CC BY
38
Averyanova Inna Eduardovna, candidate of technical sciences, docent, inna160366@yandex.ru, Russia, Tula, Tula state University,
Anisimova Marina Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, ama65@mail.ru, Russia, Tula, Tula state University
УДК 621.9.08
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-395-399
КОНТРОЛЬ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ
СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
С.М. Никольский
В настоящей статье рассмотрена нормативная документация, содержащая требования к основным параметрам зубчатых колес. Рассмотрены способы контроля параметров зубчатых колес с применением различных средств измерений.
Ключевые слова: ГОСТ, требования, допуск, контроль параметров, КИМ.
На сегодняшний день одними из самых массовых и распространенных деталей в машиностроении являются зубчатые колеса. Внушительная гамма их разновидностей и широкий диапазон применения в таких отраслях промышленности как машиностроение, судостроение, пищевая и горнодобывающая промышленность и т.д. демонстрируют достаточно высокую востребованность и как следствие их не менее востребованный контроль. Учитывая принадлежность данных деталей к сложным криволинейным поверхностям, контроль их основных геометрических параметров осложнен ввиду непростой формы. Актуальность данной проблемы подпитывается большим числом стремительно развивающегося соответствующего программного обеспечения, работа которого в первую очередь направлена на удовлетворение требований нормативных документов, регламентирующих ту или иную техническую составляющую.
Основополагающим отечественным документом, содержащим в себе полный перечень всех требований к зубчатым колесам, является ГОСТ 1643-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски». Данный стандарт устанавливает нормативные требования к таким основным параметрам как: степень точности и вид сопряжения; показатели и нормы кинематической точности; показатели и нормы плавности работы; показатели и нормы контакта зубьев; нормы бокового зазора.
Согласно данному документу для зубчатых колес устанавливаются двенадцать степеней точности зубчатых колес и передач, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12,а также шесть видов сопряжений зубчатых колес в передаче А, В, С, D, Е, Н и восемь видов допуска Гуп на боковой зазор х, у, z, а, Ь, с, d, к
Показатели и нормы кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев определяются в соответствии с табличными значениями с использованием степеней точности, модуля, частоты циклической погрешности за оборот зубчатого колеса.
Нормы бокового зазора для различных видов сопряжений устанавливаются в соответствии с табличными значениями, независимо от степеней точности зубчатых колес и передач и их комбинирования.
Для большей информативности на технической документации (чертежах) к зубчатым колесам различных модификаций отображаются основные технические требования и размещаются таблицы параметров зубчатого венца. Чертёж каждого зубчатого колеса выполняют с количеством проекций, сечений и видов, достаточным для полного изображения всех его элементов. Количество размеров, допускаемых отклонений, допусков форм и расположения поверхностей, их шероховатости должно быть минимально и достаточно для изготовления и контроля зубчатого колеса. Предельные отклонения размеров должны отвечать посадкам на сборочных чертежах. Отклонения формы и расположения поверхностей указывают по ГОСТ 24642-81, 24643-81, 2818789, а их шероховатость - по ГОСТ 2789-73.
В частности, на чертежах для цилиндрических зубчатых колес (рис.1) в соответствии с ГОСТ 2.403-75 обязательно указывают значения следующих параметров: диаметр вершин зубьев йа; ширину зубчатого венца Ь; диаметр базового отверстия; размеры ступицы;
размеры шпоночного паза при его наличии.
Рис. 1. Параметры цилиндрического зубчатого колеса
Если в отверстии колеса или на вале-шестерне есть шлицы, то на чертежах их размеры приводят условными пометками, расположенными на полке линии-сноски, или в технических требованиях. Условные обозначения шлицев прямобочных по ГОСТ 1139-80 и эвольвентных по ГОСТ 6083-80 содержат данные о центрировании и размеры зубьев с допусками.
Для конических зубчатых колес большинство размеров и допусков определяются по таблицам, предусмотренным для цилиндрических колес. Необходимые в соответствие с ГОСТ 2.405-75 размеры зубчатого венца приведены на рис.2.
1. Внешние диаметры вершин зубьев йае и й'ае. В прямозубых конических колесах внешний диаметр зубьев является измерительной базой.
2. Осевые размеры определяют расстояния от элементов колеса до базового торца. Размеры С и L - справочные, размер А - свободный.
3. Угол внешнего дополнительного конуса (90 - 5°). Допускаемые отклонения этого угла лежат в пределах от ± 15' до ± 30' мин.
4. Угол конуса вершин зубьев.
Таблицу параметров зубчатого венца размещают в правом верхнем углу поля чертежа, форму и содержание таблицы для цилиндрических колес определяют по ГОСТ 2.403-75, для конических - по ГОСТ 2.405-75.
Для контроля основных геометрических параметров зубчатых колес применяются различные средства измерений, такие как штангензубомер, шагомер, зубомерный микрометр и т.д. в том числе и координатно-измерительные машины, все больше вытесняющие менее точный ручной инструмент.
Измерение зубчатых колес с применением КИМ основывается на разработанной методике координатных измерений, которая в свою очередь включает в себя стратегию измерения (рекомендуемое число точек, их расположение на контролируемых поверхностях и последовательность обхода (траектория движения) при измерении) и набор расчетных моделей, математически описывающих взаимосвязь координат измеренных точек с определяемыми линейно-угловыми параметрами.
С помощью специализированных, дополнительных опций (пакетов) программного обеспечения производится разработка вышеописанных методик. Данное действие предполагает поочередное выполнение конкретных действий, направленных на достижение общего результата. Условно, процесс написания данных методик можно разделить на несколько основных пунктов:
1. Установка контролируемой детали на поверхность измерительного стола КИМ как с применением дополнительной технически сложной оснастки, так и с применением обыкновенных поверочных призм;
2. Калибровка измерительного наконечника (щупа) для исключения дополнительной погрешности;
3. Внесение поправочных коэффициентов согласно температуре и материалу контролируемой детали;
4. Измерение базовых геометрических элементов контролируемой детали;
5. Совмещение базовых элементов детали с ее 3-0 моделью (при наличии);
6. Измерение требуемых поверхностей, согласно технической документации по заданной траектории и с необходимым количеством сечений и точек;
7. Обработка экспериментальных данных;
8. Создание протокола измерений.
Стоит отметить, что в процессе зондирования контролируемой поверхности детали, оператор КИМ самостоятельно задает необходимое количество сечений и точек. Их число не должно быть меньше минимально допустимых требований, в то время как максимальное количество ограничивается лишь требуемой точностью и длительностью процесса контроля. Чем больше измерительной информации «считывается» с поверхности детали, тем более продолжительным получается весь процесс, что не всегда
397
является целесообразным. Поэтому при выборе стратегии измерений надо найти такое минимально необходимое количество точек, при котором можно получить достоверную числовую модель измеряемой детали без потерь в производительности.
Учитывая тенденции зарубежных производителей КИМ, и соответствующего программного обеспечения, разработка измерительных модулей (пакетов, опций и т.д.), основывается на таких стандартах как DIN 5481, DIN 5482, DIN 3965, AGMA 2000-A88, JIS B 1702, ISO 1328. На современном рынке существует несколько вариантов измерительного ПО, обрабатывающая часть которых основывается на использовании данных стандартов. К числу наиболее востребованных можно отнести следующие: «GEARPAK»; «QUINDOS Gear».
Принцип работы данных модулей основывается на выборе интересуемого геометрического параметра зубчатого колеса в измерительном меню, вводе необходимой измерительной информации и зондировании поверхности контактным методом. Однако стоит отметить, что куда более быстрый и подходящий способ для измерений сложно-профильных поверхностей осуществляется с применением бесконтактных сканирующих измерительных головок.
Объем измеряемой информации для данных модулей достаточно обширен и включает в себя не только оценку геометрических параметров, но и визуальную составляющую, состоящую из графиков кривизны, рельефа и т.д. Получаемая таким образом информация полностью соответствует всем требованиям стандартов.
Помимо зарубежного ПО, координатно-измерительные машины могут работать под руководством разработок отечественных производителей. К таким модулям можно отнести: «Лапик»; «Технокоорд-Эвольвента».
Данные модули обеспечивают настройку измерительной системы, выполнение программы измерения в автоматическом и наладочном (от пульта управления) режиме, а также анализ результатов измерения и автоматизированное оформление протокола, согласно ГОСТ 1643-81.
Для модуля «Технокоорд-Эвольвента» через систему взаимозависимых меню и окон генерируются стандартные инструкции для операторов и наладчиков комплекса: схемы измерения, установки и математического базирования контролируемых деталей и инструментов, список используемой оснастки, последовательность установки измерительных головок, измерительных наконечников и схемы их калибровки. Оператору-контролеру остается только строго следовать инструкциям, задающим последовательность ручных и автоматических этапов контроля.
Разработанные методики координатных измерений дают возможность автоматизировать весь процесс измерений, тем самым исключить множество измерений на специализированных низко-производительных универсальных приборах и инструментах. Определить и построить эвольвенту и угол профиля архимедова червяка с погрешностью (2.. .3) мкм.
Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности использования КИМ с различными типами измерительных головок и наконечников для контроля геометрических параметров зубчатых колес ввиду достаточно высокой точности по сравнению с уходящим на второй план ручным, по степени автоматизации инструментом. Полнота объема измерительной информации с применением КИМ аналогичным образом доказывает свою состоятельность ввиду наибольшей информативности результатов измерений, доступных оператору.
Список литературы
1. Никольский С.М., Соловьев. Источники погрешностей координатных измерений и способы минимизации их влияния // Вестник науки. 2021. Т. 1. № 6- 1 (39). С. 217-224.
2. Гапшис А.А., Каспарайтис А.Ю., Модестов М.Б. Координатные измерительные машины и их применение. М., Машиностроение, 1998. 205 с.
3. Ушаков М.В., Воробьев И.А., Никольский С.М. Анализ возможностей существующего программного обеспечения КИМ // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула, 2021. Вып. 10. С. 506-510.
Никольский Сергей Михайлович, аспирант, serg.nickolscky@yandex.ru, Россия, Тула. Тульский государственный университет
TESTING GEARS WITH THE USE OF MODERN MEASURING INSTRUMENTS
CM. Nikolsky
This article discusses the regulatory documentation containing the requirements for the main parameters of gears. Methods for controlling the parameters of gears using various measuring instruments are considered.
Key words: GOST, requirements, tolerance, parameter control, CMM.
Nikolsky Sergey Mikhailovich, postgraduate, serg.nickolscky@yandex.ru, Russia, Tula. Tula State University
УДК 658.5
001: 10.24412/2071-6168-2022-4-399-405
К ВОПРОСУ ВЫБОРА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РИСКОВ
Я.А. Вавилин, В.Г. Солдатов, Л.В. Панченко
Управление рисками в организации является неотъемлемой частью системы менеджмента качества. Получение высокого результата зависит от правильно поставленной цели и выбранного пути ее достижения. К сожалению, выбор методов оценки риска производится без должного обоснования. В статье рассматривается один из возможных подходов к обоснованию выбора методов риск-менеджмента на основе анализа иерархий.
Ключевые слова: оценка риска, метод, выбор, анализ иерархий, качество.
В условиях нестабильной экономической ситуации особую роль в организации работы предприятия должна занять сбалансированная система риск-менеджмента (управления рисками и возможностями). Становится важным переход от формального ее внедрения, ради получения сертификата на систему менеджмента качества, к целостному пониманию потенциальных направлений для совершенствования деятельности.
Как уже указывали авторы [1] одной из главных причин слабого функционирования риск-ориентированной СМК является человеческий фактор. Выбор методов риск-менеджмента производится специалистами без должного обоснования.
Управление рисками и возможностями в организации обеспечивается как часть системы менеджмента качества. Система менеджмента риска осуществляется на основе процесса управления рисками и включает SW0T-анализ каждого подразделения в отдельности и организации в целом. Руководители подразделений самостоятельно идентифицируют риски и возможности, проводят их анализ и сравнительную оценку,
399
