УНИВЕРСАЛЬНЫЙ НАБОР КОНЦЕВЫХ МЕР
UNIVERSAL KIT OF GAUGE BLOCKS

Изобретение относится к области механических средств измерения, а именно к приспособлениям для измерения определенных параметров деталей (длины, ширины, толщины и т.п.), конкретно - к наборам концевых мер, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например в производстве инструментов, в сборочном производстве при измерении зазоров, при настройке стрелочных измерительных приборов и др.
Известен универсальный набор концевых плоскопараллельных мер №1 по стандарту [1. ГОСТ 9038-90. Меры длины концевые плоскопараллельные: Технические условия. Введ. 01.07.1991. Группа П51], состоящий из нескольких групп мер с общим числом - 83 меры с наименьшей и наибольшей мерами, равными 0,5 мм и 100 мм соответственно. Недостатками набора являются завышенные количество мер и масса набора.
1-1
n1-1
Наиболее близким к предлагаемому решению является универсальный набор концевых плоскопараллельных мер по патенту [2. Пат. №2529662 RU, МПК G01B 5/02. Универсальный набор концевых мер / Фот А.П., Чепасов В.И., Лисицкий И.И. - Опубл. 27.09.2014. Бюл. №27], состоящий из пяти групп мер, причем первая мера первой группы является наименьшей мерой A набора, размер последней меры A первой группы подчинен зависимости:
1
1
где n - количество мер и δ - шаг размеров мер в первой группе, а размеры всех мер набора начиная со второй группы взаимосвязаны и подчинены зависимостям:
и
1-m
где A - размер первого элемента группы с номером «m»;
n-(m-1)
(m-1)
A и δ - размер последнего элемента и шаг размеров группы с номером «m-1»;
nm-m
m
m
A, n и δ - размер последнего элемента, количество элементов и шаг размеров группы с номером «m», отличающийся тем, что количество элементов в группах подчинено зависимостям:
1
m
где n и n - количество элементов первой группы и группы с номером «m» соответственно;
1
(m-1)
m
К, K и K - отношения значения размера последнего элемента группы к значению шага размеров данной группы для первой группы, групп с номером «m-1» и с номером «m» соответственно;
11
A - размер первого элемента первой группы набора;
1
(m-1)
m
1
2
5
1
2
3
4
5
δ, δ и δ - шаг размеров элементов первой группы, групп с номером «m-1» и с номером «m» соответственно, причем значения отношений К, К, … К находятся в интервалах целых натуральных чисел 100≤K≤201, 51≤К≤150, 8≤К≤20, 5≤К≤50, 1≤К≤10), подчинены зависимости:
и удовлетворяют условию:
1
2
3
4
5
где N - общее количество элементов в наборе, N=n+n+n+n+n.
Недостатками набора являются завышенные количество мер и масса набора.
Цель изобретения - повышение эффективности набора за счет уменьшения количества мер и массы набора, а также расширения технологических возможностей: расширение границ ряда размеров составленных блоков и увеличение количества размеров составленных блоков с заданным шагом.
1-1
1-n1
Поставленная задача достигается тем, что в универсальном наборе концевых мер, состоящем из пяти групп мер, первая мера первой группы является наименьшей мерой А набора, размер последней меры A первой группы подчинен зависимости:
1
1
где n и δ - количество мер и шаг размеров мер в первой группе. Количество мер в первой группе подчинено зависимости:
где
Размеры всех мер набора начиная со второй группы взаимосвязаны и отличаются тем, что подчинены зависимостям:
и
1-m
где A - размер первой меры группы с номером «m»;
n-(m-1)
A - размер последней меры группы с номером «m-1»;
nm-m
m
m
1
5
A, n и δ - размер последней меры, количество мер и шаг размеров мер группы с номером «m»; значения шагов δ…δ размеров мер в группах определены рядом 1:10:20:200:2000 относительно размера шага мер в первой группе, а количество мер в группах подчинено зависимости:
m
(m-1)
1
2
3
4
5
причем K и K - значения отношений размеров последних мер групп с номерами «m» и «m-1» соответственно к значению шага размеров в группе с номером «m» - целые натуральные числа в интервалах 100≤K≤150, 12≤К≤62, 7≤К≤57, 2≤К≤52, 1≤К≤10 для групп 1…5 соответственно и удовлетворяющие условию:
1
2
3
4
5
где N=n+n+n+n+n.
Реализация решения (проектирование набора) осуществляется в следующем порядке: назначение исходных данных; определение количества мер в группах; определение размеров мер набора; определение характеристик набора.
В качестве примера предлагается вариант решения:
11
1) Задаем значение размера первой меры первой группы А=0,5 мм;
2) Задаем значения шагов размеров мер в группах набора, мм:
1
2
3
4
5
δ=0,005; δ=0,050; δ=0,100; δ=1,000; δ=10,000;
1
2
3
4
5
3) Задаем для каждой группы величины отношений значения размера последнего элемента группы к значению шага размеров данной группы (из рекомендуемых интервалов): К=120, К=18, К=20, К=10 и К=10;
1…5
4) Определяем значения количества мер в группах n и размеры последних мер в каждой группе, используя предложенные зависимости (8, 9, 11, 13):
1-n1
1-1
1
1
1
1
1-1
1
1-m
n-(m-1)
m
m
m
(m-1)
A=А+(n-1)δ, n=К-А/δ+1, A=A+δ и n=K-K:
1
1
1-1
1
n=К-A/δ+l=120-0,5/0.005+1=21;
21-1
1-1
1
1
А=А+(n-1)δ=0,5+(21-1)0,005=0,6;
2
m
(m-1)
n=K-K=18-0,6/0,05=6;
6-2
1-2
2
2
21-1
2
2
2
А=A+(n-1)δ=A+δ+(n-1)δ=0,6+0,05+(6-1)0,05=0,9;
3
m
(m-1)
n=K-K=20-0,9/0,1=11;
11-3
1-3
3
3
6-2
3
3
3
А=А+(n-1)δ=А+δ+(n-1)δ=0,9+0,1+(11-1)0,1=2;
4
m
(m-1)
n=K-K=10-2/1=8;
8-4
1-4
4
4
11-3
4
4
4
А=А+(n-1)δ=А+δ+(n-1)δ=2+1+(8-1)=10;
5
m
(m-1)
n=K-K=10-10/10=9;
9-5
1-5
5
5
8-4
5
5
5
А=А+(n-1)δ=А+δ+(n-1)δ=10+10+(9-1)10=100;
1
2
3
4
5
5) Определяем общее количество мер набора N как сумму количества мер в группах: N=n+n+n+n+n=21+6+11+8+9=55;
i
6) Производим проверку условия ΣK:
В левой части равенства:
i
1
2
3
4
5
ΣK=K+K+К+К+К=120+18+20+10+10=178;
В правой части равенства:
Поскольку левая и правые части равны, условие выполняется.
7) Определяем размеры остальных мер набора, используя предложенные зависимости 8, 11, 12:
1-n1
1-1
1
1
A=A+(n-1)δ,
1-m
n-(m-1)
m
A=A+δ,
nm-m
1-m
m
m
A=A+(n-1)δ.
Без промежуточных вычислений приведены размеры мер по группам:
- группа 1: 0,5; 0,505; 0,51; 0,515; 0,52; 0,525; 0,53; 0,535; 0,54; 0,545; 0,55; 0,555; 0,56; 0,565; 0,57; 0,575; 0,58; 0,585; 0,59; 0,595; 0,6;
- группа 2: 0,65; 0,7; 0,75; 0,8; 0,85; 0,9;
- группа 3: 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0:
- группа 4: 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10;
- группа 5: 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100.
1
m
1
m
Если в исходных данных на проектирование набора вводится ограничение на общее количество мер N в наборе, то расчет становится многовариантным и выбор значений K…K производится с использованием ЭВМ по специальной программе. Программа дает несколько вариантов сочетаний К…K, для каждого из которых производится формирование наборов и определение их технических характеристик, а выбор оптимального набора производится сравнением характеристик.
Для оценки эффективности предлагаемого решения (табл. 1) произведено сравнение его с двумя вариантами наборов: базовым универсальным набором из 83 мер по стандарту [1.] (табл. 2) и набором из 83 мер по прототипу [2.] (табл. 3).
Для сравнительной оценки наборов используем следующие характеристики (табл. 4):
- СДМ - суммарная длина мер набора;
- МСР - минимальный составленный размер непрерывного ряда размеров, составленных из мер блоков;
- НСР - наибольший составленный размер непрерывного ряда размеров составленных блоков (не более чем из 5-ти мер);
- КСР - количество составленных размеров непрерывного ряда размеров составленных блоков;
- УПК - условный показатель качества набора (количество составленных размеров непрерывного ряда на единицу длины набора).
Каждой характеристике присваивается значение ранга от 1 до 3 (худшее значение характеристики имеет меньшее значение ранга).
Данные Таблицы 4 подтверждают достижение заявленного технического результата:
- повышение эффективности набора по сравнению с прототипом за счет уменьшения количества мер на 28 (с 83-х до 55-ти);
- уменьшение массы набора вследствие уменьшения суммарной длины мер на 8,4%;
- расширение технологических возможностей: расширение границ ряда размеров составленных блоков на 0,41 мм и увеличение количества размеров составленных блоков с заданным шагом на 82 размера.
Предлагаемый набор может быть выполнен с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники, принятые во внимание
1. ГОСТ 9038-90. Меры длины концевые плоскопараллельные: Технические условия. Введ. 01.07.1991. Группа П51.
2. Пат. №2529662 RU. МПК G01B 5/02. Универсальный набор концевых мер / Фот А.П., Чепасов В.И., Лисицкий И.И. - Опубл. 27.09.2014. Бюл. №27.
3. Пат. 2392580 RU. МПК G01B 3/30, G01B 5/02. Набор концевых мер / Фот А.П., Муллабаев А.А., Чепасов В.И., Лисицкий И.И. - Опубл. 20.06.2010.
4. Пат. 2307996 RU. МПК G01B 3/30, G01B 5/02. Набор концевых мер и щупов / Фот А.П., Муллабаев А.А., Лисицкий И.И. - Опубл. 10.10.2007.