Курсовой проект Метрология Моисеев А.Д._compressed. Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное образовательное
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
1 Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования ВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФГБОУ ВО «ВГУВТ») Каспийский институт морского и речного транспорта филиал ФГБОУ ВО «ВГУВТ» Факультет высшего образования Кафедра Общеинженерных дисциплин Специальность Эксплуатация судовых энергетических установок Дисциплина Метрология, Стандартизация, Сертификация КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Выбор норм точности в инженерном проектировании Вариант №23 ______________________ (тема курсового проекта) Руководитель проекта Курсовой проект к.т.н. доцент Рубан АР. выполнил студент группы СМ- 35 _________ «____________» подпись дата Моисеев АД. Ф.И.О. Члены комиссии _________ (______________) ______ « г подпись Ф.И.О. подпись дата _________ (______________) подпись Ф.И.О. Допущен к защите Заслуженная оценка при защите «____»________20___ г. «______________________» Астрахань 2021 год 2 Содержание 1. Выбор посадок с зазором для гладких соединений…………………………...3стр. 2. Выбор посадок с натягом для гладких соединений………………………..….8стр. 3. Расчет вероятности зазоров и натягов в переходных посадках……...……..13стр. 4. Реферат на тему : Технические регламенты - содержание и применение.17стр. 5.Приложения……………………………………………………………………….20стр. 6.Литература…………………………………………………………………………25стр. 3 Выбор посадок с зазором для гладких соединений Исходные данные d = 95 мм - диаметр цапфы вала l = 70 мм - длина опорной поверхности n = 1550 об/мин - частота вращения вала R = 6,0 кН - радиальная нагрузка п = 58 о С - рабочая температура подшипника Материал вала – закаленная сталь 45; втулки – бронза Бр.АЖН10-4-4. 1. Для заданных условий работы подшипника определяем величину среднего контактного давления сопрягаемых поверхностей по формуле p = = = Па где R - радиальная нагрузка на цапфу вала Н l - опорная длина подшипникам- диаметр цапфы валам. Определяем допускаемую минимальную толщину масляного слоя [h min ], при которой обеспечивается жидкостное трение, по формуле [h min ] = k (4·R aD + ад мкм где k = 2…3 - коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя а , R ad - параметры шероховатости поверхностей втулки и цапфы вала, выбираются по рекомендациям ГОСТ 2789-73, для жидкостного трения рекомендуются - втулки - а = 0,2…0,8 мкм - вала - R ad = 0,1…0,4 мкм. д - добавка на неразрывность масляного слоя, обычно д = 2…3 мкм. 4 Определяем значение величины А , зависящая от относительного эксцентриситета и отношения при необходимой толщине масляного слоя А = = = 0,25 где μ - динамическая вязкость смазочного масла, Пас, выбирается по рекомендациям Приложения 2 и корректируется для различных рабочих температур работы подшипника – п по формуле μ = табл · (50 / п =10* Пас, 30 n = угловая скорость вращения вала, определяется по частоте вращения вала n в об/мин. По значению А из графика на риса и б, при заданном отношении, определяем предельные относительные эксцентриситеты: минимальный - и максимальный - χ max , при которых толщина масляного слоя равна [h min ]. Риса, б) 5 По графику на риса используя найденное значение Аи отношение определяем, что относительные эксцентриситеты равны минимальный - χ min < 0,3 и максимальный - χ max = 0,88. 5. Рассчитываем предельные допускаемые зазоры [S min ] и [S max ]. [ ]= мкм где значение А определяется по графику (риса) на пересечении ординаты χ = 0,3 с кривой заданного отношения d l [ ] = = = = 220 мкм 6. По значениями из Прилож.3 подбираем рекомендуемые стандартные посадки, которые удовлетворяют условиям (8). Для d = 95 мм при [S min ] = 200 мкм и [S max ] = 45 мкм такими посадками могут быть Учитывая предпочтительность системы отверстия и технологичность, а также приближение среднего зазора выбранной посадки - S m к оптимальному значению = = 57.5 мкм, принимаем посадку Ø95H9/f9, у которой = 36 [S min ] = 35 мкм и = 210 < [S max ] = 220 мкм. 7. Определяем суммарный допуск на износ : Т изн = [S max ] - S max - 8 (а + R ad ) = 220 – 200 – 8 (0,6 + 0,3) = 12.8 мкм. 8. Назначаем допуски цилиндричности поверхностей по ГОСТ 24643-81 Приложи 2 min табл S min табл S max 6 - для отверстия втулки Ø95H9: при нормальной (А) относительной точности им квалитете допуска на размер необходимо применить ю степень точности формы, следовательно, Т фD = 8 мкм - для цапфы вала Ø95f9: при той же относительной точности им квалитете применяем ю степень точности формы, те. Т фd = 12 мкм. 9. По ГОСТ определяем предельные отклонения диаметров - цапфы вала Ø95f9 (Прилож.6.1): es = - 0,036; ei = - 0,123 - отверстия втулки Ø95H9 (Прилож.6.2): ES = + 0,087; EI = 0, 10. На чертеже узла и деталей (Лист 1) обозначаем поля допусков, предельные отклонения, допуски формы и шероховатость поверхностей деталей. 7 8 Выбор посадок с натягом для гладких соединений. Исходные данные d = 71 мм - номинальный диаметр соединения d 1 = 15 мм - диаметр сквозного отверстия вала d 2 = 160 мм - наружный диаметр втулки l = 20 мм - длина контактной поверхности ос = 0,11 кН - осевое усилие на втулку М кр = 45 Нм - крутящий момент. Материалы вала - Сталь 45; втулки - латунь ЛС 60-1. Температура рабочая - t p = 50°C и cборки - б = 20°C. 1. Определяем требуемое минимальное давление на контактных поверхностях соединения под действием внешних нагрузок [p min ] = f l d d М R кр ос 2 2 2 = = 4,2* Па где ос , М кр , d , l - исходные данные, f = 0,07 - коэффициент трения (по рекомендациям Прилож.7.1). Определяем величину наименьшего расчетного натяга: расч N min = [p min ] · d · = 4,2* + =1.2* м где C d и C D - коэффициенты Ляме соответственно для вала и втулки C d = d d d d d 2 1 2 1 1 1 = -0.3=0.79 C D = D d d d d 2 2 2 2 1 1 = +0.38=1.84 D D d d E C Е С 9 μ d = 0,3 - для стали и μ D = 0,38 – для латуни (Прилож.7.2); E d = (1,96…2,0) ·10 11 Па – для стали, принимаем E d = 2,0 ·10 11 Па E D = 0,78 ·10 11 Па – для латуни (Прилож.7.2). 2. Определяем минимальный допустимый натяг (формула 14): п ц t ш расч N N min min = 1,2 +12 + 10 + 0 + 5 = 28,2 мкм, где ш = 5 · (R ad + R aD ) = 5 ∙ (0,8…1,6) = 12 мкм, R ad = 0,8 мкм и R aD = 1,6 мкм по табл , γ t = d ·( d - р - t сб ) = 0,071 · (12 -16,8) ·10 -6 · (50 - 20) = -10 мкм α d и α D - коэффициенты линейного расширения материалов α d = 12 ∙10 -6 град -1 – для стали 45 (из Прилож.7.3), α D = 16,8 ∙10 -6 град – для латуни ЛС 60-1; р = Си t сб = Сиз исходных данных ц = 0, т.к. масса втулки и скорость вращения незначительны п = 5 мкм, с учетом возможных разборок. 4. Определяем максимальное допустимое удельное давление [p max ], при котором на сопрягаемых поверхностях деталей отсутствует пластическая деформация. Рассчитываем p d и p D по формулам =0.58* Td *[1- ]=0.58*3.63*10 8 *[1- = 216* Па =0.58* TD *[1- ]=0.58*3.91*10 Па, где σ d и σ D - пределы текучести (или пределы прочности) материалов сопрягаемых деталей, определяются по Прилож.7.3, Td = 3,63 ·10 8 Па - устали и TD = 3,91·10 8 Па – у латуни ЛС 60-1 В расчете принимаем [p max ] = p d = 216 ·10 6 Па. 5. Определяем максимальный расчетный натяг по формуле 10 расч N max = [p max ] d =216 ∙10 6 ∙ 0,071( ) = 76·10 -6 м. 6. Определяем максимальный допустимый натяг по формуле : t ш уд расч N N max max 76 · 0,6 + 12 – 10 = 81,6 мкм, где γ уд = 0,6 - коэффициент увеличения давления у торцов втулки, при l/d = 0,28 и d 1 /d = 0,2 по графику на рис. 6. Рис. 6 7. По найденным значениями (из Прилож.8) выбираем посадки удовлетворяющие условиям неравенств. Такой посадкой может быть только одна - Ø71 , для которой табл = 29 > min N = 28,2 мкм и табл = 78 ≤ max N = 81,6 мкм. 8. Для выбранной посадки по ЕСДП (Прилож.6) определяем предельные отклонения размеров деталей соединения Ø71 ES = + 0.030; EI = 0; es = + 0.078; ei = + 0.059. 9. По квалитетам допусков деталей соединения назначаем допуски формы допуски цилиндричности) сопрягаемых поверхностей втулки и вала (Приложи D D d d E C Е С 11 5.2) и определяются форма и размеры заходных фасок соединяемых поверхностей (Прилож.9): Т фD = Т фd = 0.012 - допуск цилиндричности для ой степени точности при нормальной относительной точности (А) для го квалитета размера Аи а = 2,0 - размеры заходных фасок. 10. В графической части (Лист 2) строим схему полей допусков и вычерчиваются узел и детали с простановкой полей допусков, предельных отклонений, допусков цилиндричности и параметров шероховатости сопрягаемых поверхностей. 12 13 Расчет вероятности зазоров и натягов в переходных посадках. Исходные данные Задано соединение с переходной посадкой 85H8/k7. Решение 1. Определяем предельные отклонения размеров деталей соединения Приложи. Рассчитываем предельные и средний зазоры соединения S max = ES – ei = 0,054 – 0,003 = +0,051; S min = EI – es = 0 – 0,038 = -0,038; 2 min max S S S m = 0,5 · (0,051 – 0,038) = 0,006. 3. Определяем допуски вала и отверстия и среднее квадратичное отклонение размеров отверстия, вала и посадки T D = ES – EI = 0,054 – 0 = 0,054; T d = es – ei = 0,038 – 0,003 = 0,035 . = = = 0.009 = = = 0.0058 = = 0.0107 4. Определяем предел интегрирования – Z: Z = = = 0.56 5. По значению Z = 0.56 определяем функцию Физ Прилож.10): Ф) = 0,2123. 6. Рассчитываем вероятность и процент зазоров в соединении - вероятность зазоров p(S) = 0,5 + Ф) = 0,5 + 0,2123 = 0,7123; - процент зазоров P(S) = p(S) · 100% = 0,7123 · 100 = 71,23 %. 14 7. Рассчитываем вероятность и процент натягов в соединении - вероятность натягов: p(N) = 0,5 - Ф) = 0,5 – 0,2123 = 0,2877; - процент натягов: P(N) = p(N) · 100% = 0,2877 · 100 = 28,77 %. 8. Рассчитываем вероятностные максимальные значения зазора и натяга: 0.0381 0.0261 9. В графической части (Лист 3) изображаем схему расположения полей допусков деталей соединения с указанием числовых значений отклонений размеров, величин зазора и натяга, строим кривую Гаусса. 15 16 Реферат на тему : Технические регламенты - содержание и применение. Технические регламенты — документы, содержащие обязательные требования к объектам технического регулирования. В соответствии с Законом о техническом регулировании ТР принимаются — в целях защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества — охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений — обеспечения энергетической эффективности и ресурсосбережения — предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается. Для достижения названных целей ТР с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие — безопасность излучений — механическую безопасность — пожарную безопасность — безопасность продукции — термическую безопасность — химическую безопасность — электрическую безопасность — радиационную безопасность населения — электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования — взрывобезопасность; — биологическую безопасность — единство измерений — другие виды безопасности. Требования ТР не могут служить препятствием осуществлению предпринимательской деятельности в большей степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей, перечисленных выше. Технический регламент должен содержать — перечень и (или) описание объектов технического регулирования — требования к этим объектам — правила идентификации объектов в целях применения ТР; — правила и формы оценки соответствия, определяемые с учетом степени риска (в том числе, могут содержаться схемы подтверждения соответствия, порядок продления срока действия сертификата соответствия — предельные сроки оценки соответствия в отношении каждого объекта — требования к терминологии, упаковке, маркировке или этикетками правилам их нанесения — требования энергетической эффективности и ресурсосбережения. 17 Содержащиеся в ТР обязательные требования к объектам технического регулирования, правила и формы оценки соответствия, правила идентификации объектов, требования к терминологии, упаковке, маркировке или этикетками правила их нанесения имеют прямое действие на всей территории Российской Федерации и могут быть изменены только путем внесения изменений и дополнений в соответствующий ТР В ТР кроме названных выше требований к объектам регулирования могут содержаться специальные требования — обеспечивающие защиту отдельных категорий граждан (несовершеннолетних, беременных женщин, кормящих матерей, инвалидов — применяемые в отдельных местах происхождения продукции, если отсутствие таких требований в силу климатических и географических особенностей приведет к недостижению указанных выше целей. Технические регламенты устанавливают также минимально необходимые ветеринарно-санитарные и фитосанитарные меры в отношении продукции, происходящей из отдельных стран и (или) мест, представляющие обязательные для исполнения требования и процедуры, исключающие возможность переноса и распространения животными, растениями и другими объектами вредных организмов, заболеваний, переносчиков болезней и т.д. Технические регламенты применяются одинаковым образом ив равной мере независимо от страны и (или) места происхождения продукции, те. их требования обязательны для продукции независимо оттого, произведена она в Российской Федерации или в другой стране для использования в нашей. Эти же положения касаются связанных с продукцией процессов проектирования, производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. При разработке проектов ТР в качестве основы должны использоваться полностью или частично соответствующие международные стандарты за исключением случаев, если такое использование признано невозможным вследствие — климатических и географических особенностей Российской Федерации, технических и (или) технологических особенностей — того, что Российская Федерация выступала против принятия этих международных стандартов или отдельных их положений. Национальные стандарты можно использовать в качестве основы для разработки проектов ТР. Технический регламент может быть принят Федеральным Законом (ФЗ) или постановлением Правительства Российской Федерации, а в особых случаях — Указом Президента Российской Федерации или ратификацией международного договора на федеральном уровне, те. Государственной Думой. 18 Президент Российской Федерации вправе издать ТР без публичного обсуждения при возникновении обстоятельств, приводящих к непосредственной угрозе жизни или здоровью граждан, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений, ив случаях, если для обеспечения безопасности продукции и связанных с ней процессов необходимо незамедлительное принятие соответствующего нормативного правового акта о ТР. Основная форма принятия ТР — Федеральный закон. Со дня вступления в силу ФЗ о техническом регламенте соответствующий ТР, изданный Указом Президента РФ или постановлением Правительства РФ, утрачивает силу. Для того, чтобы национальная система технического регулирования соответствовала интересам национальной экономики, уровню развития материально-технической базы и уровню научно-технического развития, а также международным нормами правилам, Правительство РФ подготавливает и утверждает Программу разработки ТР, которая ежегодно уточняется и публикуется. В соответствии с Законом о техническом регулировании разработать проект ТР может любое заинтересованное в нем лицо. Для бизнеса стимулом для разработки ТР может быть возможность изменения или отмены действующих, но устаревших норма также правил оценки соответствия для потребителей — недостаточно высокий уровень защиты прав по действующим нормам для контролирующих органов — легализация обязательных норм, ранее установленных ведомственными документами для государственных учреждений и органов государственной власти — программные установки Президента и Правительства РФ, определяющие тактику и стратегию экономического развития страны [ 1 ]. Порядок разработки, принятия, изменения и отмены ТР определен Законом о техническом регулировании. 19 Приложение 2 Основные характеристики некоторых марок смазочных масел Наименование и марка масла Вязкость масла Кинематическая, ν, мс Динамическая, μ , Пас Легкие индустриальные И-5А (велосит) И-8А (вазелиновое) Сепараторное Л Приборное МВП при t = С 4,0…5,0 6,0…8,0 6,0…10 6,5…8,0 (3,6…4,5) ∙10 -3 (5,4…7,2) ∙10 -3 (5,4…9,0) ∙10 -3 (5,6…7,2) Средние индустриальные ИК (И) Сепараторное Т И-20А (И) И-25А (ИС-25) И-30А (И) И-40А (И) И-50А (И) И-70А (И) при t = С 10…14 14…17 17…23 24…27 28…33 36…45 47…55 65…75 (9,0…12,6) ∙ 10 -3 (12,6…15,3) ∙ 10 -3 (15,3…20,7) ∙ 10 -3 (21,6…24,2) ∙ 10 -3 (25,2…29,7) ∙ 10 -3 (31,5…40,5) ∙ 10 -3 (42,3…49,5) ∙ 10 -3 (58,5…67,5) ∙ Турбинные Т (Л) ТУТ) Т (Т) Т (турборедукторное) при t = С 20…23 28…32 44…48 55…59 (18,0…20,7) ∙ 10 -3 (25,2…28,6) ∙ 10 -3 (39,6…43,2) ∙ 10 -3 (49,5…53,1) ∙ Тяжелые индустриальные Цилиндровое 38 Цилиндровое 52 (вапор) при t = С 32…50 50…70 (28,8…45,0) ∙ 10 -3 (45,0…63,0) ∙ Автомобильные АС АС АС при t = С ≥ 6,0 8 ±0,5 10 ±0,5 ≥ 5,4 ∙ 10 -3 (7,2 ±0,45) ∙ 10 -3 (9,0 ±0,45) ∙ 10 -3 20 ПРИЛОЖЕНИЕ Степень точности формы цилиндрических поверхностей в зависимости от квалитета допуска размера и относительной геометрической точности) выборка из ГОСТ 24643—81) Относительная геометрическая точность Квалитет допуска размера по ЕСДП 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Степень точности формы Нормальная (А) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Повышенная (В) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Высокая (С) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Особо высокая 1 2 3 4 5 6 7 8 ПРИЛОЖЕНИЕ Допуски формы цилиндрических поверхностей (цилиндричности, круглости и профиля продольного сечения) выборка из ГОСТ 25643-81) ПРИЛОЖЕНИЕ 5.3 Допуски расположения поверхностей параллельности, перпендикулярности, наклона и торцового биения) выборка из ГОСТ 25643-81) Интервал номинальных размеров, мм Степень точности формы 4 5 6 7 8 9 Величина допуска, мкм До 3 св. 3 до 10 св. 10 до 18 « 18 « 30 « 30 « 50 « 50 « 120 « 120 « 250 1,2 1,6 2 2,5 3 4 5 2 2,5 3 4 5 6 8 3 4 5 6 8 10 12 5 6 8 10 12 16 20 8 10 12 16 20 25 30 12 16 20 25 30 40 50 Интервал номинальных размеров, мм Степень точности формы 4 5 6 7 8 9 Величина допуска, мкм До 10 св. 10 до 16 « 16 « 25 « 25 « 40 « 40 « 63 « 63 « 100 « 100 « 160 « 160 « 250 1,6 2 2,5 3 4 5 6 8 2,5 3 4 5 6 8 10 12 4 5 6 8 10 12 16 20 6 8 10 12 16 20 25 30 10 12 16 20 25 30 40 50 16 20 25 30 40 50 60 80 21 ПРИЛОЖЕНИЕ 7.1 Значения коэффициента трения f Материал сопрягаемых деталей Сталь – сталь Сталь – чугун Сталь – бронза и латунь Сталь – пластмассы Коэффициент трения, f 0,06…0,13 0,07…0,12 0,05…0,10 0,15…0,25 ПРИЛОЖЕНИЕ 7.2 Значения Е и μ для некоторых материалов Материал детали Модуль Юнга, Е, Па Коэффициент Пуассона, μ Сталь и стальное литье (1,96…2) ∙ 10 11 0,3 Чугунное литье (0,74…1,05) ∙ 10 11 0,25 Бронза оловянистая 0,84 ∙ 10 11 0,35 Латунь 0,78 ∙ 10 11 0,38 ПРИЛОЖЕНИЕ 7.3 Коэффициенты линейного расширения (α) и пределы текучести материалов (Т Марка материала Коэффициент линейного расширения, α, град Предел текучести прочности, Т (в, Па Сталь 30 12,6 ∙ 10 -6 2,94 ∙ 10 Сталь 45 12,0 ∙ 10 -6 3,63 ∙ 10 Сталь Х 10,8 ∙ 10 -6 8,35 ∙ 10 Чугун СЧ 30 10,0 ∙ 10 -6 2,94 ∙ 10 Латунь ЛС 60-1 16,8 ∙ 10 -6 3,91∙ 10 Бронза Бр.ОЦС 4-4-4 17,1 ∙ 10 -6 3,14 ∙ 10 Бронза Бр.АЖН 10-4-4 17,8 ∙ 10 -6 4,42 ∙ 10 8 22 23 24 Литература ГОСТ 25347-82. ЕСДП. Рекомендуемые посадки, поля допусков и предельные отклонения линейных размеров до 3150 мм. ГОСТ 25142-82. Нормирование параметров шероховатости. ГОСТ 24643-81. Допуски формы цилиндрических поверхностей. ГОСТ 3478-79. Основные размеры подшипников качения. ГОСТ 520-89. Точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей подшипников качения. ГОСТ 3325-85. Рекомендуемые поля допусков посадочных поверхностей под подшипники качения. ГОСТ 23360-78. Размеры, допуски и посадки шпоночных соединений с призматическими шпонками. ГОСТ 24071-80. Размеры, допуски и посадки шпоночных соединений с сегментными шпонками. ГОСТ 16093-81. Параметры и поля допусков метрической резьбы с зазором. ГОСТ 4608-81. Параметры и поля допусков метрической резьбы с натягом. ГОСТ 24834-81. Параметры и поля допусков метрической резьбы с переходными посадками. Лифиц ИМ. Основы стандартизации, метрологии, сертификации Учебник, - М Юрайт, 2000. |