АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫБОРА ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИХ (МОМЕНТНЫХ) КЛЮЧЕЙ
АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫБОРА ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИХ (МОМЕНТНЫХ) КЛЮЧЕЙ
Блюменталь Э.С., Боровец Г.В., Сердюкова Т.В.
Белорусский национальный технический университет
Минск, Республика Беларусь
Увеличение использования средств измерений (СИ) крутящего момента связано с трудностями выбора конкретного СИ. Во многих технических документах измеряемый момент указывается без допуска. Часто отсутствуют технические требования к динамометрическому ключу. Поэтому затруднительным является выбор модели, диапазона измерений и допускаемой погрешности (класса точности) динамометрического (моментного) ключа. Часто методика выполнения измерений (МВИ) отсутствует, либо учитывает только инструментальную погрешность измерений. Но даже в этом случае нередко инструментальная погрешность измерений составляет 80…90 % от допуска на измеряемый момент.
Методическая погрешность любого моментного ключа за счет перекоса оси прибора относительно оси установочного отверстия составляет по расчетам 0.2…0.5 % от измеряемой величины. Практически же исследования показали, что погрешность может достигать 1 %, особенно, при использовании насадок и удлинителей для динамометрических ключей. Такая погрешность является систематической.
При использовании шкального ключа возникает погрешность отсчитывания. Учитывая существующее соотношение между точностью ключей и ценой деления шкалы, можно определить значение погрешности отсчитывания для наиболее широко применяемых ключей класса точности 2.5 и 4 – 0.2…0.5 % от измеряемой величины. При использовании щелчкового ключа возникает погрешность манипулирования при выставлении необходимого предела срабатывания. Эта погрешность не превышает 0.1…0.2 %. При совпадении значения измеряемой величины со штрихом на шкале прибора или на его рукоятке погрешность отсчитывания или манипулирования не превышают 0.05…0.1 %. Дополнительная погрешность щелчкового ключа связана с субъективным восприятием щелчка на слух, а также с отличием условий применения ключей от условий калибровки (поверки), в первую очередь, скорости и плавности приложения момента сил.
Электронные ключи чувствительнее, чем механические к изменениям условий измерений (температура, влажность, вибрация, легкий удар). Во многих конструкциях электронных ключах при ударе получается скрытый дрейф нуля, когда после очередного выключения-включения прибор показывает 0, а на самом деле начинает отсчет с другого значения.
Описанные выше факторы необходимо учитывать при выборе оптимального ключа. Кроме того, нужно учитывать условия применения прибора: для контроля или измерения момента сил; в серийном производстве или единичном; расположение и удобство доступа к детали.
Последовательность выбора и применения моментных ключей следующая:
1.Выбор моделей и принципа действия прибора. В серийном производстве почти всегда предпочтительнее для применения механические ключи, за исключением особых требований по точности. Для контроля чаще применяют щелчковые, для измерений – шкальные. Надо выбрать удобное при отсчете показаний расположение шкалы для уменьшения субъективной погрешности измерений. При использовании в серийном производстве выбирать по возможности ключи с совпадением значения измеряемой величины с отметкой шкалы или штрихом на рукоятке щелчкового ключа. Для единичного производства целесообразно выбирать шкальные или электронные приборы.
2.Из выбранных моделей нужно выделить те, которые ближе подходят по техническим требованиям. Если технические требования к ключам не указаны, целесообразно выбирать механические приборы.
3.Выбирается диапазон измерений ключей. В любом случае верхний предел измерений должен быть на 10…15 % больше максимального измеряемого момента сил. Для применения в серийном производстве это значение должно быть не менее 20…30 %, что повысит надежность прибора. Наиболее целесообразно выбирать для применения в серийном производстве моментные ключи с работой в середине диапазона измерений, что кроме надежности повысит также точность измерений за счет меньшей инструментальной погрешности (в первую очередь для щелчковых приборов).
4.Определяется предел допускаемой погрешности (класс точности) динамометрического (моментного) ключа. Очень важно учесть, какая погрешность нормирована: относительная или приведенная. Для измерений и применения в единичном производстве целесообразнее выбрать прибор с нормированной относительной погрешностью. Для серийного производства лучше с точки зрения стоимости выбирать ключ с приведенной (к верхнему пределу измерений) погрешностью. При наличии методики выполнения измерений (МВИ), где учтены все доминирующие погрешности, инструментальная погрешность может составлять 25…30 % от допуска на измеряемый момент. В случае отсутствия в документах допуска на измеряемый момент, он не должен превышать 20 % от значения этого момента. При отсутствии МВИ и малом опыте в разработке МВИ моментов сил следует выбирать ключи с инструментальной погрешностью не более 15…20% от допуска на измеряемый момент.
5.При выборе щелчкового ключа по возможности производить поверку не на слух, а с использованием поверочного оборудования с механизмом уловителя максимального момента.
6.Даже для применения в единичном производстве, если это не связано с дополнительными затратами, выбирать ключ с работой в середине диапазона.
7.Применять уплотнители для уменьшения зазоров между квадратом прибора (насадки) и отверстия в измеряемой детали.
8.При использовании в серийном производстве применять моментные ключи, калиброванные на одно-два значения с отметками на шкале или ручке.
9.При использовании электронных ключей обеспечить на производстве возможность после воздействия удара, других внешних факторов проведение экспресс-калибровки по одной точке для проверки отсутствия скрытого дрейфа нуля.
10.Практически измерять угол перекоса оси прибора относительно оси установочного отверстия для исключения этой систематической составляющей.
11.Исключить или ограничить количество насадок одной штукой.
