Метрология - Учебное пособие для заочников. Учебное пособие для бакалавров и специалистов заочной формы обучения Издательство Иркутского государственного технического университета
 Скачать 2.76 Mb.
|
|
14. Характеристики бурых и каменных углей 14.1. Физические и технические характеристики углей. 14.2. Методы испытания углей. Физические и технические характеристики углей определяют последующим показателям механической прочности, твердости и микротвердости, действительной плотности, электропроводности, элементными групповым составом. Механическая прочность Способность угля противостоять ударами истиранию рассматривается как его механическая прочность. Коэффициентом размолоспособности называют отношение удельного расхода энергии при измельчении эталонного материала кудельному расходу энергии на измельчение сопоставляемого с ним материала (в воздушно-сухом состоянии) при одинаковой степени их измельчения. Твердость и микротвердость Минералогическая твердость углей по шкале Мооса изменяется от 1 до 5. Твердость витринита в бурых углях не превышает 2, а в антрацитах достигает 4. Действительная плотность Действительная плотность угля (d r ) масса единицы объема угля (г/см 3 ) без учета пори трещин. Электропроводность углей Удельное электрическое сопротивление (Ом · м) бурых углей колеблется в пределах 10–200, каменных – 10 2 – 10 6 , антрацитов – 10–10 Элементный состав Групповой состав углей По ГОСТ 1137 88 расчетные пробы подвергают в лабораториях анализу по всем показателям, предусмотренным стандартами, техническими условиями или временными нормами, При этом 43 а) содержание влаги (W p ) и зольность (A d ); б) содержание общей серы (S d об в) выход летучих веществ (V r ); г) теплоту сгорания в бомбе на сухую и горючую массу (Q c б и г б д) углекислоту карбонатов (СО. Применяются следующие методы испытания углей. Метод отбора проб бурением скважин по ГОСТ 11223–88. Методы определения зольности минерального топлива по ГОСТ 11022 95 (ИСО 1171 97). Определение зольности углей бурых, каменных и антрацитов радиационными методами по ГОСТ 11055–78. Методы определения влаги в твердом минеральном топливе по ГОСТ 27314 91 (ИСО 589 81). Ускоренные методы определения влаги в углях по ГОСТ 11014 2001. Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания по ГОСТ 147 95 (ИСО 1928 76) [3, 4, 5, 6, 7, 8, Темы теоретических вопросов 1. Механическая прочность и твердость углей. 2. Действительная плотность и электропроводность углей. 3. Что такое содержание влаги (W p ), зольность (A d ), общей серы (S d об) ? 4. Что такое выход летучих веществ (V r ), теплота сгорания в бомбе на сухую и горючую массу (Q c б и г б 5. Метод отбора проб бурением скважин. 6. Методы определения зольности минерального топлива. 7. Определение зольности углей бурых, каменных и антрацитов радиационными методами. 8. Методы определения влаги в твердом минеральном топливе. 9. Ускоренные методы определения влаги в углях. 10. Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания. 15. Качество продукции в горном деле 15.1. Особенности оценки качества продукции в горнодобывающем и перерабатывющем предприятиях. 15.2. Показатели качество полезных ископаемых. 15.3. Факторы, влияющие на формирование качества продукции горного предприятия. 15.4. Методы оценки качества продукции горного предприятия. Применительно к горному делу Ломоносов Г.Г [34] отметил, что качество продукции горного (горнодобывающего) производства представляет собой совокупность свойств добытого минерального продукта, обусловливающих пригодность использования его в виде сырья, а также для эксплуатации или потребления. В горном производстве есть ряд особенностей, которые существенно отличают его от других производств. Объектами количественной оценки в горной квалиметрии являются 44 продукция горного производства – добытое полезное ископаемое (руда, уголь, строительный или поделочный камень технологии горных работ (в том числе добычных месторождения полезных ископаемых и их составные части. Качество добытой рудной массы зависит от качества руды в промышленных контурах залежи качества рудных работ сложности природных условий производства горных работ. Качество горных работ характеризуется совокупностью следующих показателей уровнем извлечения полезного ископаемого из недр его разубоживанием (засорением) вмещающими породами степенью обеспечения стабильности качества рудного сырья в процессе его добычи. Добытое полезное ископаемое обладает рядом свойств, которые с позиций потребителя можно подразделить на полезные, вредные и нейтральные. В зависимости оттого, с каких позиций рассматривается качество продукта, необходимо различать качество полезных ископаемых последующие категориям теоретическое, потребительское и интегральное. Совокупность потребительских свойств полезного ископаемого, которая обеспечивает в производстве конечного продукта наиболее выгодные экономические показатели по сумме затратна добычу, обогащение и переработку, представляет собой оптимальное качество. На формирование качества добытого полезного ископаемого влияют природные факторы, технологические, технические и организационные факторы, экономические факторы. Качество полезных ископаемых, как отмечено в работе [34], обычно выражается в символизированной или расширенной форме. Для оценки качества продукции горного предприятия наиболее часто используют дифференцированный метод, основанный на сопоставлении каждого из единичных показателей качества с базовым. Важными показателями качества минерального продукта являются комплексный показатель качества минерального продукта и ценность полезного ископаемого(теоретическая ценность, промышленная ценность, эффективная ценность, реализуемая ценность) [34]. Темы теоретических вопросов 1. Особенности оценки качества продукции в горнодобывающем и пере- рабатывющем предприятиях. 2. Влияние природных факторов на формирование качества полезного ископаемого. 3. Влияние технологических, технических и организационных факторов на формирование качества полезного ископаемого. 45 4. Влияние экономических факторов на формирование качества минерального сырья. 5. Дифференцированный метод оценки качества минерального сырья. 6. Комплексный показатель качества минерального продукта 7. Теоретическая ценность полезного ископаемого. 8. Промышленная ценность полезного ископаемого. 9. Эффективная ценность полезного ископаемого. 10. Реализуемая ценностьполезного ископаемого. Задача 1 Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений Условие. Для приведенных в табл. 6 посадок, заданных в системе ЕСДП, определить предельные размеры деталей, допуски размеров, наибольший и наименьший зазоры (натяги), допуски посадок для переходных посадок рассчитать вероятность получения зазоров и натягов. Построить схему расположения полей допусков вала и отверстия. Вычертить эскизы сопрягаемых деталей и проставить на них обозначения полей допусков и посадок всеми способами, предусмотренными стандартом. Указания к решению. Решение задачи ведется в следующей последовательности. В зависимости от номинального значения диаметра и поля допуска по стандарту выбираются предельные отклонения отверстия (табл. А. 2): ES – верхнее отклонение размера отверстия EI – нижнее отклонение размера отверстия. По стандартам (табл. А. 1) выбирают в зависимости от номинального значения диаметра и поля допуска предельные отклонения вала верхнее отклонение размера вала, ei – нижнее отклонение размера вала. 2. Определяются предельные размеры отверстия и вала, допуски размера отверстия и вала. Наибольший предельный размер отверстия D max = D H + ES, где D H – номинальный диаметр отверстия. Наименьший предельный размер отверстия D min = D H + Допуск отверстия TD = D max – D min = ES – EI. Наибольший предельный размер вала d max = d H + es, где d H – номинальный диаметр вал. Наименьший предельный размер вала d min = d H + ei. Допуск вала Td = d max – d min = es – ei. 3. Рассчитываются наибольшие и наименьшие зазоры или натяги в зависимости т характера посадки. Наибольший и наименьший зазор (для посадки с зазором S max = D max –d min = ES – ei, S min = D min –d max = EI – es. 46 Допуск посадки T s = S max – S min = T D + Допуск любой посадки равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение. Наибольший и наименьший натяги (для посадок с натягом): N max = d max – D min = es – EI, N min = d min – D max = ei – ES. При расчете переходной посадки определяются максимальный зазор и максимальный натяг. В случае расчета только зазоров минимальный зазор (для переходной посадки) может получиться со знаком минус, который указывает на то, что это натяг; в переходных посадках наименьший зазор численно равен наибольшему натягу. Допуск переходной посадки (допуск натяга T N или допуск зазора Т) T N = Т = N max – N min = S max – S min = N max + S max = T D + T d . 4. Для переходных посадок проводится расчет на вероятность получения натягов и зазоров. Характер переходных посадок, трудоемкость сборки и разборки соединений определяются вероятностью получения натягов и зазоров. При расчете вероятности зазоров и натягов обычно исходят из нормального закона распределения размеров деталей при изготовлении, характеризующегося кривой, приведенной на рис. 3 и расположенной симметрично относительно центра группирования. В этом случае распределение натягов и зазоров также будет подчиняться закону нормального распределения, а вероятности их получения определяются с помощью интегральной функции вероятности Ф, значения которой приведены в табл. 7. Ф 2 2 При выполнении расчета определяются средний натяг, или средний зазор , N N N min max C 2 2 min Вероятность натяга РФ. Средний натяг (зазор) является центром группирования кривой распределения (рис. 3). Среднее квадрати- ческое отклонение натяга (зазора) 2 2 6 1 d D S N T T , где T D – допуск на размер отверстия T d – допуск на размер вала. РФ) P=0,5 Z=0 N=0 N S 3 N Рис. 3. Кривая закона нормального распределения 47 Зона рассеивания натягов и зазоров в посадке определяется величиной Вероятностные предельные натяги и зазоры N max вер = N C + 3 N ; N min вер = N C – 3 N ; S max вер = S C + 3 S ; S min вер = S C – Определяется предел интегрирования Z, равный (при N i = 0 или S i = 0): N C N Z или Из табл. 7 по найденному значению Z определяется значение Ф. Рассчитываются вероятность натягов (или процент натягов) и вероятность зазоров (процент зазоров. Если всю площадь в границах 3 принять за единицу (или 100 %), то вероятность натягов и зазоров Z , P N 5 0 1 ; Z , P S 5 Процент соединений с натягом P P N N 1 Процент соединений с зазором P P S S 1 На сборочных чертежах посадка указывается в виде дроби, в числителе которой – поле допуска отверстия, в знаменателе – поле допуска вала. При обозначении посадки (рис. 4) вместо условных обозначений полей допусков указываются предельные отклонения размеров (мм)с указанием 65 D max = 65,03 D mi n = 65 d max = 65,039 d mi n = 65,02 ei=0,02 ES=0,03 T D = 0,03 H7 S ma x = 0,01 N max = 0,039 T d = 0,019 es= 0,039 n6 +0,039 +0,02 +0,03 0 0 65H7 65 +0,03 65H7 (+0,03) 65n6 65 65n6 ( ) +0,039 +0,02 +0,039 +0,02 65H7/n6 65 65H7/n6 ( ) +0,03 +0,039 +0,02 +0,03 +0,039 +0,02 Рис. 4. Схема полей допусков и эскизы сопрягаемых деталей 48 знака отклонения либо условными обозначениями предельных отклонений с указанием справа в скобочкахих числовых величин (мм). Пример. Для посадки 65 6 7 n H выполняем необходимые расчеты, указанные в условии задачи 1. Таблица 6 № вар. Обозначение посадки № вар Обозначение посадки № вар. Обозначение посадки № вар. Обозначение посадки 1 55H8/s7 14 30 H8/s7 27 115 H8/e8 40 28 H8/x8 2 68 H8/j s 7 15 110 H8/n7 28 100 H8/k7 41 65 H8/u7 3 60 H8/d8 16 65M8/h7 29 77 H8/m7 42 38 H8/c8 4 97 H8/c8 17 72K8/h7 30 45 H8/k7 43 55 H8/e8 5 65 H8/s7 18 75 H8/d8 31 18 N8/h7 44 46 H7/h7 6 20 H8/d8 19 60 H8/h8 32 28M8/h7 45 28 H8/j s 7 7 27 H8/e8 20 30K8/h7 33 80 H8/f8 46 25 H8/k7 8 22 H8/j s 7 21 57 H8/x8 34 25J s 8/h7 47 24 H8/m7 9 15 H8/k7 22 85 H8/z8 35 95D8/h8 48 63 H8/n7 10 75 H8/u8 23 15 H8/e8 36 45F8/h8 49 62 H8/u7 11 24 H8/f8 24 53 H8/j s 7 37 40H8/s7 50 48U8/h8 12 19 H8/c8 25 50 H8/z8 38 18 H8/u7 13 66 H8/s7 26 87 H8/s7 39 90 H8/u8 1. Отклонения отверстия Н выбираем по таблице предельных отклонений в системе отверстия при размерах до 500 мм (табл. А. 2). Вин- тервале диаметров 50–80 мм для поля допуска Н основного отверстия 7- го квалитета верхнее отклонение ES = +30 мкм нижнее отклонение EI = 0. 2. Отклонения вала 65n6 выбираются по таблице предельных отклонений в системе отверстия при размерах до 500 мм (табл. А. 1). Верхнее отклонение размера вала es = + 39 мкм, нижнее отклонение размера вала мкм. Таблица 7 Значения Ф) Z Ф) Z Ф) Z Ф) Z Ф) 0,01 0,0040 0,16 0,0636 0,31 0,1217 0,46 0,1772 0,02 0,0080 0,17 0,0675 0.32 0,1255 0,47 0,1808 0,03 0,0120 0,18 0,0714 0,33 0,1293 0,48 0,1844 0,04 0,0160 0,19 0,0753 0,34 0,1331 0,49 0,1879 0,05 0,0199 0,20 0,0793 0,35 0,1368 0,50 0,1915 0,06 0,0239 0,21 0,0832 0,36 0,1406 0,52 0,1985 0,07 0,0279 0,22 0,0871 0,37 0,1443 0,54 0,2054 0,08 0,0319 0,23 0,0910 0,38 0.1480 0,56 0,2123 0,09 0,0369 0,24 0,0948 0,39 0,1517 0,58 0,2190 0,10 0,0398 0.25 0,0987 0,40 0,1554 0,60 0,2257 0,11 0,0438 0,26 0,1020 0,41 0,1591 0,62 0.2324 49 Окончание табл. 7 Z Ф) Z Ф) Z Ф) Z Ф) 0,12 0,0478 0,27 0,1064 0,42 0,1628 0,64 0,2389 0,13 0,0517 0.28 0,1103 0,43 0,1664 0,66 0,2454 0,14 0,0557 0,29 0,1140 0,44 0,1700 0,68 0,2517 0,15 0,0596 0,30 0,1179 0,45 0,1736 0,70 0,2580 0,72 0,2642 0,98 0,3365 1,60 0,4452 2,50 0,4938 0,74 0,2703 1,00 0,3413 1,65 0,4505 2,60 0,4953 0,76 0,2764 1,05 0,3531 1,70 0,4554 2,70 0,4965 0,78 0,2823 1,10 0,3643 1,75 0,4599 2,80 0,4974 0,80 0,2881 1,15 0,3749 1,80 0,4641 2,90 0,4981 0,82 0,2939 1,20 0,3849 1,85 0,4678 3,00 0,49865 0,84 0,2995 1,25 0,3944 1,90 0,4713 3,20 0,49931. 0.86 0,3051 1,30 0,4032 1,95 0,4744 3,40 0,49966 0.88 0,3106 1,35 0,4115 2,00 0,4772 3,60 0,49984 0,90 0,3159 1,40 0.4192 2,10 0,4821 3,80 0,499928 0,92 0,3212 1,45 0,4265 2,20 0,4861 4,00 0,499968 0,94 0,3264 1,50 0,4332 2,30 0,4893 4,50 0,499997 0,96 0,3315 1,55. 0,4394 2,40 0,4918 5,00 0,499997 3. Определяем предельные размеры и допуски размера отверстия и вала. Отверстие D max = D H + ES = 65 + 0,03 = 65,03 мм = D H + EI = б + 0 = 65 мм = D max D min = ES – EI =65,03 65 = 0,03 0 = 0,03 мм. Вал d max = d H + es = 65 + 0,039 = 65,039 мм, d min = d H + ei = 65 + 0,02 = 65,02 мм, T d = d max d min = es – ei = 65,039 – 65,02 = 0,039 0,02 = 0,019 мм. Наибольшие и наименьшие табличные зазоры S max = D max d min = 65,03 65,02 = 0,01 мм, S min = 65 – 65,039 = 0,039 мм. Знак минус указывает, что это натяг, S min = N max = 0,039 мм N max = 0,039 мм. Допуск посадки пос = S max + N max = 0,01 + 0,039 = 0,049 мм. 4. Так как посадка переходная, то рассчитаем вероятность появления при сборке натягов и зазоров. Средний натяг 14,5 2 10 39 2 S N 2 N N N max max min max C мкм. 5. Среднее квадратичное отклонение натяга 5,9 19 30 6 1 T T 6 1 ζ 2 2 2 d 2 D N мкм. 6. Зона рассеивания натягов и зазоров N max вер = N C + 3 N = 14,5 + 3 5,9 = 32,2 мкм. 50 N min вер = N C 3 N = 14,5 5 5,9 = 3,2 мкм (зазор. 7. Предел интегрирования , , , N Z N C 46 2 9 5 5 Из табл. 6 по Z = 2,46 определяется значение Ф) = 0,493. Вероятность натяга P 1 N = 0,5 + 0,493 = 0,993. Bероятность зазора P 1 S == 0,5 - 0.493 = 0,007. Следовательно,при сборке примерно 99,30 % всех соединений будут с натягом, а 0,7 % соединений с зазором. Вопросы для контроля 1. Что такое допуск, поле допуска и посадка 2. Что такое система отверстия 3. Что такое система вала 4. В какой системе выполнена заданная в Вашем задании посадка 5. Как изобразить схемы полей допусков в системе вала ив системе отверстия Задача 2 Взаимозаменяемость резьбовых соединений Условие. Для резьбы М (табл. 8) определить номинальные и предельные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров наружной и внутренней резьбы. Установить наибольший и наименьший зазоры (или натяги) по среднему диаметру. Начертить схемы полей допусков по наружному, среднему и внутреннему диаметрам, обозначив величины отклонений. |