DOBÓR SPRZĘTU POMIAROWEGO
(2)
Wymiar wymagany
Wymiar wymagany Xw – zbiór wartości, które ze względu na poprawność funkcjonowania konstrukcji winien przyjmować wymiar rzeczywisty X.
Sposoby określania wymiaru wymaganego na rysunkach.
Rys. 1. Sposoby określania wymiaru wymaganego.
Optymalna niepewność pomiaru
Optymalna niepewność pomiaru jest związana z interpretacją wymiarów granicznych. Na całkowite koszty wykonania określonego wymiaru wyrobu składają się:
§ koszty wytwarzania Kw,
§ koszty pomiaru Kp,
§ koszty błędnych decyzji Kbd.
Koszty wytwarzania Kw -nie zależą od niepewności pomiaru.
Koszty pomiaru Kp -maleją ze wzrostem niepewności pomiaru.
Dokładniejszy pomiar wymaga:
§ doskonalszego (z reguły droższego) narzędzia pomiarowego,
§ wyższych kwalifikacji personelu,
§ odpowiednich warunki pomiarów temperatura, wilgotność),
§ dłuższego czasu przygotowawczego do pomiaru,
§ dłuższego czasu wykonania pomiaru.
Koszty błędnych decyzji rosną wraz ze wzrostem niepewności pomiaru.
Źródłem błędnych decyzji jest występowanie w pomiarze obszaru niepewności pomiaru 2ep -rys.2.
Rys. 2a
Wymiar zaobserwowany znajduje się w polu tolerancji T- wykonanie poprawne.
Rys. 2b
Wymiar zaobserwowany również znajduje się w polu tolerancji, jednak obszar niepewności pomiaru 2ep wychodzi poza pole tolerancji (ciemne pole). Nie można wykluczyć, że wymiar rzeczywisty jest zawarty w obszarze poza polem tolerancji. Jeżeli niepewność ep jest duża, to mimo, że wymiar został uznany za dobry istnieje niebezpieczeństwo, że jeśli wymiar rzeczywisty wykroczy poza pole tolerancji, to spowoduje tym zmniejszenie wartości eksploatacyjnej wyrobu lub zakłócenia podczas montażu (obniżenie parametrów eksploatacyjnych wyrobów, awarie podczas pracy takiego detalu, wypadki śmiertelne i.t.p.).
Rys. 2. Możliwe relacje między wymiarem rzeczywistym i wymaganym.
Decyzje podejmowane na podstawie pomiaru:
a) wymiar dobrze wykonany - wymiar zaobserwowany mieści się w polu tolerancji,
b) wymiar może być wykonany dobrze lub źle - wymiar zaobserwowany mieści się w polu tolerancji,
c) wymiar wykonany źle - nie mieści się w polu tolerancji,
d) wymiar może być wykonany źle lub dobrze - wymiar, zaobserwowany wychodzi
poza pole tolerancji
Rys. 9.2c.
Wynik pomiaru wykroczył poza pole tolerancji T - wymiar został źle wykonany.
Rys. 9.2d
Wynik pomiaru znajduje się poza polem tolerancji - wymiar zostanie więc zakwalifikowany jako źle wykonany.
część obszaru niepewności pomiaru 2ep wchodzi w pole tolerancji T. Nie można zatem wykluczyć, że wymiar rzeczywisty jest zawarty w obszarze niepewności pomiaru wspólnym z polem tolerancji I (zakreskowane pole). Wymiar dobry zostanie odrzucony jako nie właściwie wykonany.
Koszty odrzucenia dobrego wyrobu:
§ koszty poniesione w produkcję danego wyrobu,
§ koszty uruchomienia powtórnej produkcji danego wyrobu.
Suma kosztów pierwszego (rys.2b) i drugiego (rys.2d) pochodzenia nazywa się kosztami błędnych decyzji.
Koszty wytwarzania KW, koszty pomiaru Kp i koszty błędnych decyzji Kbd przedstawiono na rys.3, tworząc krzywą kosztów sumarycznych Ks.
Rys. 3. Całkowite koszty wykonania określonego wymiaru wyrobu.
KW - koszty wytwarzania, Kp - koszty pomiaru, Kbd koszty błędnych decyzji, Ks - koszty sumaryczne, Ksmin - najniższe koszty sumaryczne, epo - optymalna wartość niepewności pomiaru.
Przeprowadzenie pełnej analizy optymalizacyjnej jest uzasadnione tylko w przypadkach produkcji wielkoseryjnej i masowej oraz kontroli ważnych części. W innych przypadkach stosuje się uproszczony sposób postępowania, oparty na wieloletnich doświadczeniach. Często w budowie maszyn (klasy dokładności 5¸18) podstawą doboru narzędzi pomiarowych jest zasada, aby współczynnik a = ep/T był rzędu 0,1¸0,2, przy czym wyższe wartości współczynników przyjmuje się dla dokładniejszych wymiarów (mniejszych tolerancji).
W szczególności, współczynnik a przyjmuje się:
§ dla klasy IT9 do IT18 - a » O,1, stąd ep » 0,1T,
§ dla klasy IT8 - a » 0,125, stąd ep» 0,125T,
§ dla klasy IT7 - a » 0,15, stąd ep» 0,15T,
§ dla klasy IT6 - a » 0,175, stąd ep» 0,175T,
§ dla klasy IT5 - a » 0,2. stąd ep» 0,2T.
W klasach dokładności ITO1 do IT4 należy przeprowadzić pełną analizę spodziewanych niepewności pomiaru, dopuszczając współczynnik a > 0,2.
Inne wymagania dotyczące doboru sprzętu pomiarowego:
§ rodzaj wielkości mierzonej,
§ rodzaj wymiaru mierzonego (zewnętrzny, wewnętrzny, mieszany),
§ wymiary gabarytowe mierzonego przedmiotu (zakres pomiarowy przyrządu),
§ masa mierzonego przedmiotu.
karoli33