Современные средства измерений, используемые в машиностроении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Измерения являются одним из путей познания природы человеком. Они объединяют теорию с практической деятельностью людей. В интересах каждой страны, во взаимоотношениях между различными странами необходимо, чтобы результаты измерений, где бы они не выполнялись, могли бы быть согласованы. Другими словами, необходимо, чтобы результаты измерений одинаковых величин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных средств, были бы сопоставимы на уровне требуемой точности. Вопросами теории и практики обеспечения единства измерений занимается метрология. Она служит теоретической основой измерительной техники.

Проблема обеспечения высокого качества продукции находится в прямой зависимости от степени метрологического обслуживания производства. Это, прежде всего, умение правильно измерять параметры качества материалов и комплектующих изделий. Для повышения качества продукции необходим постоянный контроль качества с помощью средств измерений.

Основными источниками информации о качестве продукции являются контроль и испытания, реализация которых связана с измерениями.

Единство и требуемая точность измерений достигается метрологическим обеспечением, под которым понимается установление научных и организационных основ технических средств измерений, правил и норм. Метрологическое обеспечение - широкое понятие, требующее обязательного уточнения в зависимости от стоящих перед ним задач.

Пересечение множества целей стандартизации, сертификации и метрологии и дает общую для указанных видов деятельности категорию, а именно - качество.

1. Конкурентоспособность и качество

Конкуренция -- элемент рыночного механизма, реализующийся в форме взаимодействия рыночных субъектов и борьбы между ними за наиболее выгодные условия приложения капитала. В условиях рынка конкуренция представляет собой основной механизм формирования хозяйственных отношений и способ оздоровления экономики.

Конкуренция на рынке выступает в различных формах и осуществляется различными методами. Она может быть внутриотраслевой и межотраслевой.

Свободная конкуренция предполагает свободный, ничем не ограниченный вход на рынок и выход с него для любого товаропроизводителя. Свободная конкуренция способствует:

¦ наиболее рациональному и эффективному развитию экономики;

¦ постоянному совершенствованию техники и организации труда;

¦ внедрению научно-технических достижений в производство;

¦ снижению издержек производства (уменьшению себестоимости товаров и услуг путем увеличения производительности труда и уменьшения производственных затрат);

¦ расширению ассортимента;

¦ улучшению торгового и последующего обслуживания покупателей;

¦ повышению качества товаров.

В условиях конкуренции развитые страны мира воспринимают высокое качество как стратегический коммерческий императив и самый значимый источник национального богатства. Качество во многом определяет престиж государства, служит основой для удовлетворения потребностей каждого человека и общества в целом, является важнейшей составляющей конкурентоспособности. Только на его основе предприятие может выжить в условиях конкуренции и получать необходимую прибыль, поэтому представляется вполне объективным, что деятельность по повышению и обеспечению качества в условиях рыночных отношений должна быть приоритетной.

Причин, определяющих необходимость повышения качества, довольно много. Среди них отметим:

¦ существенное непрерывное возрастание личных, производственных и общественных потребностей;

¦ возрастание роли и темпов НТП в развитии науки, техники, производства, экономики и всего мирового сообщества;

¦ совершенствование услуг, конструкций выпускаемых товаров и повышение значимости выполняемых функций;

¦ увеличение объемов производства товаров и оказываемых услуг и, как следствие, возможный рост стоимости брака и рекламаций;

¦ неприятие потребителями товаров и услуг с относительно невысоким уровнем качества;

Наряду с перечисленными причинами необходимо отметить также усиление конкуренции на мировых рынках. Конкуренция является реальностью не только на внешнем рынке, но и в нашей стране. К этому следует добавить, что в настоящее время большая часть основных фондов промышленности имеет низкий уровень качества, морально устарела и находится фактически на грани полного физического износа.

2. Средства измерений, как факторы, влияющие на качество

На каждом предприятии на качество продукции влияют разнообразные факторы, как внутренние, так и внешние. К внутренним относятся такие, которые связаны со способностью предприятия выпускать продукцию надлежащего качества, т.е. зависят от деятельности самого предприятия. Они многочисленны, их классифицируют на следующие группы:

- технические;

- организационные;

- экономические;

- социально-психологические.

Технические факторы самым существенным образом влияют на качество продукции, поэтому внедрение новой технологии, применение новых материалов, более качественного сырья - материальная основа для выпуска конкурентоспособной и качественной продукции.

К техническим факторам относятся:

качество предметов труда: сырья, материалов, покупных комплектующих изделий, документации и пр. Обеспечение качества здесь может быть достигнуто за счет повышения эффективности входного контроля сырья, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий;

качество средств труда: оборудования, аппаратуры, технологического оснащения, инструмента, cредств измерений, средств автоматизации труда и пр. Основными путями реализации этого фактора являются техническое перевооружение и реконструкция производства, комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, использование высокоточного оборудования;

качество технологических процессов. Усиление действия этого фактора может быть обеспечено путем разработки пооперационных технологий, типизации технологических процессов, внедрения прогрессивных технологий, активного контроля качества в процессе производства.

Измерения выполняются с применением технических средств. Необходимыми техническими средствами для проведения измерений являются меры и измерительные приборы.

Средство измерений -- техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Меры - средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. Меры наивысшего порядка точности называют эталонами.

Эталоны - средства измерений или их комплексы, обеспечивающие воспроизведение и хранение узаконенных единиц физических величин, а также передачу их размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения.

Образцовые средства измерений - меры, измерительные приборы или преобразователи, утвержденные в качестве образцовых для поверки по ним других средств измерений.

Рабочие средства измерений - такие средства, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

метрологический измерение конкурентоспособность качество

3. Средства измерений, используемые в машиностроении

В условиях производства деталей машин различают прямые и косвенные методы измерения размеров.

При прямых измерениях измеряемый размер определяют непосредственно по показаниям прибора (например, измерение длин штанге инструментом и микрометрами).

При косвенных измерениях искомый размер или отклонение определяют по результатам прямых измерений одной или нескольких величин, связанных с искомой определенной зависимостью. Примером может служить тригонометрическое измерение углов по двум катетам либо по катету и гипотенузе.

Измерения размеров могут производиться абсолютным и относительным методами.

При абсолютном методе весь измеряемый размер определяют непосредственно по показаниям прибора.

При относительном (сравнительном) методе измерения определяют только отклонение размера от установочной меры, по которой прибор установлен на ноль. Приборы при этом требуют дополнительных затрат времени на предварительную настройку по установочной мере. Наиболее эффективно их можно использовать в условиях массового производства, где они более производительны и обеспечивают более высокую точность измерения.

Кроме того, методы измерения подразделяются на комплексные и дифференцированные.

Комплексный метод основан на сопоставлении действительного контура проверяемой детали с ее предельными контурами, определяемыми величинами и расположением полей допусков отдельных элементов этого объекта. Этот метод обеспечивает проверку накопленных погрешностей взаимосвязанных элементов детали, ограниченных суммарным допуском. Примером комплексного метода измерения может служить контроль зубчатых колес на межцентромере.

Дифференцированный метод заключается в независимой проверке каждого элемента отдельно. Этот метод не может непосредственно гарантировать взаимозаменяемости изделий.

Комплексный метод измерения используется, как правило, при контроле изделий, а дифференцированный -- при проверке инструментов и при выявлении причин выхода размера детали за пределы допуска.

Каждый из перечисленных методов измерения может осуществляться контактным и бесконтактным методами.

Контактный метод измерения осуществляется при непосредственном соприкосновении измерительных элементов прибора с поверхностью контролируемой детали.

При бесконтактном методе измерения контакт с проверяемым объектом отсутствует (например, при проекционном или пневматическом методе измерения).

Применяемые в металлообрабатывающей промышленности измерительные средства можно разделить на три группы, концевые меры длины, калибры и универсальные инструменты и приборы.

Жесткие предельные калибры подразделяются по назначению на калибрскобы и калибрпробки. Все многообразие калибров показано на рис. 1.

Рис. 1

Калибр-скобы для контроля валов подразделяются на регулируемые и нерегулируемые, односторонние (рис. 1, а) и двусторонние, однопредельные и двухпредельные, цельные и сборные.

Регулируемые скобы при износе проходной стороны могут быть восстановлены повторной регулировкой и доводкой измерительных поверхностей.

Двусторонняя скоба (рис. 1, б) имеет измерительные поверхности с двух сторон, соответствующие предельным размерам вала (проходная и непроходная стороны). Рабочие поверхности непроходной стороны не подвергаются изнашиванию и поэтому делаются более короткими.

Двухпрелельная скоба (рис 1, в), обеспечивающая контроль детали по верхнему и нижнему предельным размерам, конструктивно может быть выполнена односторонней или двусторонней. В первом случае оба предельных размера выполняют последовательно на одной стороне скобы и разделяют канавкой.

Калибр-пробки (рис. 1, г) для контроля отверстий могут быть выполнены с точечным контвктом -- штихмасы (рис. 1, д) для диаметров свыше 250 мм, с линейным контактом для диаметров 100… 250 мм и с поверхностным контактом -- цилиндрические пробки (рис. 8.1, е) для диаметров до 100 мм.

Конусные калибр-втулки и пробки (рис. 1, ж, з) для контроля конических валов и отверстий имеют две предельные риски на пробке и соответствующие ступени на торце втулки для контроля наибольшего и наименьшего диаметров отверстия и вала.

Резьбовые калибры (рис. 1, и, к) предназначены для контроля наружных и внутренних резьб.

Рис. 2

Рис. 3

Универсальные инструменты и приборы Ю.В. Городецкий в работе [6] предлагает делить по конструктивным признакам:

* на штриховые инструменты, снабженные кониусом-штангенциркулем (рис. 2), штангенглубиномеры (рис. 3, а) и штанген- рейсмасы (рис. 3, 6)

Рис. 4

Универсальные инструменты и приборы служат для определения значений измеряемой величины и различаются по конструктивным признакам, пределам измерения, цене деления и другим показателям.

Широко используемые в производстве штангенинструменты позволяют производить измерения с точностью до 0,1 мм. Штангенциркули (см. рис. 2) состоят из штанги 1, по которой перемещается рамка 4 с нониусом 5 и фиксирующим зажимом 3 рамки. На штанге и рамке имеются измерительные губки 2. Для измерения глубины глухих отверстий штангенциркуль снабжен линейкой глубиномера б. Аналогичные по конструкции штангенглубиномер (см. рис. 3, а) и штангенрейсмас (см. рис. 3. б) также имеют штангу 2, по которой перемещается основание 4 с рамкой 3 и нониусом. На рамке штангенрейсмаса крепятся разметочные 5 и измерительные ножки 6.

Приборы пневматического действия (см. рис. 5) обычно имеют фильтр со стабилизатором 1 и отсчетное устройство 2.

По числу одновременно проверяемых размеров приборы можно разделить на одномерные и многомерные.

Рис. 5

По установившейся на производстве терминологии простейшие измерительные средства -- калибры, линейки, штанген-инструменты и микрометрический инструмент обычно называют измерительным инструментом.

Заключение

Проблема обеспечения высокого качества продукции тесным образом связана с проблемой качества измерений. Между ними явно прослеживается непосредственная связь: там, где качество измерений не соответствует требованиям технологического процесса, невозможно достичь высокого уровня качества продукции. Поэтому обеспечение качества в значительной степени зависит от успешного решения вопросов, связанных с точностью измерений параметров качества материалов и комплектующих изделий и поддержания заданных технологических режимов. Иными словами, технический контроль качества осуществляется путем замеров параметров технологических процессов, результаты измерений которых необходимы для регулирования процессом.

Современные средства измерений в целом удовлетворяют требованиям обеспечения научных исследований, качества создания и производства технических устройств, создания новых технологических процессов, учета материальных ресурсов, охраны окружающей среды и здоровья людей.

Размещено на Allbest.ru