Инженерная толерантность

Пример таблицы допусков DIN ISO 2768-2. Это всего лишь один пример линейных допусков для значения 100 мм. Это лишь один из 8 определенных диапазонов (30–120 мм).

Инженерный допуск – это допустимый предел или пределы отклонения:

физическое измерение ;
измеренная стоимость или физическое свойство материала, изготовленного объекта, системы или услуги;
другие измеренные значения (например, температура, влажность и т. д.);
в технике и безопасности - физическое расстояние или пространство (допуск), например, в грузовике (грузовике), поезде или лодке под мостом , а также в поезде в туннеле (см. габариты конструкции и габариты погрузки );
в машиностроении — пространство между болтом и гайкой или отверстием и т. д.

Размеры, свойства или условия могут иметь некоторые изменения, не оказывая существенного влияния на функционирование систем, машин, конструкций и т. д. Отклонение, выходящее за пределы допуска (например, слишком высокая или слишком низкая температура), считается несоответствующим, отклоненным, отклоненным. или превышение допуска.

Соображения при установке допусков

Основная задача состоит в том, чтобы определить, насколько широкими могут быть допуски, не влияя на другие факторы или результат процесса. Это может быть достигнуто путем использования научных принципов, инженерных знаний и профессионального опыта. Экспериментальное исследование очень полезно для изучения влияния допусков: планирование экспериментов , формальные инженерные оценки и т. д.

Хороший набор технических допусков в спецификации сам по себе не означает, что соответствие этим допускам будет достигнуто. Фактическое производство любого продукта (или работа любой системы) предполагает некоторые присущие ему вариации входных и выходных данных. Ошибка измерения и статистическая неопределенность также присутствуют во всех измерениях. При нормальном распределении хвосты измеренных значений могут выходить далеко за пределы плюс-минус три стандартных отклонения от среднего значения процесса. Значительные части одного (или обоих) хвостов могут выходить за пределы указанного допуска.

Технологические возможности систем, материалов и продуктов должны быть совместимы с указанными инженерными допусками. контроль над процессом Должен быть установлен , а эффективная система управления качеством , такая как Total Quality Management , должна поддерживать фактическое производство в пределах желаемых допусков. Индекс возможностей процесса используется для обозначения взаимосвязи между допусками и фактически измеренной производительностью.

На выбор допусков также влияет предполагаемый план статистического отбора проб и его характеристики, такие как приемлемый уровень качества. Это относится к вопросу о том, должны ли допуски быть чрезвычайно жесткими (высокая достоверность 100% соответствия) или иногда может быть приемлемым некоторый небольшой процент выхода за пределы допусков.

Альтернативный взгляд на допуски

Геничи Тагучи и другие предположили, что традиционные двусторонние допуски аналогичны «стойкам ворот» в футбольном матче : это означает, что все данные в пределах этих допусков одинаково приемлемы. Альтернатива заключается в том, что лучший продукт имеет измерения, которые точно соответствуют цели. Увеличиваются потери, которые являются функцией отклонения или изменчивости от целевого значения любого проектного параметра. Чем больше отклонение от цели, тем больше потери. Это описывается как функция потерь Тагучи или функция потери качества , и это ключевой принцип альтернативной системы, называемой инерционным допуском .

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, проведенные М. Пилле и его коллегами. ^[1] в Университете Савойи привело к внедрению в конкретной отрасли. ^[2] Недавняя публикация французского стандарта NFX 04-008 позволила производственному сообществу продолжить его рассмотрение.

Допуск механических компонентов

Допуск на размер связан с посадкой в машиностроении, которая представляет собой расчетный зазор или натяг между двумя деталями, но отличается от него. Допуски назначаются деталям для производственных целей как границы приемлемой сборки. Ни одна машина не может поддерживать размеры точно на номинальном значении, поэтому должны быть приемлемые степени отклонения. Если деталь изготовлена, но имеет размеры, выходящие за пределы допуска, она не является пригодной к использованию деталью в соответствии с замыслом конструкции. Допуски могут применяться к любому размеру. Обычно используемые термины:

Базовый размер: Номинальный диаметр вала (или болта) и отверстия. В целом это одинаково для обоих компонентов.
Нижнее отклонение: Разница между минимально возможным размером компонента и базовым размером.
Верхнее отклонение: Разница между максимально возможным размером компонента и базовым размером.
Фундаментальное отклонение: Минимальная . разница в размерах между компонентом и базовым размером

Это идентично верхнему отклонению для валов и нижнему отклонению для отверстий. ^[3]Если основное отклонение больше нуля, болт всегда будет меньше базового размера, а отверстие всегда будет шире. Фундаментальное отклонение — это форма допуска , а не толерантности.

Международная степень толерантности: Это стандартизированная мера максимальной разницы в размерах компонента и базового размера (см. ниже).

Например, если вал номинальным диаметром 10 мм должен иметь скользящую посадку в отверстии, вал может быть указан с диапазоном допуска от 9,964 до 10 мм (т. е. нулевое основное отклонение, но меньшее отклонение 0,036 мм), а отверстие может быть указано с диапазоном допусков от 10,04 мм до 10,076 мм (основное отклонение 0,04 мм и верхнее отклонение 0,076 мм). Это обеспечит посадку с зазором где-то между 0,04 мм (наибольший вал в паре с наименьшим отверстием, называемое максимальным состоянием материала - MMC) и 0,112 мм (наименьший вал в паре с самым большим отверстием, наименьшее состояние материала - LMC). В этом случае размер диапазона допуска как для вала, так и для отверстия выбирается одинаковым (0,036 мм), что означает, что оба компонента имеют один и тот же международный класс допуска, но в целом это не обязательно.

Если другие допуски не предусмотрены, в обрабатывающей промышленности используются следующие стандартные допуски : ^[4]^[5]

1 десятичный знак	(.x):	±0,2"
2 десятичных знака	(.0x):	±0,01"
3 десятичных знака	(.00x):	±0,005"
4 десятичных знака	(.000x):	±0,0005"

Международная степень допуска

система стандартизированных допусков, называемая международными классами допусков При проектировании механических компонентов часто используется . Стандартные (размерные) допуски делятся на две категории: отверстие и вал. Они маркируются буквой (заглавными для отверстий и строчными для валов) и цифрой. Например: H7 (отверстие, резьбовое отверстие или гайка ) и h7 (вал или болт). H7/h6 — очень распространенный стандартный допуск, обеспечивающий плотную посадку. Допуски работают таким образом, что для отверстия H7 это означает, что отверстие должно быть немного больше базового размера (в данном случае для соответствия ISO 10+0,015-0, что означает, что оно может быть на 0,015 мм больше, чем базовый размер и на 0 мм меньше). Фактическое количество больше/меньше зависит от базового размера. Для вала того же размера h6 будет означать 10+0–0,009, что означает, что вал может быть на 0,009 мм меньше базового размера и на 0 мм больше. Этот метод стандартных допусков также известен как «Пределы и посадки» и его можно найти в ISO 286-1:2010 (ссылка на каталог ISO). .

В таблице ниже приведены международные степени толерантности (IT) и общее применение этих степеней:

ИТ-класс	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
	Измерительные инструменты									Материал
							Подходит							Большие производственные допуски

Анализ соответствия с помощью статистической интерференции также чрезвычайно полезен: он показывает частоту (или вероятность) того, что детали правильно подходят друг к другу.

Допуск электрических компонентов

В электрических спецификациях может потребоваться резистор с номинальным значением 100 Ом ( Ом ), но также может быть указан допуск, например «±1%». любой резистор номиналом в диапазоне 99–101 Это означает, что допускается Ом. Для критически важных компонентов можно указать, что фактическое сопротивление должно оставаться в пределах допуска в пределах указанного диапазона температур, в течение указанного срока службы и т. д.

Многие имеющиеся в продаже резисторы и конденсаторы стандартных типов, а также некоторые небольшие катушки индуктивности часто маркируются цветными полосами , указывающими их номинал и допуск. На высокоточных компонентах нестандартных значений может быть напечатана числовая информация.

Низкий допуск означает лишь небольшое отклонение от заданного значения компонентов, когда они новые, при нормальных условиях эксплуатации и при комнатной температуре. Более высокий допуск означает, что компонент будет иметь более широкий диапазон возможных значений.

Разница между допуском и толерантностью

Термины часто путают, но иногда разница сохраняется. См. Допуск (инженерия) § Смешение инженерных концепций допусков и допусков .

Расчистка (гражданское строительство)

В гражданском строительстве под просветом понимается разница между габаритом погрузки и габаритом конструкции в случае железнодорожных вагонов или трамвая или разница между размером любого транспортного средства и шириной/высотой дверей, шириной/высотой эстакады . или диаметр туннеля , а также тяга воздуха под мостом , ширина шлюза или диаметр туннеля в случае плавсредств . Кроме того, существует разница между глубокой осадкой и руслом реки или морским дном пути водного .

См. также

Примечания

^ Пилле М., Адранья П.А., Жермен Ф., Инерционный допуск: «Проблема сортировки», Журнал машиностроения: Проблемы повышения точности производства, оптимизация, Vol. 6, № 1, 2006, стр. 95-102.
^ «Диссертация «Контроль качества и инерционные допуски в часовой промышленности», на французском языке» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2011 г. Проверено 29 ноября 2009 г.
^ К. Браун, Уолтер; К. Браун, Райан (2011). Печатное чтение для промышленности, 10-е издание . Компания Goodheart-Wilcox, Inc. 37. ИСБН 978-1-63126-051-3 .
^ 2, 3 и 4 десятичных знака указаны на странице 29 книги «Практика станков», 6-е издание, автор: RR; Киббе, Дж. Э.; Нили, Р.О.; Мейер и В.Т.; Белый, ISBN 0-13-270232-0 , 2-е издание, авторские права Прентис Холла 1999, 1995, 1991, 1987, 1982 и 1979 годов.
(Все четыре знака, включая один десятичный знак, общеизвестны в этой области, хотя ссылку на один знак найти не удалось.)
↑ По словам Криса МакКоли, главного редактора « Справочника машинного оборудования » Industrial Press : Стандартные допуски «… похоже, не относится ни к одному из последних изданий (24–28) Справочника машинного оборудования , хотя эти допуски могли где-то упоминаться. в одном из многих старых изданий Справочника » (24.04.2009, 8:47).

Дальнейшее чтение

Пыздек Т. «Справочник по инженерному обеспечению качества», 2003 г., ISBN 0-8247-4614-7
Годфри, А.Б., «Справочник по качеству Джурана», 1999 г., ISBN 0-0703-4003-X
ASTM D4356 Стандартная практика для установления согласованных допусков метода испытаний

Внешние ссылки

[1] Пилле М., Адранья П.А., Жермен Ф., Инерционный допуск: «Проблема сортировки», Журнал машиностроения: Проблемы повышения точности производства, оптимизация, Vol. 6, № 1, 2006, стр. 95-102.

[2] «Диссертация «Контроль качества и инерционные допуски в часовой промышленности», на французском языке» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2011 г. Проверено 29 ноября 2009 г.

[3] К. Браун, Уолтер; К. Браун, Райан (2011). Печатное чтение для промышленности, 10-е издание . Компания Goodheart-Wilcox, Inc. 37. ИСБН 978-1-63126-051-3 .

[4] 2, 3 и 4 десятичных знака указаны на странице 29 книги «Практика станков», 6-е издание, автор: RR; Киббе, Дж. Э.; Нили, Р.О.; Мейер и В.Т.; Белый, ISBN 0-13-270232-0 , 2-е издание, авторские права Прентис Холла 1999, 1995, 1991, 1987, 1982 и 1979 годов.
(Все четыре знака, включая один десятичный знак, общеизвестны в этой области, хотя ссылку на один знак найти не удалось.)

[5] По словам Криса МакКоли, главного редактора « Справочника машинного оборудования » Industrial Press : Стандартные допуски «… похоже, не относится ни к одному из последних изданий (24–28) Справочника машинного оборудования , хотя эти допуски могли где-то упоминаться. в одном из многих старых изданий Справочника » (24.04.2009, 8:47).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]