Параметрические ряды и предпочтительные числа. Параметрические ряды, типажи и стандарты строительных машин Построение параметрического ряда

Любое изделие характеризуется определенными параметрами (геометрические размеры, мощность, производительность, скорость, прочность и др.) Параметры изделий подразделяются на основные, главные и второстепенные.

Основные параметры это совокупность всех параметров, которые характеризуют эксплуатационные (потребительские) качества изделия.

Главным параметром называют такой параметр из числа основных, который наиболее полно характеризует изделие; остается неизменным длительное время и может измениться только при внедрении более совершенных изделий.

Второстепенные параметры зависят от различных усовершенствований и отличаются нестабильностью.

Рассмотрим для примера автомобильную разливочную станцию (АРС). Она характеризуется многими параметрами; емкость цистерны, временем заполнения, временем опорожнения, длиной дегазируемой (дезинфицируемой) полосы, количеством одновременно обрабатываемых объектов техники и др. Все эти параметры являются основными и входят в описание основных технических данных.

Но среди этих параметров есть главный, который наиболее полно характеризует изделие, остаётся неизменным при любых усовершенствованиях данного образца. Таким параметром в нашем примере является ёмкость цистерны. Остальные параметры являются вспомогательными, ибо они зависят от различных условий, возможных усовершенствований и отличаются нестабильностью.

Однако, в стране имеется много потребителей, которым нужны автомобильные цистерны различных ёмкостей. И что же, каждому заказчику изготовлять цистерны той ёмкости, которые нужны ему? Но это экономически невыгодно.

Аналогичная задача стоит во многих областях: какой мощности выпускать электродвигатели, каких диаметров выпускать трубы, болты и т.д. Для решения этого вопроса необходимо знать:

крайние значения главных параметров исходя из потребностей страны;

закономерность изменения интервала между соседними значениями главного параметра.

То есть, необходимо построить ряд значений главного параметра, называемого параметрическим рядом, состоящим из ряда предпочтительных чисел.

Допустим, что для изготовления каких-либо машин желательно применять болты семи диаметров: 24, 25, 26, 27, 28, 29, и 30 мм. В этом случае для нарезки резьбы на болтах и в гайках, а также для сверления отверстий под болты понадобится семь комплектов резьбонарезного инструмента и сверл. Если же применить болты только трёх размеров (24, 27 и 30 мм), то понадобится всего три комплекта металлорежущего инструментов; сократится число переналадок оборудования для изготовления болтов и гаек и для сверления отверстий под болты, уменьшится разнообразие запасных деталей и, следовательно, упростится ремонт машин.

В данном примере один ряд размеров заменён другим, более рациональным рядом. Так как числа второго ряда создают более благоприятные условия для проектирования, изготовления и эксплуатации изделия, то они являются предпочтительными.

Подобные примеры можно было привести и с потребностями в большом разнообразии емкостей автомобильных цистерн, мощностей электродвигателей, диаметров труб и т.д. Но из большого числа разнообразия данных цифр необходимо выбрать предпочтительные числа, которые в своей совокупности составляли бы параметрический ряд.

Естественно, что для главных параметров различных изделий необходимы различные ряды предпочтительных чисел. И здесь возникают вопросы: как построить тот или иной ряд предпочтительных чисел, сколько должно быть параметрических рядов.

В этой связи необходимо построить эти параметрические ряды и стандартизировать их. Тогда рассчитав главный параметр изделия необходимо брать его из числа предпочтительных чисел того или иного параметрического ряда. Система параметрических рядов и предпочтительных чисел является основой государственной стандартизации и её теоретической базой.

Смысл этой системы заключается в возможности использования лишь тех значений параметров и размеров, которые входят в систему предпочтительных чисел и подчиняются строго определённой математической зависимости, а не любых значений полученных в результате расчетов или принимаемых в порядке волевого решения. Применение предпочтительных чисел позволяет широко унифицировать размеры и параметры как внутри, так и между отраслями промышленности.

Ряды предпочтительных чисел могут быть выражены в виде арифметических или геометрических прогрессий.

Элементарные арифметические или геометрические прогрессии можно представить следующими примерами:

0,3-0,6-0,9-1,2-1,5…

25-50-75-100-125…

Арифметический ряд характерен тем, что в нём разность между любыми двумя следующими друг за другом числами ряда всегда постоянна. В приведенных примерах эта разница составляет соответственно 1; 0,3 и 25. Применение арифметической прогрессии не требует округления чисел. Арифметический ряд является простым.

Существенным недостатком такого ряда является ее относительная неравномерность. При постоянной абсолютной разности относительная разность между членами при возрастании ряда резко уменьшается. Так, относительная разность между членами арифметического ряда 1, 2, 3… 10 для чисел 1 и 2 составляет 200%, а для чисел 9 и 10 всего 11%. В арифметическом ряду 25, 50, 75,…, 475, 500 для чисел 25 и 50 разность составляет 200%, а для 475 и 500 - только 5%. Это свойство простого арифметическою ряда ограничивает возможность его использования, хотя в ряде случаев он и находит применение в практике стандартизации.

Наиболее удобными, являются геометрические ряды, так как при этом получается одинаковой и относительная разность между любыми смежными числами ряда. Это важное свойство объясняется тем, что геометрическая прогрессия является рядом чисел, в котором отношение двух смежных членов всегда постоянно для данного ряда и равно знаменателю прогрессии:

1-2-4-8-16-32…

1-1,1-1,21-1,331…

10-100-1000-10000…

Так, в ряду геометрической прогрессии 1,2,4..32 порядковый номер (i) цифры 32 будет 5 (порядковый номер для единицы является 0). Тогда Ni =2 5 =32.

Геометрические прогрессии обладают важными свойствами, имеющими большое практическое значение.

В связи с перечисленными свойствами геометрической прогрессии, зависимости, определяемые из произведений членов или их целых степеней, всегда будут подчиняться закономерностям ряда. Так, если ряд определяет линейные размеры, то площади или объемы, образованные из этих линейных величин, подчиняются его закономерности.

Таким образом, ряды предпочтительных чисел лучше выражать в виде геометрической прогрессии. Но какие числа брать в качестве знаменателя прогрессии?

Оказалось, что для целей стандартизации наиболее удобными оказались ряды предпочтительных чисел, включающие число 1 и имеющие знаменатель.

Ныне Госстандартом РФ установлены четыре основных ряда предпочтительных чисел (R5, R1O, R20 и R40) и дополнительный ряд предпочтительных чисел (R80), применение которого допускается в отдельных, только технически обоснованных случаях. Все эти ряды представляют собой десятичные ряды с округлёнными значениями чисел геометрических прогрессий со знаменателями.

Как видно, корень квадратный из знаменателя прогрессии предшествующего ряда равен знаменателю прогрессии последующего ряда:

1,25; =1,12; =1,06; =1,03.

В таблице представлены предпочтительные числа четырёх основных параметрических рядов. Количество чисел в десятичном ряду равно 5; десятого -10; двадцатого - 20; сорокового - 40 и восьмидесятого - 80. При этом каждый последующий ряд включает все числа предыдущих рядов, т.е. десятый ряд включает все числа пятого ряда, двадцатый - все числа пятого и десятого рядов и т.д.

Ряды предпочтительных чисел безграничны в обоих направлениях. Числа свыше 10 получаются умножением значений, установленных в интервале 1…10 на 10; 100; 1000 и т.д., а числа менее 1 - на 0,1; 0,01; 0,001 и т.д.

Начиная с десятого ряда среди предпочтительных чисел имеется число 3,15 равное приблизительно?. Следовательно, длины окружностей и площадей кругов, диаметры которых являются стандартизируемыми параметрами следует выражать предпочтительными числами. Это относится и к окружным скоростям, цилиндрическим и сферическим поверхностям и объемам.

Таким образом, представленные в таблице параметрические ряды предпочтительных чисел являются основой для разработки параметрических стандартов на машины, оборудование и приборы. В этих стандартах указывается ряд предпочтительных чисел для главного параметра, определяющего эксплуатационные и технологические возможности машины. Так, например, установлено, что классы точности средств измерения (манометров, термометров и др.) должны выбираться и назначаться из пятого параметрического ряда, т.е. должны быть 1; 1,6; 2,5; 4,0: 6,0, где n=1, 0, -1, -2 и т.д.). Диаметры корпусов манометров и вакуумметров приняты равными 160 мм и 250 мм.

Выбрав ряд предпочтительных чисел для главного параметра, выбирают ряды для вспомогательных параметров и других стандартизируемых размеров. При этом, следует предпочитать ряд R5 ряду R10; R10-ряду R20, R20-ряду R40.

Следует отметить, что сейчас уже разработаны по рекомендации Международной организации по стандартизации (ИСО) более округлённые значения предпочтительных чисел R» (1-го округления) и R» (2-го округления). Относительно R» даётся оговорка, что их следует по возможности избегать во всех отношениях.

Для 5-го ряда предусмотрены R» 5 (1,5 и 6); для 10-го ряда-R10 (3,2) и R» 10 (1,2; 1,5; 3; 6). Для 20-го ряда даются значения R 20 (1,1; 2,2; 3,2; 3,6) и значения R» 20 (1,2; 3; 3,5; 5,5; би7).

Универсальность параметрических рядов предпочтительных чисел позволяет широко использовать их во всех отраслях промышленности. Так, номинальные мощности электродвигателей и генераторов установлены по ряду R10 и в пределах от 100 до 1000 кВт. Этот ряд мощностей составляет: 100 - 125 -160 -200 -250 - 320 -400-500-630-800 - 1000.

Верхние пределы измерения для манометров установлены no ряду R5: 1 - 1,6 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 40 - 60 - 100 - 160 - 250 - 400 -600 - кгс/см.

Однако, несмотря на универсальность приведённых рядов Международная организация по стандартизации (ИСО) приняла решение о необходимости разработать систему рядов предпочтительных чисел для линейных размеров в машиностроении. Это связано с тем, что наибольшее количество числовых значений, применяемых в технике, приходится на долю линейных размеров, измеряемых в единицах длины первой степени (мм, см, м, км), Именно линейные размеры, в большинстве случаев, определяют требования взаимозаменяемости деталей, которые должны иметь одинаковые номинальные размеры и допуски. Размеры допусков в ряде случаев очень малы и получить такие значения можно деля числа в десятичном интервале рядов R5 - R40 на 10, 100, 1000 и т.д. Но при этом, особенно при определении посадочных размеров, может оказаться, что предпочтительные числа в рядах R5 - R40 будут недостаточно округлёнными.

Поэтому, для линейных размеров разработаны ряды Ra5, Ral0, Ra20, Ra40 с большим округлением чисел (буква «а» означает, что ряд содержит округлённые числа).

Ряды линейных размеров (Ra5 - Ra40) разработаны на основе рядов R5 - R40 для всех десятичных интервалов от 0,001 до 20000 мм. Так предпочтительными числами в ряду R5 являются:

Для интервала 0,001 линейного размера: 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,006 (т.е. размер 0,0016 в ряду R5 округлён до 0,002, а размер 0,0025 в ряду R5 округлён до 0,003).

R5… 10=1.5849=1.6

R10… 10=1,2589=1,25

R20… 10=1,1220=1,12

R40… 10=1,0593=1,06

R80… 10=1.0292=1.03

(разность +1,26% до - 1,01%)

Для интервала 0,01 линейного размера: 0,010; 0,016; 0,025; 0,040; 0,060 (здесь, размер 0,063 в ряду R5 округлён до 0,060).

Для интервала 0,1 линейного размера: 0,1: 0,16; 0,25; 0,40; 0,60 (здесь тоже размер 0,63 в ряду R5 округлён до 0,60).

Для интервала 1,0 и 10 линейных размеров размеры 6,3 и 63 округлены до 6,0 и 60 и т.д.

Аналогичные округления в пределах указанных интервалов имеются и в рядах Ra10, Ra20 и Ra40.

Таким образом, основными параметрическими рядами предпочтительных чисел являются ряды R5 - R40, а для линейных размеров ряды Ra5 - Ra40, На основании этих рядов разрабатываются параметрические стандарты на отдельные виды машин, приборов, деталей, в которых указывается предпочтительный ряд чисел, которым должен соответствовать определенный параметр данных изделий. Однако, на практике могут быть случаи, когда для установления параметров, особенно зависимых от природных условий, требуется более сложная закономерность или применение арифметической прогрессии. Такие отклонения должны быть в каждом отдельном случае обоснованы.

Использование рядов предпочтительных чисел находит применение не только при стандартизации, но и при проектировании любых машин, механизмов, приборов и изделий, их деталей и узлов, при разработке размерных рядов машин, оборудования и приборов, на которые отсутствуют параметрические стандарты.

Возвращаясь опять к нашему примеру, при решении вопроса о том, какой ёмкости автоцистерны должна выпускать промышленность, необходимо выбрать параметрический ряд.

Ряд R5 более редкий. Он уменьшает число типоразмеров и по нему трудно подобрать автоцистерну требуемой емкости,

Приходится брать цистерну заведомо большей ёмкости, а это связано с увеличением грузоподъёмности автомобиля, что не оправдывается расчётной необходимостью.

Использовать более высокие ряды R20 и тем более R40 - нецелесообразно потому что они существенно увеличивают количество типоразмеров. Поэтому в большинстве случаев в машиностроении применяют параметрические ряды, основанные на ряде предпочтительных чисел R10. Этот же ряд используется и при построении, предпочтительного ряда ёмкостей автоцистерн. Промышленность выпускает автоцистерны ёмкостью 1000, 1250, 1600, 2000, 2500 литров.

Но в общем случае, выбор параметрического ряда в каждом отдельном случае является типовой задачей оптимизации. Он должен быть выбран таким образом, чтобы суммарные затраты на изготовление изделий данного ряда были наименьшими при заданной эффективности этих изделий в эксплуатации.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЯД

упорядоченная совокупность числовых значений параметра. П. р. может быть однопараметрич. и многопараметрическим (оформляемым в виде "таблиц-сеток").

Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

Смотреть что такое "ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЯД" в других словарях:

Параметрический ряд - 9. Параметрический ряд Упорядоченная совокупность числовых значений параметра Источник: ГОСТ 23945.0 80: Унификация изделий. Основные положения оригинал документа …

ряд параметрический - Совокупность числовых значений параметров, расположенных в соответствии с определённой закономерностью [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] EN parametric series DE Parameterreihe FR série paramétrique … Справочник технического переводчика

Совокупность числовых значений параметров, расположенных в соответствии с определённой закономерностью (Болгарский язык; Български) параметричен ред (Чешский язык; Čeština) hodnotová řada (Немецкий язык; Deutsch) Parameterreihe… … Строительный словарь

Ценообразование - (Price formation) Определение ценообразования. методы ценообразования Определение ценообразования. методы ценообразования, управление ценообразованием Содержание Содержание Определение термина Цель ценообразования Методы ценообразования… … Энциклопедия инвестора

ГОСТ 23945.0-80: Унификация изделий. Основные положения - Терминология ГОСТ 23945.0 80: Унификация изделий. Основные положения оригинал документа: 8. Главный параметр Параметр изделия, определяющий его наиболее характерное свойство Определения термина из разных документов: Главный параметр 10. Изделие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

УПРАВЛЕНИЕ ТОВАРНЫМ АССОРТИМЕНТОМ - (product a ortment management) своевременное предложение на рынке определенной совокупности товаров, которые бы, соответствуя в целом профилю производственной деятельности предприятия экспортера, наиболее полно соответствовали требованиям… … Внешнеэкономический толковый словарь

серия - серия: Сериальное издание, включающее совокупность томов, объединенных общностью замысла, тематики, целевым или читательским назначением, выходящих в однотипном оформлении. Примечания 1 Серия может быть непериодической, периодической,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

У этого термина существуют и другие значения, см. Лифт (значения). Вариант пиктограммы лифта … Википедия

Вариант пиктограммы лифта Современный лифт Лифт (от глагола англ. lift поднимать) вид транспорта, используемый для вертикального перемещения. Содержание 1 … Википедия

Для нахождения оптимального решения повторяющихся задач и узаконивания его в качестве норм и правил необходим комплекс соответствующих методов.

Метод стандартизации - это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации.

Основными методами стандартизации являются унификация, типизация, аг­регатирование.

Унификация. Термин «унификация» происходит от латинских слов unio - единство и facere - делать и обозначает «приводить что-либо к единой норме, к единой форме, к единообразию или системе». В широком смысле унифика­ция - это научно-технический метод определения и регламентации оптималь­ной и сокращенной номенклатуры объектов одинакового функционального на­значения. Унифицированным является изделие (узел, деталь, конструктивный элемент, технологический процесс и т. д.), которое создано на базе некоторого количества ранее существовавших различных исполнений путем приведения их к единому исполнению, заменяющему любое из первичных.

На 17-й сессии Совета ISO было принято предложенное французскими стандартизаторами определение термина унификация. «Унификация - вид стандар­тизации, состоящий в объединении в один документ двух или более технических условий с таким расчетом, чтобы регламентируемые документом изделия были взаимозаменяемыми». Это определение несколько необычно для отечественной практики, но подчеркивает приоритет технической документации и не противо­речит приведенному в предыдущем абзаце определению.

Часто унификацию пытаются привести к одной простой схеме: унификация - сокращение - число изделий (номенклатура). Подобная процедура определена международным термином «симплификация», под которой понимается элемен­тарный вид унификации, основанный на простом сокращении наименее употре­бительных элементов, - ограничительная унификация. Тем не менее, проводя унификацию, зачастую не сокращают типоразмерный ряд изделий, а увеличива­ют. В зависимости от целей, задач и конкретных способов реализации следует различать три вида унификации: заимствование, построение рядов, сокращение (симплификация).

Унификация заимствованием - это использование в каком-либо изделии при его проектировании ранее разработанных деталей, узлов, элементов конструк­ций, технологических процессов и т. п. Заимствование может проводиться как из предыдущих моделей данного изделия, так и из изделий другого функциональ­ного назначения. Заимствование может происходить нерегламентируемо (сти­хийно), однако необходимо убедиться в том, что конкретное заимствование не противоречит действующим НД.

Унификация построением рядов - это построение оптимальных рядов изде­лий, которые по своему функциональному назначению заменяют неунифициро­ванные изделия. В этом случае разрабатываются типовые решения для создания новых изделий, процессов или проведения соответствующих работ. Такой вид унификации используется тогда, когда предполагается полная или существенная смена изготавливаемой продукции. Результатом разработки типовых решений бу­дут унифицированные детали, узлы, технологические операции и процессы, агре­гаты, базовые конструкции и базовые изделия, ряды изделий, параметров и т. д.

Унификация данного типа завершается созданием стандарта или альбомом унифицированных конструкций. Таким образом, при унификации заимствованием типоразмеры детали получают из проектной документации (чертежей) со­ответствующих изделий, а при унификации построением рядов - из НД (рис. 17.3). Полностью унифицированная деталь - это деталь, изготовленная по унифици­рованному рабочему чертежу. Деталь в этом случае получает определенное обо­значение, которое полностью и однозначно определяет все ее характеристики.

Рис. 17.3. Взаимосвязь понятий «унифицированное изделие»

Типизация. Под типизацией объектов стандартизации понимается метод стандартизации, заключающийся в установлении типовых объектов для данной совокупности и принимаемых за основу (базу) при создании других объектов, близких по функциональному назначению. Этот метод часто называют методом базовых конструкций, так как в процессе типизации выбирается объект, наибо­лее характерный для данной совокупности, с оптимальными свойствами, а для получения конкретного объекта (изделия, технологического процесса) выбран­ный типовой объект может лишь частично изменяться или дорабатываться. Воз­можность определенных преобразований отобранных объектов отличает типиза­цию от селекции - деятельности, заключающейся в простом отборе конкретных объектов, которые признаются целесообразными для дальнейшего производства и применения.

Агрегатирование. Под термином «агрегатирование» понимается метод созда­ния (компоновки) машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных (взаимозаменяемых, унифицированных) узлов, многократно используемых при создании различных изделий. Каждый узел (агрегат) выполняет определенную функцию и представляет собой законченное изделие. Агрегат - это укрупнен­ный унифицированный узел машины или прибора, который обладает следующи­ми свойствами:

· отделимостью и полной взаимозаменяемостью;

· завершенностью в функциональном отношении. Под завершенностью в дан­ном случае понимается возможность самостоятельно выполнять определен­ную функцию;

· завершенностью в конструктивном исполнении (самостоятельное изделие);

· наличием стандартных конструктивных, габаритных и присоединительных размеров, допускающих надежную и быструю сборку.

Агрегат должен быть отработан технологически и хорошо изучен в эксплуа­тации.

Унификация приводит к уменьшению количества типоразмеров изделий оди­накового функционального назначения, а агрегатирование увеличивает число объектов специализированного назначения. Применение метода агрегатирова­ния позволяет не создавать каждый раз новое изделие как оригинальное и един­ственное в своем роде, а перекомпоновывать уже существующие, освоенные в производстве узлы и агрегаты, с добавлением ограниченного числа новых узлов. В машиностроении и приборостроении широко используется метод базового аг­регата, при котором к базовой модели машины (прибора) присоединяется спе­циальное оборудование (блоки). В результате получают ряд машин (приборов) разнообразного назначения. В условиях современного производства, когда осу­ществляется быстрая смена объектов производства, агрегатирование является одним из наиболее прогрессивных методов конструирования изделий, обеспечи­вающим ускорение технического прогресса и большой экономический эффект.

Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, то есть продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. На­бор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Процесс стандартизации параметрических рядов - параметрическая стандарти­зация - заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров.

Разработка параметрических рядов требует прежде всего установления еди­ной закономерности в системе стандартизируемых величин, к числу которых от­носятся геометрические характеристики, мощность, производительность, грузо­подъемность, скорость, прочность и другие параметры изделий и их составных частей. Эта задача решается установлением рядов предпочтительных чисел, из которых необходимо выбирать значения параметров, размеров и других харак­теристик как при разработке стандартов, так и при проектировании, расчетах, составлении различных технических документов. Смысл разработки рядов пред­почтительных чисел заключается в выборе лишь тех значений параметров изде­лий, которые подчиняются строго определенной математической закономерно­сти, а не любых значений, принимаемых в результате расчетов или в порядке волевого решения.

Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требова­ниям:

· представлять собой рациональную систему градации чисел, удовлетворяющую потребностям производства и эксплуатации;

· быть бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших величин;

· включать все десятикратные значения любого числа и единицу; а быть простыми и легко запоминающимися.

Примеры применения целесообразных рядов известны с древних времен. Ко­леса римских водопроводов имели диаметры, соответствующие геометрической прогрессии. Петр I издал указ, в котором устанавливались калибры ядер 4, 6, 8, 12, 18, 24, 36, что соответствовало ступенчатой геометрической прогрессии.

Простейшие ряды предпочтительных чисел строятся на основе арифметиче­ской прогрессии, то есть такой последовательности чисел, в которой разность между последующим и предыдущим членами остается постоянной. Примерами арифметической прогрессии являются следующие последовательности:

· возрастающая прогрессия с разностью 3: 1-4-7-10-...;

· убывающая прогрессия с разностью 0,2: 1-0,8-0,6-....

Любой член арифметической прогрессии вычисляется по формуле

а n = а 1 + d(п- 1),

где а 1 - первый член прогрессии; d - разность прогрессии; п - номер взятого члена.

Достоинством рядов предпочтительных чисел, базирующихся на арифмети­ческой прогрессии, является их простота, недостатком - относительная нерав­номерность. Так, в возрастающей арифметической прогрессии с разностью 3 вто­рой член превышает первый на 300 %, а одиннадцатый больше десятого на 30 %. В результате большие значения следуют друг за другом значительно чаще, чем малые.

Для преодоления этого недостатка используют ступенчато-арифметические прогрессии. Такую прогрессию образуют, например, достоинства монет:

1-2-3-5-10-15-20 коп.,

где разность прогрессии принимает значения 1 и 5. В настоящее время ступенча­тая арифметическая прогрессия находит применение в стандартах на диаметры резьб, размеры болтов, винтов и других деталей машин.

В геометрической прогрессии постоянным остается отношение последующе­го члена прогрессии к предыдущему. Примерами геометрической прогрессии яв­ляются следующие последовательности:

· возрастающая последовательность со знаменателем 1,2: 1-1,2-1,44-1,73-...;

· убывающая последовательность со знаменателем ОД: 1-0,1-0,01-.... Любой член геометрической прогрессии вычисляется по формуле

а n = а 1 q n -1

где а 1 - первый член прогрессии; q - знаменатель прогрессии; п - номер взято­го члена.

Введение современной системы предпочтительных рядов чисел, основанных на геометрической прогрессии, связано с именем французского инженера Шарля Ренара, который разработал спецификацию на диаметры хлопчатобумажных ка­натов для аэростатов с таким расчетом, чтобы их могли изготовлять заранее, неза­висимо от места эксплуатации. Используя преимущества геометрической прогрессии, Ренар взял за основу канат, имеющий определенную массу а в граммах на один метр длины, и построил ряд, приняв знаменатель прогрессии, обеспечи­вающий десятикратное увеличение каждого пятого члена ряда, то есть аq 5 = 10а, откуда = q. Получился следующий числовой ряд: а - 1,5849я - 2,5119а -3,9811а - 6,3096а - 10а. Значения этого ряда были заменены более удобными на практике округленными значениями.

На основе построенного Ренаром ряда, условно обозначенного R5, впоследст­вии были построены ряды R10, R20, R40, которые так и называют - рядами Ренара (табл. 17.1).

В результате многолетнего производственного опыта было установлено, что для удовлетворения нужд производства достаточно положить в основу построе­ния рядов предпочтительных чисел геометрические прогрессии со знаменателя­ми, приведенными в таблице.

Таблица 17.1. Геометрические прогрессии, положенные в основу рядов Ренара

Ряды R5, R10, R20, R40 называются основными рядами, а ряды R80, R160 -дополнительными.

При построении рядов предпочтительных чисел соблюдается один из основ­ных принципов стандартизации - принцип предпочтительности. Соблюдение принципа предпочтительности позволяет добиться разумного сокращения при­меняемой номенклатуры стандартных объектов. При выборе того или иного ряда учитываются интересы не только потребителей, но и изготовителей про­дукции. Частота параметрического ряда должна быть оптимальной: слишком «густой» ряд позволяет максимально удовлетворять нужды потребителей, од­нако при этом чрезмерно расширяется номенклатура продукции, распыляется ее производство, что приводит к большим производственным затратам. Поэто­му ряд R5 является более предпочтительным по сравнению с рядом R10, а ряд R 10 предпочтительнее ряда R 20.

В области радиоэлектроники в качестве руководящего документа Междуна­родной электротехнической комиссией принята Публикация 63 «Ряды предпоч­тительных величин для резисторов и конденсаторов», предусматривающая си­стему предпочтительных чисел в виде рядов E3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192

(табл. 17.2). Принцип построения указанных рядов аналогичен принципу, поло­женному в основу построения рядов Ренара.

Таблица 17.2. Принципы построения рядов предпочтительных чисел в радиоэлектронике

Стандартизуемые и нормируемые параметры могут иметь разный характер, но при выборе их номинальных значений из рядов предпочтительных чисел зна­чительно легче согласуются между собой изделия, предназначенные для работы в одной технологической цепочке или являющиеся объектами технологического процесса. Например, принято использование транспортных и грузоподъемных средств в расчете на массы грузов, построенные по ряду R5 (грузоподъемность железнодорожных вагонов 25, 40, 63 и 100 т, вместимость контейнеров - 250, 400, 630, 1000 кг, масса ящиков - 25, 40, 63, 100 кг, масса коробок или банок -250, 400, 630 и 1000 г).

Хорошим примером параметрического ряда является базовая часто используемая деталь, применяемая с разными размерами, методами крепления и выполненная из разных материалов. При преобразовании детали в параметрический ряд задаются параметры и свойства, которые необходимо изменять для каждой детали.

Если предполагается использовать в качестве параметрического элемента деталь целиком, то можно создать табличную параметрическую деталь и на ее основе создать табличный параметрический элемент. Используйте команду "Извлечь параметрический элемент", чтобы сохранить параметрическую деталь как параметрический элемент. После сохранения табличной параметрической детали в каталоге, воспользуйтесь командой "Создание параметрических элементов", чтобы внести изменения в таблицу.

Прим.: Между исходной параметрической деталью и параметрическим элементом нет никакой связи. Сохраните файл детали, если необходимо оставить копию исходной параметрической детали.

В таблице создания параметрической детали можно определить отдельные элементы параметрического ряда путем указания их значений. Можно также добавлять и редактировать элементы во внедренной электронной таблице Microsoft Excel. Каждая строка в таблице параметрической детали является элементом параметрического ряда.

В предыдущих версиях для создания имени файла использовалось объединение значений ключей параметрических деталей. В этой версии в столбце "Элемент" таблицы параметрических рядов имя файла по умолчанию назначается по имени параметрического ряда. К имени каждого элемента добавляется цифра в порядке возрастания. При необходимости в диалоговом окне "Создание параметрической детали" нажмите "Параметры", чтобы задать другую схему именования, или введите новое имя в ячейке элемента.

Можно создать ряд или ряд.

Прим.: Так как элементы параметрического ряда сохраняются в соответствии с путями поиска активного проекта, необходимо добавить пути файлов для активного проекта.

Задание параметров детали

Создание стандартной параметрической детали

1. Выберите вкладку "Управление" панель "Создание" "Создать параметрическую деталь" , чтобы открыть диалоговое окно "Создание параметрической детали". Все параметры, переименованные в диалоговом окне "Параметры", уже добавлены в качестве столбцов в таблицу параметрической детали.

   Если параметры не были переименованы, то добавлять их в таблицу необходимо по отдельности.

2. В левой части диалогового окна браузера отображаются все сведения о детали. Чтобы добавить параметр в таблицу, щелкните параметр, затем нажмите стрелку "Включить".

   Чтобы удалить параметр, щелкните его на правой панели, затем нажмите стрелку "Удалить".

   Совет: Каждому выбранному значению соответствует столбец в таблице параметрических рядов, поэтому включайте только те элементы, которым для разных элементов параметрического ряда требуется указать различные значения.

3. Перейдите на вкладку и добавьте необходимые атрибуты. Например:
   • На вкладке "Свойства" разверните папку "Проект" и добавьте "Обозначение". В таблице параметрических рядов каждому элементу присвойте уникальное обозначение. При добавлении варианта параметрической детали спецификация и списки деталей обновляются.
   • На вкладке "Подавление" добавьте элементы, статусом подавления которых необходимо управлять.

     Совет: При создании детали можно подавлять элементы или добавлять новые, поэтому в одном файле параметрического ряда можно задавать несколько конфигураций детали. В таблице параметрических рядов можно изменять статус подавления элементов для каждого элемента.

   • На вкладке "Параметрические элементы" добавьте вставленные параметрические элементы, которые требуется включить в таблицу. Можно указать значение строки параметрических элементов и установить статус подавления для любого ряда таблицы параметрических деталей.
   • На вкладке "Группы" при статусе "Формируется" группы автоматически включаются, при статусе "Подавляется" не включаются.
   • При необходимости выберите один или несколько рабочих элементов на вкладке "Рабочие элементы". Рабочие элементы могут быть полезны при соединении деталей в сборку. Для электрических схем рабочие элементы включаются по умолчанию.
   • На вкладке "Резьба" выберите параметры резьбы или исключите имеющиеся. Семейство является основным средством классификации разных видов резьбы, поэтому его необходимо использовать.
   • Вкладка "Листовой металл" включает в себя: "Стиль листового металла", "Развертка листового металла", и/или "Ориентация развертки".
   • На вкладке "Прочие", задайте значения для таких величин, как цвет, материал или имя файла.

     В целях распознавания каждого элемента таблицы параметрической детали в столбце "Имя элемента" автоматически генерируются уникальные имена.

     При изменении имени элемента по умолчанию имя файла также изменяется.

4. Просмотрите столбцы таблицы параметрических рядов, чтобы определить, какие из них можно считать ключами, например материал или размер, определив основные характеристики параметрической детали.

   Прим.: Если предполагается, что параметрическая деталь будет экспортирована как параметрический элемент, то можно установить значение Ключ1, которое будет использоваться для идентификации определенной характеристики параметрической детали в браузере файла детали, в которой она используется.

   На правой панели щелкните правой кнопкой мыши атрибут и выберите ключ. Нажмите стрелку и выберите число, чтобы указать порядок. Например, если параметрическая деталь всегда выбирается по длине, а потом по ширине, установите для параметра "Длина" значение "Ключ1", а для параметра "Ширина" значение "Ключ2".

   Совет: Значения ключей по порядку приводятся в браузере и на вкладке "Ключи" диалогового окна "Размещение параметрических деталей". Во избежание путаницы указывайте только необходимые ключи. Ключевые столбцы отображаются со значком ключа.

5. Щелкните правой кнопкой мыши на таблице и выберите "Вставить строку". Для создания элемента параметрического ряда измените значения должным образом.

   Можно добавлять строки и столбцы по мере необходимости. При редактировании электронных таблиц можно использовать такие функции, как копирование, вставка, формулы и сортировка.

   Для получения дополнительных сведений см. раздел "Редактирование таблицы параметрических деталей" в диалоговом окне "Редактировании параметрического ряда" .

6. Щелкните правой кнопкой мыши строку таблицы и выберите "Использовать по умолчанию". Фон строки по умолчанию зеленого цвета. При размещении строка по умолчанию автоматически вставляется в сборку, если не выбран другой элемент параметрического ряда.
7. Нажмите кнопку "ОК", чтобы создать параметрическую деталь. Параметрическую деталь можно отредактировать позже путем добавления или удаления строк или выполнения настройки.
8. Сохраните файл.

Создание пользовательской параметрической детали

1. Создайте пользовательскую параметрическую деталь, воспользовавшись инструкциями в предыдущем разделе.
2. На одной или нескольких вкладках диалогового окна создания параметрической детали указываются значения для ввода при размещении параметрической детали.
3. Если значение еще не занесено в таблицу параметрической детали, выберите его в левой панели, а затем нажмите стрелку "Включить" для его добавления.
4. В таблице параметрической детали укажите ячейки или столбцы, в которые следует ввести пользовательское значение.
   • Для этого щелкните правой кнопкой мыши в столбце и выберите "Столбец настраиваемого параметра".
   • Щелкните правой кнопкой мыши в любой ячейке и выберите "Ячейка настраиваемого параметра". Используя этот метод, можно создать только одну строку, в которую вводятся пользовательские значения.

   Фон столбца или ячейки для пользовательских значений синего цвета.

5. Сохраните файл.

Детали из листового металла могут иметь элементы, добавленные к развертке. Если эта деталь становится пользовательской параметрической деталью, развертка не сможет иметь следующие свойства:

• осуществлять использование параметров
• подавленный

Пример пользовательской параметрической детали: Расчет пользовательских параметров в Microsoft Excel

Если столбцу присваивается статус пользовательского, значения для элемента можно задавать, не используя таблицу параметрических рядов.

Можно использовать пользовательские параметры для расчета значений в таблице параметрической детали. Значения, рассчитанные с помощью приложения Microsoft Excel, отображаются в ячейках и столбцах таблицы параметрической детали на красном фоне.

Создание файлов новых элементов

По завершении создания строк элементов в параметрическом ряду можно создать файлы элементов.

1. В браузере разверните параметрический ряд с помощью щелчка левой кнопкой мыши. Имена элементов отображаются под именем параметрического ряда.
2. Щелкните правой кнопкой мыши имя элемента и выберите "Создать файлы" для создания файла на компьютере. Он будет помещен в ту же папку, что и файл параметрического ряда.
3. Повторите процедуру выбора элементов и создания файлов.

Прим.: Можно не создавать файлы элементов вручную. Если элемент поглощается при вставке в сборку или создании нарисованного вида, файлы создаются автоматически.

Производство новых видов изделий, например: машин, технологического оборудования, бытовых приборов и др. может привести к выпуску излишне большой номенклатуры изделий, сходных по назначению и незначительно отличающихся по конструкции и размерам. Рациональное сокращение числа типов и размеров изготовляемых изделий, унификация и агрегатирование комплектующих позволяет значительно снизить себестоимость продукции.

Снижение затрат достигается при одновременном повышении серийности, развитии специализации, межотраслевой и международной кооперации производства, что достигается разработкой стандартов на параметрические ряды однотипных изделий. Удовлетворение спроса рынка и обеспечение качества остаётся при этом главным условием. Любое изделие характеризуется параметрами, отражающими многообразие его свойства, при этом существует некоторый перечень параметров, который целесообразно стандартизовать.Номенклатура стандартизуемых параметров должна быть минимальной, но достаточной для оценки эксплуатационных характеристик данного типа изделий и его модификаций.

Анализируя параметры, выделяют главные и основные параметры изделий.

Главным называют параметр , который определяет важнейший эксплуатационный показатель изделия. Главный параметр не зависит от технических усовершенствований изделия и технологии изготовления, он определяет показатель прямого назначения изделия.

Например, главным параметром мостового крана является грузоподъемность. Главными параметрами токарного станка являются высота центров и расстояние между центрами передней и задней бабки, определяющих габаритные размеры обрабатываемых заготовок. Редуктор, характеризуется передаточным отношением, электродвигатель - мощностью, средства измерений - диапазоном измерения и т.д.

Главный параметр принимают за основу при построении параметрического ряда. Выбор главного параметра и определение диапазона значений этого параметра должны быть технически и экономически обоснованы, крайние числовые значения ряда выбирают с учетом текущей и перспективной потребности в данных изделиях, для чего проводятся маркетинговые исследования.

Параметрическим рядом является закономерно построенная в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделия одного функционального назначения и принципа действия. Главный параметр служит базой при определении числовых значений основных параметров, поскольку выражает самое важное эксплуатационное свойство.

Основными называют параметры , которые определяют качество изделия как совокупности свойств и показателей, определяющих соответствие изделия своему назначению. Например, для металлорежущего оборудования за основные можно принять: точность обработки, мощность, число оборотов шпинделя, производительность.

Для измерительных приборов основными параметрами являются: погрешность измерения, цена деления шкалы, измерительное усилие.

Основные и главный параметры взаимосвязаны, поэтому на практике основные параметры выражают через главный параметр. Например, главным параметром поршневого компрессора является диаметр цилиндра, а одним из основных - производительность, которые связаны между собой определенной зависимостью.

Параметрический ряд называют типоразмерным или просто размерным рядом , если его главный параметр относится к геометрическим размерам изделия. На базе типоразмерных параметрических рядов разрабатываются конструктивные ряды конкретных типов или моделей изделий одинаковой конструкции и одного функционального назначения.

Параметрические, типоразмерные и конструктивные ряды машин строятся исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей (мощности, производительности, тяговой силы и др.) с учётом теории подобия. В этом случае геометрические характеристики машин (рабочий объем, диаметр цилиндра, диаметр колеса у роторных машин и т. д.) являются производными от эксплуатационных показателей и в пределах ряда машин могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей.

Слайд 6.3.3.1. Конструктивный ряд поршневой машины

При построении параметрических, типоразмерных и конструктивных рядов машин целесообразно соблюдать механическое и термодинамическое подобие рабочего процесса, обеспечивающего равенство параметров тепловой и силовой напряженности машин в целом и их деталей. Такой подход приводит к геометрическому подобию. Например, для двигателей внутреннего сгорания действуют такие условия подобия:

а) равенство среднего эффективного давления ре, зависящего от давления и температуры топливной смеси на всасывании;

б) равенство средней скорости поршня vп = S n /30 (S - ход поршня; n - частота вращения двигателя) или равенство произведения D n , где D - диаметр цилиндра. На основании теории подобия можно перейти от тепловых и силовых параметров двигателя к его геометрическим параметрам. Тогда, главным параметром будет D, что даёт возможность создать ряд геометрически подобных двигателей с соотношением S / D = const , в которых будут соблюдаться, указанные термодинамический и механический критерии подобия рабочего процесса. При этом у всех геометрически подобных двигателей будут одинаковые коэффициенты полезного действия, расход топлива, тепловая и силовая напряженность и мощность. Градация толщины стенки цилиндра h и диаметра D в рядах будет одинаковой.

Стандарты на параметрические ряды предусматривают производство прогрессивных по своим характеристикам изделий. Такие ряды должны иметь свойства устанавливать внутритиповую и межтиповую унификацию и агрегатирование изделий , а также возможность создания различных модификаций изделий на основе агрегатирования. В большинстве случаев числовые значения параметров выбирают из рядов предпочтительных чисел, особенно при равномерной насыщенности ряда во всех его частях, пример такого ряда с небольшим округлением чисел представлен на слайде.

Слайд 6.3.3.2. Конструктивный ряд прессов

В машиностроении наибольшее распространение получил ряд предпочтительных чисел R10. Например, для продольно-шлифовальных станков наибольшая ширина В обрабатываемых изделий образует ряд R10, т.е. B равно: 200; 250; 320; 400; 500 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200 мм.

Ряд R10 установлен также для номинальных мощностей электрических машин. По ряду R10 приняты диаметры дисковых трехсторонних фрез, D равно: 50; 63; 80; 100 мм. В некоторых случаях применяют ряды R20 и R40, так например, для поршневых компрессоров с диаметром цилиндра 67,5мм номинальная производительность установлена по ряду R20/3.

Параметрические и типоразмерные ряды представляют собой ряды изделий, которые обеспечивают выполнение соответствующего их паспортным данным объема работ, с установленными техническими условиями показателями качества, при условии минимизации затрат и получения максимальной прибыли. Таким образом, достигается межотраслевая унификация.

Конструктивно-унифицированный ряд представляет собой закономерно построенную совокупность изделий: машин, приборов, агрегатов или сборочных единиц, включая базовое изделие и его модификации одинакового или близкого функционального назначения и изделия с аналогичной или близкой кинематикой, схемой рабочих движений, компоновкой и другими признаками. Примерами такого подхода к стандартизации параметров изделий является межотраслевая унификация, осуществляемая для грузовых автомобилей, колесных и гусеничных машин, сельскохозяйственной и дорожно-уборочной техники. Особенно широкое распространение получило создание конструктивно-унифицированных рядов при производстве бытовой техники, например стиральных машин, холодильников, кухонных комбайнов и др.

Встречаются случаи, когда целесообразным является применение смешанных рядов, в которых увеличивается число членов ряда в диапазоне наибольшей частоты применения изделий. Таким образом, учитывается увеличенный спрос потребителей изделий, имеющих характеристики в конкретных диапазонах значений. Поэтому при разработке и постановке продукции на производство проводится маркетинг, с целью установлении плотности распределения применяемости изделий с различными значениями главных параметров. Например, в общем машиностроении около 90 % всех используемых модулей зубчатых колес находятся в пределах 1 - 6 мм. Максимальное значение применяемости приходится на колеса с модулем 2- 4 мм. С учётом применяемости стандарт предусматривает в ряду модулей наибольшее число градаций в диапазоне 2- 4 мм.

Наименьшее и наибольшее значения главного параметра, а также частоту ряда устанавливают после проведения технико-экономического обоснования, с учётом текущей потребности и будущего увеличения спроса. Кроме того, учитываются достижения науки и техники и возможные в связи с этим перспективы повышения качества данного вида изделий при одновременном снижении стоимости производства.