Дәріс №15. Өлшеу және бақылау құралдарын таңдау
Бақылау және өлшеу құралдарын дұрыс таңдау – бір жағынан өлшенетін объектілер туралы ақпаратты дәл берсе, екінші жағынан өлшеу операциясы жұмыстарына кеткен шығындарды ықшамдайды. Бұл жасалатын бұйымдардың сапа кепілі.
Өлшеу және бақылау құралдарын таңдау көптеген факторларға тәуелді, атап айтқанда: өндіріс масштабына, өндірісте қабылданған бақылаудың техникалық-ұйымдастыру формасына, объектінің құрылымдық ерекшелігіне, экономикалық және басқа да факторларға, сондай-ақ МЕМСТ 14.306-73-те қабылданған міндетті және қосымша көрсеткіштеріне байланысты.
Өндіріс көлемі масштабыбақылау және өлшеу құралдарының түрлерін, және де керекті бақылау және өлшеу процессінің өнімділігін, оның автоматтандыру және механикаландыру деңгейін анықтайды.
Сонымен, бұйымдарды жекелей және аз сериялармен шығарған кезде, олардың номенклатуралық түрлері көп болады да, көлемі шағын және өзгермелі болады. Ол бұйымдардың сапасы операторлардың кәсіптік шеберлігіне және тәжірибесіне байланысты. Бұйым сапасы технологиялық процесс кезінде толық сақталмауы мүмкін. Сондықтан, бұл жағдайда бұйым сапасын әр операциялар арасында қадағалау қажет және әмбебап өлшеу-қадағалау құралдарының, кәсіби деңгейі жоғары бақылаушылардың болуы шарт.
Әдетте, бұйымдарды жекелеген аз мөлшерде шығарғанда арнайы өлшеу-бақылау құралдар қарастырылмайды. Өйткені ондай бұйымдардың өзіндік құны өлшеу-бақылау құралдарын пайдаланғанда көбейіп кетеді. Сериялық өндіріспен жасалған кезде бөлшектер, тетіктер, тораптар өзара ауысымды болады да, олардың атауларының тізімі ұзақ уақытқа сақталып, өзгертілмейді. Бұндай бұйымдардың сапасы және біркелкілігі арнайы құрал-саймандарды пайдаланғандықтан және арнайы станокта жасалғандықтан жоғары болады. Жұмыс белгілі технологиямен жасалатындықтан бұйымдардың сапасын анықтау, өлшеу-бақылау процесстері өңдеу операциясының ең соңында ғана іске асырылады. Бұл үшін бақылау аспаптарымен қатар арнайы калибрлер, шаблондар және айлабұйымдар пайдаланылады.
Жалпы өндіріс кезінде бұымдардың атауларының тізімі бірқалыпты болады: ұзақ уақыттар бойы өзара ауысымды тетіктер көп мөлшерде жасалынады. Тетіктердің сапасы белгілі технологиямен жасалғандықтан жоғары болады.
Бұндай технологиялық өндірісте жоғары өнімді механикаландырылған және автоматтандырылған өлшеу-бақылау құралдары кеңінен пайдаланылады. Автоматтандырылған өлшеу-бақылау құралдарын қолдану экономикаға тиімді негізделуі қажет. Себебі бұл құралдардың құны өте жоғары және оларды баптап, жөндеу үшін білікті мамандар қажет. Бұл автоматтар қарапайым геометриялық формадағы, әсіресе көлемі мен өлшенетін параметрлері аз тетіктерді бақылап өлшегенде өте тиімді.
Бақылау-өлшеуіш құралдары активтіжәне әмбебап болып бөлінеді. Активті бақылау құралдарын жалпы өндірісте де және сериялық өндірісте де қолдану тиімді. Әмбебап бақылау-өлшеу құралдары жалпы өндірісте өте аз
қолданылады. Оларды технологиялық аспаптарды баптағанда(наладка) ғана қолданады.
Техникалық-ұйымдастыру деңгейі бойынша бақылау формалары келесіге бөлінеді:
- 100 %-дық бақылау. Бұндай бақылау түрі тетіктерді өлшемдік топтарға бөліп сұрыптағанда, оларға іріктемелі жинау түрін қолданғанда, немесе тетіктердің пайдалану көрсеткіштерін анықтағанда қолданылады. Бұл жағдайда, жалпы өндіріс кезінде арнайы бақылау-сұрыптау автоматтары мен қондырғылар қолданылады да, ал жекелеген немесе аз сериялық өндірісте әмбебап, өлшеу дәлдігі жоғары құралдар пайдаланылады.
-пайыздық таңдамалы (іріктемелі) бақылау. Бұл бақылау түрі технологиялық процесстердің тұрақтылығын іріктеу кезінде бақылау операциясын жүзеге асырғанда қолданылады. Пайдаланғанда белгілі дәрежедегі қателік шегі бар арнайы немесе әмбебап өлшеу құралдарын пайдаланады.
-іріктемелік бақылаудың статистикалықәдісі. Бұл әдісті екі жағдайда-дайын бұйымдарды қабылдау кезінде (қабылдау бақылауы) және өндірістік процестер дәлдігін басқару кезінде (басқарушы бақылау) қолданады. Бірінші жағдайда өлшеу құралдарын таңдау өндіріс көлеміне, өлшеу процестерінің дәлдік көрсеткіштеріне, өлшеу нысандарының конструкциялық ерекшеліктеріне, экономикалық факторларға байланысты болса, екінші жағдайда, жалпы өндіріс кезінде өлшеу процессі автоматтандырылған кезде іске асырылады.
Өлшеу және бақылау объектілерінің құрылымдық ерекшеліктері(объектілерініңпішіні, бақылау параметрлерінің сандары, өлшемдері және салмағы). Бұл ерекшеліктер де өлшеу және бақылау құралдарының түрлерін таңдауға әсер етеді. Егер өлшенетін тетіктердің салмағы мен пішіні үлкен болса, онда жылжымалы өлшеу және бақылау құралдары қажет етіледі. Ал егер тетіктердің өлшеу параметрлерінің саны көп болған жағдайда, оларды өлшеу үшін көпөлшемді бақылау құралдары пайдаланылады.
Өлшеу-бақылау құралдарын таңдаған кезде өлшенетін нысандардың қандай материалдан жасалғандығына, өлшенетін беттерінің түзулігіне және олардың құрылымдық ерекшеліктеріне аса басты назар аударған жөн. Егер өлшенетін бөлшектер өте жұқа материалдан немесе жеңіл қоспалардан жасалса, оларды өлшеу үшін өлшейтін беттерге түйіспейтін немесе салмақ түсірмейтін өлшегіш құралдары қолданылады.
МЕМСТ 14.306-73 талаптарына сәйкес өлшеу-бақылау процестерінің міндетті көрсеткіштері айқындалған. Олар: өлшемнің дәлдігі, толықтығы, еңбексыйымдылығы және құны. Қосымша көрсеткіштер ретінде өлшемнің көлемі, мерзімділігі, ұзақтығы т.б. анықталған.
Өлшеу-бақылау құралдарын таңдағанда ең қажетті көрсеткіштің бірі- өлшем дәлдігін қарастырайық.
Өлшем дәлдігі- МЕМСТ 16263-70 талаптарына ең жақын көрсеткіш. Оның нәтижесінің толықтығы бөлшектердің сапасының жоғарылығын көрсетеді. Өлшем дәлдігі жиынтық әсер беретін өлшемдегі ауытқу, қателік, т.б. себептермен байланысты. Жалпы алғанда, өлшеу құралдарының (ӨҚ) көрсеткіштерінің дәлдігіне келесідей факторлар әсер етеді:
-өлшеу нысандарын Ө.Қ.-на немесе Ө.Қ.-ын өлшеу нысандарына орналастыру;
-өлшеу құралдарының түрлерінен және беріліс элементтерінің мөлшерлену;
- өлшеу құралдарын реттеу және орналастыру тәртібі;
- темературалық режимдер;
-өлшеу құралдарын орналастырып бекіту кезінде пайда болатын серпімді деформациялар;
-өлшеу құралдарын алғаш орналастырған, баптаған кездегі қателіктер;
-өлшенетін беттердің кедір-бұдырлығы;
-өлшеу құралдарының конструктивтік ерекшеліктері;
-өлшеуші операторлардың жұмысы.
Өлшеу нысандарын өлшеу құралдарына орналастыру базалық қателіктер СИк, нысандардың орналасу қалпы сияқты қателіктерден жинақталады.
Өлшеу құралдарының қателігі Аи.у өлшемнің жинақталған қателігіне әсер етеді. Жоғарыда көрсетілгендей өлшеу құралдарының қателігі жүйелі, яғни тұрақты түрде қайталанып тұратын немесе кездейсоқ болып бөлінеді.
Жүйелік қателік көп өлшемнің салдарынан 
- есеге азаюы мүмкін.
Жәй шкалалы өлшеу құралдарының көрсету есебін алған кезде бағдар мен
шкаланың арасындағы саңлаудың және бақылаушының көру бұрышының әртүрлі деңгейінің салдарынан қателік кетуі мүмкін.
Бұл көрініс параллакс көрінісі деп аталады. Жалпы алғанда бұл «болжамдық» көрініс өлшеу нысандарының және бақылау нүктесінің бастапқы орнынан жылжуынан туындайды.
Қателіктердіңбірнеше түрі болады:
1. Өлшеу құралдарын орналастыру кезіндегі кететін қателік- Δм.Орналастыру шарасы ретінде әмбебап және арнайы өлшем қабылданады. Егер өлшем өлшенетін нысанның ұзындығына сай келсе немесе жақын болса, онда өлшеу қателгі аз болады.
2. Эталондық бөлшектерді жасағанда кететін қателік екі түрге – жүйелік (Δм1) және кездейсоқ (Δм11) болып бөлінеді. Біріншісі бөлшектің шын мәніндегі өлшемі мен номиналды өлшемінің арасындағы айырмашылықтан туындайды. Ал екіншісі өстік, параллельдік, перпендикулярлық және т.б. ауытқулардан туындайды. Бұл жағдайда оналастыру қателігі (Δм1+Δм11) қосындысын береді. Қателік температуралық деформациядан (Δт) болуы мүмкін. Бұл үшін өлшеу құралдарының қандай материалдан жасалғанын, оның физикалық қасиетін білу керек. Дегенмен, температуралық қателікті есептеу қиын. Сондықтан температуралық режим арқылы оңайлатылған есептеуді қолданады.
3. Температуралық режим – 0С өлшенеді. Ол өлшеу объектілері мен өлшеу құралдарының арасындағы температура айырмашылығын көрсетеді. Температуралық деформацияланудан кететін қателікті азайтудың тиімді жолы - өлшеу жұмысы кезінде қалыпты температураны пайдалану. Яғни өленетін тетіктермен өлшеу құралдарын (ӨҚ) температурасының бірдей болуы. Ол үшін қалыпты температураны сақтайтын термооқшаулаушы қалпақты қорғауыштар пайдалынылады.
4. Өлшеу құралдарының немесе өлшенетін нысандардың деформациялануынан болатын қателік. Бұл қателікті азайту үшін өлшеу құралдарымен өлшенетін нысандарға орналастыру кезінде түсетін күш бірдей болуы керек. Бұл өлшеу құралдарымен өлшенетін нысандардың арасындағы түйісуді қамтамасыз етеді де, бір-біріне түсіретін салмақтары бірдей болады. Үйкеліс деформациясын есептегенде ең көп одан туындаған күш Δкк символымен белгіленеді.
5. Өлшеу құралдарын баптау кезіндегі кететін қателік Δн. Бұл қателік баптау процесінің қателігінен немесе қондырғылардың тозуынан болады. Сондықтан баптау қондырғысын үнемі түзеп отыру қажет.
6. Өлшенетін нысандардың кедір-бұдыр болуынан кететін қателік-Δш. Әсіресе бұл қателік тетіктердің ішкі қабырғаларын өлшегенде кетеді. Мысалы, 35 мм болатын тесікті ішөлшеуішпен өлшегенде оның бөлім құны 0,01 мм болса, өлшем қателігі келесідей: егер ішкі бет тегістелген болса, қателік 4 мкм, ал егер ішкі бет жай жонылған болса, онда қателік 8 мкм болады. Сондықтан беттің кедір бұдыры мейлінше аз болса, соғұрлым қателік аз болады. Кедір-бұдыр беттерді өлшегенде кететін қателікті азайтудың бір жолы- өлшенетін бетті майлап қою.
7. Өлшеу құралдарының құрылымдық ерекшеліктерінен болатын қателік-Δиу. Бұл қателік өлшеу құралдарын жасаған кезде кетуі мүмкін. Сондықтан өлшеу құралдарын үнемі мемлекеттік тексеруден өткізіп отыру қажет.
9. Оператордан болатын қателік (субъективтік қателік). Субъективтік қателіктің төрт түрі болады:
- оператордың өлшеуге қатынасынан туындайтын субъективтік қателік.
- өлшеу құралдарынының көрсетілудің есептегенде кететін субъективті қателік.
- оператордың іс қимылынан туындайтын субъективті қателік.
- кәсіби субъективті қателік.
Оператордың өлшеуге қатынасынан туындайтын қателік оператордың айналадағы жылуды бойына сіңіруінен туындайды.
Өлшеу құралдарының көрсетілімін есептегенде кететін қателік жоғарыда көрсетілгендей шкала мен бағдардың арасында болатын саңылаудан немесе бақылаушының тура көрмеуінен туындайды (Параллакс көрсеткіші).
Оператордың іс-қимылынан туындайтын қателік оның өлшеу құралдарын баптаған кезде немесе құрған кезде кететін қателігі.
Кәсіби субъективті қателік оператордың кәсіби шеберлігінің деңгейіне байланысты болады.
Қателіктерді толық есептегенде жоғарыда келтірілген қателіктердің бәрін қосып есептейді. Бұны өлшеудің қосынды қателігі деп атайды.
Өлшеу құралдарын таңдау процедурасында маңызды орынды экономикалық көрсеткіштер алады. Оларға - өлшеу құралдарының құны, жөндеуге дейінгі жұмыс істеу уақытының ұзақтығы, құнының қайту мерзімі, өлшеу құралдарының күйін келтіру уақыты және өлшеуге шығындалған уақыт, оператордың қажетті біліктілігі және т.б. жатады.
Экономикалық тиімділігі бойынша өлшеу құралдарын таңдауды экономикалық негіздеу МЕМСТ 14.306-73 бойынша анықталады
Негізгі әдебиет: 1[440-451]
Қосымша әдебиет: 8[9-55]
Бақылау сұрақтары:
1. Өлшеу-бақылау құралдарын таңдау қандай факторларға байланысты?
2. Өлшеу-бақылау құралдарын таңдауға өндіріс көлемі қандай әсер етеді?
3. Бақылаудың ұйымдастыру-техникалық түрлері қалай бөлінеді?
4. Өлшеу және бақылау құралдарының дәлдігіне қандай факторлар мен қателіктер әсер етеді?
5. Өлшеу-бақылау құралдарын таңдауда экономикалық көрсеткіштер неге байланысты болады?