Инженерный допуск — это допустимый предел или пределы отклонений в:
Размеры, свойства или условия могут иметь некоторые отклонения, не оказывая существенного влияния на функционирование систем, машин, конструкций и т. д. Отклонение, выходящее за пределы допуска (например, слишком высокая или слишком низкая температура), считается несоответствующим, отклоненным или превышающим допуск.
Первостепенной задачей является определение того, насколько широкими могут быть допуски без влияния на другие факторы или результат процесса. Это может быть достигнуто путем использования научных принципов, инженерных знаний и профессионального опыта. Экспериментальное исследование очень полезно для изучения эффектов допусков: проектирование экспериментов , формальные инженерные оценки и т. д.
Хороший набор инженерных допусков в спецификации сам по себе не означает, что соответствие этим допускам будет достигнуто. Фактическое производство любого продукта (или работа любой системы) подразумевает некоторую неотъемлемую вариацию входных и выходных данных. Погрешность измерения и статистическая неопределенность также присутствуют во всех измерениях. При нормальном распределении хвосты измеренных значений могут выходить далеко за пределы плюс и минус трех стандартных отклонений от среднего значения процесса. Значительные части одного (или обоих) хвостов могут выходить за пределы указанного допуска.
Возможности процесса систем, материалов и продуктов должны быть совместимы с указанными техническими допусками. Должны быть реализованы средства управления процессами , а эффективная система управления качеством , такая как Total Quality Management , должна поддерживать фактическое производство в пределах желаемых допусков. Индекс возможностей процесса используется для указания связи между допусками и фактическим измеренным производством.
На выбор допусков также влияет предполагаемый статистический план выборки и его характеристики, такие как приемлемый уровень качества. Это относится к вопросу о том, должны ли допуски быть чрезвычайно жесткими (высокая уверенность в 100% соответствии) или же некоторый небольшой процент выхода за пределы допуска может иногда быть приемлемым.
Геничи Тагучи и другие предположили, что традиционная двусторонняя установка допусков аналогична «стойкам ворот» в футбольном матче : она подразумевает, что все данные в пределах этих допусков одинаково приемлемы. Альтернативой является то, что лучший продукт имеет измерение, которое точно соответствует цели. Существует возрастающая потеря, которая является функцией отклонения или изменчивости от целевого значения любого параметра конструкции. Чем больше отклонение от цели, тем больше потеря. Это описывается как функция потерь Тагучи или функция потери качества , и это ключевой принцип альтернативной системы, называемой инерционной установкой допусков .
Научно-исследовательская работа, проведенная М. Пилле и коллегами [1] в Университете Савойи, привела к внедрению в конкретной отрасли. [2] Недавняя публикация французского стандарта NFX 04-008 позволила производственному сообществу продолжить его рассмотрение.
Допуск размеров связан с посадкой в машиностроении, но отличается от нее, которая представляет собой зазор или помеху между двумя деталями. Допуски назначаются деталям для производственных целей в качестве границ для приемлемой сборки. Ни один станок не может удерживать размеры точно по номинальному значению, поэтому должны быть приемлемые степени вариации. Если деталь изготовлена, но имеет размеры, выходящие за пределы допуска, она не является пригодной для использования в соответствии с замыслом проекта. Допуски могут применяться к любому размеру. Обычно используются следующие термины:
Это идентично верхнему отклонению для валов и нижнему отклонению для отверстий. [3] Если основное отклонение больше нуля, болт всегда будет меньше основного размера, а отверстие всегда будет шире. Основное отклонение — это форма допуска , а не допуска.
Например, если вал с номинальным диаметром 10 мм должен иметь скользящую посадку в отверстии, вал может быть указан с диапазоном допусков от 9,964 до 10 мм (т. е. нулевое основное отклонение, но нижнее отклонение 0,036 мм), а отверстие может быть указано с диапазоном допусков от 10,04 мм до 10,076 мм (основное отклонение 0,04 мм и верхнее отклонение 0,076 мм). Это обеспечит посадку с зазором где-то между 0,04 мм (наибольший вал в паре с наименьшим отверстием, называемым максимальным материальным состоянием - MMC) и 0,112 мм (наименьший вал в паре с наибольшим отверстием, наименьшим материальным состоянием - LMC). В этом случае размер диапазона допусков для вала и отверстия выбирается одинаковым (0,036 мм), что означает, что оба компонента имеют одинаковую международную степень допуска, но в общем случае это не обязательно.
Если не предусмотрено никаких других допусков, в машиностроительной промышленности используются следующие стандартные допуски : [4] [5]
При проектировании механических компонентов часто используется система стандартизированных допусков, называемая международными классами допусков . Стандартные (размерные) допуски делятся на две категории: отверстия и валы. Они обозначаются буквой (заглавной для отверстий и строчной для валов) и числом. Например: H7 (отверстие, резьбовое отверстие или гайка ) и h7 (вал или болт). H7/h6 — очень распространенный стандартный допуск, который обеспечивает плотную посадку. Допуски работают таким образом, что для отверстия H7 означает, что отверстие должно быть сделано немного больше базового размера (в данном случае для посадки ISO 10+0,015−0, что означает, что оно может быть на 0,015 мм больше базового размера и на 0 мм меньше). Фактическая величина больше/меньше зависит от базового размера. Для вала того же размера h6 будет означать 10+0−0,009, что означает, что вал может быть на 0,009 мм меньше базового размера и на 0 мм больше. Этот метод стандартных допусков также известен как Limits and Fits и его можно найти в ISO 286-1:2010 (ссылка на каталог ISO).
В таблице ниже приведены международные градации допуска (IT) и общие области применения этих градаций:
Анализ соответствия методом статистической интерференции также чрезвычайно полезен: он показывает частоту (или вероятность) правильного соответствия деталей друг другу.
Электрическая спецификация может потребовать резистор с номинальным значением 100 Ω ( Ом ), но также будет указывать допуск, например "±1%". Это означает, что любой резистор со значением в диапазоне 99–101 Ω является приемлемым. Для критических компонентов можно указать, что фактическое сопротивление должно оставаться в пределах допуска в указанном диапазоне температур, в течение указанного срока службы и т. д.
Многие коммерчески доступные резисторы и конденсаторы стандартных типов, а также некоторые небольшие индукторы часто маркируются цветными полосами , указывающими их значение и допуск. Высокоточные компоненты нестандартных значений могут иметь числовую информацию, напечатанную на них.
Низкий допуск означает лишь небольшое отклонение от указанного значения компонента, когда он новый, в нормальных условиях эксплуатации и при комнатной температуре. Более высокий допуск означает, что компонент будет иметь более широкий диапазон возможных значений.
Термины часто путают, но иногда разница сохраняется. См. Допуск (инженерное дело) § Смешение инженерных понятий допуска и допуска .
В гражданском строительстве клиренс относится к разнице между габаритом погрузки и габаритом конструкции в случае железнодорожных вагонов или трамваев , или к разнице между размером любого транспортного средства и шириной/высотой дверей, шириной/высотой путепровода или диаметром туннеля , а также тягой воздуха под мостом , шириной шлюза или диаметром туннеля в случае водных судов . Кроме того, существует разница между глубокой осадкой и руслом реки или морским дном водного пути .