Стандартизация методов защиты полимерных материалов от коррозии (стр. 3 из 3)
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 =25=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 равензнаменателю 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 – R40на 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 – R40для 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.
Заключение
На сегодняшнем занятии мы рассмотрели следующие учебные вопросы:
– стандартизация средств и методов защиты полимерных материалов от старения и коррозии;
– параметрические ряды и предпочтительные числа.