CC BY
14
Список литературы на английском языке / References in English
1. Klyuyev S.V. Visokoprochniy fibrobeton dlya promishlennoqo i qrajdanskoqo stroitelstva. [High strength fiber concrete for industrial and civil constrution] / S.V.Klyuyev // Injenerno-stroitelniy jurnal [Magazine of Civil Engineering] - 2012.- №8. P.61-68. [in Russian].
2. Bragov A.M. Dinamicheskoqo deformirovanie i razrushenie xrupkix i neodnorodnix sred [Dinamic deformation and fracture of heterogeneous brittle media] / A.M. Bragov, A.Yu. Konstantinov, D.A. Lamzin, A.K. Lomunov, A.R. Filippov // Jurnal Problemi prochnosti i plastichnosti. [Journal Problems of strength and ductility] - 2012. - №74. - P. 59-66. [in Russian].
3. Fibrobeton: tehniko-ekonomicheskaja effektivnost primenenija vekha.ru/fibrobeton-tehniko-ekonomicheskaya. [Fibrous concrete: technical and economic efficiency of application]. vekha.ru/fibrobeton-tehniko-ekonomicheskaya.
4. iS EN 206-1:2000. Concrete. Specification, performance, production and conformity. The irish Concrete Sosiety. Dublin. 2004. 22 p.
5. Ushherov-Marshhak A. Sovremennyj beton [Modern concrete. News Review] / A.Uscherov-Marschak, A. Kabus // Informacionnoe obozrenie [Infomation Review]. - 2010. - P.42 .
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.57.015 Шутиков М.А.1, Феофанов А.Н.2, Схиртладзе А.Г.3
:ORCID: 0000-0002-8738-0119, бакалавр метрологии и стандартизации, Московский Государственный Технический Университет «СТАНКИН»,
2ORCID: 0000-0003-4761-0538, Доктор технических наук, профессор, Московский Государственный Технический Университет «СТАНКИН», 3ORCID: 0000-0002-8102-9256, Доктор педагогических наук, кандидат технических наук, профессор, Московский Государственный Технический Университет «СТАНКИН» ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА РЕЗЬБЫ
КАЛИБРОВ-ПРОБОК
Аннотация
В статье приведена современная классификация калибров, применяемых в машиностроительной сфере РФ. Обоснованно, что важную роль на современном машиностроительном предприятии с точки зрения контроля резьбовых соединений деталей играют резьбовые калибры. Классифицированы существующие методы контроля среднего диаметра резьбы калибров-пробок. Рассмотрен метод автоматизации контроля среднего диаметра резьбы на универсальном трехкоординатном измерительном видеомикроскопе. Установлено, что применение данного метода обоснованно в условиях современного производства, так как его применение снижает временные затраты и повышает достоверность результатов.
Ключевые слова: резьбовой калибр, контроль, средний диаметр, калибр пробка, измерительный микроскоп.
Shutikov M.A.1, Feofanov A.N.2, Shirtladze A.G.3
1ORCID: 0000-0002-8738-0119, Bachelor of metrology and standardization,
2ORCID: 0000-0003-4761-0538, PhD in Engineering, professor,
3ORCID: 0000-0002-8102-9256, PhD in Pedagogy, PhD in Engineering, professor, Moscow State University of «STANKIN» PROVIDING EFFECTIVE MONITORING OF THE MIDDLE THREAD DIAMETER
OF INTERNAL GAGES
Abstract
The paper presents a modern classification of calibers used in the engineering industry of the Russian Federation. It is proved that threaded calibers play an important role in the modern machine-building enterprise from the point of view of controlling threaded connections of parts. The known control methods of the average thread diameter of internal gauges are classified. A method for automation of control of the average thread diameter on a universal three-axis measuring video microscope is considered in the paper. It is found that the application of this method is justified under modern production conditions, since its use reduces time costs and improves the reliability of the results.
Keywords: thread gauge, control, average diameter, plug gauge, measuring microscope.
Одной из приоритетных задач гражданской и оборонной сферы на современном этапе, наряду с обеспечением высокого технического уровня, является повышение качества машин и механизмов, что в свою очередь, определяет рентабельность их эксплуатации, а во многих случаях и их безопасность. Снижение материальных затрат на производство новой продукции является одним из важнейших направлений современной экономики [1, С. 114].
В целях обеспечения соответствия действительных размеров, формы и расположения поверхностей деталей заданным требованиям, они подвергаются контролю в серийном и массовом производстве [2, С. 212]. Одним из средств контроля на современном этапе являются калибры. Калибр - это средство контроля, воспроизводящее геометрические параметры элементов изделия, определяемые заданными предельными линейными или угловыми размерами, и контактирующее с элементом изделия по поверхностям, линиям или точкам (ГОСТ 27284-87) [3, С. 3].
Калибры классифицируются на нормальные и предельные. Нормальные калибры имеют номинальный размер измеряемого элемента и ограничивают размер только в одном направлении. При контроле нормальными калибрами годность проверяемых изделий оценивают на основании субъективных ощущений контролирующего, при этом нормальный калибр должен проходить без усилий и зазоров.
В зависимости от формы контролируемых деталей калибры подразделяются на:
- калибры-пробки для контроля гладких цилиндрических и конусных отверстий;
- гладкие калибры-пробки служат для контроля отверстий, конструктивно они выполнены в виде ручки и рабочей части;
- калибр-скоба предназначен для контроля диаметра вала. [4, С. 100].
Калибр-пробка, представляющий собой калибр с наружной цилиндрической поверхностью, служит для контроля отверстий [5, С. 439].
Надежную работу изделия во многом определяет качество резьбовых соединений. Резьбовые соединения имеют чрезвычайно широкое применение и составляют приблизительно 20% от общего количества соединений в современных изделиях, а в ряде случаев их доля доходит до 70% [6, С. 3].
Резьбовые калибры предназначены для комплексного контроля резьбовых изделий. При этом обеспечивается соблюдение предельных контуров сопрягаемых резьб на длине их свинчивания. Проходными калибрами контролируется приведённый средний диаметр резьбы, включающий диаметральные компенсации ошибок шага и угла профиля. Проходной калибр должен иметь полный профиль резьбы и длину, равную длине свинчивания, а непроходные калибры имеют укороченный профиль.
Комплексный контроль параметров резьбы в большинстве случаев осуществляется резьбовыми калибрами (внешний вид которого представлен на рис. 1), поэтому важно поддерживать качество калибров на высоком уровне [6, С. 11].
Рис. 1 - Внешний вид резьбового калибра-пробки
Обеспечение высокого качества резьбовых калибров является непрерывным процессом и заключается не только в производстве высококачественной продукции, но и в контроле их качества.
Решение проблемы контроля качества резьбовых калибров может быть достигнуто только за счет применения в технологических процессах средств непрерывного контроля [7, С. 7]. В настоящее время большинство предприятий и НИИ используют устаревшую систему контроля качества резьбовых калибров, что зачастую влечёт за собой излишние временные затраты. Кроме того, отсутствие должного контроля качества резьбовых калибров на предприятиях и НИИ по единым и утвержденным стандартам может привести к принятию негодного изделия за годное (ошибка второго рода) и годного за негодное (ошибка первого рода).
На практике в современном машиностроении существует несколько методов контроля среднего диаметра резьбы, например, проекционный, метод двух проволочек, метод трех проволочек, метод осевого сечения и др. Наибольшую известность и признание получил метод трех проволочек.
Однако, опыт применения метода трех проволочек показал, что он подвержен влиянию человеческого фактора -ошибок контроля, связанных с влиянием оператора. К тому же, в условиях современного производства применение такого метода приводит к повышенным временным затратам. При устранении указанных выше несоответствий можно добиться значительного повышения производительности контроля калибров, повышения достоверности результатов контроля и его качества, снижения времени, затрачиваемого на контроль среднего диаметра резьбы.
В связи с этим целесообразным видится разработка нового метода контроля среднего диаметра резьбового калибра-пробки, который соответствовал бы требованиям массового производства с одной стороны, а так же минимизировал влияние человеческого фактора с другой стороны.
Таким методом может являться измерение среднего диаметра резьбы калибра-пробки с помощью универсального трехкоординатного видеомикроскопа. Измерительный микроскоп предназначен для бесконтактного измерения линейных и угловых размеров деталей с плоской поверхностью, тел вращения, резьбы и прочих деталей точного приборостроения.
Метод заключается в следующем: калибр выдерживают в помещении, где будет производиться контроль, на металлической плите. Затем калибр помещают в центра микроскопа, и запускают программное обеспечение для измерения диаметра резьбы. Далее, объектив микроскопа наводится на верхний профиль резьбы. Четыре линии профиля резьбы проецируются в программу (рис. 2).
Рис. 2 - Проекция верхнего профиля резьбы в программе
Затем, с помощью джойстика, наводятся на нижний профиль резьбы, где снимается две линии профиля резьбы (рис. 3).
Рис. 3 - Проекция нижнего профиля резьбы в программе
Между полученными проекциями профиля витков резьбы по касательным строятся окружности (две для верхнего профиля, одна - для нижнего).
После этого, между двумя верхними точками верхних окружностей проводится горизонтальная линия. От центра этой линии измеряют расстояние М до верхней точки нижней окружности (рис. 4) и по формуле:
^ = м - з • а + 0.866-^
где:
d - диаметр проволочки 8 - шаг резьбы
определяют а - значение среднего диаметра резьбы калибра.
Рис. 4 - Визуализация нахождения размера М 112
Обобщенная схема проведения измерений на видеомикроскопе приведена на блок-схеме (рис. 5).
Стоит также отметить, что программа Saphir имеет возможность обучения. Программа запоминает произведенные действия, и в дальнейшем позволяет выполнять измерения и вычисление среднего диаметра резьбы в автоматическом режиме (без участия оператора).
Таким образом, при введении метода контроля с помощью микроскопа, нивелируется влияние погрешности, связанной с человеческим фактором, ввиду автоматизации процесса измерения. К тому же, значительно сокращается время, затрачиваемое на проведение контрольных операций.
Рис. 5 - Блок-схема алгоритма проведения измерений среднего диаметра резьбы
Из этого следует, что рассмотренный метод является перспективным в условиях современного машиностроения, так как на данный момент используется все больше резьбовых соединений и для их контроля необходимо повышать количество резьбовых калибров на предприятиях. Следовательно, в связи с увеличением количества калибров существующие методы (например, метод трех проволочек) теряют свою эффективность в современном производстве. Таким образом, видится целесообразным введение метода автоматизированного контроля среднего диаметра резьбы калибров в машиностроительной отрасли.
Список литературы / References
1. Феофанов А.Н. Основы методики обоснования технологических характеристик изделия / Феофанов А.Н., Шохрина Н.В., Гришина Т.Н. // Вестник МГТУ « Станкин» №4 (35) (0,463) . - 2015. -№4.
2. Прокофьев А.Н. Технологическое обеспечение прочности и износостойкости резьбовых соединений / Прокофьев А.Н., Лексиков В.П. // Машиностроение и техносфера XXI века: Сборник тр. XIV междунар. науч.-техн. конф., Донецк, ДонГТУ, 2007,т.2. - С.210-214.
3. ГОСТ 27284-87. Калибры. Термины и определения. - Введ. 1988-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 2003. - 6 с.
4. Рыбаков А.В. Создание системы автоматизированной поддержки информационных решений при проектировании технологической оснастки / А.В. Рыбаков, С.А. Евдокимов, А.А. Краснов . - М.: ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2013 . - 162 с.
5. Радкевич Я.М. Метрология, Стандартизация и Сертификация / Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. // Москва: Московский Государственный Горный Университет, 2003 -788 с.
6. Прокофьев А.Н. Технологическое обеспечение и повышение качества резьбовых соединений: дис. на соиск. уч. ст. док. тех. наук: 05.02.08: защищена 01.07.08 / Прокофьев Александр Николаевич - Брянск: Брянский государственный технический университет, 2008. - 392 с.
7. Прокофьев А.Н. Технологическое повышение качества резьбовых соединений // Повышение качества машин, технологической оснастки и инструментов: Сб. науч. тр., Брянск, БГТУ, 1999. - С.7 - 8.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Feofanov A.N. Osnovy metodiki obosnovanija tehnologicheskih harakteristik izdelija [Basics techniques substantiation of technological characteristics of the product] / Feofanov A.N., Shohrina N.V., Grishina T.N.// Vestnik MGTU « Stankin» №4 (35) (0,463) [in Russian]
2. Prokofev A.N. Tehnologicheskoe obespechenie prochnosti i iznosostojkosti rez'bovyh soedinenij [Technological security of durability and wear resistance of threaded joints] / Prokofev A.N., Leksikov V.P. // Mashinostroenie i tehnosfera XXI veka: Sbornik tr. XIV mezhdunar. nauch.-tehn. konf. [Mechanical Engineering and Technosphere of the XXI century: Proceedings of the XIV International Scientific and Technical Conference], - Donetsk, DonGTU. - 2007. - v.2 - P. 210-214 [in Russian]
3. GOST 27284-87. Kalibry. Terminy i opredelenija [Gauge. Terms and definions] . - Vved. 1988-01-01. - M. : Izd-vo standartov, 2001. - 6 p. [in Russian]
4. Rybakov A.V. Sozdanie sistemy avtomatizirovannoj podderzhki informacionnyh reshenij pri proektirovanii tehnologicheskoj osnastki [Creation of automated information solutions supporting system for the design of industrial equipment] / Rybakov A.V., Evdokimov S.A., Krasnov A.A. - M.: FGBOU VPO MGTU «STANKIN», 2013 - 162 p. [in Russian]
5. Radkevich Ja.M. Metrologija, Standartizacija i Sertifikacija. [Metrology, Standardization and Certification.] / Radkevich Ja.M., Shirtladze A.G., Laktionov B.I. - M.: Moskovskij Gosudarstvennyj Gornyj Universitet., 2013 - 788 p. [in Russian].
6. Prokofev A.N. Tehnologicheskoe obespechenie i povyshenie kachestva rez'bovyh soedinenij [Technological maintenance and improvement quality threaded connections] : dis. ... of PhD in Engineering: 05.02.08: defense of the thesis: 01.07.08 / Prokofev Aleksandr Nikolaevich - Bijansk: Bijanskij gosudarstvennyj tehnicheskij universitet, 2008. - 392 p. [in Russian]
7. Prokofev A.N. Tehnologicheskoe povyshenie kachestva rez'bovyh soedinenij [Technology to improve the quality of threaded joints] // Povyshenie kachestva mashin, tehnologicheskoj osnastki i instrumentov [Improving the quality of machines, tooling and tools] : Sb. nauch. tr., Brjansk, BGTU, 1999. - P. 7-8. [in Russian]
