В. В. Марков З. П. Лисовская Н. В. Углова метрология, стандартизация
 Скачать 1.32 Mb.
|
|
2.2.5. Научно-исследовательский принцип разработки стандартов Подготовка проектов новых стандартов основана не только на обобщении опыта работы, но и на проведении специальных научных исследований и опытно-конструкторских работ. 2.2.6. Принцип предпочтительности Практически во всех изделиях, даже нестандартных, есть стан- дартные элементы, например, значения размеров или допуски у дета- лей. Обычно типоразмеры деталей и типовых соединений, ряды до- пусков, посадок и другие параметры стандартизуют одновременно для многих отраслей промышленности. Чтобы повысить уровень взаимозаменяемости и уменьшить номенклатуру изделий при разра- ботке стандартов и унификации, применяют принцип предпочтитель- ности [1,4]. Принцип предпочтительности заключается в установлении не- скольких рядов значений стандартизуемых параметров, с тем, что- 31 бы при их выборе первый ряд предпочесть второму, второй третьему. Этот принцип является теоретической базой современной стандартизации. Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следую- щим требованиям: 1) представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям производства и эксплуатации; 2) быть бесконечными в уменьшении и увеличении чисел; 3) включать все последовательные десятикратные или дробные значения каждого числа ряда; 4) быть простыми и легко запоминающимися. Наиболее широко используют ряды предпочтительных чисел, по- строенные по принципу геометрической прогрессии. Каждое число прогрессии является произведением еѐ предыдущего числа на знаме- натель прогрессии А. Например, при значении знаменателя прогрес- сии А = 2, геометрическая прогрессия будет иметь следующий вид: 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64; 128;… Очень удобными оказались геометрические прогрессии, вклю- чающие число 1 и имеющие n n A 10 . В соответствии с рекоменда- циями ИСО, установлены ряды предпочтительных чисел со знаме- нателями А n : 1) ряд R5: 6 1 10 5 , A n ; 2) ряд R10: 25 1 10 10 , A n ; 3) ряд R20: 12 1 10 20 , A n ; 4) ряд R40: 06 1 10 40 , A n ; 5) ряд R80: 03 1 10 80 , A n ; 6) ряд R160: 015 1 10 160 , A n Положительные свойства геометрической прогрессии имеют не- сколько проявлений [4]. 1. Количество членов в каждом десятичном интервале (1…10; 10…100; 100…1000 и т.д., а также 1…0,1; 0,1…0,01; 0,01…0,001 и т.д.) на протяжении всей прогрессии постоянно и равно 5, 10, 20, 40, 80 и 160 для соответствующих знаменателей прогрессий. 2. Произведение или частное двух любых членов прогрессии яв- ляется членом этой прогрессии. 3. Целые положительные или отрицательные степени любого члена прогрессии всегда являются еѐ членами. 32 4. Члены ряда со знаменателем прогрессии 10 10 удваиваются че- рез каждые три члена; со знаменателем 20 10 через каждые шесть; со знаменателем прогрессии 40 10 через каждые 12; со знаменателем 80 10 через каждые 24; со знаменателем 160 10 через каждые 48 членов. 5. В рядах со знаменателями 10 10 ; 20 10 ; 40 10 ; 80 10 ; 160 10 содер- жится число 3,15, почти равное числу . Благодаря этому длина ок- ружности и площади круга, диаметр которого предпочтительное число, примерно равны предпочтительным числам. 6. Ряд со знаменателем прогрессии 40 10 включает предпочтитель- ные числа 375, 750, 1500, 3000, имеющие особое значение в электро- технике, так как представляют собой синхронные частоты вращения валов электродвигателей (об/мин). ГОСТ 8032-84 устанавливает 4 основных ряда предпочтительных чисел (R5; R10; R20; R40) и 2 дополнительных (R80; R160). В четыре основных ряда предпочтительных чисел (R5; R10; R20; R40) входят округлѐнные числа. Почти во всех случаях необходимо ис- пользовать 40 основных предпочтительных чисел, входящих в четыре ряда (табл. 2.2) [4]. Таблица 2.2 Главные ряды предпочтительных чисел размеров Основные ряды Номер предпоч- тительного числа Расчѐтные величины числа (неокруглѐнные) R5 R10 R20 R40 1 2 3 4 5 6 1,00 1,00 1,00 1,00 0 1,0000 1,06 1 1,0593 1,12 1,12 2 1,1220 1,18 3 1,885 1,25 1,25 1,25 4 1,2589 1,32 5 1,3335 1,40 1,40 6 1,4125 1,50 7 1,4962 1,60 1,60 1,60 1,60 8 1,5849 1,70 9 1,6788 1,80 1,80 10 1,7783 1,90 11 1,8836 2,00 2,00 2,00 12 1,9953 2,12 13 2,1135 2,24 2,24 14 2,2387 2,36 15 2,3714 33 Окончание табл. 2.2 1 2 3 4 5 6 2,50 2,50 2,50 2,50 16 2,5119 2,65 17 2,6607 2,80 2,80 18 2,8184 3,00 19 2,9854 3,15 3,15 3,15 20 3,1623 3,35 21 3,3497 3,55 3,55 22 3,5481 3,75 23 3,7584 4,00 4,00 4,00 4,00 24 3,9811 4,25 25 4,2170 4,50 4,50 26 4,4668 4,75 27 4,7315 5,00 5,00 5,00 28 5,0119 5,30 29 5,3088 5,60 5,60 30 5,6234 6,00 31 5,9566 6,30 6.30 6,30 6,30 32 6,3096 6,70 33 6,6834 7,10 7,10 34 7,0795 7,50 35 7,4989 8,00 8,00 8,00 36 7,9433 8,50 37 8,4140 9,00 9,00 38 8,9125 9,50 39 9,4406 10,00 10,00 10,00 10,00 40 10,0000 В таблице 2.2 помимо значений основных рядов чисел приведены так называемые порядковые числа, которые являются логарифмами предпочтительных чисел (по основанию 40 10 ) и значительно облег- чают умножение, деление, возведение в степень и извлечение из них корней. Например, требуется умножить предпочтительные числа 1,12 и 4,75. Число 1,12 имеет порядковый номер 2, число 4,75 порядко- вый номер 27. Сумма их порядковых номеров 2+27 = 29 соответству- ет порядковому номеру предпочтительного числа 5,30, являющегося произведением чисел 1,12 и 4,75 (округлѐнно). Отступление от предпочтительных чисел и их рядов допускает- ся в двух случаях: 1) если округление до предпочтительного числа выходит за пре- делы допускаемой погрешности; 2) значения параметров технических объектов подчиняются зако- номерности, отличной от геометрической прогрессии. 34 Рядами R80 и R160 допускается пользоваться в порядке исключе- ния, если округление до чисел основных рядов приводит к потере эффективности технического решения. При установлении размеров или параметров их значения следует брать из основных рядов предпочтительных чисел. При этом числа ряда R5 необходимо предпочесть числам ряда R10, ряда R10 числам ряда R20, ряда R20 числам ряда R40 [4]. На практике используют также выборочные ряды предпочти- тельных чисел, которые получают ограничением соответствующего ряда. Например, ряд R5/2 выборочный ряд, составленный из членов ряда R5 и ограниченный числами 1 и 1 000 000. Выборочные ряды предпочтительных чисел должны применяться, когда уменьшение числа градаций создаѐт дополнительный эффект по сравнению с ис- пользованием полных рядов. Допускается использовать производные ряды предпочтительных чисел, которые устанавливаются для случаев, когда из-за естествен- ных закономерностей не могут быть применены основные ряды или выборочные ряды, регламентированные ГОСТ 8032-84. Производные ряды получают путѐм преобразования основных и дополнительных рядов предпочтительных чисел. Производные ряды используют, если ни один из основных рядов не удовлетворяет предъявленным требованиям, и когда градации па- раметров зависят от чисел основных рядов. Пример ряд значений классов точности СИ: 1,0; 1,5; (1,6); 2,0; 2,5; (3,0); 4,0; 5,0; 6,0 ( 10 n ). Иногда применяют ряды предпочтительных чисел, построенные по арифметической прогрессии (25, 50, 75, …) или ступенчато арифметические ряды (например ряды диаметров метрических резьб: 1,0; 1,1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; …; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; …; 145; 150; 155; 160; …). В электротехнике, электронике и электроизмерительной техни- ке часто применяют предпочтительные числа, построенные по рядам Е, установленным Международной электротехнической комиссией (МЭК): 1) ряд Е3: А n = 2 2 10 3 , ; 2) ряд Е6: А n = 5 1 10 6 , ; 3) ряд Е12: А n = 2 1 10 12 , ; 4) ряд Е24: А n = 1 1 10 24 , ; 5) ряд Е48: А n = 05 1 10 48 , ; 6) ряд Е96: А n = 025 1 10 96 , 35 Ряды электрических параметров Е3, Е6, Е12, Е24 являются основ- ными, а ряды Е48, Е96 дополнительными. Введение единого порядка при переходе от одних числовых зна- чений параметров к другим во всех отраслях промышленности уменьшает количество типоразмеров, способствует экономному рас- ходу материалов и взаимоувязке различных изделий [4]. Ряды предпочтительных чисел служат основой для создания стандартных параметрических рядов изделий (инструмент, оснастка, станки, электронные компоненты, корпуса и т.п.). Параметрическим рядом называют закономерно построенную в определѐнном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделий одного функционального назначения и аналогич- ных по принципу действия. Главный параметр (например, мощность двигателя) служит базой при определении числовых значений других параметров изделия. Использование параметрических рядов повыша- ет взаимозаменяемость изделий, позволяет даже при единичном про- изводстве использовать преимущества серийного производства, что приводит к снижению себестоимости изделий. Разновидностью параметрического ряда является типоразмер- ный (или просто размерный) ряд, у которого главный параметр раз- мер изделия. На базе параметрических рядов создают конструктив- ные ряды конкретных моделей изделий одинаковой конструкции и назначения. Использование параметрических, типоразмерных и конструктивных рядов должно быть экономически обосновано. Критерием для выбора конкретного ряда является минимум затрат на изготовление и эксплуатацию изделия. 2.2.7. Принцип минимального удельного расхода материалов Стоимость материалов часто составляет не менее половины себе- стоимости изделия. Поэтому снижение удельного расхода материала на единицу продукции имеет большое значение. При стандартизации изделий экономию материала получают за счѐт рационального ис- пользования стандартных заготовок и унифицированных компоновок изделий, а также в результате использования унифицированных тех- нологических процессов. 2.3. Методы стандартизации 2.3.1. Комплексная стандартизация Комплексная стандартизация это стандартизация, при кото- рой осуществляется целенаправленное установление и применение 36 системы взаимоувязанных требований как к самому объекту стан- дартизации и его элементам, так и к влияющим на объект факторам. Сущность комплексной стандартизации заключается в системати- зации, оптимизации и взаимной увязке факторов, обеспечивающих экономически оптимальный уровень качества продукции в требуемые сроки [1,4]. Целью комплексной стандартизации является оптимальное реше- ние конкретной технологической проблемы. Задачами разработки и внедрения программ комплексной стандартизации являются: 1) обеспечение роста эффективности производства, качества про- дукции в условиях усиления режима экономии всех видов ресурсов; 2) повышение научно-технического уровня стандартов. Комплексная стандартизация является одним из важнейших на- правлений стандартизации. Она позволяет создавать комплексы со- гласованных между собой документов по стандартизации, регламен- тирующих нормы и требования к взаимосвязанным объектам стан- дартизации. Комплексная стандартизация позволяет установить рациональные параметрические ряды изделий, устранить излишнее многообразие промышленной продукции, унифицировать изделия и технологиче- ские процессы. Инструментом практической организации работ по комплексной стандартизации является разработка и внедрение программ комплекс- ной стандартизации, многие из которых представляют крупные межотраслевые комплексы. Примером межотраслевых комплексов могут служить системы общетехнических межгосударственных стан- дартов стран СНГ. 2.3.2. Опережающая стандартизация Опережающая стандартизация это стандартизация, заклю- чающаяся в установлении повышенных по отношению к уже достиг- нутому уровню требований к объектам стандартизации, которые, согласно прогнозам, будут оптимальными в последующее планируе- мое время [1,4]. Опережение может относиться к изделию в целом, наиболее важ- ным его параметрам и показателям качества, методам и средствам измерений, испытаний, контроля, процессам и средствам производст- ва, правилам оформления технической документации. 37 Идея опережающей стандартизации была впервые выдвинута в Союзе Советских социалистических республик в 1929 г. В настоя- щее время она закреплена в Федеральном законе «О техническом ре- гулировании». Это отражено в целях стандартизации, регламенти- руемых законом, одной из которых является «разработка перспектив- ных требований, превышающих достигнутый уровень, закреплѐнный в технических регламентах» [5]. Объектами опережающей стандартизации являются важнейшие виды продукции и процессы. В стандартах на эти объекты устанавли- вают показатели, нормы, характеристики в виде ступеней качества с различными сроками введения. Опережающую стандартизацию не- обходимо проводить своевременно, чтобы не допустить морального старения объектов стандартизации и самих национальных стандартов или стандартов организаций. Одним из главных условий развития опережающей стандартиза- ции является долгосрочное (на 25 лет) научное прогнозирование и конструкторское прогнозирование на короткий срок (5…10 лет). 2.3.3. Комплексные межотраслевые целевые системы стандартов Комплексные межотраслевые целевые системы стандартов яв- ляются одной из форм комплексной стандартизации. Целью их создания является повышение эффективности произ- водства, качества продукции, а также снижение еѐ себестоимости. Системы стандартов направлены на решение следующих задач: 1) регламентацию взаимосвязанных норм и требований к межот- раслевым комплексам нормативных и технических документов; 2) регламентацию взаимосвязанных норм и требований к матери- альным объектам стандартизации (детали, сборочные единицы, мате- риалы и т.п.); 3) регламентацию взаимосвязанных норм и требований к процес- сам, подлежащим стандартизации (проектирование изделия, разра- ботка технологических процессов, обеспечение единства измерений, управление качеством продукции и т. п.). В настоящее время действует несколько десятков межотраслевых систем стандартов (табл. 2.3) [2]. 38 Таблица 2.3 Межотраслевые системы стандартов Код Условное обозначение Наименование системы стандартов 1 ГСС РФ Государственная система стандартизации РФ 2 ЕСКД Единая система конструкторской документации 3 ЕСТД Единая система технологической документации 4 СПКП Система показателей качества продукции 5 УСД Унифицированная система документации 7 СИБИД Система информационно-библиографической документации 8 ГСИ Государственная система обеспечения единства измерений 9 ЕСЗКС Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий 10 Стандарты на товары, поставляемые на экспорт 12 ССБТ Система стандартов безопасности труда 13 Репрография 14 ЕСТПП Единая система технологической подготовки производства 15 СРПП Система разработки и постановки продукции на производстве 17 ССОП Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов 19 ЕСПД Единая система программных документов 21 СПДС Система проектной документации для строительства 22 БЧС Безопасность в чрезвычайных ситуациях 23 Обеспечение износостойкости изделий 24 Система технической документации на АСУ 25 Расчѐты и испытания на прочность 26 Средства измерений и автоматизации 27 Надѐжность в технике 29 Система стандартов эргономических требований и эргономического обеспечения 31 Технологическая система стандартов 34 Информационная технология 40 Система сертификации ГОСТ Р ЕСГУКП Единая система государственного управления качеством продукции ЕССП Единая система стандартов приборостроения В стандартах, входящих в комплекс (систему стандартов), первые одна или две цифры с точкой условного обозначения относятся к ко- ду комплекса (системы стандартов). Например, ГОСТ 2.001-93 стандарт ЕСКД. 39 Процесс комплектования существующих и создание новых сис- тем стандартов продолжается непрерывно. Практически сформирова- ны комплексы стандартов автоматизированного проектирования (САПР) и Единой системы допусков и посадок (ЕСДП). Однако код этим межотраслевым системам стандартов пока не присвоен. |