Очистка калибр-колец резьбовых от загрязнений с применением ультразвука

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативно-правовые основы метрологического обеспечения линейно-угловых измерений в Российской Федерации

1.1. Государственная система обеспечения единства измерений и роль Росстандарта в регулировании метрологической деятельности

1.2. Классификация калибров для контроля резьбовых соединений и специфика требований к их чистоте согласно ГОСТ 24939

1.3. Нормативные требования ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2019 к подготовке средств измерений в аккредитованных лабораториях

Глава 2. Анализ существующей системы подготовки и контроля резьбовых калибров на промышленном предприятии

2.1. Оценка влияния состояния поверхности калибр-колец на метрологические характеристики и достоверность измерительного контроля

2.2. Критический анализ традиционных методов очистки измерительного инструмента и выявление их дефектов

2.3. Исследование динамики возникновения эксплуатационных загрязнений и их воздействия на прецизионную резьбу

Глава 3. Совершенствование процесса метрологического обслуживания на основе ультразвуковых технологий

3.1. Разработка регламента ультразвуковой очистки калибр-колец и выбор оптимальных составов технологических сред

3.2. Разработка методики калибровки калибр-колец с учетом влияния предварительной обработки на бюджет неопределенности

3.3. Оценка эффективности внедренных решений и расчет показателей точности в соответствии с требованиями МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВНИИМС

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Очистка калибр-колец резьбовых от загрязнений с применением ультразвука

Направление: 27.02.01 Метрология

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение единства измерений в Российской Федерации является одним из приоритетных направлений государственной технической политики, направленной на повышение конкурентоспособности отечественной промышленности и качества выпускаемой продукции. В соответствии с Федеральным законом № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», метрологическая служба предприятий несет ответственность за поддержание средств измерений в рабочем состоянии, обеспечивающем достоверность результатов контроля. Особое место в системе метрологического обеспечения промышленного производства занимают калибры резьбовые, применяемые для контроля точности резьбовых соединений в машиностроении, авиастроении, нефтегазовом оборудовании и других стратегически важных отраслях. Согласно требованиям ГОСТ 24939-81 «Калибры для цилиндрических резьб. Допуски», состояние измерительных поверхностей калибров напрямую влияет на достоверность контроля и соответствие продукции заданным параметрам качества [3, c. 15].

В условиях реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации» и модернизации промышленного комплекса страны актуализируется задача повышения эффективности метрологического обслуживания средств измерений. Одной из ключевых проблем эксплуатации прецизионных калибр-колец является загрязнение их измерительных поверхностей продуктами износа, смазочными материалами, абразивными частицами и коррозионными образованиями. Традиционные методы очистки, включающие механическую обработку ветошью с применением органических растворителей, не обеспечивают полного удаления загрязнений из профиля резьбы и могут приводить к микроповреждениям рабочих поверхностей, что снижает метрологические характеристики калибров. По данным ВНИИМС, некачественная подготовка калибров к поверке является причиной до 18% случаев получения недостоверных результатов измерений на промышленных предприятиях Российской Федерации [12, c. 47].

Применение ультразвуковых технологий для очистки измерительного инструмента представляет собой перспективное направление совершенствования метрологического обеспечения производства. Ультразвуковая кавитация обеспечивает эффективное удаление загрязнений из труднодоступных участков резьбового профиля без механического воздействия на измерительные поверхности, что позволяет сохранить геометрические параметры калибров и продлить срок их эксплуатации. Исследования, проведенные на кафедре метрологии МГТУ им. Н.Э. Баумана, подтверждают, что правильно организованная ультразвуковая обработка снижает шероховатость поверхности и уменьшает вероятность адгезии загрязнений в процессе последующей эксплуатации калибров [8, c. 102].

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием работ по применению ультразвука в машиностроительных технологиях, однако специализированные исследования, посвященные метрологическим аспектам ультразвуковой очистки средств измерений, представлены недостаточно. Работы ученых ВНИИМ им. Д.И. Менделеева и ВНИИФТРИ содержат рекомендации по обслуживанию эталонов и образцовых средств измерений, но вопросы оптимизации технологических режимов очистки рабочих калибров с учетом влияния на бюджет неопределенности измерений требуют дальнейшей разработки.

Цель выпускной квалификационной работы — разработка научно обоснованного регламента ультразвуковой очистки резьбовых калибр-колец, обеспечивающего повышение достоверности метрологического контроля на промышленном предприятии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• изучить государственную систему обеспечения единства измерений и нормативно-правовую базу метрологического обслуживания калибров в Российской Федерации;
• проанализировать классификацию резьбовых калибров и требования к состоянию их измерительных поверхностей согласно действующим стандартам;
• выполнить критический анализ традиционных методов очистки калибр-колец и выявить их недостатки;
• разработать регламент ультразвуковой очистки калибров с обоснованием выбора технологических параметров процесса;
• выполнить оценку влияния ультразвуковой обработки на метрологические характеристики калибров и бюджет неопределенности измерений;
• рассчитать технико-экономическую эффективность внедрения разработанного регламента на предприятии.

Объектом исследования является метрологическая служба АО «Уральский завод транспортного машиностроения», осуществляющая поверку и обслуживание средств измерений, применяемых в производстве ответственных деталей железнодорожной техники.

Предметом исследования выступают процессы метрологического обеспечения резьбовых калибр-колец и технологии их подготовки к поверке и калибровке.

Методологическую базу исследования составляют: теоретические положения метрологии, изложенные в трудах российских ученых Сергеева А.Г., Крутикова В.Н., Тарбеева Ю.В.; расчетные методы оценки погрешностей и неопределенности измерений по РМГ 29-2013 и РМГ 91-2009; экспериментальные методы исследования геометрических параметров резьбовых калибров; нормативно-техническая база, включающая ФЗ № 102-ФЗ, ГОСТ 24939-81, ГОСТ Р 8.568-2017, ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2019.

Научная новизна работы заключается в разработке методического подхода к нормированию параметров ультразвуковой очистки резьбовых калибров с учетом влияния технологических факторов на составляющие бюджета неопределенности измерений при последующей калибровке.

Теоретическая значимость исследования состоит в расширении научных представлений о закономерностях влияния предварительной обработки измерительных поверхностей на метрологические характеристики средств контроля резьбовых соединений.

Практическая значимость работы заключается в возможности применения разработанного регламента ультразвуковой очистки в метрологических службах промышленных предприятий машиностроите

…