Technologia / Poradnik techniczny
Bazy montażowe i kumulacja tolerancji turbiny wiatrowej
Wymiar nominalny opisuje wartość docelową, natomiast tolerancja opisuje określoną dopuszczalną zmienność. Wynik po zmontowaniu zależy od geometrycznej relacji między cechami geometrycznymi. Odniesienia do baz i znaki ustalają tę relację, zanim będzie można połączyć tolerancje.
Łańcuch wymiarowy wymaga zdefiniowania wielkości wynikowej.
Miara szczeliny, przesunięcia lub osiowania wynika z geometrii, a nie z nieopisanej sumy wszystkich wymiarów na rysunku. Różne wielkości wynikowe wymagają różnych łańcuchów wymiarowych.
01 / Baza odniesienia
Baza odniesienia różni się od fizycznego elementu geometrycznego.
Baza to zdefiniowane idealne odniesienie służące do opisu geometrii; element bazowy to rzeczywisty element części wykorzystywany do ustalenia tego odniesienia zgodnie z podaną konwencją.
Baza to zdefiniowane idealne odniesienie używane do opisu geometrii; element bazowy to rzeczywisty element części używany do ustalenia tego odniesienia zgodnie z podaną konwencją. Zmierzona nierówność powierzchni sama w sobie nie stanowi niewyjaśnionego nowego zera.
Spójny układ odniesienia może określać położenie i orientację na potrzeby interpretacji wymiarów. Wymiarów podanych względem różnych początków układu lub osi nie można łączyć tylko dlatego, że ich jednostki są zgodne. Najpierw należy spójnie przedstawić zależność geometryczną.
02 / łańcuch wymiarów
Znaki zależą od tego, jaki wynik jest obliczany.
Dla przykładowej jednowymiarowej szczeliny G = A − B zwiększenie A powiększa szczelinę, a zwiększenie B ją zmniejsza.
Dla przykładowej jednowymiarowej szczeliny G = A − B zwiększenie A otwiera szczelinę, natomiast zwiększenie B ją zamyka. Łańcuch wymiarowy o postaci A + B opisywałby inną reakcję. Kierunki i odniesienia do stykających się powierzchni określają, która zależność ma zastosowanie.
Dany wymiar może występować w kilku zależnościach opisujących geometrię zespołu, z różnymi współczynnikami. Łańcuch wymiarowy powinien zatem wskazywać konkretny wynik geometryczny, zamiast traktować wszystkie tolerancje jako składniki dodawane w każdym kierunku.
03 / Granice dla najgorszego przypadku
Przedziały opisują dopuszczalne wartości skrajne.
Załóżmy fikcyjne wartości A = 10.0 ± 0.1 mm i B = 8.0 ± 0.2 mm.
Załóżmy fikcyjne wartości A = 10.0 ± 0.1 mm i B = 8.0 ± 0.2 mm. Nominalna wartość G wynosi 2.0 mm. Przy niezależnie możliwych skrajnych wartościach przedziałów jego granice w najgorszym przypadku wynoszą od 1.7 do 2.3 mm, czyli 2.0 ± 0.3 mm.
Te wymiary nie przedstawiają pasowania MARSTON. Wynik jest obwiednią przedziałową wynikającą z podanego łańcucha wymiarowego; nie opisuje częstości występowania żadnej z wartości skrajnych ani wymaganych kryteriów odbioru zespołu.
04 / Rozrzut statystyczny
Granica tolerancji nie jest równa odchyleniu standardowemu.
Dla liniowej zależności G = A − B przy niezależnych zmiennościach wariancje sumują się zgodnie z σ_G² = σ_A² + σ_B².
Dla zależności liniowej G = A − B z niezależnymi zmiennościami wariancje sumują się zgodnie ze wzorem σ_G² = σ_A² + σ_B². Hipotetyczne odchylenia standardowe 0.1 i 0.2 mm dają σ_G w przybliżeniu 0.224 mm.
Te statystyczne dane wejściowe różnią się od poprzednich granic ±. Przeliczenie tolerancji na odchylenie standardowe wymaga przyjęcia rozkładu i założeń dotyczących procesu. Wynik obliczony jako pierwiastek z sumy kwadratów nie jest automatycznie gwarantowaną wartością skrajną ani przedziałem o określonym prawdopodobieństwie pokrycia.
05 / Korelacja
Wspólna zmienność zmienia wynik łączenia tolerancji.
Jeśli A i B są skorelowane, wariancja tej samej zależności opisującej szczelinę zawiera składnik −2Cov(A,B).
Jeśli A i B są skorelowane, wariancja tej samej zależności opisującej szczelinę zawiera składnik −2Cov(A,B). Wspólna zmiana obu wymiarów może wpływać na szczelinę inaczej niż zmiany niezależne. Pominięcie korelacji zmienia model.
NIST rozróżnia statystyczną analizę tolerancji i analizę najgorszego przypadku. Nieliniowa geometria, zmiany kontaktu oraz efekty kątowe mogą wymagać innej zależności niż prosty skalarny łańcuch tolerancji użyty w tym przykładzie.
06 / Interpretacja
Zmienność wymiarów jest tylko jednym z warunków montażu.
Zmiany termiczne, odkształcenia sprężyste, stan powierzchni i kształt geometryczny mogą wpływać na wynik po montażu w sposób wykraczający poza nominalny liniowy łańcuch wymiarowy.
Zmiany termiczne, odkształcenia sprężyste, stan powierzchni i kształt geometryczny mogą wpływać na wynik montażu w sposób wykraczający poza nominalny liniowy łańcuch wymiarowy. Para zgodna wymiarowo nie stanowi zatem dowodu nośności konstrukcyjnej ani określonego zachowania podczas pracy.
Nie określa się tutaj żadnych tolerancji wykonania, luzów ani dostosowań MARSTON. To wyjaśnienie jest odrębne od identyfikacji komponentów w przewodnik dotyczący połączenia nasady i nie zawiera instrukcji dotyczącej obróbki ani montażu.
Kontynuuj przegląd, korzystając z Prędkość krytyczna i ruch orbitalny (whirl) wału generatora wiatrowego.
Kontynuuj przegląd, korzystając z Sztywność łopat turbin wiatrowych na zginanie i skręcanie.
Kontynuuj przegląd, korzystając z Naprężenia, odkształcenia i kierunkowość kompozytu łopaty turbiny wiatrowej.
Informacje ogólne: NIST: Analiza tolerancji liniowa/statystyczna oraz analiza w najgorszym przypadku. · ASME: Publicznie dostępny opis zakresu odniesień do baz i tolerowania geometrycznego. Źródła wyjaśniają koncepcje branżowe; są odrębne od właściwych dokumentów produktów i projektów MARSTON.
Kluczowe pojęcia i warunki.
Odczytuj każdą wielkość wraz z odniesieniem, jednostkami i podanymi warunkami. Ogólna zależność nie ustala wartości właściwej modelowi.
| Pojęcie / wielkość | Znaczenie / zależność | Warunki / ograniczenia |
|---|---|---|
| Baza odniesienia | Zdefiniowany idealny punkt odniesienia geometrycznego. | Ustalone na podstawie podanej konwencji dotyczącej cech geometrycznych. |
| Nominalny łańcuch wymiarowy | Zależność uwzględniająca znaki dla wyniku montażu | G = A − B różni się od A + B. |
| Granice tolerancji | Dopuszczalne granice przedziału | Nie należy opisywać prawdopodobieństw występowania. |
| Odchylenie standardowe | Statystyczne rozproszenie danej zmiennej. | Nie jest równoważne tolerancji ±. |
| Kowariancja | Wspólna zmienność wielkości | Jego znak zależy od łańcucha odpowiedzi. |
Pytania techniczne.
Czy baza odniesienia jest tym samym co nieregularna powierzchnia fizyczna?
Nie. Odróżnij idealną bazę odniesienia od elementu geometrycznego użytego do jej wyznaczenia.
Czy każdą tolerancję należy zawsze dodawać ze znakiem dodatnim?
Tylko w odpowiednim obliczeniu wartości granicznych; analizowana odpowiedź nadal wymaga łańcucha zależności z uwzględnieniem znaków.
Czy 2.0 ± 0.3 mm opisuje rzeczywiste pasowanie w turbinie?
Nie. To jest przykładowy, fikcyjny przedział.
Czy można użyć tolerancji ± bezpośrednio jako σ?
Nie bez założeń dotyczących rozkładu i procesu, które uzasadniają taką interpretację.
Czy RSS gwarantuje, że każda wartość uzyskana po montażu mieści się w wyznaczonym przedziale?
Nie. Odchylenie standardowe nie jest obwiednią najgorszego przypadku.
Czy zgodność wymiarowa potwierdza nośność?
Nie. Mechanika, materiał i warunki pracy to odrębne kwestie.
Zapytanie techniczne
Omów zagadnienie techniczne.
Wymiar nominalny opisuje wartość docelową, natomiast tolerancja opisuje określoną dopuszczalną odchyłkę. Przekaż model i właściwe informacje eksploatacyjne lub projektowe do omówienia kwestii inżynierskich.