметрично (±АТ/2) относительно номинального
угла (рис. 6.5).
6.2. ТОЧНОСТЬ И ПОСАДКИ КОНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
В системе допусков конусов используется два способа норми-
рования допусков диаметра конуса:
169
Рис. 6.6. Действительный
и предельные конусы
• допуск TD на диаметр конуса (рис. 6.6), устанавливаемый по
квалитетам точности согласно ГОСТ 25346 — 89, одинаков в лю-
бом поперечном сечении конуса и определяет два предельных
конуса (наружный и внутренний), между которыми должны на-
ходится все точки поверхности действительного конуса. Этот же
допуск ограничивает отклонения угла конуса и отклонения фор-
мы конуса, если только они не ограничены меньшими допусками;
• задается допуск TDS на диаметр в конкретном сечении. Этот
допуск не ограничивает форму конуса и его угол. При этом допуск
формы конуса TF равен сумме допусков круглости поперечного
сечения конуса и прямолинейности его образующих.
Допуски TD и TDS на диаметр конуса устанавливаются по ква-
литетам согласно ГОСТ 25346 — 89. Они выбираются соответственно
по диаметру большого основания конуса или по диаметру задан-
ного сечения конуса.
В зависимости от того, как соединяются два конических изде-
лия (наружный и внутренний конусы) при одинаковом номи-
нальном угле конуса и при разных способах фиксации осевого
положения, посадки могут быть с зазором, с натягом и переход-
ные.
Характер посадки зависит от изменения базового расстояния,
т. е. от осевого расстояния между базовыми плоскостями сопряга-
емых конусов.
В зависимости от способа фиксации осевого расположения со-
прягаемых конусов посадки делят на следующие виды:
посадки с фиксацией путем совмещения конструктивных эле-
ментов сопрягаемых конусов (рис. 6.7);
посадки с фиксацией по заданному осевому расстоянию (рис. 6.8);
посадки с фиксацией по заданному осевому смещению (рис. 6.9);
посадки с фиксацией по заданному усилию запрессовки (рис. 6.10).
Для получения разных посадок ГОСТ 25307 — 82 устанавливает
основные отклонения:
для наружных конусов — d, е, /, g, /г, js, к, т, п, р, г, s, t, и,
х, г;
для внутренних конусов — Н, Js, N.
170
Посадка Переходная Посадка
с зазором посадка с натягом
Рис. 6.7. Посадки с фиксацией путем совмещения конструктивных эле-
ментов сопрягаемых конусов
Поля допусков характеризуются 4... 12 квалитетами.
ГОСТ 2.230 — 82 устанавливает следующие правила нанесения
Допусков и посадок на чертежах (рис. 6.11):
если конус определяется конусностью, то предельные отклоне-
ния необходимо указывать под обозначением конусности числовы-
’ 171
Рис. 6.8. Посадки с фиксацией по заданному осевому расстоянию
ми значениями АТ (рис. 6.11 а, б), либо условными (рис. 6.11, в),
либо смешанными (рис. 6.11 г);
если конус определен углом конуса, то предельные отклоне-
ния следует указывать числовыми значениями непосредственно
после номинального размера (см. рис. 6.11, в);
при условии назначения допуска Т диаметра конуса в любом
сечении значение конусности или угла конуса необходимо за-
ключить в прямоугольную рамку. Таким же образом обозначается
и расстояние от базовой плоскости до плоскости в заданном сече-
нии (см. рис. 6.11, б).
Существуют разнообразные конические соединения, но наи-
более распространены инструментальные конусы, которые в ос-
новном выпускаются двух типов:
метрические конусы с круглым значением конусности, т. е. к =
= 1:20 = 0,05, что соответствует углу 2а = 2° 51'51". Номера конусов
4, 6, 80, 100, 120, 160 и 200 соответствуют размерам их базового
диаметра D в миллиметрах (рис. 6.12);
конусы Морзе с некруглыми значениями конусности и угла ко-
нуса. Значение угла близко к 3°. Номера конусов Морзе 0, 1, 2, 3,
172'
Рис. 6.9. Посадки с фиксацией по заданному осевому смещению:
а — посадка с зазором; б — посадка с натягом; 1 и 2 — конечное и начальное
положения; 3 и 4 — наружный и внутренний конусы
4, 5, 6 не связаны с его линейными размерами. Базовый диаметр
D этих конусов растет от конуса О (Z) = 9,045 мм) к конусу 6 (D =
= 63,348 мм).
В зависимости от конструкций
инструментальные конусы бывают
двух типов:
с лапкой;
с резьбовым отверстием.
Эти конусы применяются для
конических хвостовиков режущего
инструмента, отверстий шпинде-
лей станков, переходных' втулок,
различных оправок.
Существуют различные методы
измерения углов и конусов:
с использованием предельных
мер — угловых плиток, шаблонов,
угольников, калибров;
определяющие углы и длины
конусов в дуговой мере с исполь-
зованием оптических угломеров,
Рис. 6.10. Посадки с фиксацией по
заданному усилию запрессовки:
1 и 2 — конечное и начальное по-
ложения; 3 и 4 — наружный и внут-
ренний конусы
173
60
Рис. 6.11. Числовой (а, б), условный (в) и смешанный (г) способы обо-
значения допусков конусов на чертежах
угломеров со штриховым нониусом, оптических делительных го-
ловок и т.д.;
косвенные методы, смысл которых заключается в определе-
нии линейных размеров, связанных с измеряемым углом. Для из-
мерения используются синусные линейки, шарики, ролики и т.д.
Контроль конических изделий калибрами относится к комп-
лексным методам. Калибры выпускаются с уступами или рисками
на наружной поверхности, расстояние h между которыми равно
допуску базового расстояния (рис. 6.13).
Уступы или риски располагаются у большого или у меньшего
диаметров — в зависимости от того, как расположена база. Изде-
лие считается годным, если его торец находится между рисками
или в пределах уступа калибра.
Конусные калибры используются для проверки не только угла
конусности, но и конусности. Для этого калибры покрывают тон-
ким слоем краски и по числу пятен или по площади окрашива-
емой поверхности на проверяемой детали судят о ее годности.
174
Рис. 6.12. Инструментальные конусы:
а — конус—вал; б — конус—втулка
Рис. 6.13. Калибры для контроля
конусов
12 3 4 5
Рис. 6.14. Измерение угла наружно-
го конуса на синусной линейке:
1 — ролики; 2 — миниметр; 3 — де-
таль; 4 — плита; 5 — концевые меры
Рис. 6.15. Схема измерения углов
внутренних конусов
175
При измерении наружных конусов часто используют синусные
линейки (рис. 6.14). Проверяемая деталь 3 устанавливается на пли-
ту 4 с закрепленными на ней роликами 1, расстояние между ко-
торыми равно 100 или 200 мм. Под один из роликов устанавлива-
ется блок плиток концевых мер 5 размером h = Z sin а, где I — базо-
вое расстояние между роликами, а — угол проверяемого конуса.
При этом наружная образующая конуса должна быть параллельна
плоскости основания. По разности показаний миниметра 2, опре-
деленных в двух сечениях на расстоянии £б между ними, можно
говорить о погрешности угла конуса.
Внутренние конусы проверяются с помощью аттестованных ша-
риков. В коническое отверстие (рис. 6.15) по очереди закладыва-
ются два шарика. Далее с помощью глубиномера или вертикаль-
ного компаратора измеряют расстояния Huh. Угол конуса опре-
деляют по формуле
где I = Н -h- ——-.
2
Контрольные вопросы
1. Назовите основные элементы конусов и конических сопряжений.
2. Как можно классифицировать конические соединения по конст-
рукции и назначению?
3. Какие элементы конусов, углов и соединений регламентирует ГОСТ
8908 — 81?
4. Перечислите посадки конических соединений и способы нормиро-
вания допусков диаметра конуса.
5. В чем заключаются основные правила нанесения размеров на черте-
жах?
6. Каково различие между инструментальными конусами?
7. Назовите основные способы измерения и контроля углов и кону-
сов.
Глава 7
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И КОНТРОЛЬ
РЕЗЬБОВЫХ ДЕТАЛЕЙ И СОЕДИНЕНИЙ
7.1. ХАРАКТЕРИСТИКА КРЕПЕЖНЫХ РЕЗЬБ
В зависимости от эксплуатационного назначения резьбы делят-
ся на две группы:
• крепежные резьбы общего применения;
• специальные резьбы с узкой областью применения (прямоу-
гольные, конические, трапецеидальные,и т.д.).
В свою очередь резьбы общего назначения можно разделить на
крепежные, кинематические и трубные.
Крепежные резьбы (метрические и дюймовые) используются в
разъемных соединениях деталей машин и обеспечивают плотность
соединений и неподвижность стыков.
Кинематические резьбы применяются для обеспечения точного
взаимного перемещения деталей машин при наименьшем трении
(например, ходовых винтов, винтов суппортов станков и измери-
тельных приборов) или для преобразования вращательного дви-
жения в прямолинейное (в домкратах, прессах и т.п.);
Трубные резьбы предназначаются для обеспечения герметично-
сти соединений трубопроводов с их арматурой.
Кроме того, резьбы можно классифицировать следующим об-
разом:
• по форме профиля (треугольные, трапецеидальные, прямоу-
гольные);
• числу заходов (однозаходные и многозаходные);
• форме винтовой поверхности (цилиндрические и конические);
• направлению винтовой линии (правые и левые).
Основными требованиями ко всем резьбам независимо от их
назначения являются долговечность и свинчиваемость без допол-
нительной пригонки.
ГОСТ 9150 — 81 и ГОСТ 24705 — 81 регламентируют основные
параметры и размеры метрической резьбы общего назначения с
диаметрами и шагами, соответствующими ГОСТ 8724— 81 (рис. 7.1):
d — наружный диаметр наружной резьбы (болт);
D — наружный диаметр внутренней резьбы (гайка);
177
р
Рис. 7.1. Основные параметры резьбы
d2 — средний диаметр болта;
Я — средний диаметр гайки;
— внутренний диаметр болта;
D{ — внутренний диаметр гайки;
<73 — внутренний диаметр болта по дну впадины;
р — шаг резьбы;
Н — высота исходного треугольника;
а — угол профиля резьбы.
Кроме того, установлены следующие параметры:
₽ и у — углы наклона сторон профиля;
Ф — угол подъема резьбы;
Hi — рабочая высота профиля;
I — длина свинчивания.
ГОСТ 24705 — 81 предусматривает общий для болта и гайки ос-
новной профиль и номинальные размеры наружного, среднего и
внутреннего диаметров. Там же предусмотрены плоские срезы на
расстоянии Я/8 от вершины теоретического профиля наружного
диаметра болта и на Я/4 — по внутреннему диаметру гайки.'
Такой профиль болта и гайки в резьбовом соединении позво-
ляет повысить его прочность, увеличить самоторможение резьбы
и упростить технологию нарезания резьбы.
В связи с широким распространением резьбовых соединений осо-
бые требования предъявляются к их взаимозаменяемости. Взаимо-
заменяемость и точность резьбовых соединений зависят от точно-
сти выполнения наружного, внутреннего и среднего диаметров резь-
бы болта и гайки, размеров шага и половины угла профиля резьбы.
Болт и гайка сопрягаются между собой по боковым сторонам
профиля, поэтому предельные контуры резьбовых изделий долж-
ны иметь четкие ограничения.
178
Рис. 7.2. Допуски отдельных пара-
метров резьбового профиля
Свинчиваемость резьбы бу-
дет обеспечиваться в том слу-
чае, если действительный кон-
тур каждой детали не будет вы-
ходить за предельный контур.
Предельный контур — это
контур, ограничивающий мак-
; симальную высоту снимаемого при обработке металла.
Отклонения размеров в резьбовой детали на чертеже отклады-
ваются перпендикулярно оси резьбы.
Основным посадочным размером является средний диаметр,
который и определяет характер соединения. При сопряжении на-
ружных диаметров болта и гайки для исключения заклинивания
резьбы предусматриваются зазоры.
Стандартом предусмотрены следующие ограничения резьбово-
го профиля (рис. 7.2):
допуск на средний диаметр болта и гайки — Тс12 и TD2',
допуск на наружный диаметр болта — 77/;
допуск на внутренний диаметр гайки — Т1)\.
Нижнее отклонение ei внутреннего диаметра d{ наружной резьбы
(болта) не устанавливается. Диаметр dx косвенно ограничивается
геометрической формой и должен быть равен номинальному зна-
чению или быть меньше, чем оно.
Верхнее отклонение ES наружного диаметра D внутренней резь-
бы (гайки) также не устанавливается и косвенно ограничивается
. геометрической формой профиля. Диаметр D должен быть равен
номинальному значению или превышать его.
Таким образом, допуски на наружный диаметр гайки TD и
внутренний диаметр болта Td\ не устанавливаются.
На шаг Рн половину угла профиля а/2 резьбы допуски отдель-
но не устанавливаются, поскольку погрешность изготовления оп-
ределяется действительным средним диаметром. При изготовле-
нии резьбовых изделий неизбежно появление погрешности резь-
бового профиля, его размеров и формы (отклонения от кругло-
сти, цилиндричности болта и гайки).
В процессе нарезания резьбы возникают погрешности шага,
которые могут быть разделены на прогрессивные и местные.
Прогрессивные погрешности шага возрастают пропорционально
числу витков и возникают из-за кинематических погрешностей
элементов станка.
179
Рис. 7.3. Схема компенсации погреш-
ностей шага резьбы
Местные погрешности шага
возникают вследствие местно-
го износа резьбы ходового винта
станка, неоднородности мате-
риала заготовки, погрешностей
шага резьбонарезного инстру-
мента и т. п.
На рис. 7.3 представлены про-
грессивные погрешности шага
АД, при нарезании резьбы, ко-
торые могут быть компенсиро-
ваны соответствующим измене-
нием среднего диаметра резь-
бы. Для свинчивания болта с
гайкой необходимо уменьшить средний диаметр болта d2 или уве-
личить средний диаметр гайки 1)2 на величину fp.
Необходимое изменение диаметров можно рассчитать из треу-
гольника abc:
^fP =|A/’„ctg(a/2),
где fp — диаметральная компенсация погрешности шага; АД, —
накопленная погрешность п шагов.
Отсюда
fP = AP„ctg(a/2).
Рис. 7.4. Схема диаметральной
компенсации погрешности по-
ловины угла профиля
Диаметральная компенсация по-
грешности шага характеризует из-
менение средних диаметров резьбы
болта и гайки. Она численно равна
разности их значений и зависит от
накопленной погрешности &Р„.
Погрешность угла профиля мо-
жет быть вызвана погрешностями
профиля резьбонарезного инстру-
мента и его установки, перекосом
оси детали и т.д. Анализируя по-
грешность угла профиля, обычно
рассматривают половину угла про-
филя а/2 (для метрической резьбы
а/2 = 30°)- Эту погрешность также
можно компенсировать изменением
средних диаметров болта и гайки.
На рис. 7.4 представлена схема
диаметральной компенсации по-
грешности половины угла профиля
180
для метрической резьбы. Эту погрешность можно определить по
формуле
/а = 0,Зб/’Аа/2,
где Аа/2 — отклонение половины угла профиля резьбы болта или
гайки (т. е. разность между действительными и номинальными зна-
чениями а/2).
Таким образом, при наличии погрешностей свинчиваемость
резьбы будет обеспечена только в том случае, если зазор между
средними диаметрами болта и гайки будет больше суммарного
значения диаметральной компенсации погрешностей шага и по-
ловины угла профиля болта и гайки.
Для упрощения контроля и расчета допусков резьб введено по-
нятие приведенный средний диаметр.
Приведенный средний диаметр определяется по следующим
формулам:
для внутренней резьбы
О? пр — -О? действ — (А, + ’
для наружной резьбы
А пр — ^2 действ + (4 +/а),
где Э2 действ, d2 действ ~ действительные средние диаметры гайки и
болта, полученные в результате измерения.
Как уже отмечалось, основными параметрами, характеризу-
ющими характер резьбового сопряжения, его точность и проч-
ность, являются средний диаметр, шаг и угол профиля резьбы.
Поскольку эти параметры между собой связаны, отдельно их не
нормируют (исключением являются резьбовые соединения с натя-
гом, резьбовые калибры и резьбонарезной инструмент). Устанав-
ливают суммарный допуск на средний диаметр болта Td2 и гайки
TD2:
Td2(W2) = А4/2(АА) +fP+fa,
где AJ2 (дог) — допустимые отклонения собственно среднего ди-
аметра; fp, fa — диаметральные компенсации погрешности шага и
угла профиля.
Следовательно, приведенный средний диаметр резьбы равен
номинальному, если А + fa= 0. Таким образом, номинальный сред-
ний диаметр является наибольшим приведенным для болта и наи-
меньшим приведенным для гайки.
Итак, суммарный допуск Td2 (TD2) ограничивает:
для наружной резьбы — наибольший приведенный средний ди-
аметр (верхний предел) и наименьший собственно средний диа-
метр (нижний предел);
1И
для внутренний резьбы — наименьший приведенный средний
диаметр (нижний предел) и наибольший собственно средний диа-
метр (верхний предел). .
При контроле резьбовое изделие считается годным, если при-
веденный средний диаметр не выходит за указанные пределы.
Система допусков и посадок метрической резьбы регламенти-
рована ГОСТ 16093-81, ГОСТ 4608-8Ь*, ГОСТ 24834-81*.
Стандартом установлены резьбы десяти степеней точности, ко-
торые обозначаются цифрами от 10 до 1 (10-я степень — самая
низкая).
7.2. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С ЗАЗОРОМ
В зависимости от характера соединений по боковым сторонам
(по среднему диаметру) посадки резьбовых соединений могут быть
с зазором, с натягом и переходные.
Соединения с зазором выполняют как в системе отверстия
(предпочтительнее), так и в системе вала.
Для посадок с зазором используют следующие степени точности.
Для наружной резьбы:
по d — 4, 6;
по d2 - 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10*.
Для внутренней резьбы:
по D, — 4, 5, 6, 7, 8;
по D2 - 4, 5, 6, 7, 8, 9*.
(Звездочкой обозначены степени точности, применяемые для из-
делий из пластмасс.)
Для получения посадок резьбовых изделий с зазором согласно
ГОСТ 16093 — 81 предусмотрены основные отклонения d, е, f g,
h для наружной резьбы и отклонения Е, F, G, Н для внутренней
резьбы (рис. 7.5).
Поле допуска диаметра резьбы образуют сочетанием основно-
го отклонения, обозначаемого буквой, с допуском по принятой
степени точности. В отличие от гладких цилиндрических сопряже-
ний цифра степени точности пишется на первом месте, напри-
мер: 5Н, 6G, бе, 6f.
Степень точности зависит от длины свинчивания и условий
эксплуатации резьбового сопряжения. Длина свинчивания раз-
бита на три группы: S — короткие, N— нормальные и L — длин-
ные.
Существуют таблицы соответствия длины свинчивания и допу-
стимой точности. Если длина свинчивания отличается от одной из
указанных групп, ее указывают в обозначении резьбового изделия.
Поля допусков болтов и гаек установлены для трех классов точ-
ности: точного, среднего и грубого (табл. 7.1).
182
в й
Рис. 7.5. Схема расположения полей допусков посадок с зазором:
а — наружной резьбы с основными отклонениями d, е, f g; б — наружной
резьбы с основным отклонением й; в — внутренней резьбы с основными откло-
нениями Е, F, G; г — внутренней резьбы с основным отклонением Н
183
Таблица 7.
Поля допусков болтов и гаек
Наиме- нова- ние Класс точности Поле допуска при длине свинчивания
короткой У нормальной N длинной L
Болт Точный Средний Грубый (ЗА4А) (5h6k) 6d бе 6/ 4g Ы 8g 4h 6k (8h)* (7ебе) 7^6g (9g8g) (5h4h) (7h6h)
Гайка Точный Средний Грубый (50 4Н 5JJ 6G 7G 4Н5Н, 5Н [6Я~| 7Н (7G) (80 6H TH 8H
* Только для резьб с шагом Р > 0,8 мм (в случае Р < 0,8 мм применяют поле
допуска 8Л6Л).
Понятие «класс точности» — условное и применяется для срав-
нительной оценки точности резьбы. В рамки (см. табл. 7.1) заклю-
чены поля допусков, рекомендованные для предпочтительного
применения. Кроме того, при одном и том же классе точности
допуск среднего диаметра следует увеличивать при длине свинчи-
вания L и уменьшать при длине свинчивания S на одну степень по
сравнению с допусками, принятыми для нормальной длины свин-
чивания N.
Допуск среднего диаметра является суммарным, а основным
рядом допусков для всего диапазона размеров резьбы принят ряд
степени точности 6. Допуски остальных степеней точности опре-
деляются умножением на соответствующие коэффициенты, приве-
денные в ГОСТ 16093 — 81. При этом допуск на средний диаметр
гайки ТД2 больше допуска среднего диаметра болта Td2 на 1/3.
На сборочных чертежах и в технической документации посад-
ки резьбовых соединений обозначают дробью, где в числителе
указывают поле допусков гайки, а в знаменателе — поле допусков
болта. Поле допуска резьбы следует за обозначением размера резь-
бы, например:
М10 х 1 - - 30,
5g6g
где М — резьба метрическая; 1 — шаг резьбы (мелкий); 5Н —
допуск среднего диаметра гайки (ТОД 6Н — допуск внутреннего
диаметра гайки (ТОД 5g — допуск среднего диаметра болта (Td2);
6g — допуск наружного диаметра болта (Td); 30 — длина свинчи-
вания (если отличается от N, S, L).
Для внутренней резьбы: М10х 1 - 5Н6Н; для болта: МЮх 1 -
5g6g - 30.
184
Если обозначение поля допуска диаметра выступа совпадает с
обозначением допуска среднего диаметра, например 5Н5Н для
гайки или 5g5g для болта, то этого в обозначении поля допуска
резьбы не повторяют:
5Н
MlOxl- —-30.
5g
Если шаг резьбы крупный, то его тоже не указывают, например:
М10 -^.-30.
5g
7.3. РЕЗЬБЫ С НАТЯГОМ И ПЕРЕХОДНЫЕ
В технике широко используются резьбовые соединения с на-
тягом по среднему диаметру. Эти соединения применяют в тех
случаях, когда необходимо обеспечить герметичность и не допус-
тить самоотвинчивания шпилек под действием, например, рез-
ких перепадов температуры или вибраций. Шпильку вворачивают
в корпус двигателя так туго, чтобы она не проворачивалась при
затяжке и отвинчивании гайки, навернутой на другой конец
шпильки.
Соединения с натягом выполняют в системе отверстия, что
связано с технологическими особенностями обработки и обус-
ловлено преимуществами системы отверстий перед системой
вала.
Для соединений с натягом необходимо устанавливать более
жесткие допуски, чем при соединениях с зазором, поэтому для
резьб с натягом допуск на собственно средний диаметр резьбы
TD, Td2 установлен для гнезд по степени точности 2, а для шпи-
лек — по степеням точности 2, 3 (рис. 7.6). Кроме того, для полу-
чения стабильного натяга резьбовые изделия сортируют на груп-
пы, и на сборку поступают детали из одноименных групп. Марки-
ровка числа групп сортированных деталей предусмотрена после
указания допусков элементов резьбы, например:
2г
Рис. 7.6. Расположение полей допусков резьбы с натягом
185
2Я5С |2|
' . ЭД1
Допускается применение посадок без сортировки деталей на
группы. Допуск среднего диаметра резьб с натягом является не
суммарным, а допуском на собственно средний диаметр. Откло-
нения половины угла профиля и шага нормируются отдельно.
По наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазо-
ры, предотвращающие заклинивание резьбы.
Переходные посадки резьбовых сопряжений установлены ГОСТ
24834-81*.
7.4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ РЕЗЬБЫ
Резьбовые изделия контролируются в основном двумя метода-
ми: дифференцированным и комплексным.
Дифференцированный метод контроля предполагает измерение
каждого элемента резьбы в отдельности (наружного и внутренне-
го диаметров, собственно среднего диаметра, шага и угла профи-
ля). Он достаточно трудоемок, поэтому его применяют для конт-
роля точных резьб: резьбовых калибров, ходовых винтов станков,
метчиков и т.д.
Комплексный метод контроля выявляет соответствие действи-
тельного контура резьбы предельному. При этом используются пре-
дельные резьбовые калибры, проекторы и шаблоны с предельны-
ми контурами.
Калибры можно разделить на рабочие, приемные и конт-
рольные.
Рабочие гладкие и резьбовые проходные {ПР) и непроходные {НЕ)
калибры применяются для контроля изделий непосредственно на
рабочем месте в процессе производства.
Приемные калибры используются для контроля изделий пред-
ставителями заказчика и контролерами ОТК.
Контрольные калибры предназначены для контроля и установ-
ки размеров рабочих калибров-колец или калибров-скоб.
Принцип контроля резьб с помощью калибров заключается в
следующем.
Если рабочий резьбовой проходной калибр свинчивается с
проверяемой резьбой, то это значит, что приведенный средний
диаметр, наименьший внутренний диаметр для болта и наиболь-
ший наружный диаметр для гайки, не выходят за пределы поля
допуска.
В случае годности резьбы непроходные резьбовые калибры,
которыми проверяют только собственно средний диаметр, не дол-
жны свинчиваться с резьбой более чем на два витка.
186
При изготовлении резьбовых калибров допуском ограничива-
ются все пять параметров резьбы: средний, наружный и внутрен-
ний диаметры, а также шаг и угол профиля.
При дифференцированном методе контроля используют уни-
версальные средства измерения: инструментальные микроскопы
И горизонтальные оптиметры — для измерения наружных и внут-
ренних диаметров, шага и угла профиля; микрометры с тремя
проволочками, штихмасы с резьбовыми вставками — для измере-
ния среднего диаметра.
Как правило, проводят многократные измерения с целью
уменьшения погрешности измерения.
Большое распространение получили автоматические средства
контроля отдельных элементов резьбы (например, автомат БВ-538),
которые значительно сокращают время измерения среднего диа-
метра резьбы и обеспечивают высокую достоверность результатов
измерения.
Контрольные вопросы
1. На какие группы можно разделить резьбы по эксплуатационному
признаку?
2. Какие основные параметры резьбы регламентированы ГОСТ
9150-81?
3. Какие элементы резьбы ограничиваются допусками?
4. Что такое приведенный средний диаметр?
5. Какие посадки используются в резьбовых соединениях?
6. Назовите основные степени точности, используемые в соединени-
ях с зазором.
7. Где и как используются резьбовые соединения с натягом?
8. Какие бывают длины свинчивания?
9. Как обозначаются резьбовые соединения на чертежах?
10. Какие виды,, методы и средства измерения и контроля использу-
ются для проверки резьбы?
Глава 8
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И КОНТРОЛЬ
ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ
И СОЕДИНЕНИЙ
В машиностроении часто используются шпоночные и шлице-
вые соединения для передачи крутящих моментов при соедине-
нии различных шкивов, рукояток, зубчатых колес, втулок и т.д.
Шпоночные соединения применяют также для фиксации оп-
ределенного положения деталей в сборочном узле или машине.
Шлицевые соединения в отличие от шпоночных передают боль-
шие крутящие моменты и обеспечивают более высокое центриро-
вание деталей.
8.1. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
Шпоночные соединения отличаются простотой конструкции,
компактностью, удобством разборки и сборки. Они могут быть
призматическими, сегментными, клиновыми и тангенциальными.
Наибольшее распространение получили призматические шпон-
ки. Они в свою очередь могут быть трех исполнений (рис. 8.1):
закрытые по обоим концам (исполнение А);
прямоугольные (исполнение Б);
с закруглением на одном конце (исполнение С).
Рис. 8.1. Виды призматических шпонок
188
Рис. 8.2. Основные элементы шпоночного соединения
Призматические и сегментные шпонки передают рабочие уси-
лия боковыми сторонами, а по высоте между пазом втулки и шпон-
кой предусматривается гарантированный зазор. Шпонки должны
надежно крепиться в пазу вала и не выпадать из него; паз при этом
располагается симметрично относительно оси вала (рис. 8.2).
Шпоночные соединения выполняются в системе вала, что по-
зволяет изготавливать шпонки централизованно.
Предельные отклонения размеров шпонок нормируются ГОСТ
23360 — 78*. Для ширины шпонки b они приняты по Л9, а для
высоты шпонки h — по ЛИ. На длину шпонки и глубину пазов
отклонения назначаются по Л14.
Выбор посадок для деталей шпоночного соединения произво-
дится в зависимости от эксплуатационного назначения узла. Стан-
дартом установлены три вида соединений (рис. 8.3): свободное,
нормальное, плотное.
Предельные отклонения размеров по ширине и глубине паза
вала и втулки установлены для всех видов соединений:
для свободного соединения — по ширине шпонки Л9, ширине
паза вала Я9, ширине паза втулки D1Q;
для нормального соединения — по ширине шпонки Л9, ширине
паза вала N9, ширине паза втулки Js9;
для плотного соединения — по ширине шпонки Л9, ширине
паза вала Р9, ширине паза втулки р9.
Выбирая вид соединения, следует иметь ввиду, что свободное
соединение обеспечивает подвижность соединенных деталей при
условиях затрудненной сборки, нормальное соединение обеспе-
чивает неподвижность разъемных соединений при облегченных
условиях сборки, а плотное соединение целесообразно использо-
вать при реверсивных нагрузках с напрессовкой деталей при сборке.
К недостаткам шпоночных соединений относятся следующие:
они не могут передавать большие крутящие моменты; обеспечи-
вают центрирование хуже, чем шлицевые соединения; нагрузка
189
ширины шпонки соединение соединение
соединение
Рис. 8.3. Схема расположения полей допусков по ширине шпонки
между шпонками распределяется неравномерно. Кроме того, воз-
можны смятие и срез шпонок, что может привести к перекосу и
смещению деталей или другим неблагоприятным последствиям.
Эти недостатки отсутствуют у шлицевых соединений.
8.2. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШЛИЦЕВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
В связи с ростом требований к качеству изделий, необходимо-
стью обеспечения их долговечности и высокой точности центриро-
вания и передачи больших крутящих моментов широкое примене-
ние находят шлицевые соединения. По профилю зуба шлицевые
соединения делятся на прямобочные, эвольвентные, треугольные.
Прямобочные шлицевые соединения наиболее распространены. Они
составляют 80... 90 % от всех шлицевых соединений.
Эвольвентные сопряжения имеют ряд преимуществ перед5 пря-
мобочными: они передают большие крутящие моменты, имеют
меньшую концентрацию напряжений, проще в изготовлении,
более точно центрируют соединяемые детали, более долговечны.
Шлицевые соединения с треугольным профилем применяют для
передачи небольших крутящих моментов при тонкостенных втул-
ках и посадках с натягом.
Для прямобочных шлицевых соединений при одном и том же
номинальном диаметре в зависимости от передаваемых нагрузок
предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая
(при этом средний диаметр остается прежним, а меняются только
число и высота зубьев).
190
Рис. 8.4. Центрирование прямобочных шлицевых соединений по наруж-
ной (а) и внутреннему (б) диаметрам, а также по боковым сторонам
зубьев (в)
Установлено, что число зубьев у прямобочных соединений чет-
ное: у легкой и средней серии — 6, 8, 10; у тяжелой серии — 10,
16, 20.
Согласно ГОСТ 1139 — 80* и ГОСТ 25346 — 89 в зависимости
от эксплуатационных требований и технологии изготовления шли-
цев возможны три способа центрирования:
по наружному диаметру D (рис. 8.4, а);
внутреннему диаметру d (рис. 8.4, б);
боковым сторонам зубьев b (рис. 8.4, в).
Способ центрирования по внутреннему диаметру d обеспечи-
вает точное центрирование и подвижность соединений при высо-
кой твердости, материала, из которого изготовлена втулка.
При центрировании по наружному диаметру D подвижность
деталей в соединении не предусматривается и эти детали терми-
чески не обрабатываются.
Способ центрйрования по b используется редко, в основном в
случаях передачи больших крутящих моментов и при знакопере-
менных нагрузках (реверсивном вращении).
Этот способ позволяет равномерно распределить нагрузки между
зубьями, но он не обеспечивает высокой точности центрирова-
ния.
Посадки строятся в системе отверстия и обеспечивают соеди-
нения одновременно по двум поверхностям — dw. b,Dub - или
только по Ь.
Предпочтение отдается системе отверстия, потому что это рез-
ко сокращает номенклатуру дорогостоящих протяжек, которыми
обрабатывают шлицевые втулки.
Стандартом установлено большое число посадок для сопря-
жения вала и втулки. Рассмотрим наиболее предпочтительные из
них.
191
• При центрировании по внутреннему диаметру d следует ис-
, Я7 Я7
пользовать посадки по. внутреннему диаметру d: ——— и по-
/7 g6
..,09 09 09 09 FIG FIG £10 £10
садки по ширине зуба Ь: —: —; —; —-; ——; ——-; ——;--.
У Л8 h9 Л к7 е8 /9 Л7 J7
• При центрировании по наружному диаметру D необходимо
„ п Я7 Я7
выбирать посадки по наружному диаметру О: ——; —— и посадки
/7 jb
„ , £8 £8 £8 09
по ширине зуба Ь:
• При центрировании по боковым поверхностям зубьев b ис-
, , £8 09 09 £10 £10 £10
пользуют посадки по ширине зубьев Ь: —; —; —;-;----;---.
/7 е8 /8 d9 f8 к7
Для нецентрирующих диаметров установлены следующие поля
допусков:
при центрировании по d или b
^вала all, Ятулки Я12,
при центрировании по О или b
^вала ol 1 И Дтулки Я11.
Необходимо научиться расшифровывать условные обозначения
шлицевых соединений на чертежах, содержащие сведения о виде
центрирования и числе зубьев, а также параметры d, D, или Ь.
Например:
, „ о4Я7 лпЯ12 „09
d - 8 х 36 х 40 х 7 —.
е8 all f8
Здесь d обозначает центрирование по внутреннему диаметру,
8 — число шлицев; 36--- — внутренний диаметр d = 36 мм и
е8
Я7 ЛПЯ12 „ п
посадку по этому диаметру--; 40----- — наружный диаметр В =
е8 al 1
Я12 09 j
= 40 мм и посадку по этому диаметру-; 7----ширину шлица
all /8
7 мм и посадку по размеру b — .
При этом условное обозначение будет выглядеть следующим
образом:
шлицевого вала —
d - 8 х 36е8 х 40а11x7/8;
шлицевой втулки —
d -8х36Я7 х40Я12х7£>9.
192
Средняя окружность
Средняя окружность
Рис. 8.5. Виды центрирования эвольвентных шлицевых соединений:
а — по боковым поверхностям зубьев; б — по наружному диаметру
Рассмотрим другой пример:
Hl D9
£-8x36x40 — х7 —.
/7 Л
Здесь D обозначает центрирование по наружному диаметру; 8 —
Н11
число шлицев; 36 — внутренний диаметр с посадкой 36-; 40 —
all
пН7 .D9
наружный диаметр с посадкой по D ; / -ту — ширину шлица
и посадку по этому размеру.
Пример условного обозначения при центрировании по Ъ\
, О ОК ЛАЯ12 0^9
о - 8 х 36 х 40-х 7 —.
al 1 js7
Широкое распространение в технике получили шлицевые со-
единения с эвольвентным профилем зубьев. ГОСТ 6033 — 80* рас-
сматривает соединения с модулем от 0,5 до 3 мм и числом зубьев
от 8 до 65.
Особая форма зуба или шлица предполагает и другие способы
центрирования, а именно:
по боковым поверхностям зубьев (рис. 8.5, а);
по наружному диаметру (рис. 8.5, б).
При центрировании по боковым сторонам установлены до-
пуски на ширину впадины втулки I и толщину зуба вала s, кото-
рые имеют общий номинальный размер по дуге делительной ок-
ружности.
Для размера I установлено одно основное отклонение Н с вы-
полнением по 7, 9 или 11-й степеням точности, т.е. Н7, Н9, НИ.
Для параметра s (толщина зуба вала) установлено десять ос-
новных отклонений: а, с, d,f, g, h, k, n, p, г и допуски по 7, 8,
9, 10 и 11-й степеням точности. Таким образом, соединения с
193
7 Зайцев
центрированием по боковым сторонам зуба выполняются в сис-
теме отверстия.
Возможно центрирование и по наружному диаметру D. При этом
посадки выбираются так же, как и для гладких цилиндрических
соединений. Окружности впадин втулки Df имеют допуск по ЕЛ
или Я8, а окружности вершин зубьев вала выполняются с допус-
ками пб, 1,6, h6 или /7.
При обозначении шлицевых соединений с эвольвентным про-
филем указывается номинальный диаметр D соединения, его мо-
дуль т и обозначение посадки, помещаемое после размеров цен-
трирующих элементов, и номер стандарта.
Например:
779
1) 50х2х — ГОСТ 6033-80*,
g9
где 50 — номинальный диаметр соединения (D = 50 мм); 2 —
г Н9
модуль зуба; —— — центрирование по боковым
g9
„ Н9
садкой —-;
g9
сторонам с по-
2) 50x^Jx2 ГОСТ 6033-80*,
g6
где 50 — номинальный диаметр соединения, мм;
рование по D с посадкой ——; 2 — модуль зуба.
g*
Я7
—г — центри-
g&
Шлицевые соединения контролируются калибрами. При этом в
качестве проходных калибров используются комплексные калиб-
ры, а в качестве непроходных — поэлементные калибры (гладкие
пробки, неполные гладкие пробки, пластины, предельные скобы).
Непроходным калибром проверяют каждый элемент профиля
не менее трех раз. Изделие бракуют в случае хотя бы одного про-
хода калибра через контролируемый элемент.
Толщина зубьев и ширина впадины деталей эвольвентного шли-
цевого соединения проверяются средствами для контроля зубча-
тых колес или с помощью калиброванных роликов, закладывае-
мых во впадины зубьев.
Контрольные вопросы
1. Объясните, для чего предназначены шпоночные и шлицевые со-
единения.
2. Какие бывают шпонки?
3. Как нормируются допуски элементов шпоночного соединения?
4. В какой системе выполняются шпоночные соединения и какие бы-
вают виды соединений?
194
5. Назовите преимущества прямобочных шлицевых соединений перед
эвольвентными.
6. Каковы основные способы центрирования прямобочных соедине-
ний?
7. В какой системе и какие предпочтительные посадки используют в
прямобочных шлицевых соединениях?
8. Какие виды центрирования используют при изготовлении эволь-
вентных шлицевых соединений?
9. Расшифруйте условное обозначение шлицевого соединения.
10. Как контролируются шлицевые соединения и их элементы?
Глава 9
НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И КОНТРОЛЬ
ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И ПЕРЕДАЧ
Зубчатые колеса встречаются довольно часто. Во всех мчащихся
автомобилях, летящих самолетах, тикающих часах, а также в ог-
ромном количестве других машин, механизмов и приборов име-
ются зубчатые передачи, главными элементами которых являют-
ся зубчатые колеса.
Наибольшее распространение в промышленности получили
зубчатые колеса с эвольвентным профилем зуба, который полу-
чают при механической обработке заготовок методом обкатыва-
ния (без скольжения) зуборезного инструмента.
По своему назначению зубчатые передачи можно разделить на
четыре группы: отсчетные, силовые, скоростные, общего назна-
чения.
Отсчетные (кинематические') передачи чаще всего используются
в измерительных приборах, часах, счетно-решающих машинах,
различных делительных механизмах, т.е. там, где требуется высо-
кая согласованность углов поворота ведомого и ведущего колес и
основным показателем является высокая кинематическая точность.
Силовые передачи передают большие усилия при небольших ско-
ростях вращения. Зубчатые колеса изготавливают с большой дли-
ной зуба и большим модулем. При работе таких колес должна мак-
симально использоваться площадь контакта зубьев, что и является
основным эксплуатационным требованием к этим передачам.
Скоростные передачи используются в передачах с большими
окружными скоростями (более 100 м/с). Такие передачи должны
работать без вибраций и шума. Основное требование к ним — плав-
ность работы, которая достигается высокой точностью изготовле-
ния формы и взаимного расположения зубьев колеса.
Передачи общего назначения передают малые нагрузки при не-
высоких окружных скоростях (до 10 м/с). К их точности высокие
требования не предъявляются.
Профиль зубчатого колеса соответствуют требованиям ГОСТ
13755 — 81, который устанавливает форму и размер исходного кон-
196
Р = пт
0,5Р 0,5Р ht
Рис. 9.1. Схема исходного контура зубчатого колеса
тура зубчатого колеса (рис. 9.1), угол главного профиля и коэф-
фициенты исходного контура:
угол главного профиля а - 20°;
коэффициент высоты головки ha = 1;'
коэффициент высоты ножки hf= 1,25;
коэффициент граничной высоты /г, = 2;
коэффициент радиуса кривизны переходной кривой ру= 0,38;
коэффициент глубины захода зубьев в паре исходных контуров
hw= 2;
коэффициент радиального зазора в паре исходных контуров
с = 0,25.
Точностные требования к колесам, регламентируемые ГОСТ
1643 — 81, устанавливаются исходя из назначения и основных экс-
плуатационных показателей колес. Система допусков для различ-
ных видов передач строится по одним и тем же признакам.
По точности" изготовления все зубчатые колеса разделены на
12 степеней точности, причем 12-я степень является самой гру-
бой. Для 1-й и 2-й степеней точности допуски не предусмотрены.
Колеса 3...5-Й степеней точности предназначены в основном
для измерительных колес, используемых для проверки контроли-
руемых зубчатых колес. Самыми распространенными колесами
являются колеса 6...9-й степеней точности (в металлорежущих
станках — 3...7-Й степеней точности, в автомобилях — 5...8-й
степени точности, в авиационных двигателях — 4...7-й степеней
точности, в различных редукторах — 6...8-й степеней точности,
тракторах и строительной технике — 7...9-й степеней точности).
Для каждой степени точности установлены независимые нор-
мы допустимых отклонений различных параметров:
кинематической точности;
плавности работы;
197
контакта зубьев зубчатых колес в передаче.
Независимо от норм и степеней точности предусматривается и
норма бокового зазора, характеризующая вид зубчатого соедине-
ния.
Нормами кинематической точности колес лимитируются сте-
пень несогласованности поворота ведомого колеса при его зацеп-
лении с точно изготовленным ведущим колесом. Эти нормы осо-
бенно важны в различных следящих системах, делительных меха-
низмах и т.д.
Нормы плавности определяют равномерность хода зубчатого ко-
леса. Они применяются везде, где предъявляются жесткие требо-
вания к бесшумности передачи, отсутствию вибрации, например
в скоростных передачах автомобилей.
Нормы контакта зубьев очень важны в тяжелонагруженных пере-
дачах, которые используются в прессах и прокатных станах, и
определяют площадь и место расположения пятна контакта со-
пряженных колес в зубчатой передаче.
Перечисленные нормы точности могут быть разными по сте-
пени точности, но при этом нормы плавности могут выполняться
по такой же степени точности, что и норма кинематической точ-
ности, или на одну-две степени точнее; норма контакта зубьев
должна назначаться по степени точности, более точной, чем нор-
ма плавности (в крайнем случае, должна быть ей равна).
К параметрам норм кинематической точности относятся:
кинематическая погрешность передачи;
кинематическая погрешность зубчатого колеса;
накопленная погрешность шага зубчатого колеса;
радиальное биение зубчатого венца;
колебание длины общей нормали;
колебание измерительного межосевого расстояния за один обо-
рот зубчатого колеса;
колебание измерительного межосевого расстояния на одном
зубе.
При проектировании зубчатых колес и передач нормируются
лишь некоторые из этих параметров.
К параметрам норм плавности относятся следующие:
циклическая погрешность колеса и передачи;
местные кинематические погрешности зубчатого колеса и пе-
редачи;
отклонение шага зацепления;
погрешность профиля зуба.
Для улучшения плавности работы передачи часто используют,
зубчатые колеса с модифицированным профилем головки зуба
(рис. 9.2). При этом линия модификации представляет собой пря-
мую, коэффициент модификации должен быть не более 0,45, а
коэффициент глубины модификации Д — не более 0,02. В этом
198
Рис. 9.2. Схема исходного кон-
тура с модификацией профиля
головки зуба
Д
Делительная
прямая
случае обеспечивается плавное вхождение зубьев в зацепление,
улучшаются условия смазки передачи, снижаются шум и динами-
ческие нагрузки в передаче.
Для тяжелонаружнных передач, работающих с невысокими
скоростями важным фактором являются норма контакта зубьев в
передаче. При этом нормируются площадь и расположение области
прилегания боковых поверхностей зубьев сопряженных колес. Не-
полное или неравномерное прилегание поверхностей зубьев колес
друг к другу приводит к их интенсивному износу.
Полнота контакта нормируется комплексным показателем —
суммарным пятном контакта (рис. 9.3), %, — который задается
следующим образом:
по длине зуба — отношением суммарной длины пятна к общей
длине зуба:
^100;
по высоте зуба — отношением высоты следов прилегания к
общей высоте зуба:
h
^400.
hp
На полноту контакта зубьев влияют следующие погрешности
формы зубьев, а также погрешности их взаимного расположения
в передаче:
отклонение осевых шагов по нормали;
суммарная погрешность контактной линии;
погрешность направления зу-
бьев;
отклонение от параллельно-
сти осей зубчатых колес в пере-
даче и их перекос.
Для нормальной работы зуб-
чатой передачи между активны-
ми боковыми поверхностями со-
пряженных колес должен быть
зазор, который используется в
следующих целях:
для компенсации погрешно-
стей изготовления и монтажа ко-
Рис. 9.3. Схема пятна контакта
зубьев в передаче
199
Рис. 9.4. Схема бокового зазора
J„ в передаче
лес. Эти погрешности могут быть
вызваны неточностью изготовле-
ния зубчатых колес и валов, на ко-
торых они закреплены, неточ-
ностью подшипников и сопрягае-
мых с ними посадочных поверх-
ностей и т.д.;
исключения заклинивания пере-
дачи в результате тепловых дефор-
маций;
обеспечения смазки, без кото-
рой невозможно нормальное функ-
ционирование передачи.
Боковой зазор определяют в се-
чении, перпендикулярном направле-
нию зубьев, в плоскости, касатель-
ной к основным цилиндрам (рис. 9.4).
Стандартом установлен наименьший гарантированный зазор Jnmm>
величина которого не зависит от степени точности колеса, а опреде-
ляется условиями работы передачи: скоростью, нагревом, смазкой.
Предусмотрено шесть видов сопряжения с различной величи-
ной Jnmin- Л В, С, D, Е, Я (рис. 9.5). Как правило, вид сопряжения
соответствует определенной степени точности по нормам плавно-
сти. Например, при 3... 12-й степенях точности используется вид
сопряжения А, при 3... 11-й — В, при 3...9-Й — С, при 3...8-Й —
D; при 3...7-Й — Еп Н.
Установлен допуск на боковой зазор TJn, величина которого за-
висит от вида сопряжения и точности передачи и увеличивается с
увеличением бокового зазора. Существует восемь видов допусков
TJn на боковой зазор: х, у, z, a, b, с, d, h.
Рис. 9.5. Схема расположения полей допусков Т}„ и основных видов со-
единений
200
Как правило, определенным
видам сопряжений соответствует
и определенный вид допуска. На-
пример, видам сопряжения Н и
Е соответствует допуск на боко-
вой зазор /г; видам сопряжений D,
С, В и А — допуски d, с, Ь, а
соответственно.
Однако допускается изменять
это соответствие, используя до-
пуски х, у и z-
Стандартами установлено
шесть классов отклонений меж-
осевого расстояния, обозначае-
мых римскими цифрами от I до
VI (VI класс соответствует самой
низкой точности).
Сопряжениям Н и Е соответ-
ствует II класс отклонений меж-
осевого расстояния, сопряжениям
Рис. 9.6. Схема исходного контура
после дополнительного смещения
Д С, В и А - III, IV, V, VI
классы соответственно. I класс зарезервирован для очень точных
колес.
Гарантированный боковой зазор в передаче обеспечивается при
изготовлении зубчатых колес путем дополнительного смещения про-
филя зуборезного инструмента к центру нарезаемого колеса на
величину EHS (относительно номинального положения исходного
контура, рис. 9.6).
На величину EHS установлен допуск Тн, значение которого за-
висит от допуска на радиальное биение.
Кроме того, установлены допуски на длину общей нормали
TWm, а также предельные отклонения Измерительного межосевого
расстояния: +Efl-S — верхнее и — нижнее (рис. 9.7).
В условное обозначение зубчатых колес на чертежах должны
входить степени точности по нормам кинематической /точности,
нормам плавности, нормам контакта, а также вид сопряжения и
вид допуска на боковой зазор. Например, зубчатое колесо может
быть обозначено следующим образом:
8_7_б-Сй-П (ГОСТ 1643-81).
Здесь 8 — степень точности по нормам кинематической точно-
сти; 7 — степень точности по нормам плавности; 6 — степень
точности по нормам контакта; С — вид сопряжения; b — вид до-
пуска на боковой зазор; II — класс отклонения межосевого рас-
стояния.
Если на чертеже встретится более короткое условное обозначе-
ние, например: 7-Б (ГОСТ 1643 — 81), то оно означает, что данная
201
Рис. 9.7. Схема предельных отклонений длины общей нормали (а) и из-
мерительного межосевого расстояния (б)
передача имеет степень точности по нормам кинематической точ-
ности 7, по нормам плавности 7, по нормам контакта 7, вид со-
пряжения В, вид допуска на боковой зазоР Ъ, класс отклонений
межосевого расстояния V.
Таким образом, вид допуска на боковой зазор и класс откло-
нений межосевого расстояния проставляется только в том слу-
чае, если они не соответствуют виду сопряжения.
При контроле зубчатых колес в первую очередь следует отдавать
предпочтение тем нормам, которые определяют назначение пе-
редачи.
В процессе изготовления зубчатых кодес и их последующего
контроля используют приборы и оборудование для непосредствен-
ного контроля, а также для настройки зубо°брабатывающего обо-
рудования.
Для контроля колес в зависимости от типа производства, сте-
пени точности колес, их назначения и габаритных размеров ГОСТ
5368 — 81* устанавливает несколько комплексов контролируемых
параметров. После выбора комплекса контролируемых парамет-
ров следует использовать такие методы коИтР°ля, которые макси-
мально имитируют условия эксплуатации колес.
Поэтому чаще проверяют колесо в зацеплении с измерительным
колесом, чем отдельные параметры непосредственно на проверя-
емом колесе. Например, отдельные нормь! кинематической точ-
ности, в частности колебание измерительного межосевого расстоя-
ния, можно контролировать на межцентромРРах моделей МЦ-400Б,
МЦ-630, БВ-5050идр. (рис. 9.8).
202
Рис. 9.8. Схема межцентромера:
1 — регистрирующий элемент; 2 — каретка; 3 — проверяемое колесо; 4, 5 —
шпиндели; 6 — измерительное колесо
Эти приборы достаточно просты. На шпиндели 4 и 5 устанав-
ливают проверяемое колесо 3 и измерительное 6, которое являет-
ся эталонным.
Колесо 6 со шпинделем 5 закрепляется на неподвижной ка-
ретке, а колесо 3 — на подвижной подпружиненной каретке 2. Все
неточности изготовления проверяемого колеса фиксируются ре-
гистрирующими элементами 1 при вращении зубчатой пары.
Колебание длины общей нормали можно измерить с помощью
зубомерных микрометров моделей БВ-5045, БВ-5015, БВ-5082
и др. (рис. 9.9). Длину общей нормали можно проверить в любом
месте зубчатого венца без предварительного базирования, рассчи-
тав необходимое число зубьев. Без особого труда можно опреде-
лить и радиальное биение зубчатого венца на биенимерах моделей
БВ-5050, БВ-5060 и др.
Отдельные параметры норм плавности можно проверить на
эвольвентомерах, накладных шагомерах.
Размеры пятна контакта и его положение на зубе можно про-
контролировать по краске. Тонкий слой краски наносят на изме-
рительное колесо и затем, пос-
ле обкатки его с сопряженным
проверяемым колесом, измеря-
ют площадь отпечатков, остав-
ленных на проверяемом колесе.
Боковой зазор в собранной
передаче можно проверить с
помощью тонких свинцовых
проволочек, которые заклады-
ваются и прокатываются меж-
ду зубьями проверяемых колес.
Рис. 9.9. Измерение длины общей
нормали
203
Рис. 9.10. Схема измерения
смещения исходного контура
инструмента для создания
бокового зазора
По их толщине после деформации су-
дят о действительном боковом зазо-
ре. Кроме того, боковой зазор мож-
но проверить с помощью щупов.
При контроле отдельного колеса
боковой зазор можно проверить пу-
тем измерения толщины зуба Sc, ко-
торая должна быть меньше номиналь-
ного значения из-за смещения ис-
ходного контура режущего инстру-
мента к центру нарезаемого колеса.
Эти измерения можно произвести с
помощью тангенциальных зубомеров
(рис. 9.10).
Тангенциальные зубомеры настра-
ивают на нуль с помощью валиков,
имитирующих идеальный исходный
контур, которые затем при наложе-
нии на зуб проверяемого колеса фик-
сируют действительное смещение ис-
ходного контура.
Номенклатура средств измерения и контроля зубчатых колес и
передач огромна, она постоянно пополняется и работать с этими
приборами интересно и увлекательно.
Контрольные вопросы
1. Как можно классифицировать зубчатые передачи в зависимости от
их назначения?
2. Какие особенности имеют отсчетные и силовые передачи?
3. Назовите основные требования к скоростным передачам и переда-
чам общего назначения.
4. Сколько степеней точности установлены стандартом?
5. Перечислите группы независимых норм допусков.
6. Сколько видов сопряжений и допусков на боковой зазор установле-
но стандартом?
7. Приведите примеры обозначений на чертежах точностных требова-
ний к колесам.
8. Расскажите об основных способах и средствах контроля зубчатых
колес.
Глава 10
ТОЧНОСТЬ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ
Машины и механизмы состоят из множества различных дета-
лей, взаимно связанных между собой и имеющих линейные и ди-
аметральные размеры.
Чтобы обеспечить правильную работу какого-либо узла маши-
ны или машины в целом, необходимо,выдержать эти размеры в
определенных рационально подобранных пределах, поскольку
изменение размера любой из множества деталей вызовет наруше-
ние положения других деталей, составляющих эту машину или
узел (рис. 10.1).
Установление правильного соотношения линейных и диамет-
ральных размеров и их предельных отклонений необходимо для
правильного построения технологического процесса обработки
детали и правильной сборки деталей в узлы и машины.
Для определения оптимального соотношения размеров одной
или нескольких деталей, входящих в сборочный узел, проводят
размерный анализ, предварительно построив размерные цепи.
Согласно РД 50-635—85 «Цепи размерные. Основные понятия.
Методы расчета линейных и угловых цепей» размерной цепью на-
зывают совокупность размеров, образующих замкнутый контур
и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи.
Если в такую совокупность входят размеры одной детали, то
цепь называют подетальной размерной цепью (рис. 10.2), если вхо-
дят размеры нескольких деталей, то сборочной размерной цепью
(см. рис. 10.1 и 10.3).
Для анализа размерной цепи необходимым условием является
замкнутость размерного контура.
В зависимости от расположения размеров размерные цепи де-
лятся на линейные, угловые, плоские и пространственные.
Размерные цепи, звеньями которых являются линейные раз-
меры, называются линейными.
Размерные цепи, звеньями которых являются угловые разме-
ры, называются угловыми.
205
Рис. 10.1. Пример простановки размеров на шатунно-поршневом узле
двигателя внутреннего сгорания
Если все звенья цепи лежат в одной или нескольких парал-
лельных плоскостях, то ее называют плоской, а если звенья цепи
не параллельны одно другому и лежат в непараллельных плоско-
стях, то ее называют пространственной. По назначению размер-
ные цепи можно разделить на конструкторские, обеспечивающие
точность изделия на этапе его проектирования; технологические,
выражающие связь размеров обрабатываемой детали с технологи-
ческим процессом; измерительные, решающие задачу измерения
определенных звеньев, характеризующих точность изделия.
206
Рис. 10.2. Подетальная размерная
цепь
Размеры, составляющие раз-
мерную цепь, называются звень-
ями.
Звено, которое является ис-
ходным при постановке задачи
или получается последним в про-
цессе обработки, измерения или
сборки детали, называют замы-
кающим.
На рис. 10.3 замыкающим зве-
ном будет являться зазор S. Таким
звеном может быть звено, точность которого определяет точность
изготовления деталей в цепи или всего узла. Например, на рис. 10.1
размер А& (расстояние между днищем поршня и головкой блока)
обусловливает функционирование всей шатунно-поршневой груп-
пы. Номинальный размер и предельные отклонения замыкающего
звена зависят от точности изготовления всех остальных звеньев цепи,
которые называются составляющими, т. е. составляющими звеньями
размерной цепи являются звенья, изменение размеров которых при-
водит к изменению размеров замыкающего звена (но не должно
вызывать изменения размеров исходного звена).
Исходное звено — замыкающее звено, размер которого задан и
его нужно обеспечить соответствующим исполнением составля-
ющих звеньев.
Составляющие звенья на схемах или чертежах обозначают про-
писными буквами русского алфавита (Л, Б, В и т.д.) или строч-
ными буквами греческого алфавита (кроме букв а, 0, и, £, л) с
соответствующим порядковым номером 1, 2, 3, ..., т. При этом
замыкающее звено обозначается соответствующей буквой с ин-
дексом А (например: АЛ, ВД). Составляющие звенья могут быть уве-
личивающими и уменьшающими.
Увеличивающие звенья — звенья, увеличение размеров которых
приводит к увеличению размера замыкающего (исходного) звена.
На рис. 10.2. таким звеном будет А3.
Уменьшающие звенья — звенья, увеличение размеров которых при-
водит к уменьшению размера замыкающего или исходного звена.
Рис. 10.3. Пример сборочной размер-
ной цепи
Рис. 10.4. Схема размерной
цепи
207
Рис. 10.5. Размерная цепь под-
На рис. 10.2 такими звеньями будут зве-
нья и А2. Размерную цепь удобно
представлять в виде замкнутого вектор-
ного контура, в котором векторы на-
правлены либо по часовой стрелке,
либо против нее (рис. 10.4).
Уменьшающие звенья имеют на-
правления, одинаковые с направле-
нием замыкающего звена («-), а уве-
личивающие — противоположные (->).
Анализ размерных цепей и их расчет
проводят для определения числовой
взаимосвязи размеров, обеспечива-
ющих эксплуатационные требования
и экономически целесообразную точ-
ность выполнения этих размеров; эко-
номически выгодного вида взаимоза-
меняемости (полной или неполной);
допусков размеров и рационального
порядка простановки их на чертежах.
шипникового узла Задачи размерного анализа делят-
ся на два вида — прямую и обратную.
Прямая задача решается для определения допусков и предельных
отклонений составляющих звеньев по заданным номинальным
размерам всех размеров цепи и заданным предельным размерам
исходного звена.
Решение обратной задачи позволяет определить номинальный
размер, предельные отклонения и допуск замыкающего или ис-
ходного звена по заданным номинальным размерам и предель-
ным отклонениям составляющих звеньев.
Существует несколько методов решения прямой и обратной
задач в условиях полной и неполной взаимозаменяемости. Наибо-
лее распространенными являются следующими методы:
расчета на максимум — минимум (обеспечивает полную взаи-
мозаменяемость);
теоретико-вероятностный (обеспечивает неполную или частич-
ную взаимозаменяемость);
групповой взаимозаменяемости;
регулирования;
пригонки.
Рассмотрим некоторые из этих методов на примере расчета раз-
мерной цепи подшипникового узла (рис. 10.5). При расчете данно-
го узла решим обратную задачу методом расчета на максимум —
минимум.
Известны: A;, ESA,; ЕЕЕ ТАЛ.
Определить: Лд; ESA^, EIAy, ТА^.
208
Рис. 10.6. Схема размерной цепи под-
шипникового узла с числом звеньев
т = 5
Расчет проводим в следующем порядке.
1. Составляем схему размерной цепи, определяем общее число
звеньев цепи (рис. 10.6).
2. Определяем характер звеньев: А& — замыкающее звено; Ах —
увеличивающее звено; Аъ А3, — уменьшающие звенья. Обозна-
чаем п число увеличивающих звеньев (для вашего случая п = 1), а
р — число уменьшающих звеньев (для нашего случая р- 3). Тогда
п + р = т - 1.
3. Составляем уравнение номинальных размеров:
в частном случае —
Лд = 4 - (Л2 + Л3 + Л});
в общем случае —
Да - — У/ ^'ум-
/=1 <=л+1
4. Определяем допуск замыкающего звена. Для этого составля-
ем уравнение допусков, зная, что допуск любого звена, в том
числе звена Ад, можно найти по формуле
Т-Дд — ^Дщах ^Дпйп’
а предельные размеры замыкающего звена могут быть определе-
ны из формул
п Датах = J -4’увтах - /=1 т-1 4'умпйп’ /=л+1 (Ю.1)
п т-1
Дитип — ^-4увгшп — /=1 Кучтах" /=л+1 (10.2)
Так разность между предельными размерами звеньев есть их
допуск, получим
И fn-1
ТАл = ^ТА,уь+ X 4^.
/=1 /=л+1
Сумма увеличивающих и уменьшающих звеньев п + р = т - 1,
поэтому
т-1
ТАд = ^ТАь (10.3)
/=1
т. е. допуск замыкающего или исходного звена равен сумме допус-
ков составляющих звеньев.
209
5. Находим предельные размеры замыкающего звена, т.е. опре-
деляем его верхнее и нижнее предельные отклонения. Согласно
формуле (10.1)
я т-\
^Лтах — ^^/увтах — S Зеумпшг
/=1 /=л+1
Известно, что для любого наибольшего предельного размера
^Д шах ~ А ESA,.
Тогда
п Я1-1
ESA^ESA^- £ EIAiyK.
/=1 /=и+1
По формуле (10.2) находим:
п Ж-1
4, min — EAyemin — X 4умтах
;=1 /=л+1
ИЛИ
А^ min — -^Л + Е/А&.
Тогда
л т-1
EIA, = ХЖ-ув - Е Е8А1уы.
/=1 /=л+1
Таким образом находятся предельные размеры замыкающего
или исходного звена.
Согласно формуле (10.3) допуск замыкающего звена равен сум-
ме допусков всех составляющих звеньев. Следовательно, чтобы
погрешность узла была минимальной, при проектировании и из-
готовлении деталей надо стремиться к минимальному числу зве-
ньев цепи, т. е. соблюдать принцип кратчайшей цепи.
При решении прямой задачи размерного анализа можно вос-
пользоваться методом равных допусков, которой удобно приме-
нять, если составляющие размеры цепи входят в один размерный
интервал или, в крайнем случае, в соседние размерные интерва-
лы. Метод основан на предположении, что допуски всех составля-
ющих звеньев равны между собой:
ТА, = ТА, = ... = ТАт_, = ТсрА,
Согласно формуле (10.3) имеем
т-1
ТА^ - У ТА, или ТА = ТА, + ТА, + ... + ТсрА,.
i=i
Поскольку все допуски равны, эту формулу можно предста-
вить в виде
ГА =(/«-!) ТСР4.
210
Тогда допуск любого звена размерной цепи определяется по
формуле
ТсрЛ = ТА/(т-1).
Найденный допуск желательно скорректировать до значения
ближайшего стандартного поля допусков.
Этот метод назначения полей допусков составляющих звеньев
достаточно прост, но не совсем точен, поэтому его обычно при-
меняют для предварительного назначения допусков.
Прямую задачу можно решить и другим методом — методом
одинаковой точности (методом допусков одного квалитета точности).
В этом случае условно принимается, что все составляющие звенья
цепи выполнены с допусками по одинаковому квалитету точности.
Известно, что
ТА = ki,
где i — единица допуска, зависящая от номинального размера и
определяемая по формуле i = 0,45-^0 + О, ООП); к — число единиц
допуска, зависящее от квалитета точности.
С учетом формулы (10.3) получим
ТА& = Агр] + к212 + k3i3 + ... + km_iim^.
Квалитеты точности у всех звеньев одинаковы, т. е.
к\ — к3 — к3 = ... — кт_х — кср.
Тогда
/П—/
= кср 4.
7=1
Откуда
т-1
kcp = TAti/^ii. (10.4)
/=1
В предыдущих подразделах мы уже определяли i для каждого
интервала размеров и параметр к для каждого квалитета.
Полученное по формуле (10.4) значение кСр редко бывает аб-
солютно точно равно какому-либо значению к для конкретного
квалитета. Поэтому необходимо выбрать ближайший к этому зна-
чению квалитет и по таблицам ГОСТ 25347 — 82* определить до-
пуски составляющих звеньев, обращая внимание на то, что до-
пуски охватываемых размеров назначаем, как для основного вала
(т.е. в «-» от номинального значения), а допуски охватывающих
размеров рассчитываем, как для основного отверстия (т.е. в «+» от
номинального значения).
В условиях массового и крупносерийного производства расчет
размерных цепей изложенными выше методами часто не дает эко-
номически выгодного результата. Поэтому в этих случаях целесо-
211
образно использовать вероятностные методы расчета, которые
основаны на суммировании средних размеров, определенных с
учетом случайных погрешностей.
При этом размер замыкающего звена размерной цепи прини-
мается за случайную величину, являющуюся суммой независи-
мых случайных переменных размеров составляющих звеньев. Вме-
сто алгебраического суммирования допусков, которое использо-
валось в рассмотренных выше методах, в этом случае применяет-
ся квадратическое суммирование:
/т-1 0
= -
V /=1
Погрешности изготовления деталей различных размеров или
их сборки могут подчиняться различным математическим зако-
нам: закону нормального распределения (чаще всего), закону рав-
ной вероятности, закону треугольника и т.д. Поэтому в расчеты
вводят различные коэффициенты, связывающие законы равной
вероятности, треугольника и другие с законом нормального рас-
пределения.
Контрольные вопросы
1. Что такое размерная цепь? Назовите виды размерных цепей.
• 2. Как можно классифицировать размерные цепи по их назначению?
3. Какие звенья цепи называются составляющими, увеличивающи-
ми, уменьшающими?
4. Что называют замыкающим звеном?
5. Дайте определение исходному звену.
6. Назовите особенности решения прямой и обратной задач размер-
ного анализа.
7. Какие методы используют при решении задач размерного анализа?
8. В какой последовательности проводят размерный анализ методом
расчета на максимум—минимум?
9. В чем заключаются особенности решения размерных цепей методом
равных допусков?
10. Как провести размерный анализ методом одинаковой точности (од-
ного квалитета)?
Глава 11
КАЧЕСТВО МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
11.1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В результате производственной деятельности человека созда-
ются материальные ценности, предназначенные для удовлетворе-
ния его определенных потребностей. Эти материальные ценности
принято называть продукцией. Продукция может быть изделиями
или продуктами.
Изделия — результат работы производственного предприятия,
характеризуемый величиной, исчисляемой в штуках, экземпля-
рах и других счетных единицах. К изделиям относятся, например,
машины и приборы, а также их элементы (детали, агрегаты),
швейные изделия и обувь, кондитерские и ювелирные изделия.
Продукты — результат работы производственного предприя-
тия (металлы, лес, ткани, овощи, зерно и др.), характеризуемый
величиной, исчисляемой в килограммах, литрах, метрах и т.п.
По способу использования продукция может быть разделена
на два класса. К первому классу относится потребляемая продук-
ция, ко второму — эксплуатируемая продукция.
Потребляемая продукция расходуется в процессе использования:
топливо сгорает, материалы перерабатывают в изделие, продукты
питания употребляют в пищу.
Эксплуатируемая продукция расходует свой ресурс, а ее масса
практически не уменьшается. К классу эксплуатируемой продук-
ции относятся машины, приборы, оборудование. Физическая сущ-
ность и закономерности процесса расходования ресурса изучают-
ся наукой о надежности машин.
Продукция указанных классов подразделяется на пять групп:
• сырье и природное топливо (полезные ископаемые, нефть,
газ, уголь, строительные материалы);
• материалы и продукты (искусственное топливо, пластмассы,
металлопрокат, ткани, пищевые продукты);
• расходные изделия (дозированные продукты в упаковке, кон-
сервы, жидкое топливо и смазочные материалы в бочках, кабель
в бобинах и др.);
213
• перемонтируемые изделия (электровакуумные и полупровод-
никовые элементы приборов, клиновые ремни, крепежные изде-
лия и др.);
• ремонтируемые изделия (машины, механизмы, приборы и
оборудование длительного использования, в том числе тракторы,
автомобили, сельскохозяйственные и гидромелиоративные маши-
ны, оборудование животноводческих ферм).
Каждый вид продукции обладает рядом специфических свойств,
позволяющих отличить его от любого другого.
Свойство продукции — объективная особенность продукции,
проявляющаяся при ее создании и использовании.
Признак продукции — качественная или количественная харак-
теристика ее свойств.
Качественные признаки характеризуют цвет, форму, способ креп-
ления деталей (сварка, клепка, свинчивание), способ настройки
или регулировки (ручной, полуавтоматический, автоматический).
Количественный признак, или параметр продукции дает число-
вую характеристику отдельных свойств. Например, угол заточки
резца, грузоподъемность автомобиля и т.д.
Не все свойства продукции имеют одинаковую значимость. Одни
являются важнейшими, другие — второстепенными, а третьи мо-
гут не иметь никакого значения и никак не отражаться на эффек-
тивности использования данной продукции. Например, для гру-
зового автомобиля важнейшими являются такие его свойства, как
грузоподъемность, удельный расход топлива, пробег до капиталь-
ного ремонта, а такие свойства, как электрическая проводимость,
растворимость в азотной кислоте, значения не имеют. Они не от-
ражают способности автомобиля выполнять его основные функ-
ции и поэтому не входят в состав качественных признаков изделия.
Качество продукции — совокупность свойств продукции, обус-
ловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потреб-
ности в соответствии с ее назначением.
Для оценки качества машин и других изделий разработана си-
стема показателей качества и методы их определения. Область прак-
тической и научной деятельности, которая занимается разработ-
кой теоретических основ и методов количественной оценки каче-
ства продукции, называется квалиметрией.
Задачи квалиметрии состоят в определении номенклатуры не-
обходимых показателей качества изделия и их оптимальных зна-
чений, разработке методов количественной оценки качества, со-
здании методики учета изменения качества с течением времени.
Номенклатурой показателей качества промышленной продук-
ции установлены десять групп показателей качества любых видов
продукции, т. е. количественных характеристик свойств продук-
ции, рассматриваемых применительно к определенным условиям
ее создания, эксплуатации или потребления. В каждую группу вхо-
214
дят как единичные, так и комплексные показатели качества про-
дукции.
Единичный показатель качества продукции отражает одно свой-
ство (производительность, грузоподъемность, энергоемкость, ре-
сурс и др.).
Комплексный показатель качества продукции характеризует не-
сколько ее свойств. Комплексным показателем качества продук-
ции является, например, коэффициент готовности изделия, ха-
рактеризующий одновременно его безотказность и ремонтопри-
годность. Он определяется по формуле
К = Т/(Т+ Тв),
где Т — наработка на отказ; Тв — среднее время восстановления.
Обобщенные показатели качества продукции, которые представ-
ляют собой сумму единичных показателей, имеющих одну раз-
мерность либо выраженных в относительных безразмерных еди-
ницах или баллах с учетом коэффициента значимости каждого
показателя, также относят к комплексным. Принято различать
десять групп показателей качества продукции.
1. Показатели назначения характеризуют назначение, область
применения, конструктивные и другие особенности изделия. В ма-
шиностроении наиболее часто используют такие показатели на-
значения, как универсальность машины, производительность, ма-
териалоемкость, энергоемкость.
2. Показатели надежности характеризуют свойства изделия вы-
полнять заданные функции, сохраняя значения установленных эк-
сплуатационных показателей в пределах, соответствующих задан-
ным режимам и условиям использования, технического обслужи-
вания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность изде-
лия определяется четырьмя составляющими свойствами: безотказ-
ностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
3. Показатели технологичности характеризуют степень соответ-
ствия изделия и его элементов оптимальным условиям производ-
ства, рациональность использования конструкционных материа-
лов, приспособленность продукции к применению прогрессив-
ных технологических методов производства, возможность макси-
мального использования централизованного производства и ра-
циональной организации ремонта и обслуживания. Важнейшими
технологическими показателями качества являются коэффициент
сборности изделия, коэффициент использования рациональных
материалов, удельная трудоемкость производства, удельная мате-
риалоемкость.
4. Показатели стандартизации и унификации характеризуют сте-
пень использования в данном изделии стандартизованных и уни-
фицированных деталей, агрегатов, блоков и других составных эле-
ментов.
215
5. Патентно-правовые показатели включают в себя два не име-
ющих размерности показателя: патентоспособность и патентную
чистоту. Патентоспособным изделие является в том случае, если
оно содержит технические решения, которые могут быть призна-
ны изобретением в одной или нескольких странах.
6. Эргономические показатели позволяют оценивать степень
приспособленности изделия к взаимодействию с человеком-опе-
ратором (возможность создания оптимальных условий для эф-
фективного управления машиной, соблюдения необходимых норм
гигиены и техники безопасности для оператора и окружающих).
В связи с увеличением интенсивности работы машин, усложне-
нием их конструкции, повышением важности выполняемых ими
функций эргономические показатели качества приобретают все
большее значение.
7. Эстетические показатели характеризуют внешний вид про-
дукции, степень ее соответствия определенному стилю, гармо-
ничность сочетания отдельных элементов машины друг с другом
и всего изделия с окружающей средой, соответствие форм изде-
лия его назначению, цветовое оформление, а также качество от-
делки внешних поверхностей и других элементов изделия.
8. Показатели транспортабельности характеризуют приспособ-
ленность изделия к перемещениям в пространстве, не сопровож-
дающимся его использованием или потреблением. Эти показатели
выбираются с учетом конкретного вида транспорта и определяют
затраты (трудовые и материальные) на операции по подготовке к
транспортированию и непосредственно транспортные.
9. Показатели безопасности характеризуют свойства продукции,
обуславливающие безопасность человека при ее использовании
(например, время срабатывания защитных устройств, сопротив-
ление изоляции токоведущих частей и т.п.).
10. Экологические показатели характеризуют уровень вредных
воздействий, возникающих при эксплуатации продукции, на ок-
ружающую среду и человека (например, содержание вредных эле-
ментов в составе продукции или ее выбросах).
Показатели качества определяются при помощи объективного
(инструментального) и субъективного (экспертного) методов.
Инструментальный метод включает в себя определение пока-
зателей качества продукции с помощью измерительных средств:
весов, спидометров, расходомеров и т.д.
Разновидностью инструментального метода можно считать рас-
четный метод определения показателей качества. Он основан на
вычислениях с использованием значений параметров, найденных
другими методами (например, расход топлива на 1 км пробега,
коэффициент полезного действия, производительность машины).
Экспертный метод заключается в определении показателей ка-
чества продукции на основе решения, принимаемого группой спе-
216
циалистов-экспертов. Экспертный метод часто применяют для оп-
ределения комплексных показателей качества. По возможности сле-
дует пользоваться объективными методами определения показа-
телей качества продукции. Разновидности экспертного метода —
органолептический и социологический методы.
Органолептический метод заключается определении показателей
качества продукции (в баллах) на основе анализа восприятии окру-
жающей среды органами чувств человека — зрением, слухом, обо-
нянием, осязанием и вкусом — без применения технических изме-
рительных или регистрационных средств. Этим методом определя-
ют, например, эстетические показатели, вкусовые качества и т.д^
Социологический метод основан на сборе и учете мнений фак-
тических или возможных потребителей продукции. Этим методом
определяются в основном показатели качества товаров широкого
потребления.
11.2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Систематическое проведение мероприятий по оценке уровня
качества — один из основных элементов системы управления ка-
чеством продукции.
Уровень качества продукции — относительная характеристика
качества продукции, основанная на сравнении совокупности по-
казателей ее качества с соответствующей совокупностью базовых
показателей.
Базовый показатель — показатель качества продукции, приня-
той за исходную при сравнительных оценках качества. За базовые
принимают показатели продукции, выбранной в качестве этало-
на. Эталоном могут служить лучшие отечественные или зарубеж-
ные образцы (проектируемые или принятые к производству).
При анализе изменения качества продукции в процессе ее про-
изводства за базовые показатели принимают достигнутые ранее
значения.
Уровень качества однородной продукции может быть опреде-
лен дифференциальным, комплексным и смешанным методами.
Дифференциальный метод оценки уровня качества продукции
заключается в раздельном сопоставлении единичных показателей
качества рассматриваемого изделия с аналогичными базовыми по-
казателями. Этот метод не позволяет получить однозначное чис-
ловое значение уровня качества продукции, однако благодаря про-
стоте и доступности применяется довольно широко. Для оценки
уровня качества дифференциальным методом определяют отно-
сительные показатели качества:
Qi-TJT^ (11.1)
217
или
q^TidTb (П.2)
где Tj — единичный показатель рассматриваемого изделия; Ti6 —
единичный базовый показатель.
Оценку по формуле (11.1) применяют для тех показателей,
увеличение которых свидетельствует л об улучшении качества
изделия (производительность, мощность, ресурс); по формуле
(11.2) — для показателей, уменьшение которых свидетельствует
об улучшении качества изделий (себестоимость, материалоемкость,
энергоемкость).
Если уровень качества рассматриваемого изделия превышает
уровень эталона или соответствует ему, то все относительные по-
казатели будут больше единицы или равны ей. Если же часть отно-
сительных показателей окажется меньше единицы, то заключе-
ние об уровне качества изделия дифференциальным методом сде-
лать нельзя и надо использовать комплексный метод.
Комплексный метод оценки уровня качества продукции пре-
дусматривает применение обобщенных показателей качества. Он
позволяет получить однозначную численную оценку уровня каче-
ства продукции.
Если единичные показатели качества рассматриваемой продук-
ции выражаются в баллах Tt и им присвоены некоторые коэффи-
циенты весомости Kh то обобщенный показатель качества опре-
деляется по формуле
Q = iTiKi,
1=1
где п — число рассматриваемых единичных показателей.
Смешанный метод оценки уровня качества продукции приме-
няют в тех случаях, если обобщенный показатель качества, ис-
пользуемый при комплексном методе, недостаточно полно учи-
тывает все существенные свойства продукции, например эргоно-
мические, эстетические и патентно-правовые.
Уровень качества продукции оценивают смешанным методом
следующим образом:
объединяют в группы единичные показатели качества и для
каждой группы определяют соответствующий ей комплексный
показатель (наиболее важные показатели качества, как правило,
не объединяют в группы и используют как единичные);
'рассматривают полученные комплексные показатели качества
по группам и выделенные в этих группах единичные показатели,
применяя дифференциальный метод оценки. В том случае, если
оценивают качество разнородной продукции, что бывает необхо-
димо при сравнении деятельности различных предприятий, ис-
пользуют индексы качества.
218
11.3. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ
Управление качеством промышленной продукции — это уста-
новление, обеспечение и поддержание необходимого уровня ка-
чества продукции на всех стадиях ее жизненного цикла (при раз-
работке, в производстве, при эксплуатации или потреблении и
утилизации), осуществляемые путем систематического контроля
за качеством и целенаправленного воздействия на условия и фак-
торы, влияющие на качество продукции.
В марте 1987 г. ИСО приняла пакет международных стандартов
серии 9000, в которых отражен международный опыт по управле-
нию качеством продукции. Пакет международных и отечествен-
ных стандартов на системы качества (по управлению качеством)
включает в себя следующие документы:
МС ИСО 9000—00 «Общее руководство качеством и стандарты
по обеспечению качества»;
ГОСТ Р ИСО 9001 — 2001 «Системы качества. Модель для обес-
печения качества при проектировании и (или) разработке, про-
изводстве, монтаже и обслуживании»;
ГОСТ Р ИСО 9002—2001 «Системы качества. Модель для обес-
печения качества при производстве и монтаже»;
ГОСТ ИСО 9003 — 2001 «Системы качества. Модель для обеспе-
чения качества при окончательном контроле и испытаниях».
МС ИСО 9004—00 «Общее руководство качеством и элементы
системы качества. Руководящие указания».
В этих стандартах задачи, стоящие перед организацией в обла-
сти качества, сформулированы следующим образом:
• организация должна достигать и поддерживать качество про-
дукции или услуги на уровне, обеспечивающем постоянное удов-
летворение установленным или предполагаемым требованиям;
• организация должна обеспечивать своему руководству уве-
ренность в том, что намеченное качество достигается и поддер-
живается на заданном уровне;
• организация должна обеспечивать потребителю уверенность в
том, что намеченное качество поставляемой продукции или пред-
ставляемой услуги достигается или будет достигнуто.
Ориентация на удовлетворение требований потребителя явля-
ется главным отличием указанных стандартов. Особенно отчетли-
во это отражено в МС ИСО 9004, где рассмотрены технические,
административные и человеческие факторы, влияющие на каче-
ство продукции или услуги на всех этапах петли качества: от вы-
явления потребности до удовлетворения потребителя.
В рекомендациях по применению стандартов рассмотрены: об-
ласть распространения и сфера действия стандартов; правила их
выбора; основные принципы системы обеспечения качества; до-
кументация системы качества; порядок проведения на предприя-
219
тии работ по применению указанных стандартов; способы про-
верки, анализа и оценки системы качества.
Стандарты по качеству действуют в процессе проверки систе-
мы обеспечения качества продукции на предприятии. Системой
обеспечения качества принято называть совокупность системати-
чески проводимых плановых мероприятий, необходимых для со-
здания уверенности в том, что продукция (услуга) удовлетворяет
определенным требованиям к качеству.
Так как каждый стандарт содержит нормы, следование кото-
рым необходимо для обеспечения качества, цель проверки состо-
ит в установлении соответствия фактического положения дел ука-
занным нормам. Проверка системы обеспечения качества может
быть частью более общей процедуры (например, сертификации
продукции, аттестации продукции, официальной оценки систе-
мы качества и т.д.).
Правила выбора стандартов. Каждый государственный стандарт
содержит нормы, выполнение которых обеспечивает качество в
определенных конкретных условиях. Например, ГОСТ Р ИСО
9001 — 96 используют, если необходимо обеспечить качество на
всех стадиях жизненного цикла, ГОСТ Р ИСО 9002—96 — при
необходимости обеспечить качество в процессе производства и
монтажа, ГОСТ Р ИСО 9003 — 96 применяют, если качество дол-
жно быть обеспечено в процессе окончательного контроля и ис-
пытаний. Все указанные критерии выбора называют функциональ-
ными. Кроме них при выборе стандарта учитывают еще ряд факто-
ров: сложность процесса проектирования, степень обоснованно-
сти проектов, сложность производственного процесса, характе-
ристики продукции, требования к безопасности продукции, а так-
же экономический фактор.
Основные принципы системы качества. Системы управления
качеством (или просто системы качества) создаются и внедряют-
ся на предприятии для того, чтобы обеспечить проведение опре-
деленной политики в области качества и достижение целей, сфор-
мулированных относительно качества. Из этого следует, что пер-
вичным в создании системы качества являются формирование и
документальное оформление руководством предприятия полити-
ки в области качества.
Политика в области качества может быть сформулирована по-
разному: либо в виде принципа деятельности по поддержанию ка-
чества продукции на определенном техническом уровне, либо в
виде конкретной долгосрочной цели (например, к 2004 г. в резуль-
тате повышения качества продукции выйти на зарубежный рынок).
Система управления качеством разрабатывается для каждого
конкретного вида продукции отдельно. По этой причине на од-
ном предприятии, выпускающем разные виды продукции, может
быть несколько систем (подсистем) качества.
220
11.4. СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА
Система обеспечения и управления качеством должна охваты-
вать все стадии (этапы) жизненного цикла продукции. В МС ИСО
9004—01 раздел 5 «Принципы системы качества» начинается с
понятия петли качества.
Петля качества — модель взаимосвязанных видов деятельно-
сти, влияющих на качество продукции на различных стадиях жиз-
ненного цикла: от определения потребности до оценки степени
их удовлетворения. Таким образом, можно считать, что понятия
«жизненный цикл» и «петля качества» в какой-то мере аналогичны.
Стандарт ИСО 9004 — 01 выделяет 11 этапов на петле качества
(рис. 11.1):
• маркетинг (поиск и изучение рынка);
• проектирование и (или) разработка технических требований,
разработка продукции;
• материально-техническое снабжение;
• подготовка и разработка производственных процессов;
• производство;
Рис. 11.1. Петля качества
221
• контроль, проведение испытаний и обследование;
• упаковка и хранение;
• реализация и распределение продукции;
• монтаж и эксплуатация;
• техническая помощь в обслуживании;
• утилизация после использования.
Среди всех видов деятельности особое значение имеют марке-
тинг (изучение рыночного спроса) и проектирование. На этих эта-
пах устанавливают общественные потребности в определенных ви-
дах продукции и требования к ним, затем формируют массив дан-
ных (включая данные об использовании продукции потребите-
лем), который необходим для производства продукции (услуг) в
соответствии с установленными требованиями при оптимальных
затратах.
В системе качества можно выделить следующие направления
деятельности по характеру воздействия на этапы петли качества:
обеспечение качества, управление качеством, улучшение качества.
Обеспечение качества включает в себя две группы мероприя-
тий: планируемые и систематически проводимые.
Для определения планируемых мероприятий формируются це-
левые научно-технические программы повышения качества про-
дукции. Программа разрабатывается на конкретную продукцию и
должна содержать задания по техническому уровню и качеству
создаваемой продукции, требования к ресурсному обеспечению
всех этапов петли качества.
Управление качеством включает в себя методы и деятельность
оперативного характера. К ним относят управление процессами,
выявление разного рода несоответствий и их устранение, напри-
мер с помощью контрольных карт.
Улучшение качества представляет собой постоянную деятель-
ность, направленную на повышение технического уровня про-
дукции, качества ее изготовления, а также на совершенствование
элементов производства и системы качества. Объектом улучшения
качества может быть любой элемент процесса производства или
системы качества. Деятельность по улучшению качества требует
специальной организации.
11.5. НОРМОКОНТРОЛЬ
Требуемый уровень качества продукции обеспечивается совмест-
ными усилиями конструкторских, технологических, метрологи-
ческих служб и подразделений предприятия. Он зависит от соот-
ветствия разработанной конструкторской и технической докумен-
тации нормам, требованиям и правилами, установленным в стан-
дартах и других нормативно-технических документах (НТД). Про-
222
верка этого соответствия носит название «нормоконтроль». Ос-
новные цели и задачи проведения нормоконтроля, содержание
работ, порядок его выполнения определяют ГОСТ 3.1116 — 79
«ЕСТД. Нормоконтроль» с изменениями (ИУС 10 — 86) и ГОСТ
2.111 — 68 «ЕСКД. Нормоконтроль» с изменениями, принятыми
Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и
сертификации в 2000 г. (протокол № 17 от 22.06.2000).
Нормоконтроль проводится для проверки соблюдения в конст-
рукторской и технологической документации норм и требований,
установленных в НТД, а также преследует следующие цели:
• достижение в разрабатываемых изделиях высокого уровня уни-
фикации и стандартизации на основе широкого использования
ранее спроектированных, освоенных в производстве и стандарти-
зованных изделий, типовых конструкторских и схемных решений;
• достижение в разрабатываемых технологических процессах
высокого уровня типизации на основе широкого использования
освоенных типовых и групповых технологических операций;
• рациональное применение ограничительных номенклатур по-
купных и стандартизованных изделий и их документов, норм (ти-
поразмеров, квалитетов точности, условно-графических обо-
значений и др.), марок материалов, профилей, полуфабрикатов,
оборудования, оснастки и т.п.;
• достижение единообразия в оформлении, учете, хранении,
изменении конструкторской и технологической документации;
• соблюдение нормативных требований в условиях выпуска до-
кументов автоматизированным способом.
Нормоконтролю подлежит конструкторская документация на из-
делия на всех стадиях их жизненного цикла (чертежи, технические
условия, текстовые документы) и технологическая документация на
всех стадиях разработки, предусмотренных ГОСТ 3.1102—81 (техно-
логические карты; схемы; графические документы; документы, раз-
работанные в системе автоматизированного проектирования и т. п.).
Нормоконтролю подлежит документация на изделия как основ-
ного, так и вспомогательного производства независимо от форм
собственности, подчиненности и служебных функций организа-
ций, выпустивших указанную документацию.
Нормоконтроль конструкторской и технологической докумен-
тации, выполняемой на магнитных носителях, следует проводить
в соответствии с нормативными документами по выполнению
конструкторских документов на магнитных носителях данных, в
том числе и по ГОСТ 28388 — 89.
В зависимости от вида документов содержание работ по прове-
дению нормоконтроля приводится в таблицах вышеуказанных стан-
дартов.
При нормоконтроле чертежей деталей проверяется, например,
следующее:
223
соответствие обозначения, присвоенного конструкторскому до-
кументу, установленной системе обозначений конструкторских
документов;
комплектность документов;
правильность применения основной надписи;
правильность примененных сокращений слов;
соблюдение требований стандартов ЕСКД на условные изоб-
ражения деталей (крепежные, арматуры, пружин и т. п.), а также
на обозначения шероховатости поверхностей, термообработки,
покрытий, простановки предельных отклонений размеров, откло-
нений формы и расположения поверхностей и т.п.;
возможность замены оригинального конструктивного испол-
нения детали стандартизованным или типовым;
возможность использования ранее спроектированных и осво-
енных производством деталей сходной конструктивной формы и
аналогичного функционального назначения, ограничительных но-
менклатур конструктивных элементов, допусков и посадок, ма-
рок материалов, профилей и размеров проката и т.п.
Порядок проведения нормоконтроля, обязанности и права
нормоконтролера, оформление замечаний и предложений нор-
моконтролера приведены в ГОСТ 2.111 — 68.
Так, в соответствии с этим стандартом, нормоконтроль реко-
мендуется проводить в два этапа:
проверка оригиналов конструкторских документов перед пере-
дачей на изготовление подлинников и размножение;
проверка конструкторских документов в подлинниках при на-
личии подписей всех лиц, ответственных за содержание и выпол-
нение этих документов, кроме утверждающей подписи руководи-
теля организации или предприятия.
В зависимости от количества и содержания разрабатываемой в
организации конструкторской и технологической документации
нормоконтроль может проводиться одним нормоконтролером или
нормоконтролерами, специализирующимися по характеру данных
(соблюдение правил изображения, обозначения, унификации из-
делий, соблюдение номенклатур и т.п.) или по видам докумен-
тов (чертежи, схемы, спецификации, ведомости и т.п.).
Нормоконтролер имеет право возвращать конструкторскую тех-
нологическую документацию разработчику без рассмотрения в ус-
тановленных случаях либо требовать от разработчиков разъясне-
ний и дополнительных материалов по вопросам, возникшим при
проверке.
Изменения и исправления, указанные нормоконтролером и
связанные с нарушением действующих стандартов и других НТД,
обязательны для внесения в конструкторские (технологические)
документы. В то же время предложения нормоконтролера, касаю-
щиеся замены оригинальных исполнений деталей и сборочных
224
единиц заимствованными и типовыми, сокращения применяе-
мых типоразмеров изделий, вносят в документацию при условии
их согласования с разработчиком документации.
Нормоконтролер несет ответственность за соблюдение в кон-
структорской (технологической) документации требований дей-
ствующих стандартов и других НТД наравне с разработчиками
документации.
В проверяемых документах нормоконтролер карандашом дела-
ет условные пометки на тех элементах, которые должны быть ис-
правлены или заменены. Эти пометки сохраняют до подписания
подлинников.
В перечне (или журнале) замечаний нормоконтролера напро-
тив номера каждой пометки кратко и ясно излагается содержание
замечаний и предложений нормоконтролера.
Пример заполнения перечня замечаний представлен ниже.
Перечень замечаний нормоконтролера
по _____________________________________
(наименование и обозначение изделия)
Обозначение документа Документ (оригинал — О, подлинник — П) Условная пометка Содержание замечаний (или цифровой код по классификатору, принятому в организации
02141.ХХХХ О Ф © © Специальный допуск заменить на Н8 Конусность заменить на нормальную по ГОСТ... Рзмер «под ключ» выполнить по ГОСТ...
60121.ХХХХ П Ф Специальный винт заменить стандартным по ГОСТ... Оригинальное исполнение зубчатого колеса заменить типовым
Дата «»Нормоконтролер
Комплект всех перечней замечаний и предложений нормокон-
тролеров по проекту служит исходным материалом для оценки
качества выполнения проекта.
После внесения изменений в документацию нормоконтролер
повторно проверяет документы и подписывает их в соответству-
ющей графе.
В подписанную нормоконтролером конструкторско-технологи-
ческую документацию никаких исправлений и изменений вно-
сить не допускается.
8 Зайцев
225
Оформленные в соответствующем порядке документы после
нормоконтроля передаются в службу технической документации
для дальнейшего производства.
Систематически проводимые мероприятия включают в себя
работы и процедуры, выполняемые предприятием постоянно или
с определенной периодичностью. Это прежде всего маркетинг,
обучение персонала и, конечно, мероприятия по предупрежде-
нию различных отклонений.
Контрольные вопросы
1. Что в себя включает понятие «качество»?
2. Какие показатели качества вы знаете?
3. Расскажите о методах оценки уровня качества.
4. Что такое петля качества?
Глава 12
ОСНОВЫ СЕРТИФИКАЦИИ
12.1. ЦЕЛИ И ПРИНЦИПЫ СЕРТИФИКАЦИИ
Цели сертификации. Сертификация направлена на достижение
следующих целей:
содействие потребителям в компетентном выборе продукции
(услуги);
защита потребителя от недобросовестности изготовителя (про-
давца, исполнителя);
контроль безопасности продукции (услуги, работы) для окру-
жающей среды, жизни, здоровья и имущества;
подтверждение показателей качества продукции (услуги, рабо-
ты), заявленных изготовителем (исполнителем);
создание условий для деятельности организаций и предприни-
мателей на едином товарном рынке России, а также для участия в
международном экономическом, научно-техническом сотрудни-
честве и международной торговле.
Принципы сертификации. При проведении сертификации дол-
жны соблюдаться следующие принципы.
• Законодательная основа сертификации. Деятельность по серти-
фикации в Российской Федерации основана на Федеральном за-
коне «О техническом регулировании», Законе РФ «О защите прав
потребителей» и других нормативных актах.
• Открытость системы сертификации. В работах по сертифика-
ции участвуют предприятия, учреждения, организации независи-
мо от форм собственности (в том числе других стран), признаю-
щие и выполняющие ее правила.
• Гармонизация правил и рекомендаций по сертификации с меж-
дународными нормами и правилами. Гармонизация является услови-
ем признания сертификатов и знаков соответствия за рубежом,
тесного взаимодействия с международными, региональными и на-
циональными системами сертификации других стран.
• Открытость и закрытость информации. При сертификации дол-
жно осуществляться информирование всех ее участников — из-
готовителей, потребителей, органов по сертификации, а также всех
227
других заинтересованных сторон — общественных организаций,
предприятий, отдельных лиц — о правилах и результатах сертифика-
ции. В месте с тем при сертификации должна соблюдаться конфи-
денциальность информации, составляющей коммерческую тайну.
12.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СЕРТИФИКАЦИИ
К объектам сертификации относятся продукция, услуги, рабо-
ты, системы качества, персонал, рабочие места и др.
В сертификации продукции, услуг и иных объектов (далее —
продукция) участвуют первая, вторая, третья стороны.
Участвующие стороны представляют, как правило, интересы
поставщиков {первая сторона) и покупателей {вторая сторона).
Третья сторона — лицо или орган, признаваемые независимыми
от участвующих сторон в рассматриваемом вопросе (ИСО/МЭК 2).
Сертификация может иметь обязательный и добровольный ха-
рактер.
Перечни продукции, подлежащей обязательной сертификации,
утверждаются правительством Российской Федерации.
Сертификация продукции (далее сертификация) — процедура
подтверждения соответствия, посредством которой независимая
от изготовителя (продавца, исполнителя) и потребителя (поку-
пателя) организация удостоверяет в письменной форме, что про-
дукция соответствует установленным требованиям.
Система сертификации — совокупность участников сертифи-
кации, осуществляющих сертификацию по правилам, установлен-
ным в этой системе (Правила по проведению сертификации в
Российской Федерации).
Системы сертификации формируются на национальном (фе-
деральном), региональном и международном уровнях.
В нашей стране системы сертификации создаются специально
уполномоченными на это федеральными органами исполнитель-
ной власти: Госстандартом России, Министерством здравоохра-
нения Российской Федерации и др.
В дальнейшем изложение темы будет основано преимуществен-
но на примере системы сертификации, возглавляемой Госстан-
дартом России «Системы сертификации ГОСТ Р», которая охва-
тывает товары народного потребления и услуги (работы) населе-
нию.
Сертификат соответствия (далее сертификат) — документ,
выданный по правилам системы сертификации для подтвержде-
ния соответствия сертифицированной продукции установленным
требованиям (Закон РФ).
Декларация о соответствии — документ, в котором изготови-
тель (продавец, исполнитель) удостоверяет, что поставляемая
228
(продаваемая) им продукция соответствует установленным тре-
бованиям (Закон РФ).
Таким образом, подтверждение соответствия проводится по-
средством не только сертификата, но и декларации о соответ-
ствии. Перечни продукции, соответствие которой может быть под-
тверждено декларацией о соответствии, утверждаются постанов-
лением правительства Российской Федерации. Декларация о со-
ответствии имеет юридическую силу наравне с сертификатом.
Знак соответствия — зарегистрированный в установленном по-
рядке знак, которым по правилам данной системы сертификации
подтверждается соответствие маркированной им продукции уста-
новленным требованиям (Закон РФ).
12.3. ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ И ДОБРОВОЛЬНАЯ СЕРТИФИКАЦИЯ
В соответствии с законодательством Российской Федерации сер-
тификация может иметь обязательный и добровольный характер.
Обязательная сертификация — подтверждение уполномоченным
на то органом соответствия продукции обязательным требовани-
ям, установленным законодательством.
Обязательная сертификация является формой государственно-
го контроля за безопасностью продукции. Ее осуществление свя-
зано с определенными обязанностями, налагаемыми на предпри-
ятия, в том числе материального характера. Поэтому она может
осуществляться лишь в случаях, предусмотренных законодатель-
ными актами Российской Федерации, т. е. законами и норматив-
ными актами правительства Российской Федерации. Отсюда вто-
рое наименование обязательной сертификации — «сертификация
в законодательно регулируемой сфере».
В соответствии со статьей 7 Закона РФ «О защите прав потре-
бителей» перечни товаров (работ, услуг), подлежащих обязатель-
ной сертификации, утверждаются правительством Российской
Федерации. На основании этих перечней разрабатывается и вво-
дится в действие постановлением Госстандарта России «Номенк-
латура продукции и услуг (работ), в отношении которых законо-
дательными актами Российской Федерации предусмотрена их обя-
зательная сертификация». По существу, «Номенклатура...» — это
детализированный «Перечень...».
Если «Перечень...» представлен классами соответствующего
Общероссийского классификатора (по продукции ОК 005 — 93 —
ОКП, по услугам ОК 002—93 — О КУН) с двухразрядным ко-
дом, то «Номенклатура...» — видами продукции (услуг) с шести-
разрядным кодом. Если «Перечни...» включают в себя объекты
как подвергаемые в настоящее время, так и намечаемые в перс-
пективе для обязательной сертификации, то «Номенклатура...»
229
включает в себя только объекты, подвергаемые в настоящее вре-
мя обязательной сертификации.
При обязательной сертификации подтверждаются только те обя-
зательные требования, которые установлены законом, вводящим
обязательную сертификацию. Так, согласно статье 7 Закона РФ
«О защите прав потребителей» при обязательной сертификации
товаров (работ, услуг) должна подтверждаться их безопасность.
Согласно статье 6 Закона РФ «Об энергосбережении» энергопот-
ребляющая продукция (в том числе электротовары, радиотовары
и т. п.) подлежит обязательной сертификации также по показате-
лям энергоэффективности.
При обязательной сертификации действие сертификата соот-
ветствия и знака соответствия распространяется на всей террито-
рии Российской Федерации.
Организация и проведение работ по обязательной сертифика-
ции возлагаются на специально уполномоченный федеральный
орган исполнительной власти в области сертификации — Госстан-
дарт России, а в случаях, предусмотренных законодательными
актами Российской Федерации в отношении отдельных видов про-
дукции, — и на другие федеральные органы исполнительной вла-
сти. В связи с этим в России в 1999 г. действовало 16 систем обяза-
тельной сертификации. Самая представительная и известная — Си-
стема обязательной сертификации ГОСТ Р, образованная и воз-
главляемая Госстандартом России. В рамках этой системы действу-
ют системы сертификации однородной продукции (пищевой про-
дукции и продовольственного сырья, игрушек, посуды, товаров
легкой промышленности и др.) и однородных услуг (услуг обще-
ственного питания, туристических, услуг гостиниц др.).
Добровольная сертификация проводится по инициативе заяви-
телей (изготовителей, продавцов, исполнителей) в целях подтвер-
ждения соответствия продукции (услуг) требованиям стандартов,
технических условий, рецептур и других документов, определяе-
мых заявителем.
Добровольная сертификация проводится на условиях договора
между заявителем и органом по сертификации. Добровольная 'сер-
тификация продукции, подлежащей обязательной сертификации,
не может заменить обязательную сертификацию такой продукции.
Тем не менее по продукции, прошедшей обязательную серти-
фикацию, могут проверяться в рамках добровольной сертификации
требования, дополняющие обязательные. Допустим, при анализе
зубных паст может быть проверена эффективность их действия,
при проверке телевизоров некоторых зарубежных моделей — на-
личие благоприятного биологического воздействия, которые они
якобы (согласно рекламным проспектам) оказывают на человека.
В России в настоящее время преобладает обязательная серти-
фикация, за рубежом — добровольная. В условиях развитой ры-
ж
ночной экономики проведение добровольной сертификации ста-
новится условием преодоления торговых барьеров, так как, по-
вышая конкурентоспособность, она фактически обеспечивает про-
изводителю место на рынке.
Например, во Франции добровольная сертификация продук-
ции проводится на ее соответствие стандартам Франции «NF». По
ее результатам продукция маркируется знаком NF. Продукция, не
маркированная этим знаком, не пользуется спросом. Именно по-
этому около 75 % продукции французских фирм проходит добро-
вольную сертификацию.
В России по-настоящему заинтересованы в добровольной сер-
тификации продукции лишь российские экспортеры. По мере уже-
сточения конкуренции на рынке потребность в добровольной сер-
тификации будет возрастать.
12.4. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ СЕРТИФИКАЦИИ
Осуществляемые яри сертификации действия участников сер-
тификации, их последовательность, оформляемая документация
регламентируются документом «Порядок проведения сертифика-
ции продукции в Российской Федерации». Сертификация продук-
ции осуществляется органами по сертификации, которые прини-
мают решение о выдаче сертификата. Решение принимается на
основе контрольных действий, которыми являются испытания в
аккредитованных испытательных лабораториях, рассмотрение дек-
ларации о соответствии, анализ состояния производства, серти-
фикация производства, сертификация системы качества.
Испытания, проводящиеся в системах обязательной сертифи-
кации, должны полно и достоверно подтвердить соответствие
продукции требованиям по безопасности для жизни, здоровья и
имущества граждан, окружающей среды, установленным во всех
нормативных документах на эту продукцию — законах РФ, госу-
дарственных и признанных в Российской Федерации межгосудар-
ственных и международных стандартах, строительных нормах и
правилах, санитарных нормах и правилах, нормах по безопасно-
сти, других документах, в Которых устанавливаются обязательные
требования к продукции. Кроме того, эти испытания должны под-
твердить соответствие продукции другим требованиям, определя-
ющим назначение продукции и область ее применения.
Аналогичные требования предъявляются к испытаниям в си-
стемах добровольной сертификации по тем показателям, которые
подлежат проверке.
Программы и методики испытаний устанавливаются на осно-
ве тех документов, на соответствие которым проводится сертифи-
кация.
231
Программа испытаний — организационно-методический доку-
мент, устанавливающий объект и цели испытаний; виды, последо-
вательность и объем осуществляемых воздействий; порядок, усло-
вия, место и сроки проведения испытаний; отчетность по ним, а
также ответственность за обеспечение и проведение испытаний.
Методика испытаний — организационно-методический доку-
мент, в котором оговариваются метод испытаний, средства и ус-
ловия испытаний, отбор проб, алгоритмы выполнения операций
по определению одной или нескольких взаимосвязанных характе-
ристик свойств объекта, формы представления данных и оцени-
вания точности, достоверность результатов, требования техники
безопасности и охраны окружающей среды.
Рассмотрение декларации о соответствии — это такая форма
контроля, в которой решение принимается на основе докумен-
тов, предъявляемых заявителем вместе с заявкой на сертифика-
цию. Такими документами могут быть протокол приемочных, пе-
риодических и прочих испытаний, гигиенические сертификаты,
протоколы испытаний в зарубежных лабораториях, зарубежные
сертификаты на продукцию, на систему качества изготовителя
продукции, техническая документация изготовителя и иные до-
кументы, которые не вызывают сомнений в достоверности содер-
жащейся в них информации.
Декларация о соответствии принимается в отношении продук-
ции (услуг), включенной в перечни продукции (услуг), соответ-
ствие которых может быть подтверждено декларацией о соответ-
ствии, утвержденные правительством Российской Федерации.
Первый такой перечень утвержден Постановлением Правитель-
ства Российской Федерации от 7 июля 1999 г. № 766.
Главной целью анализа состояния производства, сертифика-
ции производства, сертификации системы качества является со-
здание у органа по сертификации уверенности в возможности пред-
приятия — производителя сертифицируемой продукции обеспе-
чить стабильность ее показателей, которые подтверждены испы-
таниями.
После принятия решения о сертификации продукции орган по
сертификации имеет право на проведение инспекционного конт-
роля сертифицированной продукции и условий ее производства.
Для осуществления инспекционного контроля он может прово-
дить испытания образцов, взятых у изготовителя, испытания об-
разцов, взятых у продавца, анализ состояния производства, кон-
троль сертифицированной системы качества.
Применяемые при сертификации контрольные и инспекцион-
ные действия подразделяются на следующие.
1. Испытания типа.
2. Испытания партии.
3. Испытание каждого образца.
232
4. Рассмотрение декларации в соответствии с прилагаемыми
документами.
5. Анализ состояния производства.
6. Сертификация производства.
7. Сертификация системы качества.
8. Испытания образцов, взятых у продавца.
9. Испытания образцов, взятых у изготовителя.
10. Контроль сертифицированной системы качества (производ-
ства).
Под испытаниями типа понимаются испытания продукции на
основе оценивания одного или нескольких образцов, являющих-
ся ее типовыми представителями. При всех действиях, связанных
с испытаниями, их объем, методику, программу, место отбора
определяет орган по сертификации. Следует отметить, что дей-
ствие «анализ состояния производства» применяется и как конт-
рольное, и как инспекционное.
Сочетание различных контрольных и инспекционных действий
образует схему сертификации, которая принимается в каждом
конкретном случае с учетом специфики продукции и организа-
ции ее производства, экономических и иных факторов.
Опыт применения различных схем обобщен, результат обоб-
щения нашел отражение в классификации, осуществленной ИСО.
В документе «Порядок проведения сертификации продукции в
Российской Федерации» кроме схем, принятых в зарубежной и
международной практике, предлагается еще ряд схем. В итоге доку-
мент содержит 16 различных схем сертификации, которые рассмат-
риваются как рекомендуемые. Главное при выборе схемы сертифи-
кации — обеспечить необходимую доказательность сертификации.
Схемы сертификации можно представить в кодированном виде
(табл. 12.1).
Первые скобки соответствуют контрольным действиям, вто-
рые — инспекционным. Если вторых скобок нет, как в схемах 1,
Таблица 12.1
Состав схем сертификации
Номер схемы Состав Номер схемы Состав
1 (1) 5 (1, 6 или 7)
1а (1, 5) 6 (4, 7), (10)
2 (1), (8) 7 (2)
2а (Г 5), (8, 5) 8 (3)
3 (1), (9) 9 (4)
За (1, 5), (8, 5) 9а (4, 5)
4 (1), (8, 9) 10 (4), (8 или 9)
4а (1, 5), (8, 9) 10а (4, 5), (5, 8)
233
la, 5, 7, 8, 9, то это означает, что данной схемой сертификации
инспекционный контроль не предусмотрен. Если внутри скобок
стоят две или три цифры, то это означает, что осуществляются
соответствующие этим цифрам контрольные или инспекционные
действия (см. табл. 12.1). Например, схема 4а предусматривает в
качестве контрольных действий испытания типа и анализ состоя-
ния производства, а в качестве инспекционных — испытания об-
разцов, взятых у продавца, испытания образцов, взятых у изгото-
вителя, и анализ состояния производства.
Процесс сертификации продукции включает в себя ряд эта-
пов, в которых отражены действия трех основных действующих
юридических лиц: заявителя, органа по сертификации и испыта-
тельной лаборатории (центра).
• Заявитель подает заявку в соответствующий орган по серти-
фикации. Сведения о таком органе он может получить в террито-
риальном органе Госстандарта или в Госстандарте России.
• Орган по сертификации рассматривает заявку, принимает ре-
шение (рассматривается случай положительного решения), содер-
жащее все основные условия сертификации, в том числе финан-
совые, перечень аккредитованных испытательных лабораторий,
которые могут проводить испытания, и перечень организаций,
которые могут проводить сертификацию производства или систе-
мы качества. Сведения об этих организациях нужны, если схемы
сертификации предусматривают сертификацию производства или
системы качества.
• Заявитель выбирает испытательную лабораторию и орган по
сертификации производства или системы качества из предложен-
ных органом по сертификации, оформляет договор о проведении
сертификации с органом по сертификации, Представляет необхо-
димую техническую документацию и образцы.
• Орган по сертификации, испытательная организация или по
ее поручению другая компетентная организация осуществляет
отбор образцов для испытаний.
• Орган по сертификации производства либо системы качества
или комиссия органа по сертификации осуществляет анализ со-
стояния производства, сертификацию производства или системы
качества и представляет заключение в орган по сертификации.
• Испытательная лаборатория проводит испытания и представ-
ляет протоколы испытаний заявителю и в орган по сертификации.
• Орган по сертификации на основе анализа протоколов испы-
таний и заключения о состоянии производства, анализа других
документов (гигиеническое заключение и т.п.) о соответствии
продукции требованиям, установленным документом, на соот-
ветствие которому проверяется продукция, принимает решение о
выдаче сертификата соответствия и лицензии на право примене-
ния знака соответствия. При отрицательных результатах оценки
ж
соответствия принимается решение об отказе в выдаче сертифи-
ката с указанием причин.
• Орган по сертификации оформляет сертификат соответствия,
регистрирует его и передает заявителю.
• Изготовитель продукции, подлежащей обязательной серти-
фикации, маркирует продукцию знаком соответствия в соответ-
ствии с требованиями документа «Правила применения знака со-
ответствия при обязательной сертификации продукции».
• Орган по сертификации осуществляет контроль за сертифи-
цированной продукцией в соответствии с выбранной при разра-
ботке схемы сертификации процедурой.
При проведении всех видов обязательных сертификационных
испытаний главной их целью является полное и достоверное под-
тверждение соответствия продукции требованиям, направленным
на обеспечение ее безопасности для жизни, здоровья и имущества
граждан, окружающей среды, установленным во всех норматив-
ных документах для этой продукции, а также другим требованиям,
которые должны проверяться при обязательной сертификации.
В документе «Номенклатура продукции и услуг (работ), в отно-
шении которых законодательными актами Российской Федера-
ции предусмотрена их обязательная сертификация» для каждого
объекта сертификации указывается обозначение определяющего
нормативного документа, на соответствие которому проверяется
объект (ГОСТ, Санитарные правила и нормы — СанПиН, Стро-
ительные нормы и правила — СНиП, Федеральные законы РФ,
постановления правительства Российской Федерации и др.), и
конкретные пункты этого документа, содержащие требования.
Результаты испытаний считаются положительными, а объект
выдержавшим испытания, если объект испытан в полном объеме
и последовательности, которые установлены программой испы-
таний, и соответствует всем установленным в определяющем нор-
мативном документе требованиям. Результаты испытаний счита-
ются отрицательными, а объект не выдержавшим испытания, если
по результатам испытаний будет обнаружено несоответствие хотя
бы по одному требованию, установленному в определяющем нор-
мативном документе.
Вопросы сертификаций систем качества, производств, анали-
за состояния производства регламентируются комплексом госу-
дарственных стандартов по сертификации систем качества и про-
изводств.
12.5. СЕРТИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КАЧЕСТВА
Сертификация систем качества осуществляется в процессе обя-
зательной сертификации в тех случаях, когда это предусмотрено
235
схемой сертификации (схемы 5, 6) или когда это обусловлено
интересом заявителя.
Ее могут осуществлять органы, аккредитованные для этих це-
лей в системах сертификации, зарегистрированных Госстандар-
том России, или юридические лица, взявшие на себя функцию
органа по добровольной сертификации систем качества и зареги-
стрировавшие систему сертификации в Госстандарте России. Орган
по сертификации систем качества должен иметь штатный персо-
нал экспертов, подготовленных для работы в соответствующей
области деятельности. С целью создания условий для высококва-
лифицированной деятельности по сертификации систем качества
Госстандарт России формирует Реестр экспертов по сертифика-
ции систем качества.
Система сертификации систем качества должна иметь свой сер-
тификат и знак соответствия. Знак соответствия размещается на
сертификате на систему качества. Проставлять знак соответствия
системы качества предприятия запрещается на продукцию, вы-
пускаемую этим предприятием. Он соответствует действующей на
предприятии системе качества, а не конкретной продукции.
ГОСТ Р 9001 — 2001 содержит рекомендации по системе каче-
ства и ее элементам на предприятии—поставщике продукции.
В стандартах ИСО 9002 — 2001 и ИСО 9003 — 2001 содержались
те же рекомендации, что и в ГОСТ Р 9001 — 2001, с той разни-
цей, что они включали не все пункты в связи с более узкой обла-
стью их применения.
ГОСТ Р 40.003 — 2002 регламентирует следующие процедуры,
относящиеся к процессу сертификации:
взаимодействие органов по сертификации систем качества и
заявителей в период перед проведением сертификации;
проведение проверок;
принятие решений о сертификации систем качества;
оформление сертификатов соответствия систем качества;
инспекционный контроль за сертифицированными системами
качества;
взаимодействие органов по сертификации с Техническим цен-
тром регистра систем качества;
Стандарт устанавливает следующие объекты системы качества:
деятельность по управлению качеством;
состояние производственной системы;
качество выпускаемой продукции.
Проверка первых двух из перечисленных объектов осуществля-
ется на соответствие элементов системы качества требованиям
ГОСТ Р ИСО 9001 — 2001 согласно заявленной для проверки мо-
дели. Качество выпускаемой продукции оценивается на основе ин-
формационных материалов, таких как протоколы контрольных
испытаний, сведения, полученные от потребителя, торговых орга-
236
низаций, территориальных органов Госстандарта России и других
организаций, осуществляющих контроль качества продукции.
Проверку системы качества осуществляет комиссия экспертов.
В своей работе эксперты применяют так называемые рабочие
документы. В их число входят перечни контрольных вопросов для
оценки элементов системы качества (чек-листы), формы для до-
кументирования вспомогательных данных, подтверждающие за-
ключения экспертов, и др. Орган по сертификации обеспечивает
надежную сохранность рабочих документов, содержащих конфи-
денциальную информацию, являющуюся собственностью прове-
ряемой организации или самого органа по сертификации.
По окончании проверки и написания отчета все рабочие доку-
менты сдаются главному эксперту, который в свою очередь сдает
их уполномоченному лицу проверяемой организации или по со-
гласованию с проверяемой организацией уничтожает их. Рабочие
документы рассматриваются как вспомогательные и не должны
ограничивать инициативу экспертов или проведение дополнитель-
ных проверок, необходимость которых может появиться на осно-
вании информации, полученной в ходе проверки.
Оценка системы качества на предприятии проводится по об-
щепринятым процедурам: предварительное совещание, обследо-
вание проверяемой организации, составление акта проверки и
заключительное совещание.
На предварительном совещании присутствуют члены комис-
сии, представитель высшего руководства проверяемой организа-
ции, руководители структурных подразделений и ведущие специ-
алисты в области качества предприятия. Целями предварительно-
го совещания являются:
• представление членов комиссии представителям проверяе-
мой организации;
• краткое сообщение о целях, области и программе проверки;
• краткое изложение методов и процедур, используемых при
проверке;
• установление официальных процедур взаимодействия между
членами комиссии и сотрудниками проверяемой организации;
• обсуждение и уточнение отдельных неясных деталей програм-
мы проверки, если таковые имеются;
• уточнение даты проведения заключительного совещания и
при необходимости назначение дат промежуточных совещаний
комиссии и руководства проверяемой организации.
Обследование проверяемой организации осуществляется пу-
тем сбора и анализа фактических данных и регистрации наблю-
дений в ходе проверки. Сбор фактических данных осуществляет-
ся на основании опроса персонала, анализов используемых до-
кументов, процессов производства, деятельности функциональ-
ных подразделений и персонала, а также на основании изучения
237
и оценки проводимых мероприятий по обеспечению качества
продукции.
Если к продукции (услуге) предъявляют обязательные для со-
блюдения требования, установленные в государственных стан-
дартах или других нормативных документах, то при проверке и
оценке системы качества и ее отдельных элементов, включая
систему испытаний, определяют способность организации обес-
печивать соблюдение этих требований. Это достигается путем
анализа конструкторской, технологической, нормативной (ГОСТ,
ТУ, СТП и др.), методической (методики проведения работ,
инструкции и т.п.), рабочей и аналитической (протоколы и от-
четы испытаний, планы контроля, рабочие журналы, формы
регистрации наблюдений и т.п.) документации; анализа соот-
ветствия и состояния средств технологического оснащения, кон-
троля и измерений параметров процессов и продукции; соответ-
ствия персонала и др.
Все наблюдения должны быть задокументированы и иметь чет-
кое и конкретное подтверждение. Объективные данные, указыва-
ющие на наличие несоответствий, должны фиксироваться.
После обследования объектов проверки члены комиссии под
руководством главного эксперта рассматривают результаты своих
наблюдений, чтобы решить, какие из них должны быть представ-
лены как несоответствия. Все наблюдения, свидетельствующие о
несоответствиях и подтвержденные объективными данными, дол-
жны быть представлены проверяемой организации и обоснованы.
Обнаруженные отклонения от требований стандарта должны
быть тщательно рассмотрены группой экспертов, проводящих
проверку, перед тем, как охарактеризовать их как несоответствия
и отнести к той или иной категории. Окончательное решение при-
нимает главный эксперт.
Критерии принятия решения об одобрении (неодобрении) си-
стемы качества определяются правилами системы сертификации.
В упомянутой «Системе сертификации ГОСТ Р. Регистр систем
качества» решение о признании системы качества, соответствую-
щей ГОСТ Р ИСО 9000 — 2001, принимают при отсутствии кри-
тических несоответствий или наличии не более 10 некритических
несоответствий. Отрицательное решение принимается в случае
одного значительного несоответствия или более 10 малозначи-
тельных несоответствий. Наличие уведомлений не влияет на ре-
шение о сертификации.
Составление акта, в котором указываются результаты провер-
ки, выводы и рекомендации комиссии, проводят по установлен-
ной форме.
В акте комиссия указывает, соответствует ли проверенная си-
стема качества заявленному стандарту; дает заключение о нали-
чии в проверяемой организации системы испытаний, обеспечива-
238
ющих контроль всех характеристик продукции; указывает сроки
устранения малозначительных несоответствий, если они имеются.
Акт подписывают члены комиссии, главный эксперт и руко-
водитель проверяемой организации. К нему прилагаются программа
проверки, сведения о несоответствиях и уведомлениях. Акт изда-
ется в трех экземплярах: для проверяемой организации, органа по
сертификации и Технического центра регистра систем качества.
На заключительном совещании главный эксперт представляет
руководству предприятия, главным и ведущим специалистам за-
мечания комиссии в порядке их значимости, заключение комис-
сии о соответствии или несоответствии проверенной системы ка-
чества требованиям заявленного стандарта. Он также знакомит их
с рекомендациями комиссии органу по сертификации о выдаче
или отказе в выдаче сертификата соответствия системы качества.
При положительных результатах испытаний (проверок), пре-
дусмотренных схемой сертификации, и экспертизы представлен-
ных документов орган по сертификации оформляет сертификат
соответствия и регистрирует его.
При отрицательных результатах сертификационных испытаний,
несоблюдении требований, предъявляемых к объекту сертифика-
ции, или отказе заявителя от оплаты работ по сертификации орган
по сертификации выдает заявителю заключение с указанием при-
чин отказа в выдаче сертификата.
Вид сертификата соответствия и срок его действия устанавли-
ваются правилами системы сертификации. Обычно действие сер-
тификата составляет один-два года.
В системе сертификации ГОСТ Р окончательное решение при-
нимает Технический центр регистра систем качества.
Инспекционный контроль за сертифицированной системой
качества (производства) — контрольная оценка с целью установ-
ления соответствия системы качества (производства) заданным
требованиям, подтвержденным при сертификации. Он проводит-
ся периодически в течение всего срока действия сертификата со-
ответствия системы качества или производства. Результаты инс-
пекционного контроля служат основанием для принятия соответ-
ствующих решений о возможности подтверждения, приостанов-
ления или аннулирования Действия сертификата.
12.6. ВОПРОСЫ СЕРТИФИКАЦИИ В ФЕДЕРАЛЬНОМ
ЗАКОНЕ «О ТЕХНИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ»
Нормативно-правовую основу стандартизации и сертифика-
ции в Российской Федерации в настоящее время устанавливает
Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27.12.02
№ 184-ФЗ. Закон вступил в силу 1 июля 2003 г. Начиная с этого
239
момента, утратили силу законы РФ «О стандартизации», «О сер-
тификации продукции и услуг», «О внесении изменений и до-
полнений в Закон РФ “О сертификации продукции и услуг”».
Федеральный закон «О техническом регулировании» состоит
из 10 глав и включает в себя 48 статей. Рассмотрим основные главы
и статьи, в которых затронуты вопросы сертификации.
В главе первой «Общие положения» рассматриваются сфе-
ра применения настоящего Федерального закона, основные по-
нятия, принципы технического регулирования, цели принятия
технических регламентов, содержание и применение технических
регламентов, порядок разработки, принятия, изменения и отме-
ны технического регламента.
Законом установлены следующие основные понятия, исполь-
зуемые при сертификации:
аккредитация — официальное признание органом по аккреди-
тации компетентности физического или юридического лица вы-
полнять работы в определенной области оценки соответствия;
безопасность продукции, процессов производства, эксплуатации,
хранения, перевозки, реализации и утилизации — состояние, при ко-
тором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинени-
ем вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических
или юридических лиц, государственному или муниципальному
имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и
растений;
декларирование соответствия — форма подтверждения соот-
ветствия продукции требованиям технических регламентов;
декларация о соответствии — документ, удостоверяющий со-
ответствие выпускаемой в обращение продукции требованиям тех-
нических регламентов;
заявитель — физическое или юридическое лицо, осуществля-
ющее обязательное подтверждение соответствия;
знак обращения на рынке — обозначение, служащее для инфор-
мирования приобретателей о соответствии выпускаемой в обра-
щение продукции требованиям технических регламентов;
знак соответствия — обозначение, служащее для информиро-
вания приобретателей о соответствии объекта сертификации тре-
бованиям системы добровольной сертификации или националь-
ному стандарту;
идентификация продукции — установление тождественности ха-
рактеристик продукции ее существенным признакам;
контроль (надзор') за соблюдением требований технических рег-
ламентов — проверка выполнения юридическим лицом или ин-
дивидуальным предпринимателем требований технических регла-
ментов к продукции, процессам производства, эксплуатации,
хранения, перевозки, реализации и утилизации и принятие мер
по результатам проверки;
240
орган по сертификации — юридическое лицо или индивидуаль-
ный предприниматель, аккредитованные в установленном порядке
для выполнения работ по сертификации;
оценка соответствия — прямое или косвенное определение
соблюдения требований, предъявляемых к объекту;
подтверждение соответствия — документальное удостоверение
соответствия продукции или иных объектов, процессов производ-
ства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилиза-
ции, выполнения работ или оказания услуг требованиям техничес-
ких регламентов, положениям стандартов или условиям договоров;
продукция — результат деятельности, представленный в мате-
риально-вещественной форме и предназначенный для дальней-
шего использования в хозяйственных и иных целях;
сертификация — форма осуществляемого органом по сертифика-
ции подтверждения соответствия объектов требованиям техничес-
ких регламентов, положениям стандартов или условиям договоров;
сертификат соответствия — документ, удостоверяющий со-
ответствие объекта требованиям технических регламентов, поло-
жениям стандартов или условиям договоров;
система сертификации — совокупность правил выполнения
работ по сертификации, ее участников и правил функционирова-
ния системы сертификации в целом;
форма подтверждения соответствия — определенный порядок
документального удостоверения соответствия продукции или иных
объектов, процессов производства, эксплуатации, хранения, пе-
ревозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказа-
ние услуг требованиям технических регламентов, положениям
стандартов или условиям договоров.
В соответствии со статьей третьей техническое регулирование
осуществляется в соответствии с принципами:
• применения единых правил установления требований к про-
дукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, пе-
ревозки, реализации и утилизации, выполнению работ или ока-
занию услуг;
• соответствия технического регулирования уровню развития
национальной экономики, развития материально-технической
базы, а также уровню научно-технического развития;
• независимости органов по аккредитации, органов по серти-
фикации от изготовителей, продавцов, исполнителей и приобре-
тателей;
• единой системы и правил аккредитации;
• единства правил и методов исследований (испытаний) и из-
мерений при проведении процедур обязательной оценки соответ-
ствия;
• единства применения требований технических регламентов
независимо от видов или особенностей сделок;
241
• недопустимости ограничения конкуренции при осуществле-
нии аккредитации и сертификации;
• недопустимости совмещения полномочий органа государствен-
ного контроля (надзора) и органа по сертификации;
• недопустимости совмещения одним органом полномочий на
аккредитацию и сертификацию;
• недопустимости внебюджетного финансирования государ-
ственного контроля (надзора) за соблюдением требований техни-
ческих регламентов.
Глава вторая целиком посвящена техническим регламен-
там, их содержанию и применению, требованиям, которые они
устанавливают, видам технических регламентов. В ней также рас-
сматривается порядок разработки, принятия, изменения и отме-
ны технического регламента.
Глава третья рассматривает вопросы стандартизации. Они
отражены в начале книги.
В статьях главы четвертой рассматриваются вопросы сер-
тификации и подтверждения соответствия. Рассмотрим подробнее
основные статьи этой главы.
Статья 18. Цели подтверждения соответствия. Подтвержде-
ние соответствия осуществляется в целях:
удостоверения соответствия продукции, процессов производ-
ства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилиза-
ции, работ, услуг или иных объектов техническим регламентам,
стандартам, условиям договоров;
содействия приобретателям в компетентном выборе продук-
ции, работ, услуг;
повышения конкурентоспособности продукции, работ, услуг
на российском и международном рынках;
создания условий для обеспечения свободного перемещения
товаров по территории Российской Федерации, а также для осу-
ществления международного экономического, научно-техничес-
кого сотрудничества и международной торговли.
Статья 19. Принципы подтверждения соответствия. Подтвер-
ждение соответствия осуществляется на основе следующих прин-
ципов:
• доступности информации о порядке осуществления подтвер-
ждения соответствия заинтересованным лицам;
• недопустимости применения обязательного подтверждения
соответствия к объектам, в отношении которых не установлены
требования технических регламентов;
• установления перечня форм и схем обязательного подтверж-
дения соответствия в отношении определенных видов продукции
в соответствующем техническом регламенте;
• уменьшения сроков осуществления обязательного подтверж-
дения соответствия и затрат заявителя;
242
• недопустимости принуждения к осуществлению доброволь-
ного подтверждения соответствия, в том числе в определенной
системе добровольной сертификации;
• защиты имущественных интересов заявителей, соблюдения
коммерческой тайны в отношении сведений, полученных при
осуществлении подтверждения соответствия;
• недопустимости подмены обязательного подтверждения со-
ответствия добровольной сертификацией.
Статья 20. Формы подтверждения соответствия.
• Подтверждение соответствия на территории Российской Фе-
дерации может носить добровольный или обязательный характер.
• Добровольное подтверждение соответствия осуществляется в
форме добровольной сертификации.
• Обязательное подтверждение соответствия осуществляется в
формах:
принятия декларации о соответствии (далее — декларирование
соответствия);
обязательной сертификации.
• Порядок применения форм обязательного подтверждения со-
ответствия устанавливается настоящим Федеральным законом.
Статья 21. Добровольное подтверждение соответствия. Добро-
вольное подтверждение соответствия осуществляется по инициа-
тиве заявителя на условиях договора между заявителем и органом
по сертификации. Добровольное подтверждение соответствия мо-
жет осуществляться для установления соответствия национальным
стандартам, стандартам организаций, системам добровольной сер-
тификации, условиям договоров.
Объектами добровольного подтверждения соответствия являются
продукция, процессы производства, эксплуатации, хранения, пе-
ревозки, реализации и утилизации, работы и услуги, а также
иные объекты, в отношении которых стандартами, системами добро-
вольной сертификации и договорами устанавливаются требования.
Орган по сертификации выполняет следующие действия:
осуществляет подтверждение соответствия объектов доброволь-
ного подтверждения соответствия;
выдает сертификаты соответствия на объекты, прошедшие доб-
ровольную сертификацию;
предоставляет заявителям право на применение знака соответ-
ствия, если применение знака соответствия предусмотрено соот-
ветствующей системой добровольной сертификации;
приостанавливает или прекращает действие выданных им сер-
тификатов соответствия.
Система добровольной сертификации может быть создана юри-
дическим лицом и (или) индивидуальным предпринимателем или
несколькими юридическими лицами и (или) индивидуальными
предпринимателями.
243
Лицо или лица, создавшие систему добровольной сертифика-
ции, устанавливают перечень объектов, подлежащих сертифика-
ции, и их характеристик, на соответствие которым осуществляет-
ся добровольная сертификация, правила выполнения предусмот-
ренных данной системой добровольной сертификации работ и
порядок их оплаты, определяют участников данной системы доб-
ровольной сертификации. Системой добровольной сертификации
может предусматриваться применение знака соответствия.
Система добровольной сертификации может быть зарегистри-
рована федеральным органом исполнительной власти по техни-
ческому регулированию.
Для регистрации системы добровольной сертификации в фе-
деральный орган исполнительной власти по техническому регу-
лированию представляются:
свидетельство о государственной регистрации юридического
лица и (или) индивидуального предпринимателя;
правила функционирования системы добровольной сертифи-
кации, которыми предусмотрены положения пункта 2 настоящей
статьи;
изображение знака соответствия, применяемое в данной сис-
теме добровольной сертификации, если применение знака соот-
ветствия предусмотрено, и порядок применения знака соответ-
ствия;
документ об оплате регистрации системы добровольной серти-
фикации.
Регистрация системы добровольной сертификации осуществ-
ляется в течение пяти дней с момента представления документов,
предусмотренных настоящим пунктом для регистрации системы
добровольной сертификации, в федеральный орган исполнитель-
ной власти по техническому регулированию. Порядок регистра-
ции системы добровольной сертификации и размер платы за ре-
гистрацию устанавливаются правительством Российской Федера-
ции. Плата за регистрацию системы добровольной сертификации
подлежит зачислению в федеральный бюджет.
Отказ в регистрации системы добровольной сертификаций до-
пускается только в случае непредставления документов, предус-
мотренных пунктом 3 настоящей статьи, или совпадения наиме-
нования системы и (или) изображения знака соответствия с наи-
менованием системы и (или) изображением знака соответствия
зарегистрированной ранее системы добровольной сертификации.
Уведомление об отказе в регистрации системы добровольной сер-
тификации направляется заявителю в течение трех дней со дня
принятия решения об отказе в регистрации этой системы с указа-
нием оснований для отказа.
Отказ в регистрации системы добровольной сертификации
может быть обжалован в судебном порядке.
244
Федеральный орган исполнительной власти по техническому
регулированию ведет единый реестр зарегистрированных систем
добровольной сертификации, содержащий сведения о юридичес-
ких лицах и (или) об индивидуальных предпринимателях, создав-
ших системы добровольной сертификации, о правилах функцио-
нирования систем добровольной сертификации, которыми пре-
дусмотрены положения пункта 2 настоящей статьи, знаках соот-
ветствия и порядке их применения. Федеральный орган исполни-
тельной власти по техническому регулированию должен обеспе-
чить доступность сведений, содержащихся в едином реестре заре-
гистрированных систем добровольной сертификации, заинтере-
сованным лицам.
Порядок ведения единого реестра зарегистрированных систем
добровольной сертификации и порядок предоставления сведений,
содержащихся в этом реестре, устанавливаются федеральным ор-
ганом исполнительной власти по техническому регулированию.
Статья 22. Знаки соответствия.
• Объекты сертификации, сертифицированные в системе доб-
ровольной сертификации, могут маркироваться знаком соответ-
ствия системы добровольной сертификации. Порядок примене-
ния такого знака соответствия устанавливается правилами соот-
ветствующей системы добровольной сертификации.
• Применение знака соответствия национальному стандарту осу-
ществляется заявителем на добровольной основе любым удобным
для заявителя способом в порядке, установленном национальным
органом по стандартизации.
• Объекты, соответствие которых не подтверждено в порядке,
установленном настоящим Федеральным законом, не могут быть
маркированы знаком соответствия.
Статья 23. Обязательное подтверждение соответствия. Обяза-
тельное подтверждение соответствия проводится только в случа-
ях, установленных соответствующим техническим регламентом,
и исключительно на соответствие требованиям технического рег-
ламента.
Объектом обязательного подтверждения соответствия может
быть только продукция, выпускаемая в обращение на территории
Российской Федерации.
Форма и схемы обязательного подтверждения соответствия
могут устанавливаться только техническим регламентом с учетом
степени риска недостижения целей технических регламентов.
Декларация о соответствии и сертификат соответствия имеют
равную юридическую силу независимо от схем обязательного под-
тверждения соответствия и действуют на всей территории Рос-
сийской Федерации.
Работы по обязательному подтверждению соответствия подле-
жат оплате заявителем.
245
Правительством Российской Федерации устанавливается ме-
тодика определения стоимости работ по обязательному подтвер-
ждению соответствия, которая предусматривает применение еди-
ных правил и принципов установления цен на продукцию одина-
ковых или сходных видов независимо от страны и (или) места ее
происхождения, а также лиц, которые являются заявителями.
Статья 24. Декларирование соответствия. Декларирование со-
ответствия осуществляется по одной из следующих схем:
принятие декларации о соответствии на основании собствен-
ных доказательств;
принятие декларации о соответствии на основании собствен-
ных доказательств, доказательств, полученных с участием органа
по сертификации и (или) аккредитованной испытательной лабо-
ратории (центра) (далее — третья сторона).
При декларировании соответствия заявителем может быть за-
регистрированное в соответствии с законодательством Российс-
кой Федерации на ее территории юридическое лицо или физи-
ческое лицо в качестве индивидуального предпринимателя, либо
являющееся изготовителем или продавцом, либо выполняющее
функции иностранного изготовителя на основании договора с ним
в части обеспечения соответствия поставляемой продукции тре-
бованиям технических регламентов и в части ответственности за
несоответствие поставляемой продукции требованиям техничес-
ких регламентов (лицо, выполняющее функции иностранного
изготовителя).
Круг заявителей устанавливается соответствующим техничес-
ким регламентом.
Схема декларирования соответствия с участием третьей сторо-
ны устанавливается в техническом регламенте в случае, если от-
сутствие третьей стороны приводит к недостижению целей под-
тверждения соответствия.
При декларировании соответствия на основании собственных
доказательств заявитель самостоятельно формирует доказатель-
ственные материалы в целях подтверждения соответствия продук-
ции требованиям технических регламентов. В качестве таких:мате-
риалов используются техническая документация, результаты соб-
ственных исследований (испытаний) и измерений и (или) дру-
гие документы, послужившие мотивированным основанием для
подтверждения соответствия продукции требованиям техничес-
ких регламентов. Состав доказательственных материалов опреде-
ляется соответствующим техническим регламентом.
При декларировании соответствия на основании собственных
доказательств и полученных с участием третьей стороны доказа-
тельств заявитель по своему выбору в дополнение к собственным
доказательствам, сформированным в порядке, предусмотренном
пунктом 2 настоящей статьи, во-первых, включает в доказатель-
246
ственные материалы протоколы исследований (испытаний) и из-
мерений, проведенных в аккредитованной испытательной лабо-
ратории (центре), и, во-вторых, предоставляет сертификат сис-
темы качества, в отношении которого предусматривается конт-
роль (надзор) органа по сертификации, выдавшего данный сер-
тификат, за объектом сертификации.
Сертификат системы качества может использоваться в составе
доказательств при принятии декларации о соответствии любой
продукции, за исключением случая, если для такой продукции
техническими регламентами предусмотрена иная форма подтвер-
ждения соответствия.
Декларация о соответствии оформляется на русском языке и
должна содержать:
наименование и местонахождение заявителя;
наименование и местонахождение изготовителя;
информацию об объекте подтверждения соответствия, позво-
ляющую идентифицировать этот объект;
наименование технического регламента, на соответствие тре-
бованиям которого подтверждается продукция;
указание на схему декларирования соответствия;
заявление заявителя о безопасности продукции при ее исполь-
зовании в соответствии с целевым назначением и принятии зая-
вителем мер по обеспечению соответствия продукции требовани-
ям технических регламентов;
сведения о проведенных исследованиях (испытаниях) и изме-
рениях, сертификате системы качества, а также документах, по-
служивших основанием для подтверждения соответствия продук-
ции требованиям технических регламентов;
срок действия декларации о соответствии;
иные предусмотренные соответствующими техническими рег-
ламентами сведения.
Срок действия декларации о соответствии определяется техни-
ческим регламентом.
Форма декларации о соответствии утверждается федеральным
органом исполнительной власти по техническому регулированию.
Оформленная по установленным правилам декларация о соот-
ветствии подлежит регистрации федеральным органом исполни-
тельной власти по техническому регулированию в течение трех дней.
Для регистрации декларации о соответствии заявитель пред-
ставляет в федеральный орган исполнительной власти по техни-
ческому регулированию оформленную в соответствии с требова-
ниями пункта 5 настоящей статьи декларацию о соответствии.
Порядок ведения реестра деклараций о соответствии, порядок
предоставления содержащихся в указанном реестре сведений и по-
рядок оплаты за предоставление содержащихся в указанном реест-
ре сведений определяются правительством Российской Федерации.
247
Декларация о соответствии и составляющие доказательствен-
ные материалы документы хранятся у заявителя в течение трех
лет с момента окончания Срока действия декларации. Второй эк-
земпляр декларации о соответствии хранится в федеральном органе
исполнительной власти по техническому регулированию.
Статья 25. Обязательная сертификация. Обязательная серти-
фикация осуществляется органом по сертификации на основании
договора с заявителем. Схемы сертификации, применяемые для
сертификации определенных видов продукции, устанавливаются
соответствующим техническим регламентом.
Соответствие продукции требованиям технических регламен-
тов подтверждается сертификатом соответствия, выдаваемым за-
явителю органом по сертификации.
Сертификат соответствия включает в себя:
наименование и местонахождение заявителя;
наименование и местонахождение изготовителя продукции,
прошедшей сертификацию;
наименование и местонахождение органа по сертификации,
выдавшего сертификат соответствия;
информацию об объекте сертификации, позволяющую иден-
тифицировать этот объект;
наименование технического регламента, на соответствие тре-
бованиям которого проводилась сертификация;
информацию о проведенных исследованиях (испытаниях) и
измерениях;
информацию о документах, представленных заявителем в орган
по сертификации в качестве доказательств соответствия продук-
ции требованиям технических регламентов;
срок действия сертификата соответствия (определяется соот-
ветствующим техническим регламентом).
Форма сертификата соответствия утверждается федеральным
органом исполнительной власти по техническому регулированию.
Статья 26. Организация обязательной сертификации. Обязатель-
ная сертификация осуществляется органом по сертификации, ак-
кредитованным в порядке, установленном правительством Рос-
сийской Федерации.
Орган по сертификации выполняет следующие действия:
привлекает на договорной основе для проведения исследова-
ний (испытаний) и измерений испытательные лаборатории (цен-
тры), аккредитованные в порядке, установленном правительством
Российской Федерации (далее — аккредитованные испытатель-
ные лаборатории (центры);
осуществляет контроль за объектами сертификации, если та-
кой контроль предусмотрен соответствующей схемой обязатель-
ной сертификации и договором;
ведет реестр выданных им сертификатов соответствия;
248
информирует соответствующие органы государственного кон-
троля (надзора) за соблюдением требований технических регла-
ментов о продукции, поступившей на сертификацию, но не про-
шедшей ее;
приостанавливает или прекращает действие выданного им сер-
тификата соответствия;
обеспечивает предоставление заявителям информации о порядке
проведения обязательной сертификации;
устанавливает стоимость работ по сертификации на основе ут-
вержденной правительством Российской Федерации методики
определения стоимости таких работ.
Федеральный орган исполнительной власти по техническому
регулированию ведет единый реестр выданных сертификатов со-
ответствия.
Порядок ведения единого реестра выданных сертификатов со-
ответствия, порядок предоставления содержащихся в едином ре-
естре сведений и порядок оплаты за предоставление содержащих-
ся в указанном реестре сведений устанавливаются правительством
Российской Федерации.
Порядок передачи сведений о выданных сертификатах соот-
ветствия в единый реестр выданных сертификатов устанавливает-
ся федеральным органом исполнительной власти по техническо-
му регулированию.
Исследования (испытания) и измерения продукции при осу-
ществлении обязательной сертификации проводятся аккредито-
ванными испытательными лабораториями (центрами).
Аккредитованные испытательные лаборатории (центры) про-
водят исследования (испытания) и измерения продукции в пре-
делах своей области аккредитации на условиях договоров с орга-
нами по сертификации. Органы по сертификации не вправе пре-
доставлять аккредитованным испытательным лабораториям (цен-
трам) сведений о заявителе.
Аккредитованная испытательная лаборатория (центр) оформ-
ляет результаты исследований (испытаний) и измерений соот-
ветствующими протоколами, на основании которых орган по сер-
тификации принимает решение о выдаче или об отказе в выдаче
сертификата соответствия. Аккредитованная испытательная лабо-
ратория (центр) обязана обеспечить достоверность результатов
исследований (испытаний) и измерений.
Статья 21. Знак обращения на рынке. Продукция, соответствие
которой требованиям технических регламентов подтверждено в
порядке, предусмотренном настоящим Федеральным законом,
маркируется знаком обращения на рынке. Изображение знака об-
ращения на рынке устанавливается правительством Российской
Федерации. Данный знак не является специальным защищенным
знаком и наносится в информационных целях.
249
Маркировка знаком обращения на рынке осуществляется зая-
вителем самостоятельно любым удобным для него способом.
Продукция, соответствие которой требованиям технических
регламентов не подтверждено в порядке, установленном настоя-
щим Федеральным законом, не может быть маркирована знаком
обращения на рынке.
В статье 28 рассматриваются права и обязанности заявителя в
области обязательного подтверждения соответствия.
В статье 29 оговариваются условия ввоза на территорию Рос-
сийской Федерации продукции, подлежащей обязательному под-
тверждению соответствия.
В главе пять регламентируются вопросы аккредитации ор-
ганов по сертификации и испытательных лабораторий (центров).
Основными статьями являются следующие.
Статья 31. Аккредитация органов по сертификации и испытатель-
ных лабораторий (центров). Аккредитация органов по сертификации
и испытательных лабораторий (центров) осуществляется в целях:
подтверждения компетентности органов по сертификации и
испытательных лабораторий (центров), выполняющих работы по
подтверждению соответствия;
обеспечения доверия изготовителей, продавцов и приобрета-
телей к деятельности органов по сертификации и аккредитован-
ных испытательных лабораторий (центров);
создания условий для признания результатов деятельности ор-
ганов по сертификации и аккредитованных испытательных лабо-
раторий (центров).
Аккредитация органов по сертификации и испытательных ла-
бораторий (центров), выполняющих работы по подтверждению
соответствия, осуществляется на основе принципов:
добровольности;
открытости и доступности правил аккредитации;
компетентности и независимости органов, осуществляющих
аккредитацию;
недопустимости ограничения конкуренции и создания препят-
ствий пользованию услугами органов по сертификации и аккре-
дитованных испытательных лабораторий (центров);
обеспечения равных условий лицам, претендующим на полу-
чение аккредитации;
недопустимости совмещения полномочий на аккредитацию и
подтверждение соответствия;
недопустимости установления пределов действия документов
об аккредитации на отдельных территориях.
Аккредитация органов по сертификации и испытательных ла-
бораторий (центров), выполняющих работы по подтверждению
соответствия, осуществляется в порядке, установленном прави-
тельством Российской Федерации.
250
Статья 41. Ответственность за нарушение правил выполнения
работ по сертификации. Орган по сертификации и должностное
лицо органа по сертификации, нарушившие правила выполнения
работ по сертификации, если такое нарушение повлекло за собой
выпуск в обращение продукции, не соответствующей требовани-
ям технических регламентов, несут ответственность в соответствии
с законодательством Российской Федерации и договором о про-
ведении работ по сертификации.
Статья 42. Ответственность аккредитованной испытательной
лаборатории (центра'). Аккредитованная испытательная лаборато-
рия (центр), эксперты в соответствии с законодательством Рос-
сийской Федерации и договором несут ответственность за недо-
стоверность или необъективность результатов исследований (ис-
пытаний) и измерений.
Глава десять посвящена заключительным и переходным
положениям.
Со дня вступления в силу настоящего Федерального закона
впредь до вступления в силу соответствующих технических регла-
ментов требования к продукции, процессам производства, эксп-
луатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, уста-
новленные нормативными правовыми актами Российской Феде-
рации и нормативными документами федеральных органов ис-
полнительной власти, подлежат обязательному исполнению только
в части, соответствующей целям:
защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических
или юридических лиц, государственного или муниципального
имущества;
охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и
растений;
предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобре-
тателей.
Со дня вступления в силу настоящего Федерального закона
обязательное подтверждение соответствия осуществляется только
в отношении продукции, выпущенной в обращение на террито-
рии Российской Федерации.
Правительством Российской Федерации до вступления в силу
соответствующих технических регламентов определяется и еже-
годно дополняется перечень отдельных видов продукции, в отно-
шении которых обязательная сертификация заменяется деклари-
рованием соответствия, осуществляемым в порядке, установлен-
ном настоящим Федеральным законом.
До вступления в силу соответствующих технических регламен-
тов схема декларирования соответствия на основе собственных
доказательств допускается для применения только изготовителя-
ми или только лицами, выполняющими функции иностранного
изготовителя.
251
Технические регламенты должны быть приняты в течение семи
лет со дня вступления в силу настоящего Федерального закона.
Документы об аккредитации, выданные в установленном по-
рядке органам по сертификации и аккредитованным испытатель-
ным лабораториям (центрам) до вступления в силу настоящего
Федерального закона, а также документы, подтверждающие со-
ответствие (сертификат соответствия, декларация о соответствии)
и принятые до вступления в силу настоящего Федерального зако-
на, считаются действительными до окончания срока, установлен-
ного в них.
За нарушение требований настоящего Федерального закона об
отзыве продукции могут быть применены меры уголовного и ад-
министративного воздействия в соответствии с законодательством
Российской Федерации.
Контрольные вопросы
1. Назовите цели сертификации.
2. На каких принципах строится сертификация?
3. Чем отличается обязательная сертификация от добровольной?
4. Каков порядок проведения сертификации?
5. Опишите контрольные действия при проведении процедуры серти-
фикации.
6. Какие объекты проверяются при сертификации систем качества?
7. Кто проводит проверку системы качества предприятия?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Грибанов Д.Д., Зайцев С. А., Митрофанов А. В. Основы метрологии:
Учебник. — М.: Изд-во МАМИ, 1999.
2. Зайцев С. А. Основы проектирования и расчета средств измерений и
контроля в машиностроении: Учеб, пособие. — М.: Изд-во МАМИ, 1999.
3. Измерительные приборы в машиностроении / А. Г. Иванов,
Г.Д.Бурдун, К. С. Волосков и др. — М.: Машиностроение, 1964.
4. Интеграция производства и управление качеством продукции /
В.Г. Версан, В.И.Сиськов, Л.Г.Дубицкий и др. — М.: Изд-во стандар-
тов, 1995.
5. Козловский Н. С., Виноградов А.Н. Основы стандартизации, метро-
логии: Учебник. — М., 1998.
6. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии:
Учебник. - М.: Аудит: ЮНИТИ, 1998.
7. Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии, сертификации:
Учебник. — М.: Юрайт, 1999.
8. Марков Н.Н., Ганевский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация
контрольно-измерительных инструментов и приборов: Учебник. — М.:
Машиностроение, 1993.
9. Машиностроение: Энциклопедия. Стандартизация и сертификация
в машиностроении / Г. П. Воронин, Ж. Н. Буденная, И. Ф. Коровкин и др.;
Под ред. Г. В. Воронина. — Т. 1 — 5. — М.: Машиностроение, 2000.
10. Никифоров А. Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и техничес-
кие измерения: Учеб, пособие. — М.: Высш, шк., 2000.
11. Саранча Г. А. Стандартизация, взаимозаменяемость и технические
измерения: Учебник. — М.: Изд-во стандартов, 1991.
12. Серый И. С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения. — М.: Агропромиздат, 1987.
13. Справочник по производственному контролю в машиностроении /
Под ред. А. К. Кутая. — М.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1974.
14. Технический контроль в машиностроении. Справочник проекти-
ровщика / Под ред. В. Н.Чупырина и Л. Д. Никифорова. — М.: Машино-
строение, 1987.
15. Технологические измерения и контрольно-измерительные прибо-
ры: Учебник / А. М. Беленький, В. Ф. Бердышев и др. — М.: Металлур-
гия, 1981.
16. Шишкин И. Ф. Основы стандартизации, сертификации, метрологии:
Учебник / Под ред. акад. Н. С. Соломенко. — М.: Изд-во стандартов, 1990.
17. Шишкин И.Ф., Станякин В.М. Квалиметрия и управление каче-
ством: Учебник. — М.: Изд-во ВЗПИ, 1992.
18. Якушев А. И., Воронцов Л. Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость,
стандартизация и технические измерения. — М.: Машиностроение, 1987.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................................................. 3
Глава 1. Точность и качество в технике........................4
1.1. Погрешности, точность размера.......................4
1.2. Взаимозаменяемость деталей, узлов и механизмов.
Основные понятия......................................7
Глава 2. Основы стандартизации...............................11
2.1. Система стандартизации.............................11
2.2. Принципы и методы стандартизации...................19
2.3. Системы общетехнических стандартов.................25
2.3.1. Единая система классификации и кодирования
технико-экономической и социальной информации ....26
2.3.2. Единая система конструкторской документации...28
2.3.3. Единая система технологической документации...30
2.3.4. Система разработки и постановки продукции
на производство......................................32
2.3.5. Государственная система обеспечения единства
измерений............................................33
2.3.6. Единая система программной документации.......35
2.4. Организация работ по стандартизации................36
2.4.1. Органы и службы стандартизации................36
2.4.2. Порядок разработки, введения в действие
и обновления стандартов..............................38
2.4.3. Государственный контроль и надзор ............39
2.4.4. Информационное обеспечение работ
по стандартизации....................................42
Глава 3. Основы метрологии и технических измерений...........44
3.1. Основные понятия и определения
по измерениям............................................44
3.2. Средства измерения и контроля линейных
и угловых величин.........................................55
3.3. Метрологические характеристики средств
измерений и контроля......................................65
3.4. Средства для измерения и контроля линейных размеров.69
3.4.1. Плоскопараллельные концевые меры длины.........69
3.4.2. Измерительные линейки, штангенинструмент
и микрометрический инструмент.........................71
3.4.3. Средства измерений с механическим
преобразованием.......................................79
3.4.4. Средства измерений с оптическим
и оптико-механическим преобразованием.................84
254
3.4.5. Контроль калибрами............................89
3.4.6. Автоматические средства контроля..............95
3.4.7. Выбор средств измерения и контроля...........104
3.5. Условия измерения и контроля .....................108
Глава 4. Нормирование точности размеров. Система допусков
и посадок для гладких элементов деталей.....................112
4.1. Основные понятия о размерах, отклонениях
и соединениях...........................................112
4.2. Единые принципы построения системы допусков
и посадок для типовых соединений деталей машин..........122
4.3. Система допусков и посадок для гладких элементов
деталей....,...........................................126
4.3.1. Основные принципы построения системы
допусков и посадок.............................126
4.3.2. Обозначение посадок на чертежах..............137
4.3.3. Порядок выбора и назначения квалитетов
точности и посадок..................................138
Глава 5. Нормирование точности формы и расположения
поверхностей, шероховатость поверхности.....................145
5.1. Точность формы и расположения поверхностей........145
5.1.1. Отклонения формы цилиндрических поверхностей..147
5.1.2. Отклонения формы плоских поверхностей........149
5.1.3. Отклонения расположения поверхностей.........151
5.1.4. Обозначение на чертежах допусков формы
и взаимного расположения поверхностей...............152
5.2. Волнистость и шероховатость поверхности...........156
5.2.1. Основные термины и определения...............156
5.2.2. Обозначение шероховатости поверхности
на чертежах.........................................160
5.3. Влияние волнистости и шероховатости поверхности
на эксплуатационные характеристики узлов
и механизмов...........................................163
Глава 6. Нормирование точности и контроль углов
и посадки конусов...........................................166
6.1. Нормирование точности углов конусов...............166
6.2. Точность и посадки конических соединений..........169
Глава 7. Нормирование точности и контроль резьбовых деталей
и соединений................................................177
7.1. Характеристика крепежных резьб....................177
7.2. Резьбовые соединения с зазором....................182
7.3. Резьбы с натягом и переходные.....................185
7.4. Методы и средства контроля резьбы.................186
Глава 8. Нормирование точности и контроль шпоночных
и шлицевых деталей и соединений.............................188
8.1. Нормирование точности шпоночных соединений.........188
8.2. Нормирование точности шлицевых соединений.........190
255
Глава 9. Нормирование точности и контроль зубчатых колес
и передач..................................................196
Глава 10. Точность размерных цепей.........................205
Глава 11. Качество машин и механизмов......................213
11.1. Основные термины и определения относящиеся
к понятию качества продукции...........................213
11.2. Методы оценки качества продукции ...............217
11.3. Управление качеством........................... 219
11.4. Система обеспечения качества....................221
11.5. Нормоконтроль.................................. 222
Глава 12. Основы сертификации..............................227
12.1. Цели и принципы сертификации....................227
12.2. Основные понятия сертификации...................228
12.3. Обязательная и добровольная сертификация .......229
12.4. Порядок проведения сертификации ................231
12.5. Сертификация систем качества....................235
12.6. Вопросы сертификации в Федеральном законе
«О техническом регулировании».......;..................239
Список литературы......................................... 253