Метрологическое обеспечение взаимозаменяемости

Лекция 15. Метрологическое обеспечение взаимозаменяемости

Вопросы метрологического обеспечения взаимозаменяемости при сборке изделий и успешного проведения мероприятий в системе планово-предупредительных ремонтов тесно связаны с квалиметрией – разделом метрологии, изучающим вопросы измерения качества выпускаемой продукции. В квалиметрии используются те же законы и правила, что и в области измерения физических величин, но с учетом особенностей, которые наглядно проявляются в сравнении. Рассмотрение их следует начинать с сопоставления измеряемых величин.

1. Многообразие нашего мира определяется свойствами различных его сторон. Это свойства живой и неживой материи, свойства физических объектов и явлений, свойства происходящих в мире социальных и исторических процессов и многие, многие другие. Определенная группа свойств относится к такому обобщенному понятию, как качество (труда, промышленной продукции, произведений искусства, принимаемых решений, организационной деятельности и т.п.).

2. Любое свойство может быть выражено в большей или меньшей степени, т.е. имеет количественную характеристику. В то же время всякое свойство может проявляться по-разному. Одним из проявлений инертности тел, например, является сила, с которой они притягиваются к Земле (вес). Долгое время она использовалась в качестве количественной характеристики инертности. Но в невесомости эта сила равна нулю, а свойство инертности остается и проявляется в другом. Таким образом, количественных характеристик у каждого свойства может быть несколько. Наиболее удачная из них выбирается по соглашению и называется мерой. Мерами физических свойств являются физические величины: масса, время, давление, скорость и другие. Мерами свойств, определяющих качество, служат показатели качества. Понятно, что любые формы сотрудничества в области взаимозаменяемости возможны только в случае, если его участники будут пользоваться одинаковыми мерами.

3. Установлено 12 областей измерений физических величин:

– измерения геометрических величин;

– измерения механических величин;

– измерений давления и вакуума;

– теплофизические и температурные измерения;

Рекомендуемые материалы

– измерения времени и частоты;

– измерения электрических и магнитных величин;

– измерения акустических величин и др.

Показатели качества в квалиметрии группируются в областях, установленных специальными нормативными документами (например, РД 50 – 64 – 84):

– показатели назначения;

– показатели надежности (безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости);

– показатели экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов;

– эргономические показатели;

– эстетические показатели;

– показатели технологичности;

– показатели стандартизации и унификации.

4. Каждая из перечисленных областей измерений объединяет несколько физических величин или показателей качества. Например, к геометрическим величинам относятся длина, площадь, плоский и телесные углы и др.; к механическим – масса, скорость, ускорение и др. Важнейшими электрическими и магнитными величинами являются сила электрического тока, электрическое напряжение, электрическое сопротивление, электрическая емкость, магнитный поток, магнитная индукция, индуктивность и некоторые другие. К показателям технологичности продукции, тесно связанной с взаимозаменяемостью, относят: удельную трудоемкость изготовления, удельную материалоемкость изделий, удельную энергоемкость и среднюю разовую оперативную трудоемкость технического обслуживания (ремонта) данного вида. Экономические показатели, характеризующие затраты на разработку, изготовление, эксплуатацию или потребление продукции, включают:

– затраты на изготовление и испытания опытных образцов;

– себестоимость изготовления продукции;

– затраты на расходные материалы при эксплуатации технических объектов и др.

5. Физические величины используются для описания свойств, в совокупности определяющих качество изделия, но понятия «физическая величина» и «показатель качества» не тождественны. Физические величины отражают объективные свойства природы, а показатели качества – общественную потребность в конкретных условиях. Так, например, масса – физическая величина, а масса изделия – показатель его транспортабельности; скорость – физическая величина, а эксплуатационная скорость автобуса – показатель его назначения; освещенность – физическая величина, а освещенность на рабочем месте – эргономический показатель.

6. Как и физические величины, показатели качества имеют размерность или могут быть безразмерными. На них в полной мере распространяются все положения теории размерностей.

7. Количественной характеристикой показателей качества, как и физических величин, является их размер, который нужно отличать от значения – выражения размера в определенных единицах. Размер и значение от выбора единиц не зависят. Например, трудоемкость изготовления и (или) эксплуатация продукции определяются количеством времени, затраченного на изготовление и (или) эксплуатацию единицы продукции, и выражаются для промышленных изделий в нормо-часах. Ясно, что трудоемкость изготовления конкретного узла или агрегата (показатель технологичности продукции) не изменится, если ее выразить, например, в человеко-днях. Не изменяются и экономические показатели производства, такие, например, как себестоимость или цена изделия от того, что они будут выражены не в рублях, а в копейках.

Отвлеченное число, входящее в значение показателя качества (равно, как и в значение физической величины), называется числовым значением. Понятно, что оно-то как раз и зависит от выбора единиц.

Метролическое обеспечение взаимозаменяемости невозможно без четкой работы метрологических служб. Структурно-метрологическая служба Российской Федерации состоит из государственных и ведомственных метрологических служб, подчиненных Госстандарту. Деятельность сети государственных метрологических органов направлена на обеспечение единства измерений в стране. Она включает государственный стандарт, центральные государственные метрологические службы (НИИ), центры государственных эталонов, региональные центры стандартизации и метрологии. Центры стандартизации, включая специализированные государственные заводы, издательства стандартов, магазины стандартов.

В Ростовской области имеются центры стандартизации и сертификации, в подчинении которых находятся 23 специализированных органа сертификации и стандартизации и 20 аккредитированных лабораторий по испытаниям промышленной продукции.

Приказом Государственного стандарта РФ №44 создан Таганрогский центр стандартизации, метрологии и сертификации, в функции которого входит надзор за исполнением требований государственных стандартов и обеспечение единства измерений во всех отраслях промышленности независимо от форм собственности.

Для научно-методического руководства и корректирования работ по методическому обеспечению разработок, испытания, производства и эксплуатации продукции в отраслях промышленности созданы головные организации по стандартизации и сертификации. На предприятиях также создаются метрологические службы в лице главного метролога, в подчинении которого могут находиться соответствующие отделы и лаборатории (ЦЗЛ). Именно работникам ЦЗЛ поручается проводить контроль метрологических показателей средств измерения на конкретном предприятии. Такими основными показателями являются следующие:

Деление шкалы прибора – промежуток между двумя соседними отметками шкалы.

Длина (интервал) деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы.

Цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующих 2-м соседним отметкам шкалы; например, 0,002 мм при длине (интервале) деления шкалы прибора, равной 1 мм.

Диапазон показателей (измерений по шкале) – область значений шкалы, ограниченная ее  начальными и конечными значениями; например, диапазон показаний оптиметра ИКВ-3 ± 0,1 мм.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допустимые погрешности средства измерений; например, диапазон измерения длин на проекционном вертикальном оптиметре ИКВ-3 составляет 0 – 200 мм.

Предел измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений. Для ИКВ-3 предусмотрено 3 предела: нижний предел 0, средний – 100 мм, верхний – 200 мм.

Измерительная сила – сила воздействия измерительного наконечника на измеряемую деталь в зоне контакта.

Предел допустимой погрешности средства измерения – наибольшая (без учета знака) погрешность средства измерений, при которой оно должно быть признано годным и допущено к применению; например, пределы допустимой погрешности 100 мм концевой меры длины 1-го класса равен ±0,5 мкм.

Стабильность средства измерения – свойство, отражающее постоянство во времени его метрологических показателей.

Бесплатная лекция: "32 Исследования в воспитании" также доступна.

Погрешность измерения – разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.

Точность измерений – характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю погрешность их результатов. При высокой точности погрешности всех видов измерений минимальны.

Точность средств измерений – близость результатов измерений одной и той же конкретной величины, выполняемых в различных условиях в различных местах различными методами и средствами.

Чувствительность измерительного прибора – отношение изменения сигнала на выходе измерительного средства к вызвавшего его изменение измеряемой величины. Например, при перемещении измерительного наконечника измерительной пружинной головки ИГП на величину цену деления 0,5 мкм указатель перемещается на одно деление шкалы, равное 1 мм. Чувствительность этого прибора равна 1000:0,5 = 2000.

Поправка – величина, которая должна быть алгебраически прибавлена к показанию измерительного прибора или к количественному значению меры, чтобы исключить систематические погрешности и получить значение измеряемой величины или значение меры, более близкое к их истинным значениям.

Приведенные метрологические показатели средств измерения должны учитываться при выборе методов взаимозаменяемости для конкретного типа и вида производства.