Предпочтительные числа стандартизация

СИСТЕМА ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ

Система предпочтительных чиселявляется теоретичес­кой базой современной стандартизации и тесно связана с понятием параметра — количественной характеристикой свойств продукции. Наиболее важными параметрами яв­ляются характеристики, определяющие назначение новых видов продукции и условия ее использования — размер­ные, весовые и энергетические параметры, характеризую­щие производительность машин и приборов. Продукция определенного назначения или типа характеризуется рядом параметров. Набор численных значений парамет­ров, которые необходимо использовать и выбирать при разработке, испытании и эксплуатации определенного вида продукции, называется параметрическим рядом.Про­цесс стандартизации параметрических рядов заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью математических методов.

Применение рядов предпочтительных чисел представляет собой параметрическую стандартизацию, которая позволяет получить значительный эффект на всех стадиях жизненного цикла изделий. Стандартами параметров охватывается большой диапазон характеристик: материалы, заготовки, размерный режущий инструмент, оснастка, контрольные калибры, узлы по присоединительным размерам, номиналы резисторов и конденсаторов, выходные параметры электродвигателей и многое другое, что используется в той или иной отрасли промышленности.

Ряды предпочтительных чисел, применяемые в стандартизации, строятся на базе математических закономерностей. Наибольшее распространение получили ряды предпочтительных чисел, представленные в ГОСТ 8032-84, который разработан на основе рекомендаций ИСО.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЧИСЛА

Параметрические ряды на типы и виды всей изготавливаемой продукции определяются согласно системе предпочтительных чисел. Предпочтительными числами называются числа, которые рекомендуется выбирать как предпочтительные перед другими при определении величин параметров для видов создаваемых изделий: производительность, грузоподъемность, давление, тем­пература, напряжение, габариты, другие характеристики проектируемых объектов.

Предпочтительные числа получают на основе геометри­ческой прогрессии, I — член которой равен qi = ±10 1/R , а знаменатель прогрессии Q = 10 1/R , где R= 5, 10, 20, 40, 80, 160, а i принимает целые значения в интервале от 0 до R.

Предпочтительные числа и их ряды служат основой упорядочения выбора величин и градаций отдельных зна­чений параметров технологических процессов, оборудова­ния, продукции, измерительного инструмента, штампов, материалов, транспортных средств и т.п., а также создают предпосылки для сокращения номенклатуры изделий, их унификации, организации массового изготовления типо­вой продукции.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ

Параметр продукции – это количественная характеристика одного из свойств назначения продукции. Параметры продукции делятся на главные и основные.

Главные параметры – это количественная характеристика предельно дифференцированного свойства продукции данного вида, т.е. это величина, наиболее полно характеризующая предмет с точки зрения его функционального назначения. Главных параметров может быть один или несколько. По главному параметру строятся ряды, из которых со­ставляется стандарт на данный ряд предметов — стандарт параметров и размеров.

Основные параметры определяют характерные конс­трукционные, технологические и эксплуатационные свой­ства и необходимы для наиболее полного и точного опи­сания изделий и процессов. К числу основных параметров можно отнести содержание основного вещества и при­месей для химических соединений, размеры, скорость, расход энергии, топлива и т.д. Основные параметры могут быть объединены в группы, установленные на основе ана­лиза большого числа параметрических стандартов, машин различного функционального назначения: размерные, силовые, эксплуатационные и т.д.

Источник



Что понимается под предпочтительными числами в стандартизации? Объясните сущность системного подхода и системы предпочтительных чисел.

Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел необходимы для выбора оптимального ряда параметров и типоразмеров готовых изделий. Набор установленных значений параметров составляет параметрический ряд, который строится по системе предпочтительных чисел.

Предпочтительныминазывают числа, которые рекомендуется употреблять при выборе значений параметров для вновь создаваемых изделий. Ряды предпочтительных чисел строятся на основе определённых математических закономерностей. Среди возможных вариантов рядов предпочтительных чисел основными являются арифметическая и геометрическая прогрессии.

Ряд, построенный по арифметической прогрессии, характеризуется тем, что разность значений двух соседних членов остаётся неизменной во всём диапазоне ряда, т. е. Ni — Ni-1 = d, где d — const.

Члены арифметической прогрессии отличаются друг от друга на строго определённое значение, например: 2; 5; 8; 11 и т. д. Преимущество этой прогрессии — значения её членов не надо округлять. Недостатком ряда, построенного по принципу арифметической прогрессии, является то, что относительное увеличение следующего числа по сравнению с предыдущим характеризуется различными интервалами. Так, число 8 больше числа 5 на 37,5 %, а число 3003 больше числа 3000 только на 0,1 %.

При арифметической прогрессии разность значений между двумя соседними числами не изменяется по всему ряду, поэтому в зоне малых значений они имеют большую разрежённость, а в зоне больших значений — большую уплотнённость. Применение арифметической прогрессии для формирования параметрического ряда приведёт к увеличению количества больших типоразмеров по сравнению с количеством малых типоразмеров.

Такие ряды применяются редко. Чаще применяются ряды чисел, построенные по геометрической прогрессии. Они характеризуются постоянным отношением двух смежных членов. Каждый последующий член ряда является произведением предыдущего члена и знаменателя геометрической прогрессии (величина постоянная для данного ряда): Ni = Ni-1 * d.

В стандартизации применяют четыре основных ряда: R5, R10, R20, R40и один дополнительный: R80.

Цифры означают число членов ряда в пределах от 1 до 10. В интервале от 1 до 10 каждый последующий ряд включает все числа предыдущего ряда. Относительная разница между смежными числами ряда постоянна.

Читайте также:  Постановление о стандартизации оборонной продукции

Ряд предпочтительных чисел для R5 будет: 1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30 и т. д. Знаменатель прогрессии для этого ряда 1,6 ( ).

Ряд предпочтительных чисел для R10 будет: 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00 и т.д., а знаменатель прогрессии для этого ряда 1,25 ( ).

Ряды предпочтительных чисел могут быть расширены путём умножения. Так, числа более 10 получают путём умножения величин, установленных в интервале 1-10, на 10, 100, 1000, 10000 и т. д., а числа менее 1 — на 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001 и т. д.

Предпочтительные ряды чисел лежат в основе ГОСТ на линейные размеры. Ряды параметров и размеров, построенные на основе этого ГОСТа, позволяют увязать между собой размеры конструктивно взаимосвязанных в процессе изготовления изделий.

В целях сокращения номенклатуры изделий разрабатываются стандарты на их параметрические ряды, среди которых выделяют основные и вспомогательные параметры. Основные параметры должны характеризовать эксплуатационные, технологические и технические возможности изделия, а вспомогательные параметры — удельный расход электроэнергии, топлива, требования к внешнему виду и отделке и т.д.

Эффективность и результативность организации повышают­ся при определении, понимании и управлении системой взаи­мосвязанных процессов в соответствии с поставленной целью.

Применение принципа требует:• системного анализа управления организацией с точки зрения эффективности процесса достижения целей и внутренних возможностей организации;• понимания взаимозависимости процессов в системе;• постоянного улучшения системы через анализ и оценку.

3. Перечислите основные методы стандартизации и дайте им определения

Методы стандартизации – это приемы или совокупность приемов, с помощью которых выполняются принципы и достигаются цели стандартизации.

Смысл стандартизации состоит в упорядочении решений, правил, методов и т.д. в целях их многократного использования. Любая работа в сфере стандартизации начинается с анализа имеющегося массива информации и выделения основных, наиболее характерных признаков, в соответствии с которыми этот массив может быть систематизирован.

1. Простейший метод стандартизации — систематизация, т.е. распределение предметов исследования в определенном порядке или последовательности, образующее систему, удобную для использования.

Например: если вы хотите навести порядок в личной библиотеке, то можно расставить книги по тематике: физика, химия, техника, художественная литература и т.д. В библиотеке художественной литературы можно расставить книги по странам: английская, немецкая, русская, а внутри каждого раздела — по фамилиям авторов в алфавитном порядке. Но это не единственный возможный признак систематизации, можно и художественную литературу расставить по тематике: научно-популярная литература, детективы, детская литература и т.д.

Аналогичный анализ проводится и в технике.

При делении машины на сборочные единицы, а последних — на детали с определенными принципами их обозначения, например, каталоги запасных частей автомобилей.

Систематизация является предпосылкой перехода к следующему методу стандартизации — классификации

2. Классификация объектов стандартизации.При этом методе явления, понятия, предметы или размеры располагаются по определенным, как правило, наиболее характерным для группы изделий одного назначения признакам и заключаются в научно обоснованной, последовательной классификации и ранжировании. Резуль­татом работ по классификации продукции и услуг могут служить Общероссийские классификаторы, которые системати­зирует всю товарную продукцию и услуги по отраслевой принад­лежности в виде различных классификационных группи­ровок и конкретных наименований продукции.

Классификация и систематизация предполагает кодирование информации. Кодирование — группирование по определенным правилам объектов или групп объектов и присвоение им кодов, позволяющее заменить несколькими знаками (или символами) наименования этих объектов. Коды позволяют идентифицировать объекты наиболее коротким способом (минимальным количеством знаков), способствуя повышению эффективности сбора, учета, хранения и обработки информации.

Число знаков в коде определяется его структурой и зависит от количества кодируемых признаков.

3. Селекция объектов стандартизации— деятельность, зак­лючающаяся в отборе конкретных объектов, которые при­знаются целесообразными для дальнейшего производства и применения в общественном производстве.

4. Симплификация (ограничения)— деятельность, заклю­чающаяся в определении таких конкретных объектов, ко­торые признаются на основании анализа их перспектив­ности нецелесообразными для дальнейшего производства, т. е. ограничение числа объектов.

Процессы селекции и симплификации осуществляются параллельно. Им предшествует классификация и ранжирование объектов, и спе­циальный анализ перспективности и сопоставления объектов с будущими потребностями.

При разработке первого ГОСТа на алюминиевую штампованную посуду были классифицированы по вместимости, выпускаемые в тот период кастрюли. Их оказалось 50 типоразмеров. Анализ показал, что номенклатуру можно сократить до 22 типоразмеров, исключив дублирующие емкости. Были исключены емкости 0,9; 1,3; 1,7 л. Которые оказались лишними при наличии в номенклатуре посуды вместимостью 1 и 1,5л.

5. Типизация объектов стандартизации —метод стандар­тизации, заключающийся в установлении типовых (образцовых) объек­тов — конструкций, технологических правил, форм документации. В отличие от селекции отобранные конкретные объекты подвергают каким-либо техническим преобразованиям, направленным на повышение их качества и универсальности.

6. Оптимизация объектов стандартизациизаключается в на­хождении оптимальных главных параметров, показателей качества и экономичности, по которым можно срав­нивать отдельные объекты.

7. Параметрическая стандартизация.Параметр продук­ции — это количественная характеристика ее свойств. Наиболее важными параметрами являются характеристи­ки, определяющие назначение продукции и условия ее использования:

Читайте также:  Что такое стандартизация и унификация тары

· размерные параметры (размер оборудования, мебели, вместимость посуды);

· весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);

· параметры, характеризующие производительность машин и обо­рудования (скорость движения; мощность кондиционеров и пылесосов);

· энергетические параметры (расход электроэнергии, мощ­ность оборудования).

При создании размерных рядов одежды и обуви производятся антропометрические измерения большого числа мужчин и женщин разных возрастов, проживающих в различных районах страны. Полученные данные обрабатывают методами математической статистики.

8.Унификация – экономически обоснованное приведение изделий к единообразию на основе установления рационального числа разновидностей типа изделий и документации.Это универсальный метод в области стандартизации продукции, процессов и услуг который базируется на систематизации, се­лекции, симплификации, типизации и оптимизации эле­ментов готовой продукции.

Унификация воздействует на все стадии жизненного цикла продукции, обеспечивает взаимозаменяемость изделий, узлов и агрегатов, что, в свою очередь, позволяет предприятиям кооперироваться друг с другом. Эффективность метода носит технико-экономический характер и проявляет себя в ус­корении новых разработок, сокращении неоправданного числа объектов одного и того же назначения.

Например: Унифицированные универсальные контейнеры считаются вездеходными потому, что применяются на всех основных видах транспорта. Неунифицированные отнесены к контейнерам ограниченного обращения.

8. Агрегатирование— это метод создания машин, прибо­ров и оборудования из отдельных стандартных унифици­рованных узлов, многократно используемых при созда­нии различных изделий. Идеальной целью такого метода явилось создание рационального набора стандартных уз­лов и деталей, из которых путем изменения характера их соединения можно получить широкий диапазон машин и механизмов разнообразного назначения.

9. Опережающая стандартизация— заключается в уста­новлении повышенных по отношению к уже достигнуто­му на практике уровню норм и требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оп­тимальными в последующее время. Для того чтобы стан­дарты не тормозили технический прогресс, они должны устанавливать перспективные показатели качества с указанием сроков их обеспечения производством.

К опережающей стандартизации можно отнести применение в стандартах организации прогрессивных международных стандартов и стандартов отдельных зарубежных стран до их принятия в нашей стране в качестве национальных.

Источник

Система предпочтительных чисел

Теоретической базой современной стандартизации является система предпочтительных чисел. Предпочтительными числами называются числа, которые рекомендуется выбирать преимущественно перед всеми другими при назначении величин параметров для вновь создаваемых изделий.

В науке и технике широко применяются ряды предпочтительных чисел, на основе которых выбирают предпочтительные размеры. Ряды предпочтительных чисел нормированы ГОСТом 8032, который разработан на основе рекомендаций ИСО. По этому стандарту установлено четыре основных десятичных ряда предпочтительных чисел (R5, R10, R20, R40) и два дополнительных (R80, R160), применение которых допускается только в отдельных, технически обоснованных случаях. Эти ряды построены по геометрической прогрессии со знаменателем j, равным:

j = для ряда R5 (1,00; 1,60; 2,50; 4,00 …),

j = для ряда R10 (1,00; 1,25; 1,60; 2,00 …),

j = для ряда R20 (1,00; 1,12; 1,25; 140; …),

j = для ряда R40 (1,00; 1,06; 1,12; 1,18 …),

j = для ряда R80 (1,00; 1,03; 1.06; 1,09 …),

j = для ряда R160 (1,00; 1,015; 1,03; 1,045 …).

Они являются бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, т. е. Допускают неограниченное развитие параметров или размеров в направлении их увеличения или уменьшения.

Номер ряда предпочтительных чисел указывает на количество членов ряда в десятичном интервале (от 1 до 10). При этом число 1,00 не входит в десятичный интервал как завершающее число предыдущего десятичного интервала (от 0,10 до 1,00).

Допускается образование специальных рядов путем отбора каждого 2,3 или n-го числа из существующего ряда. Так образуется ряд R10/3, состоящий из каждого третьего значения основного ряда, причем начинаться он может с первого, второго или третьего значения, например:

R10 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10,00; 12,50

R10/3 1,00; 2,00; 4,00; 8,00

R10/3 1,25; 2,50; 5,00; 10,00

R10/3 1,60; 3,15; 6,30; 12,50.

Можно составлять специальные ряды с разными знаменателями геометрической прогрессии j в различных интервалах ряда. Геометрическая прогрессия имеет ряд полезных свойств, используемых в стандартизации.

1. Относительная разность между любыми соседними членами ряда постоянна. Это свойство вытекает из самой природы геометрической

прогрессии. Например, в ряде 1 –2 – 4 – 8 – 16 – 32 – 64 — … с j = 2 любой член прогрессии больше предыдущего на 100%.

2. Произведение или частное любых членов прогрессии является членом той же прогрессии. Это свойство используется при увязке между собой стандартизованных параметров в пределах одного ряда предпочти-тельных чисел. Согласованность параметров является важным критерием качественной разработки стандартов. Геометрические прогрессии позво-ляют согласовывать между собой параметры, связанные не только линей-ной, но также квадратичной, кубичной и другими зависимостями.

По ГОСТу 8032 допускается в технически обоснованных случаях производить округление предпочтительных чисел путем применения рядов R ¢ и R ¢¢ вместо основных рядов R. В ряду R ¢ отдельные предпочтительные числа заменены величинами первой степени округления, а в ряду R ¢¢ — второй степени округления.

Читайте также:  Принципы опережающего развития стандартизации

В радиоэлектронике часто применяют предпочтительные числа, построенные по рядам Е. Они установлены Международной электротехнической комиссией (МЭК) и имеют следующие значения знаменателя геометрической прогрессии:

для ряда Е3 j = ; для ряда Е6 j = ;

для ряда Е12 j = ; для ряда Е24 j =

При стандартизации иногда применяют ряды предпочтительных чисел, построенные по арифметической прогрессии. Арифметическая прогрессия положена в основу образования рядов размеров в стоительных стандартах, при установлении размеров изделий в обувной и швейной промышленности и т. п. Иногда используют ступенчато-арифметические прогрессии с неодинаковыми разностями прогрессии. Такую прогрессию образуют, например, монеты достоинством 1 – 2 – 3 – 5 – 10 – 15 – 20 коп.

Для выбора номинальных линейных размеров изделий (диаметров, длин, высот и т. п.) на основе рядов предпочтительных чисел разработан ГОСТ 6636 “Нормальные линейные размеры” для размеров от 0,001 до 100000 мм. Ряды в этом стандарте обозначены как Ra5, Ra10, Ra20, Ra40 и Ra80.

Государственный стандарт на предпочтительные числа имеет общепромышленное значение, и его необходимо применять во всех отраслях народного хозяйства при установлении параметров, числовых характеристик и количественных показателей всех видов продукции. Использование предпочтительных чисел способствует ускорению процесса разработки новых изделий, так как упрощает расчеты и облегчает выбор рациональных параметров и числовых характеристик в процессе проектирования.

Источник

Ряды предпочтительных чисел (в технике)

Ряды предпочтительных чисел (в технике) — это упорядоченная последовательность чисел, предназначенная для унификации значений технических параметров.

Ряды предпочтительных чисел создаются на основе числовых последовательностей. Это могут быть:

    . Например, шкала обычной линейки: 0 — 5 — 10 — 15 — … , с постоянным членом ряда (разность между последующими и предыдущими значениями), равным 5;
  • ступенчато-арифметическая прогрессия. Например, ряды посадочных размеров внутренних колец подшипников качения, для которых в ряду диаметров от 20 мм до 110 мм постоянный член ряда составляет 5 мм, в ряду диаметров от 110 мм до 200 мм — 10 мм и в ряду диаметров свыше 200 мм — 20 мм; . Например, количество листов в тетрадях разных объёмов: 12 — 24 — 48 — 96 , то есть ряд со знаменателем прогрессии q=2;
  • смешанная арифметическо-геометрическая прогрессия. Например, стандартные диаметры метрической резьбы: …- 1,2 — 1,6 — 2 — 2,5 — 3 — 4 — 5 — 6 — 8 — 10 — … .

Арифметическим рядам свойственна относительная неравномерность расположения соседних членов: старшие члены ряда расположены относительно ближе, чем младшие. У геометрических прогрессий этот недостаток отсутствует, и поэтому они применяются чаще.

Наиболее распространены геометрические прогрессии со знаменателем q= 10 n <\displaystyle <\sqrt[]<10>>> , где степень корня n= 5, 10, 20, 40, 80. Это — стандартные ряды предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84) [1] , соответственно обозначаемые R5, R10, R20, R40, R80. Они связаны с именем француза Ренара, который первым предложил использовать для этих целей геометрическую прогрессию со знаменателем n=5.

Каждый ряд содержит в каждом десятичном интервале соответственно 5, 10, 20 и 40 различных чисел. Более редкий ряд всегда является предпочтительным по отношению к более частому. Значения часто используемых первых четырех рядов в порядке их предпочтения:

  • R5: 1 — 1,6 — 2,5 — 4 — 6,3;
  • R10: 1 — 1,25 — 1,6 — 2 — 2,5 — 3,15 — 4 — 5 — 6,3 — 8;
  • R20: 1 — 1,12 — 1,25 — 1,4 — 1,6 — 1,8 — 2 — 2,24 — 2,5 — 2,8 — 3,15 — 3,55 — 4 — 4,5 — 5 — 5,6 — 6,3 — 7,1 — 8 — 9.
  • R40: R20 и 1,06 — 1,18 — 1,32 — 1,5 — 1,7 — 1,9 — 2,12 — 2,36 — 2,65 — 3 — 3,35 — 3,75 — 4,25 — 4,75 — 5,3 — 6 — 6,7 — 7,5 — 8,5 — 9,5.

Члены этих рядов по сравнению с точными значениями округлены в пределах 1,3 %. Предпочтительные числа других десятичных порядков получают умножением или делением на 10, 100 и т. д.

В электротехнике применяют ряды E, рекомендованные МЭК ИСО, со знаменателем геометрической прогрессии q= 10 k <\displaystyle <\sqrt[]<10>>> , степени корня k которого равны 3, 6, 12 …: Е3, Е6, Е12,….

  • E3: 1 — 2,15 — 4,6;
  • E9: 1 — 1,3 — 1,67 — 2,15 — 2,8 — 3,6 — 4,6 — 6 — 7,7.

Ряды предпочтительных чисел широко применяются в технике. Так, на основе рядов предпочтительных чисел разработаны ряды нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69) [2] . Они обозначаются как Ra5, Ra10, Ra20, Ra40, Ra80 и имеют большую степень округления (порядка 5 %). Для угловых размеров в ГОСТ 8908-81 [3] приведены три ряда нормальных углов. Применение этих рядов позволяет:

  • унифицировать посадочные размеры деталей (как следствие, например, в серийном производстве сокращается количество типоразмеров деталей, необходимых для комплектации разных изделий),
  • использовать типовой сортамент и заготовки (листы, трубы, круги, проволока и т. д.),
  • использовать типовой инструмент (свёрла, фрезы и т. д.).

Рекомендации по использованию нормальных линейных размеров не распространяется:

Источник