Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf

Как впдно, Рср на 28% больше заданного. Такое несоответствие средней заданной осевой силы среднему значению силы упругости является одной из причин брака пружин. Продельное значение силы Р упругости пружины является функцией независимых переменных С, d, X, Р>„ и г, т. е. Р = F (G, d,

к, />„, г).

Предельная погрешность, т. е. наибольшее но абсолютной величине от­ клонение от среднего значения силы упругости, определяется по формуле (261):

Предельная погрешность силы упругости пружины, определенная по методу максимума—минимума, будет равна сумме всех частных погрешностей:

Р = 0,25 + 0,008 + 0,001 + 0,003 + 0,011 = 0,018 кгс.

При квадратическом суммировании погрешностей предельная погреш­ ность силы упругости согласно уравнению (265) будет (при + = 1 и 2 Атеист = 0)

А Р 2вер = 1'"0,0252 + 0,008й + 0,00+ + 0,0032 + 0,011й ^ 0,029 кгс.

Диапазон рассеяния величины силы упругости равен удвоенной пре­ дельной погрешности, т. е.

6P S= 2APS= 2-0,029 = 0,058 кгс,

поскольку возможны как положительные, так*н отрицательные отклонения от среднего значения Р.

Из расчета видно, что диапазон рассеяния силы упругости пружины зна­ чительно превышает допуск, равный 0,02 кгс. Зная действительный размер проволоки н модуль упругости ее материала, можно устранить погрешности АР(1 п APG, которые в этом случае принимаются за систематические. Для

уменьшения остальных погрешностей, пользуясь методом Г. Н. Фролова [32], производят «калибровку» пружин но упругой характеристике путем изме­ нения количества свободных и поджатых витков пружины. При особо повы­ шенных точностных требованиях, если в конструкции механизма применяется несколько однотипных пружин, используют селективный метод их комплекто­ вания.

452

Взаимозаменяемость по электрическим и другим физическим параметрам. Для обеспечения взаимозаменяемости по физическим параметрам очень важно соблюдать взаимозаменяемость исходных материалов, заготовок и полуфабрикатов. Например, при непо­ стоянстве физических свойств материала проволоки (особенно омического сопротивления) необходимы дополнительные регули­ ровочные операции в приборах, имеющих катушки, роторы, ста­ торы и другие электрические узлы с токопроводящими витками проволоки; состав газа в люминесцентных лампах и в электроваку­ умных приборах оказывает решающее влияние на эксплуатацион­ ные показатели этих приборов и т. н.

Эксплуатационные показатели электрических машин, электри­ ческих и электронных приборов при постоянстве качества материа­ лов определяются геометрическими параметрами этих изделий. Например, в электровакуумных приборах геометрические пара­ метр],1 определяют длину волны и форму спектра генерируемых или усиливаемых электромагнитных колебаний, их мощность, к. и. д., коэффициент усиления и др. Поэтому необходимо нахо­ дить связи эксплуатационных показателей электрических машин и электрических и электронных приборов с их геометрическими параметрами и устанавливать допуски на функциональные гео­ метрические параметры исходя из допустимого изменения эксплуа­ тационных показателей этих изделий.

Для сложных электронных приборов и аппаратов большое значение имеет взаимозаменяемость по присоединительным раз­ мерах]. Например, вследствие несоблюдения условий сопряжения ламп с панелями часто бракуются хорошие лампы из-за искаже­ ния параметров приборов и аппаратов, дополнительных шумов и т. и.

Пример 1. (по П. И. Булевскому). Основным эксплуатационным показа­ телем малогабаритного электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением от постоянных магнитов, характеризующим его работу, явля­ ется скорость вращения якоря.

Погрешность скорости вращения якоря электродвигателя зависит от погрешностей сопротивления обмотки якоря (Rn), падения переходного напря­ жения на щетках Д £/щ, числа проводников обмотки якоря w, магнитного пото­ ка в зазоре Ф.

Эти погрешности рассматриваются как случайные. Скорость вращения

а— число пар параллельных ветвей обмотки якоря;

р— число пар полюсов электродвигателя;

U — напряжение питания электродвигателя.

Были найдены частные производные (коэффициенты влияния) от ско­ рости вращения якоря по величинам рассматриваемых случайных по­ грешностей. Например, для двигателя с параметрами w = 2700 витков;

453

=± 0 ,7 5 Ом (^ 8 %) — погрешность зависит от сопротивления обмотки; бА 17щ=

=± 0,5В; Ью= ± 9 (±1 виток на каждый из 9 пазов якоря).

Принимая, что рассеяние погрешностей подчиняется закону нормального распределения, погрешность скорости вращения якоря электродвигателя, возникающая из-за возможных отклонений рассматриваемых параметров, будет

составит примерно 6 %. Эту ошибку можно уменьшить сокращением величины зазора, уменьшающего колебания магнитного потока Ф, и предварительной сортировкой щеток по величине переходного сопротивления, снижающего

д и ш .

Пример 2. Долговечность электровакуумных приборов в основном опре­ деляется долговечностью катодов. В наиболее распространенных электрова­ куумных приборах долговечность современных оксидных катодов может составлять более 10 000 ч. Несмотря на это, долговечность основной массы приборов только 2000—5000 ч, а для многих приборов не превышает 1000 ч. Одной из существенных причин сниженной долговечности приборов являются колебания температуры катодов в пределах 80—150 °К и более, в то время как она должна находиться в пределах допуска, равного 30—40 °К.

' С ростом отклонении температуры катода, особенно в сторону увеличения от ее номинального значения, существенно растет интенсивность отказов (уменьшается надеяшость) приборов при работе (рис. 204). Погрешность тем­ пературы катода определяется в основном погрешностью напряжения накала (создаваемого источником питания) и погрешностями сопротивления подо­ гревателя и теплоотдачи (от катода как с поверхности, так и через контакти­ рующие с ним детали), зависящей от шероховатости покрытия, качества сварки и т. п.

Требуется найти допуски на сопротивление подогревателя бR и напря­ жение накала 6Z7 для прибора, долговечность D которого должна быть не менее 3000 ч (решение даем по А. А. Чекмареву).

Влияние изменения вакуума, теплоотдачи и других факторов на долго­ вечность прибора обычно учитывается коэффициентом Ктв формуле расчет­

где Кт— коэффициент запасаточности, учитывающий влияние на долго­

454

Зависимость изменения тока эмиссии от температуры в процессе срока службы приборов в настоящее время может быть найдена только эксперимен­ тально. На основании технических условии на прибор и имеющихся расчет­ ных данных допуск на изменение тока эмиссии катода при расчетной долго­ вечности прибора ОраСч=5000 ч выбираем равным Ые = 45% номинального

Рис. 204. Зависимость инРпс. 205. Зависимость тока эмиссии электротенсивности отказов от отвакуумных приборов от их долговечности при клонений температуры каразличной температуре

тода

Допуски на сопротивление подогревателя R и напряжение накала U определяются из соотношения

где Рн — мощность накала; | — коэффициент лучеиспускания, зависящий от свойств поверхности

катода;

а— постоянная Стефана — Больцмана;

Т— абсолютная температура катода.

Согласно выражению (263) допуск на температуру

Для удобства дифференцирования прологарифмируем уравнение (273) (влияние | н а не учитываем, так как они малы):

4 In Г = 2 In U—In R,

откуда находим

455