Метрология, теплотехнические измерения и автоматизация

Метрология, теплотехнические измерения и автоматизация

Контрольная работа охватывает основные разделы курса и включает 5 практических работ.

Вариант по каждой практической работе соответствует последним цифрам шифра зачетной книжки студента.

Практическая работа 1. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений

Условия. Для приведенных в табл. 1.1 посадок, заданных в системе ЕСДП, определить предельные размеры деталей, допуски размеров, наибольший и наименьший зазоры (натяги), допуски посадок; для переходных посадок рассчитать вероятность получения зазоров и натягов. Построить схему расположения полей допусков вала и отверстия. Вычертить эскизы сопрягаемых деталей и проставить на них обозначения полей допусков и посадок всеми способами, предусмотренными стандартом.

Таблица 1.1

Указания к решению

Решение задачи ведется в следующей последовательности.

1. В зависимости от номинального значения диаметра и поля допуска приложению А (табл. А.2) выбираются предельные отклонения отверстия: ES — верхнее отклонение размера отверстия; EI — нижнее отклонение размера отверстия. В зависимости от номинального значения диаметра и поля допуска выбирают также предельные отклонения вала (см. приложение А, табл. А.1): es — верхнее отклонение размера вала, ei – нижнее отклонение размера вала.

2. Определяются предельные размеры отверстия и вала, допуски размера отверстия и вала.

Наибольший предельный размер отверстия

Dmax = DH+ ES,

где DH – номинальный диаметр отверстия.

Наименьший предельный размер отверстия

Dmin = DH+ EI.

Допуск отверстия

TD = Dmax — Dmin = ES — EI.

Наибольший предельный размер вала

dmax= dH +es, где dH – номинальный диаметр валa.

Наименьший предельный размер вала

dmin= dH + ei.

Допуск вала

Td = dmax — dmin = es – ei.

3. Рассчитываются наибольшие и наименьшие зазоры или натяги в зависимости oт характера посадки.

Наибольший и наименьший зазор (для посадки с зазором)

Smax = Dmax — dmin = ES — ei, Smin = Dmin — dmax = EI – es.

Допуск посадки Ts= Smax — Smin= TD + Td.

Допуск любой посадки равен сумме допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Наибольший и наименьший натяги (для посадок с натягом)

Nmax = dmax — Dmin = es – EI, Nmin = dmin – Dmax = ei – ES.

При расчете переходной посадки определяются максимальный зазор и максимальный натяг.

В случае расчета только зазоров минимальный зазор (для переходной посадки) может получиться со знаком минус, который указывает на то, что это натяг; в переходных посадках наименьший зазор численно равен наибольшему натягу.

Допуск переходной посадки (допуск натяга TN или допуск зазора ТS) TN = ТS = Nmax — Nmin = Smax — Smin = Nmax + Smax = TD + Td.

4. Для переходных посадок проводится расчет на вероятность полу- чения натягов и зазоров.

Характер переходных посадок, трудоемкость сборки и разборки соединений определяются вероятностью получения натягов и зазоров.

Практическая работа 2. Взаимозаменяемость резьбовых соединений

Условия. Для резьбы М (табл. 2.1) определить номинальные и предельные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров наружной и внутренней резьбы. Установить наибольший и наименьший зазоры (или натяги) по среднему диаметру. Начертить схемы полей допусков по наружному, среднему и внутреннему диаметрам, обозначив величины отклонений.

Таблица 2.1

Практическая работа 3. Выбор измерительных средств для контроля давления и массы

Задание:

1. Выбрать универсальное измерительное средство требуемой точности для контроля давления по заданию, приведенному в табл. 3.1.

2. Выбрать универсальное измерительное средство требуемой точности взвешивания образцов по заданию, приведенному в табл. 3.2.

Указания к решению

Для выбора средств измерений необходимо, чтобы погрешность измерения D изм была равна или меньше допустимой погрешности измерения D Д. При отсутствии нормативно-технических документов D Д принимается равной:

D Д = 0,33×Т,

где Т – допуск на измеряемый параметр.

Практическая работа 4. Статистическая обработка результатов измерений

Условия. Выполнить статистическую обработку результатов измерений, приведенных в табл. 4.1.

При статистической обработке следует использовать результаты наблюдений при многократных измерениях для вариантов:

1, 7, 13, 19, 25 – сопротивления резистора Ri одинарным мостом;

2, 8, 14, 20, 26 – напряжения Ui компенсатором;

3, 9, 15, 21, 27 – диаметра di микрометром;

4, 10, 16, 22, 28 – массы mi электронными весами;

5, 11, 17, 23, 29 – тока Ii амперметром;

6, 12, 18, 24, 30 – давления Pi манометром.

Таблица 4.1

Практическая работа 5. Определение размерности производных единиц

Условие. Определить размерности производных единиц через основные единицы, используя приведенные в табл. 5.1 уравнения. Если производные единицы имеют специальные наименования, запишите их.

Указания к решению

Когерентная, или согласованная Международная система единиц физических величин (SI), принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам. По этой системе предусмотрено семь основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль) (табл. 5.2).

Размерность производной единицы физической величины определяется через основные единицы системы в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающих связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1. В соответствии с международным стандартом ИСО 31/0, размерность величин следует обозначать знаком dim. Например, dim x = Ll∙Mm∙Tt, где L, M, T – символы величин, принятых за основные (соответственно длины, массы, времени). Показатели степени l, m, t называют показателями размерности производной величины x.