Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Метрологическое единство средств и результатов измерений обеспечивает достижение заданных конечных показателей качества строительной продукции. Метрологические характеристики качества представляют, например, фактическими размерами строительных конструкций заводского изготовления, фактическими отклонениями смонтированных конструкций и возведенных сооружений от их проектного положения и т. д.
Главнейшая практическая задача метрологии в строительстве – это поверки мер и измерительных приборов с целью обеспечения правильности их показаний. Метрологические поверки состоят из: контроля исправности, надежности работы и правильности эксплуатации средств измерений. Эта задача возложена на Метрологическую службу Республики Беларусь, в состав которой входят подразделения по периодической (как правило, ежегодной) метрологической аттестации геодезических приборов. Приборы, не прошедшие государственные поверки, к применению не допускают.
Нормативной основой метрологического обеспечения является Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ – комплекс установленных стандартом взаимоувязанных правил, положений, требований).
Единство измерений достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров рабочим средством измерений. Воспроизведение, хранение и передачу размеров единиц осуществляют с помощью эталонов и образцовых средств измерений.
Эталон – это средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особым правилам и утвержденное в установленном порядке. Эталоны по подчиненности подразделяют на первичные (исходные) и вторичные (подчиненные). Первичные эталоны воспроизводят единицы и передают их размеры с наивысшей точностью, достигнутой в данной области измерений. Первичные эталоны являются исходными для страны, их утверждают в качестве государственных.
К вторичным эталонам относят эталоны-копии, эталоны-сравнения и рабочие эталоны. Эталоны-копии предназначены для передачи размеров единиц рабочим эталонам. Эталоны-сравнения предназначены для взаимного сравнения эталонов. Рабочие эталоны предназначены для поверки рабочих средств измерений.
Метрология и качество строительной продукции. Для обеспечения требуемой точности и высокой надежности всех контрольно-измерительных операций при управлении качеством строительства необходимо строгое выполнение следующих условий:
• в технической документации должно быть предусмотрено необходимое количество контрольных операций с указанием методов и средств измерений, обеспечивающих требуемую точность измерения контролируемых параметров в зданиях и сооружениях;
• все измерительные приборы, применяемые при выполнении контрольных операций, должны поверяться через промежутки времени, гарантирующие поддерживание их точностных характеристик в установленных пределах;
• для всех применяемых методов измерений должна быть разработана инструктивно-техническая документация, определяющая методику измерений, необходимые условия выполнения измерений и способы обработки результатов измерений;
• все подразделения строительного предприятия и строительные участки должны быть обеспечены необходимыми измерительными приборами;
• при практическом выполнении измерительных процессов необходимо применять средства и методы измерений, указанные в технической документации;
• измерения должны выполнять работники соответствующей квалификации и соблюдать все необходимые условия для достижения заданной точности результатов.
Несоблюдение хотя бы одного из вышеперечисленных условий часто приводит к получению неверных или недостаточно надежных результатов и к соответствующему браку в строительстве.
Номенклатура и объем контрольно-измерительных операций в строительстве очень велики. Например, только в строительно-монтажном производстве необходимо измерять и контролировать около шестисот показателей. Совершенствование и развитие материальной базы метрологического обеспечения строительного производства представляет необходимое условие повышения эффективности применения средств измерений и высокой геометрической точности строительства.
Стадийность и виды геодезического контроля качества строительной продукции. На стадии проектирования геодезических работ, в рамках разработки проекта производства геодезических работ (ППГР) или принятия решения о применении типовых схем геодезических работ для типовых строительных объектов, контроль заключается в проверке соответствия технической документации техническому заданию, проверке качества и точностных показателей парка геодезических средств измерений, технологии их применения, квалификации персонала, способного осуществлять эффективные технологии предстоящих геодезических работ по обеспечению требуемой геометрической точности строительства.
На стадии строительства геодезический контроль должен обеспечивать метрологические и геометрические характеристики зданий и сооружений, заложенные при проектировании уникальных объектов или в строительных нормах и правилах для определенных видов объектов промышленного и гражданского строительства.
На стадии эксплуатации зданий и сооружений контролируются их горизонтальные и вертикальные перемещения, деформации, если такой контроль предусмотрен проектной организацией или правилами технической эксплуатации объекта или же необходимость контроля возникла при обнаружении трещин в конструкциях и других признаков их значительных деформаций.
Виды контроля. Приемочный контроль производится по основным стадиям строительства – промежуточным и окончательным, по его результатам принимается решение о пригодности промежуточной продукции для дальнейшего использования, а окончательный – для ввода в эксплуатации. Такой контроль осуществляют должностные лица или государственные приемочные комиссии.
Операционный контроль предусматривает проверку качества продукции, работ или процесса после завершения определенной операции. Такой контроль выполняют по определенным технологическим схемам после окончания отдельного этапа работ. В геодезических работах примером операционного контроля служит измерение углов одним полным приемом (при КЛ и КП), измерение превышений по основной и дополнительной шкалам реек. В строительстве, например, проверка разбивки основных осей или осей фундаментов, контрольными промерами от других разбивочных осей и расстояний между вынесенными осями и т.д.
Самоконтроль – необходимое условие высокого качества геодезических работ. Самоконтроль основан на опыте и умении учитывать специфику каждого вида измерений, ответственном отношении к работе и немедленном принятии мер по устранению грубых погрешностей в геодезических данных.
Вычислительный контроль обычно входит в самоконтроль, но может выполняться вторым лицом (т.е. «во вторую руку»), однако, вычислительный контроль следует выполнять не повторением расчетов, а их проведением по другим формулам.
Измерительный контроль выполняется по заданию руководства стройки или контролирующих инстанций по качеству. Измерениями проверяют соблюдение допусков на геометрические отклонения конструкций. Применяемые приборы должны быть по точности не ниже рабочих средств измерений.
2.3. Основные геодезические приборы, рекомендуемые
для контроля геометрических параметров сооружений
Универсальные средства для измерения углов, линий, превышений и проецирования точек по вертикали:
• тахеометры электронные в комплекте со световозвращающими призмами, (могут также работать со специальными марками из световозвращающих пленок и от точек, обозначенных на строительных поверхностях).
Средства измерения и контроля углов, вертикального проецирования точек наклонным лучом, вспомогательные устройства:
• теодолиты точные типа Т2, Т5 со штативами;
• теодолиты технические типа Т30 со штативами;
• визирные цели, марки;
• лазерные уровни, построители опорных линий, плоскостей;
• рейки с уровнем;
• угольники металлические, деревянные.
Средства линейных измерений, вспомогательные устройства:
• светодальномер типа «Лазерная рулетка»;
• лазерные уровни, построители плоскостей;
• рулетки металлические длиной 1, 5, 20-30 м, 50-100 м;
• динамометры, натяжные устройства;
• термометры;
Средства для измерения превышений:
• нивелир высокоточный класса Н-0,5 (оптико-механический, цифровой) в комплекте с рейками с инварной полосой или кодовой шкалой по потребности;
• нивелиры точные оптико-механические или лазерные класса Н-3;
• рейки нивелирные класса РН-3;
• нивелиры технические класса Н-10;
• рейки нивелирные класса РН-10;
• гидростатический нивелир (высотомер).
Средства для непосредственного контроля вертикальности:
• оптические или лазерные приборы вертикального проецирования;
• механические отвесы с уровнями;
• нитяные отвесы.
Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (ГОСТ 16263 -70).
Рассмотрим некоторые свойства измерений и средств измерений, характеризующие их основные качества.
По ГОСТ 16263-70 точность измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
*Примечания:
1. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям всех видов, как систематических, так и случайных.
2. Количественно точность может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности.
Например, при значении относительной погрешности 0,1 % точность измерений будет равна Т = 0,1/100 = 1000.
Поскольку любой результат измерений получают с некоторой погрешностью, возникает необходимость оценки ее характера и значения. Обобщенные характеристики погрешности используют для оценки точности измерения. Точность многократных измерений можно характеризовать такими их свойствами, как правильность, сходимость и воспроизводимость измерений (ГОСТ 16263-70).
Правильность измерений – качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.
Сходимость измерений – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. *Здесь под условиями понимается весь комплекс обстоятельств, определяющий проведение измерений. Одинаковыми должны быть не только условия в узком смысле слова (влияющие величины, оказывающие нежелательное воздействие на измеряемый объект и средства измерений), но и средства измерений, и операторы, должно также соблюдаться единообразие измерительной процедуры.
Воспроизводимость измерений – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в разных местах, разными методами и средствами).
Для обеспечения сопоставимости результатов измерений в рамках страны или в международном масштабе необходимо обеспечить единство измерений.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.
Одним из необходимых условий обеспечения единства измерений является единообразие средств измерений – состояние средств измерений, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства соответствуют нормам.
Высокий уровень сходимости измерений соответствует малым значениям случайных погрешностей многократных измерений одной и той же физической величины с использованием одной методики выполнения измерений.
В качестве упрощенной оценки сходимости может быть использован такой параметр, как размах результатов измерений
R = Xmax – Xmin.
Геометрическое представление о размахе R результатов измерений можно получить на точечной диаграмме результатов многократных измерений одной и той же физической величины, которая строится в координатной системе измеренные значения X – номер измерения N. Точечная диаграмма в определенных случаях позволяет высказать некоторые суждения и о правильности измерений. Например, устойчивая тенденция изменения результатов измерений свидетельствует о наличии в серии переменных систематических погрешностей. Выполнение нескольких серий многократных измерений одной и той же физической величины с использованием разных методик выполнения измерений позволяет оценить воспроизводимость измерений и получить предварительную оценку систематических постоянных погрешностей, присущих заведомо менее точным МВИ.
Для систематизации подхода к измерению, для выявления и оценки погрешностей необходимо классифицировать сами измерения (рис.2.1).
В соответствии со стандартным определением, метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Излишняя широта этого определения приводит к описаниям методов измерений с классификацией по разным признакам. В результате научно-техническая и учебная литература содержит множество наименований методов, не включенных в стандартную терминологию (например, абсолютный метод, косвенный метод, бесконтактный метод, интерференционный метод и ряд других).
Стандарт определяет значительное число методов измерений, но всех разновидностей измерений эти методы не покрывают. Для того, чтобы избавиться от путаницы предлагается укрупненное деление измерений на виды (с различными основаниями классификации), а также классификация методов измерений в зависимости от приемов использования мер в явном или опосредованном виде.
К видам измерений (если не разделять их по видам измеряемых физических величин на линейные, оптические, электрические и др.) можно отнести измерения:
- прямые и косвенные,
- совокупные и совместные,
- абсолютные и относительные,
- однократные и многократные,
- технические и метрологические,
- равноточные и неравноточные,
- равнорассеянные и неравнорассеянные,
- статические и динамические.
Прямые и косвенныеизмерения различают в зависимости от способа получения результата измерений.
Прямые измерения отличаются той особенностью, что искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной информации применяемого средства измерений. Формально без учета погрешности измерения они могут быть описаны выражением
Q = X,
где Q – измеряемая величина,
X – результат измерения.
Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Формальная запись такого измерения
Q = F (X, Y, Z,..),
где X, Y, Z,... – результаты прямых измерений.
Принципиальной особенностью косвенных измерений является необходимость обработки (преобразования) результатов вне прибора (на бумаге, с помощью калькулятора или компьютера), в противоположность прямым измерениям, при которых прибор выдает готовый результат. Классическими примерами косвенных измерений можно считать нахождение значения угла треугольника по измеренным длинам сторон, определение площади треугольника или другой геометрической фигуры и т.п.
Прямые и косвенные измерения характеризуют измерения некоторой конкретной одиночной физической величины. Измерение любого множества физических величин классифицируется в соответствии с однородностью (или неоднородностью) измеряемых величин.
При совокупных измерениях осуществляется измерение нескольких одноименных величин, например, длин L1, L2, L3 и т.д. Подобные измерения выполняют на специальных устройствах для одновременного измерения ряда геометрических параметров валов.
Совместные измерения подразумевают измерение нескольких неодноименных величин (X, Y, Z и т.д.). Примерами таких измерений могут быть комплексные измерения электрических, силовых и термодинамических параметров электродвигателя или одновременные измерения длин и температур для нахождения температурного коэффициента линейного расширения.
Для отображения результатов, получаемых при измерениях, могут быть использованы разные шкалы, в том числе градуированные в единицах измеряемой физической величины, либо в некоторых относительных единицах, включая неименованные. В соответствии с этим принято различать абсолютные и относительныеизмерения.
По числу повторных измерений одной и той же величины различают однократные и многократные измерения, причем многократные измерения проводят или для страховки от грубых погрешностей или для математической обработки результатов (расчет средних значений, статистическая обработка и др.). В зависимости от поставленной цели число повторных измерений может колебаться в широких пределах (от двух измерений до нескольких десятков и даже сотен).
В зависимости от планируемой точности измерения делят на технические и метрологические, а от реализованной точности и от степени рассеяния результатов при многократном повторении измерений одной и той же величины – на равноточные и неравноточные, а также на равнорассеянные и неравнорассеянные.
Технические измерения выполняют с заранее установленной точностью, иными словами, при таких измерениях погрешность не должна превышать заранее заданного значения.
Метрологические измерения выполняют с максимально достижимой точностью, добиваясь минимальной (при имеющихся ограничениях) погрешности измерения.
В тех случаях, когда точность результата измерений не имеет принципиального значения, а цель измерений состоит в приблизительной оценке неизвестной физической величины прибегают к ориентировочным измерениям, погрешность которых может колебаться в достаточно широких пределах, поскольку любая реализуемая в процессе измерений погрешность принимается за допустимую.
Общность метрологического подхода ко всем этим видам измерений состоит в том, что при любых измерениях определяют значения реализуемых погрешностей, без чего невозможна достоверная оценка результатов.
Оценка равноточности и неравноточности, а также равнорассеянности и неравнорассеянности результатов измерений зависит от выбранных значений предельных мер расхождения точности или оценок рассеяния. Допустимые расхождения оценок устанавливают в зависимости от задачи измерения.
Равноточными называют серии измерений для которых оценки погрешностей можно считать практически одинаковыми, а к неравноточным относят измерения с различающимися погрешностями. Измерения считают равнорассеянными или неравнорассеянными в зависимости от совпадения или различия оценок случайных составляющих погрешностей измерений сравниваемых серий.
Статические и динамические измерения наиболее логично рассматривать в зависимости от режима получения средством измерения входного сигнала измерительной информации. При измерении в статическом (квазистатическом) режиме скорость изменения входного сигнала несоизмеримо ниже скорости его преобразования в измерительной цепи и результаты фиксируются без динамических искажений.
При измерении в динамическом режиме появляются дополнительные динамические погрешности, связанные со слишком быстрым изменением либо самой измеряемой физической величины, либо входного сигнала измерительной информации, поступающего от постоянной измеряемой величины. Например, в подшипниковой промышленности при измерении диаметров тел качения (постоянных физических величин) с использованием контрольно-сортировочных автоматов скорость изменения измерительной информации на входе может оказаться соизмеримой со скоростью измерительных преобразований в цепи прибора.
Различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
При использовании метода непосредственной оценки значение измеряемой физической величины определяют непосредственно по отсчетному устройству прибора прямого действия. Суть метода непосредственной оценки, как и любого измерения, состоит в сравнении измеряемой величины с мерой, принятой за единицу, но в этом случае мера заложена в измерительный прибор опосредовано. Прибор осуществляет преобразование входного сигнала измерительной информации, соответствующего всей измеряемой величине, после чего и происходит оценка ее значения.
Метод сравнения с мерой характеризуется тем, что измеряемая величина сравнивается с известной аналогичной величиной, которая воспроизводится мерой.
Принципиальные различия между двумя основными методами измерений заключаются в том, что метод непосредственной оценки реализуется с помощью приборов без применения мер в явном виде, а метод сравнения с мерой связан с обязательным использованием овеществленной меры. Меры воспроизводят с выбранной точностью физическую величину определенного (близкого к измеряемой) размера. Примерами мер являются гири, концевые меры длины или угла, резисторы и т.д.
Метод сравнения с мерой реализуется в нескольких разновидностях, среди которых различают:
- дифференциальный и нулевой методы,
- метод совпадений,
- методы замещения и противопоставления.
Дифференциальный и нулевой методы отличаются друг от друга в зависимости от степени приближения размера, воспроизводимого мерой, к измеряемой величине.
Дифференциальный метод измерений – метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.
Нулевой метод измерений – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.
Метод совпадений – метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины оценивают, используя совпадение ее с величиной, воспроизводимой мерой (т.е. с фиксированной отметкой на шкале физической величины). Для оценки совпадения используют прибор сравнения или органолептику, фиксируя появление определенного физического эффекта (стробоскопический эффект, совпадение резонансных частот, плавление или застывание индикаторного вещества при достижении определенной температуры и другие физические эффекты).
В зависимости от одновременности или неодновременности воздействия на прибор сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, различают методы замещения и противопоставления.
Метод замещения – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, то есть эти величины воздействуют на прибор последовательно.
Метод противопоставления – метод сравнения с мерой, в котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами.
Примеры:
- измерение диаметра цилиндрической поверхности детали штангенциркулем в одном сечении – прямое абсолютное однократное (при повторении многократное) статическое измерение, выполняемое методом непосредственной оценки;
- нахождение значения угла прямоугольного треугольника по результатам измерений его сторон – косвенное измерение плоского угла, при котором осуществляются прямые абсолютные статические измерения линейных величин. Методы прямых измерений зависят от конкретной выбранной реализации;
- определение плотности материала по результатам измерений размеров (длин) образца и его массы – косвенное измерение искомой величины, требующее совместных измерений разноименных величин (длины и массы) и совокупных измерений нескольких одноименных физических величин (длин). Вычисляемый объем в этом случае также можно рассматривать как результат косвенного измерения.
Для оценки метода измерений предлагается ответить на следующие вопросы:
а) применяется ли мера для воспроизведения физической величины в явном виде?
б) измеряются или сводятся к нулю значения отклонений физической величины от известного значения меры?
Отрицательный ответ на первый вопрос означает, что мы имеем дело с методом непосредственной оценки. Положительный ответ на этот вопрос позволяет утверждать, что применяется метод сравнения с мерой. Если при этом значение разности измеряемой величины и меры доводится до нуля, реализуется нулевой метод измерений (иногда его называют методом полного уравновешивания), а если разность этих значений алгебраически суммируется со значением меры – дифференциальный метод.
Если в ходе измерения мера и измеряемый объект последовательно воздействуют на вход средства измерений (СИ), замещая друг друга, реализуется метод замещения. Например, измерительная головка на стойке настраивается по плоскопараллельной концевой мере длины, после чего мера убирается и замещается контролируемой деталью.
Некоторые приборы (весы, измерительные мосты и др.) обеспечивают возможность одновременного воздействия на них меры и измеряемой физической величины. С помощью таких приборов реализуется метод противопоставления.
Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем выбора параметров шероховатости (одного или нескольких), назначения числовых значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение этих параметров. ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» не предусматривает обязательной связи между базовой длиной и определенными числовыми значениями параметров шероховатости, хотя устанавливает их рекомендуемые соотношения.
Организация серийного выпуска изделий потребовала сокращения вложенного в них овеществленного труда. Добиться снижения себестоимости изделий можно было за счет упрощения конструкции (в первую очередь отказа от излишеств – дорогих материалов, трудоемких украшений, нетехнологичных деталей и сборочных единиц) и изменения технологии (обеспечения разделения труда и кооперации производства).
Разделение труда в предельной форме можно представить, как членение технологического процесса изготовления изделия на операции – простейшие действия, каждое из которых выполняется одним работником (оператором). Научиться выполнению такой операции можно в течение нескольких минут, а достаточные навыки работы приобрести за 2...3 рабочие смены. Выигрыш от такой организации труда – высокая производительность при минимальных требованиях к квалификации работника.
Для обеспечения определенного уровня качества серийно выпускаемых изделий необходимо, чтобы все обработанные детали одного назначения (номенклатуры, типоразмера) были практически одинаковыми. Различия между деталями должны быть столь незначительны, чтобы любая из них собиралась с ответными, а собранные вместе они составляли изделие, неотличимое в работе от других. Детали, и более сложные изделия, если они отвечают поставленным требованиям, называются взаимозаменяемыми.
В бытовом смысле взаимозаменяемость можно рассматривать как одинаковость изделий, но поскольку абсолютно одинаковых изделий не существует, очевидно, что при изготовлении следует всего лишь не допустить таких различий, которые выходят за оговоренные нормы. Эти нормы фиксируют в документации (конструкторская документация, технические описания, паспорта и др.). Для придания наиболее часто употребляемым нормам официального статуса широко используется стандартизация. Стандартизуют сложные изделия и процессы, их составные части, вплоть до элементарных. Всем известны не только стандартные дома и машины, но и стандартное напряжение электрической сети, стандартные размеры магнитной ленты, магнитных и оптических дисков, скорости записи и воспроизведения информации.
Для получения стандартных изделий заданного уровня качества приходится организовывать разветвленную нормативную базу. Стандартизация является нормативной базой взаимозаменяемости серийно выпускаемых изделий и многократно воспроизводимых процессов.
В технике взаимозаменяемость изделий подразумевает возможность равноценной (с точки зрения оговоренных условий) замены одного другим в процессе изготовления или ремонта. Чем более подробно и жестко нормированы параметры изделий, тем проще реализуется замена, но тем сложнее обеспечить взаимозаменяемость.
Взаимозаменяемость изделий и их составных частей (узлов, деталей, элементов) следует рассматривать как единственную возможность обеспечения экономичного серийного и массового производства изделий заданного уровня качества. Одинаковый (колеблющийся в пределах пренебрежимых для потребителя различий) уровень качества конечных изделий конкретного производства обеспечивается выполнением определенного набора требований. Требования предъявляются ко всем элементам деталей и сопряжений, которые обеспечивают нормальную работу изделия. Обеспечение взаимозаменяемости, а значит и заданного уровня качества изделий подразумевает:
- установление комплекса требований ко всем параметрам, оказывающим влияние на взаимозаменяемость и качество изделий (нормирование номинальных значений и точности параметров);
- соблюдение при изготовлении установленных норм, единых для одинаковых объектов, и эффективный контроль нормируемых параметров.
При этом пробелы при назначении норм или неправильный, нечетко определенный выбор их границ могут привести к нарушению взаимозаменяемости изготавливаемых изделий, следовательно, к несоблюдению заданного уровня качества изделий. Неправильный или неполный набор при нормировании номенклатуры параметров или их предельных значений приведет к нарушению взаимозаменяемости (вплоть до издевательства над заказчиком: ...за время пути собака могла подрасти), при котором изготовитель формально не может быть обвинен в несоблюдении норм.
Итак, высшим достижением нормирования параметров изделия будет обеспечение полной взаимозаменяемости однотипных изделий в любой изготавливаемой партии. Полная взаимозаменяемость подразумевает взаимозаменяемость изделий по всем нормируемым параметрам. Параметры и свойства, не имеющие принципиального значения для функционирования изделий, не нормируются. Например, домохозяйку мало интересуют размеры частиц сахара-песка, который продается на вес, в то время как для макаронных изделий форма и размеры могут быть достаточно значимыми свойствами, поскольку лапша и вермишель развариваются неодинаково. Взаимозаменяемость (полная взаимозаменяемость) подразумевает соблюдение в процессе изготовления изделия всех его нормируемых параметров в заданных пределах.
В число нормируемых параметров изделий могут входить:
- геометрические (размеры, форма, расположение и шероховатость поверхностей);
- физико-механические (твердость, масса, отражательная способность и т.д.);
- экономические (себестоимость, лимитная цена, производительность и др.);
- прочие (эргономические, эстетические, экологические и др.).
Можно отказаться от взаимозаменяемости еще в процессе проектирования, заложив в конструкцию компенсатор, который обеспечивает изменение в определенных пределах (регулирование) нормируемого параметра. Всем известны регулируемые опоры (ножки) приборов и мебели, которые позволяют компенсировать не только неточности изготовления самих изделий, но и несовершенство базовых поверхностей (стола, пола).
Функциональная взаимозаменяемость – аналог полной взаимозаменяемости, которая понимается не в буквальном смысле (одинаковость параметров), а ограничивается необходимым и достаточным набором требований к работе (выполнению функций) изделия. Например, функционально взаимозаменяемыми могут оказаться карандаш, шариковая или перьевая ручка, кусок мела, пишущая машинка, компьютер если необходимо записать краткое сообщение (перечень составлен без учета экономических затрат и квалификации). Наложение экономических ограничений может резко укоротить такой список. Особенностью, которую подчеркивает термин функциональная взаимозаменяемость, является приоритет выполняемых изделием функций (карандашом, мелом, ручкой... пишут) при возможных существенных технических отличиях используемых объектов. Функционально взаимозаменяемыми при определенной постановке задачи (своевременная явка на работу) могут быть признаны такие транспортные средства, как трамвай, троллейбус, автобус, такси, велосипед или собственные ноги. Функционально взаимозаменяемыми по содержанию зафиксированной информации для владельца компьютера могут быть файлы, записанные на жестком диске, гибких дисках, компакт-дисках (при наличии соответствующих дисководов), а также твердая копия соответствующего файла, хотя параметрические отличия между носителями информации весьма существенны. В частности, распечаткой можно воспользоваться и тогда, когда компьютер перестал работать из-за временного отсутствия электроэнергии, технической неисправности, завирусованности.
Из рассмотренных примеров вытекают две акцентированных особенности функциональной взаимозаменяемости: нацеленность на результат при практически безразличном отношении к процессу (целеобеспечивающая взаимозаменяемость), либо гарантирующая результат за счет воспроизведения функций (процессуальная взаимозаменяемость). В частности, нам бывает безразлично, откуда и как получить необходимую текстовую информацию, если обеспечена ее полнота и доступность. С другой стороны, если эта информация подлежит редактированию или другому видоизменению (частичному заимствованию, объединению с дополнительной информацией и т.д.), для нас становится весьма важными свойствами не только форма ее представления (распечатка или электронная копия на дискете), но и система ее кодирования. Электронная копия текста становится бесполезной, если у нас в компьютере нет соответствующей среды (так называемый текстовый процессор, версия которого совместима с использованной). В данном случае речь идет о процессуальной взаимозаменяемости, поскольку принципиально описанные операции можно реализовать с помощью машинописи, но без компьютера здесь происходит скатывание к неполной взаимозаменяемости из-за затруднений в использовании шрифтов, математических знаков и прочих символов. Нарисованную картину можно продолжить до возврата к индивидуальному переписыванию текстов гусиными перьями.
Детали для изделий машиностроения (в отличие от ряда радиоэлектронных, оптических и др.) держат первый экзамен на взаимозаменяемость в процессе сборки. Неточно изготовленные детали могут не собраться друг с другом или сломаться при попытке собрать их силой, поэтому для механических деталей и узлов в первую очередь рассматривается такой аспект как геометрическая взаимозаменяемость.
Используемые для нормирования массивы значений геометрических параметров, как правило, оформлены в виде стандартов. Например, можно воспользоваться стандартами параметров макрогеометрии поверхностей (размеры, форма, расположение) и микрогеометрии (шероховатость). Стандарты пригодны для нормирования геометрических параметров любых типовых деталей и поверхностей в весьма широком диапазоне.
Годность изделия по данному параметру Q оценивают сравнением действительного значения параметра Qдеств с его предельными допускаемыми значениями. Определение годности называется контролем параметра, и если при этом используются средства измерений, то контроль называют измерительным. Измерительный контроль обычно осуществляется в два этапа:
- определение действительного значения параметра;
- сравнение действительного значения параметра с нормированными значениями и определение годности объекта по контролируемому параметру.
Чтобы получить действительное значение контролируемого параметра заданного физической величиной, необходимо сравнить его реальное значение с единицей соответствующей физической величины – в этом и заключается суть любого измерения. Единицы физических величин стандартизованы, они воспроизводятся с помощью стандартных эталонов, а от них передаются стандартным и нестандартизованным рабочим средствам измерений.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 232.