Топливный насос высокого давления

Согласно ГОСТ 8.050-73 нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений:

• температура окружающей среды 20°С;
• атмосферное давление 101324,72 Па (760 мм рт. ст.);
• относительная влажность окружающего воздуха 58 % (нормальное парциальное давление водяных паров 1333,22 Па);
• ускорение свободного падения (ускорение силы тяжести) 9,8 м/с²;
• направление линии измерения линейных размеров до 160 мм у наружных поверхностей – вертикальное, в остальных случаях – горизонтальное;
• относительная скорость движения внешней среды равна нулю;
• значения внешних сил равны нулю.

 Установление области допустимых отклонений основных влияющих величин

В реальных условиях при выполнении измерительных операций трудно обеспечить определенные номинальные значения влияющих величин. Поэтому задача сводится к установлению пределов возможных изменений влияющих величин. Наиболее простыми и доступными с точки зрения пользования являются рекомендации по условиям измерения, выдаваемые в виде таблиц и номограмм. Таблицы, построенные по этим принципам, включены в ГОСТ 8.050-73.

• Пределы допустимых отклонений от нормального направления

линии измерения и нормированных параметров ориентации средств и

объектов измерений  при линейных измерениях составляют:

±2° – по квалитетам 5 – 9;

• Отклонение температуры объекта измерения и рабочего пространства от нормального значения в процессе измерения должны соответствовать указанным в табл. 1.

 

Таблица 1

Пределы допускаемого отклонения температуры  объекта измерения и рабочего пространства от нормальной, °С

Если в рабочее  пространство помещается деталь с отклонением  от нормальной температуры большим, чем указано в табл. 1, то деталь должна выдерживаться в рабочем пространстве (табл. 2). Средства измерений должны находиться в условиях, указанных в табл. 2, не менее 24 ч до начала измерений.

Таблица 2

Время выдержки объектов контроля до начала измерений в рабочем пространстве, ч

3. В рабочем пространстве допускаются только плавные изменения температуры со скоростью не более 0,1°С/мин.

4. Давление воздуха  в рабочем пространстве не  должно быть менее атмосферного. Допускается превышение атмосферного  давления не более чем на 3 кПа.

5. Допускаемое  отклонение влажности ±20%.

6. Уровень шума  в рабочем пространстве не  должен превышать 80 дБ при измерениях  величин с нормированной точностью  с 6-го по 10-й квалитет.

Однако такие  рекомендации, ввиду того, что они  даются безотносительно к размерам, конфигурации и материалу измеряемых деталей, а также к используемым средствам измерений, могут носить только сугубо ориентировочный характер.

 

Выбор и обоснование  метода и схемы измерения

• Выбор и обоснование метода измерения

Для линейных измерений наибольшее распространение получили прямые методы измерений: метод непосредственной оценки (погрешность метода отсутствует) и метод сравнения с мерой (погрешность этого метода определяется погрешностью используемой меры, а погрешности, связанные с температурными и силовыми деформациями компенсируются настройкой измерительного приспособления).

Если рассмотренные  методы не позволяют решить измерительную  задачу, прибегают к косвенным  методам, при которых искомое  значение величины Y находят на основании известной зависимости между Y и величинами x1, x2 ,..., xn , подвергаемыми прямым измерениям

Y = f (x1,x2,…,xn).

Так как реализуется  задача контроля зависимого допуска, то метод измерений – косвенный.

При измерениях диаметра и ширины паза используется метод сравнения с мерой.

Погрешность метода измерений

• При измерении  внешнего диаметра толкателя

Погрешность установочной меры

В соответствии с РД 50-98-86: для меры 3-его класса из диапазона размеров (10-30) мм, допуск на неё T_M= 1,7 мкм. Случайная погрешность меры 3-его разряда составляет не более Δ_м = 1 мкм.

• При измерении ширины паза толкателя

Погрешность установочной меры

Случайная погрешность  меры 3-его разряда составляет не более Δм = 1 мкм. 

Разработка  схемы измерительного приспособления

При разработке схемы измерительного приспособления необходимо стремиться к тому, чтобы конструкция приспособления была по возможности проще, а погрешность показаний, обусловленная схемой, была бы как можно меньше. Этого можно достичь, если при разработке схемы приспособления руководствоваться следующими положениями:

1) линия действия  измерительного приспособления  должна располагаться вдоль контролируемого  геометрического параметра (принцип  Аббе);

2) число звеньев схемы  приспособления, выполняющих передаточную  функцию должно быть минимальным (принцип наикратчайшей размерной цепи);

3) протяженность отдельных  звеньев схемы в направлении  измерения должна быть наименьшей;

4) число передаточных  механизмов, выполняющих масштабную  функцию, должно быть минимальным,  а их характеристики (передаточные функции) линейными;

5) измеряемая деталь относительно  приспособления должна быть лишена 6-и степеней свободы. Исключение  может составлять лишь свобода  поворота детали вокруг оси,  совпадающей с направлением измерения;

6) при использовании в схеме измерительного приспособления рычажных передач необходимо стремиться к тому, чтобы рычаги были одноименными (синусными или тангенсными). Центры сфер должны быть расположены на теоретическом рычаге в его начальном положении, а обе плоскости должны быть параллельны плечам теоретического рычага в этом положении, и составлять с ними одинаковый угол одного знака;

8) вместо опор  качения и скольжения для поступательно  и вращательно перемещающихся  пар следует применять звенья, подвешенные на плоских пружинах;

9) контакт чувствительного  элемента измерительного приспособления  с поверхностью детали должен  быть точечным.

 

Разработанную схему измерительного приспособления необходимо проверить на соблюдение принципа инверсии:

• условия измерения должны соответствовать условиям эксплуатации и формообразования детали;
• траектория движения при контроле (измерении) соответствует траектории движения при эксплуатации и формообразовании;
• линия измерения совпадает с направлением рабочего усилия при эксплуатации;
• измерительные, конструкторские и технологические базы совпадают;
• форма измерительного наконечника, силовая нагрузка на деталь и другие параметры соответствуют параметрам сопрягаемой с ней контрдетали;
• физические (в частности геометрические) свойства образцовой детали, используемой при настройке измерительного приспособления, подобны свойствам контролируемой детали.

 

Погрешность схемы измерений

• для диаметра

Измерительная схема представлена на рисунке ниже:

 

Рисунок 4

При выбранной  измерительной схеме погрешности базирования Δ_б  возникать не будет.

• для ширины паза

Рис 5

При определении  ширины паза погрешность угла призмы не оказывает никакого влияния, поэтому  погрешности базирования не будет.

 

Выбор датчика

Требования, предъявляемые  к датчикам:

• высокая точность и чувствительность измерения;
• долговечность, высокая стабильность и надежность в работе;
• небольшие размеры (особенно измерительного наконечника) и вес;
• малое измерительное усилие и его постоянство в пределах рабочего хода измерительного наконечника;
• высокая собственная частота подвижной системы датчика, малая чувствительность к вибрациям и ускорениям;
• достаточно большие пределы измерений.

 

Индуктивный преобразователь представляет собой две последовательно соединенные  катушки индуктивности, внутри которых  перемещается ферритовый стержень,  жестко связанный с измерительным наконечником преобразователя (дифференциальная схема соединения).

При перемещении измерительного наконечника  индуктивность одной катушки  индуктивности увеличивается, а  другой – уменьшается (и наоборот), в результате чего сигнал, поступающий с точки соединения катушек индуктивности, меняется по амплитуде (рис 6).

Рис. 6

1 – контролируемый объект, 2 –  ферритовый стержень, 3 – катушки  индуктивности

 

Метрологические характеристики индуктивного преобразователя мод.75511

Таблица 3

Параметры	Диапазон измерений (показаний)
	40 мкм (от -20 до +20)	400 мкм (от -200 до +200)	2000 мкм (от -1000 до +1000)
Предел допускаемой  основной погрешности на границах диапазона, мкм	0,06	0,4	4
Предел допускаемой  дополнительной погрешности, мкм	0,03	0,2	2
Предел допускаемой  основной погрешности внутри диапазона  измерения, мкм	0,01+L/400	0,01+L/666	1+L/333

 

Длина полного  хода измерительного наконечника 

преобразователя, мм        2,5

Измерительное усилие преобразователя, сН    70

Колебание измерительного усилия в пределах

всего диапазона  показаний, сН      10

Погрешность измерительного преобразователя

Для индуктивного датчика мод. 75511  погрешность измерения Δ_си = 0,4 мкм на диапазоне 400 мкм (-200 мкм до 200 мкм)

 

Погрешность от преобразующего механизма

• для диаметра

По ГОСТ 11007 возьмём  цилиндрический наконечник D5x8.

Схема двухточечная с двумя штоками.

Рисунок 7

При цилиндрических наконечниках погрешность будет  иметь вид:

,

где Δx – смещение детали в направлении перпендикулярном линии давления наконечников

R_д – радиус детали

R_н – радиус наконечника

Приняв допустимое смещение Δx=0,1 мм

мкм

• для паза

Схема двухточечная с двумя воспринимающими рычагами

Рисунок 8

 

Наконечник  выбираем цилиндрический, тогда контакт  будет линейным и охватывать стенку по всей длине сечения.

Погрешность при  такой схеме равна 0, если AA параллельно ВВ. Так как в чертеже на установочную меру не установлен допуск на непараллельность  стенок паза, считаем их параллельными.

 

Эксплуатационная  погрешность

Группа эксплуатационных погрешностей, возникающих в результате эксплуатации измерительного прибора, является наиболее многочисленной. Источниками  появления поэлементных эксплуатационных погрешностей могут быть:

• отличие условий эксплуатации от нормальных: непостоянство температурного режима (температуры помещений, приспособления, деталей), влажности, атмосферного давления, наличие загрязнений, недостаточное время прогрева электросхемы, наличие посторонних источников вибрации и других помех;
• силовые деформации, вызывающие упругие перемещения и перемещения в пределах зазоров, непостоянство измерительного усилия во времени вследствие гистерезиса пружин, упругого последствия, непостоянства сил трения, несбалансированности отдельных деталей приспособления, динамических нагрузок и т.д.;
• контактные деформации, зависящие от измерительного усилия, шероховатости контролируемой поверхности, формы чувствительного элемента приспособления и формы детали;
• изнашивание наконечников, подвижных частей деталей передаточных и масштабных механизмов, штоков, рычагов, подвижных частей преобразователей, электрических контактов, элементов подвесок, базирующих элементов, подвижных частей и т.п.;
• непостоянство характеристик источников питания (напряжения, частоты, давления и т.п.).
• Кроме того, возможно появление грубых отклонений в виде: попадания под наконечники крупных частиц: абразива, металла, загрязнений, появление заеданий, поломок и т.п.

Многие из этих погрешностей при рассмотрении конкретного  измерительного прибора оказывают  незначительное влияние на результирующую погрешность, кроме того, в каждом конкретном случае может быть свой комплекс доминирующих эксплуатационных погрешностей.

Поскольку в  рамках курсового проекта нет возможности привести исчерпывающие сведения о методах оценок всех составляющих эксплуатационной погрешности, то при расчете следует обратиться к нормативной, справочной и учебной литературе.

 

 

Расчет  температурной погрешности

Данная погрешность  присутствует практически при всех измерениях размеров, и влияние ее обычно растет при увеличении требований к точности и уменьшении измеряемого  размера.