Страница 8: ДСТУ ISO/TR 10064-5:2007. Передачі зубчасті циліндричні. Правила приймання. Частина 5. Рекомендації щодо оцінювання інструментів для вимірювання зубчастих передач (62196)

Іншим стандартизованим методом аналізування профілю і випробних слідів ґвинтової лінії є припасування смуги. Цей метод передбачає встановленого розміру і форми смугу, в межах якої кожний окремий випробний слід має бути пригнано, щоб він вважався прийнятним. Оскільки результат цього параметра вимірювання є тільки спостереженням відмови або пропуску, він не прийнятний для статистичного аналізування, яке охоплює оцінювання погрішності вимірювання.

Двома стандартизованими методами аналізування положення зуба або кроку є одиночний крок і сумарний накопичений крок, як описано в ISO 1328-1. Параметр відхилу одиночного кроку визначає ступінь подібності положень сусідньої пари зубів до їх правильних положень, які визна­чають діленням початкового кола на число зубців зубчастого колеса. Параметр відхилу накопиче­ного кроку визначає ступінь подібності будь-яких двох несусідніх зубців до їх правильних положень. Цей результат спостереження також оснований на діленні початкового кола на число зубців. Під час виконання повторних вимірювань відхилів кроку зубчастого колеса можна мати в результаті дуже малі зміни у вимірах значень для різних пар зубців, які реєструвались. В оцінюванні погрішності вимірювання параметрів кроку важливо обмежити результати спостережень встановленими зубцями. Для погрішності U₉₅ процесу оцінювання параметра накопиченого відхилу кроку можна припустити, що похибки вимірювання відхилів одиночного кроку будуть еквівалентні або менші.

8 МЕТОДИКИ ВИМІРЮВАННЯ

Усе устатковання, що використовують для оцінювання погрішності вимірювання, має бути калібровано за національним стандартом. Див. ISO 18653, розділ 4.

Має розглядатися два набори робочих умов: ті, що пов’язані з визначенням систематичної помилки Е, і ті, що пов’язані з оцінкою стандартної похибки і/_т. У деяких випадках вони можуть поєднуватися.

Робочі умови під час вимірювання еталонних зразків, які будуть уведені в розрахунки систематичної помилки Е, мають узгоджуватися якомога ближче з умовами, установленими в до­кументах калібрування еталонних зразків. Це стосується таких факторів процесу вимірювання, як наприклад умови монтування, місцеположення випробування і параметри вимірювання. Також у значеннях вимірювання має бути компенсовано впливи температури (див. 4.2).

Робочі умови під час вимірювань еталонних зразків чи інших виробів, які буде введено в розрахунки стандартної похибки и_т, мають якомога ближче відображати умови, які буде вста­новлено в формулюванні підсумкової погрішності вимірювання (J₉₅. Фактори процесу вимірюван­ня, які можуть значно впливати на значення вимірювань, повинні мати можливість змінювати­ся в межах установлених лімітів. Це стосується умов навколишнього середовища, стану приладу, умов монтування, охоплюючи випробувальні оправки та пристрої й операторів випробування. Для більшої вірогідності випробування мають бути проведені протягом значного періоду часу. Значення вимірювання не мають компенсуватися впливами температури, доки всі зроблені вимі­рювання, що підпорядковані даному формулюванню погрішності, також не будуть компенсовані.

Коли робочі умови, які потрібні для вимірювань, що призведуть до розрахунку систематичної помилки і стандартної похибки, є еквівалентні, тоді можна провести один набір вимірювань, щоб виконати обидві вимоги. Ця обов’язковість еквівалентності може стосуватися ряду факторів, охоплюючи умови монтування вимірювання і умови навколишнього середовища. Також розмір, конфігурація і ступінь точності еталонного калібра мають відповідати вимогам еквівалентності.

Попередньо візуально перевіряють прилад і необхідну апаратуру, щоб підтвердити відсутність незвичайного зношування або пошкодження. Приводять прилад у вихідний стан і виконують не­обхідні процедури, як наприклад тарування давана.

Мінімальне число вимірів для підрахунку погрішності вимірювання (7₉₅ має бути десять Поліпшеної вірогідності можна досягти додатковими вимірюваннями, близько тридцяти, до точки відмови Еталонний зразок або виріб має бути повністю демонтовано і перемонтовано, охоплю­ючи оправки або пристрої, якщо долучені в методику, між кожним випробуванням Вимірювання має бути проведено в кількох різних положеннях на приладі, щоб охопити діапазон позиціювання вимірів виробу. Коли можливо, вимірювання еталонного зразка має охоплювати обернену орієн­тацію. Також доцільно зробити вимірювання протягом певного періоду часу, наприклад, кілька днів, щоб долучити впливи процесу вимірювання. Дані має бути нанесено на графік, щоб бачи­ти, чи це нормальний розподіл

Типові методики калібрування, що використовують під час початкового і подальшого оціню­вання приладу, має бути розроблено відповідно до рекомендацій виробника приладу, якщо є

Передумови методики такі'

• для калібрування навколишнє середовище і умови вимірювальної системи мають бути відповідно до розділів 4 і 5;

• початкове статистичне оцінювання вимірювального приладу виконують, використовуючи еталонний зразок калібрування, коли додатково оцінюють іншими еталонними зразками, як опи­сано в розділі 10

Потрібно мінімум десять окремих перевірок без будь-яких калібрувальних налагоджень приладу Для кожної з них застосовують такі етапи.

1. Установлюють прилад, щоб виміряти еталонний зразок

2. Розміщають калібрувальний еталонний зразок у приладі

3. Виміряють і записують потрібні параметри.

4. Розбирають установку

5. Повторюють етапи від а) до d) як мінімум дев’ять разів

6. Наносять точки даних у графік X — MR, як описано в розділі 10

д) Розглядають контрольний графік, щоб побачити, чи він відповідає вимогам, наведеним у 10.3. Оцінювання контрольного графіка може вказати на необхідність додаткових точок даних і повторного оцінювання.

8. Якщо необхідно, регулюють систему Не треба продовжувати, якщо система не контро­льована Якщо потрібні контрольні регулювання, визначають обумовлені причини, виправляють і повторюють вищезазначені етапи.

9. Установлюють систематичну помилку, якщо необхідно, і підтверджують

З цього моменту прилад можна вважати каліброваним і придатним для оцінювання відпо­відно до технічних умов

Потрібне подальше калібрування, щоб підтримувати статистичне довір’я до придатності приладу для використання. Інтервал між вимірюваннями еталонного зразка можна розширити, коли це підтверджується даними, наприклад, раз на зміну, щодня, щотижня. Коли статистика показує, що потрібне регулювання систематичної помилки, то вимірювання еталонного зразка проводять частіше, див розділ 10 та ISO 18653.

Графік X — MR розширяють і розраховують нові контрольні обмеження з кожним вимі­рюванням, використовуючи понад 100 попередньо записаних точок даних

Методики, наведені в розділі 10, треба повторювати на регулярній основі

У будь-який час, доки вимірюють виріб, сумнівні дані можуть указати, що потрібно перевірити калібрування

Будь-яке технічне оснащення і калібри, використовувані в установці або калібруванні вимі­рювального приладу, також мають бути калібровані на регулярній основі.

9 НАСТАНОВИ КОМПАРАТОРНОГО ПІДРАХУНКУ ПОГРІШНОСТІ ВИМІРЮВАННЯ

Цей розділ представляє ряд настановних прикладів підрахунку погрішності вимірювання. Він не охоплює всі можливі випадки.

Представлено один метод прямого підрахунку погрішності (У₉₅. Його можна використовувати, коли міряють вироби, які еквівалентні до, але не однакові з еталонним зразком, що використо­вують для калібрування вимірювального процесу. Ця методика може дати надійну вірогідність з мінімальною складністю в межах її лімітованої сфери застосування. Вона представляє ряд за­стосувань, доки вимагають використання тільки одного еталонного зразка.

Щоб відповідати вимозі еквівалентності геометрії, ділильний діаметр, модуль, ширина зуб­частого вінця і кут нахилу лінії зуба даного виробу мають бути в межах ± 25 % від відповідних установлених параметрів еталонного зразка. Понад 10 % різниці обговорюваного має бути відда­но на доповнення іншої компоненти погрішності. Можливе долучення інших вимог еквівалентності геометрії, як наприклад маси і розташування, випробування.

Щоб відповідати вимозі еквівалентності характеристики, установлена точність виробу має бути 5 ступеня або краща згідно з ISO 1328-1 і мати шорсткість поверхні вимірювання, Ra, 0,4 мкм або кращу.

Примітка. Фактори обов’язковості еквівалентності, перелічені тут, були довільно вибрані для цього прикладу. Точні фактори, що використовують, можуть змінюватися згідно з розглянутим застосуванням.

Методика калібрування така:

1. Виконують ряд вимірювань на відкаліброваному еталонному зразку, дотримуючись ме­тодики, наведеної в розділі 8. Мінімальна кількість вимірювань — 10.

2. Визначають середнє значення X результатів, виконаних на 1 етапі. Систематичну помилку Е тоді знаходять відніманням відкаліброваного значення еталонного зразка від середнього значення результатів.

3. Визначають стандартну похибку и_т результатів, виконаних на 1 етапі, використовуючи формулу:

^

(10)

де и_т— стандартна похибка;

X; — окреме виміряне значення відкаліброваного параметра;

X — середнє виміряних значень;

п — кількість вимірювань.

4. Визначають погрішність еталонного зразка и_п, пов’язаного з калібруванням еталонного зразка, використовуючи формулу:

_

(11)

де и_п — погрішність калібрування еталонного зразка;

^95(саі) — погрішність вимірювання и_Э5, установлена в документі калібрування еталонного зразка.

5. Визначають погрішність вимірювання U₃₅ для цього методу, використовуючи формули (12) або (13), залежно від того, чи буде вилучено систематичну помилку Е.

Формулу (12) застосовують тільки тоді, коли систематичну помилку, визначену на 2 етапі, вилучено з процесу вимірювання або регулюванням дії приладу, або компенсуванням результатів.

(

(12)

Формулу (13) застосовують тоді, коли систематичну помилку, визначену на 2 етапі, не вилучено з цього процесу вимірювання.

и₉₅=2(^ + ^)⁰'⁵ + |Е|. (13)

Цифровий приклад: Результати вимірювання нахилу профілю f_Ha на відкаліброваній лівій поверхні зуба прямозубого колеса (нормальний модуль т_п = 3,0 мм, число зубців, z = 33; кут зачеплення а_п - 20°; кут нахилу лінії зуба р = 0°) випробувано десять разів, подано як:

Значення калібрування f_Ha, Х_са є 3,3 мкм з б/₉₅ ±1,5 мкм (стандартна погрішність 0,75 мкм).

Дані використовують у цьому прикладі й підсумовують так:

Виміряні дані: у = 2,32 мкм, стандартна погрішність 0,47 мкм.

Дані калібрування: Х_са| = 3,3 мкм, U₉₅ = ± 1,5 мкм (стандартна погрішність 0,75 мкм)

Якщо систематичну помилку в процесі вимірювання компенсовано або відрегульовано, тоді можна використовувати формулу (12), отримуючи такі результати:

/9 9