Контрольная работа по "Метрологии, стандартизации и сертификации"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТВО Ж.Д. ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

                УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Теоретическая и прикладная механика»

Контрольная работа

По  дисциплине

«Метрология, стандартизация

и сертификация»

1060 Д2151. ПМ.КР1. 07.00.00.РР

      ____________

      ^{отметка о зачёте}

         Рецензент :                                   Выполнил:                                                                         

       Киселёва Н.Н.                                 Маравина Т.О.                                                                                                                 

        ___________________                             Шифр: 1060п/Д2151                                                                                                    

              ^{подпись} _____________

    _____________  ^{подпись}

         ^дата                                           _____________

  ^дата

2013г.

Задача №1

Для перевозки  груза в железнодорожном контейнере используется транспортный пакет (рис.1) с наружными расчётными размерами a,b,c.

Требуется :

1. Обосновать и назначить геометрические размеры транспортного пакета для перевозке груза на основе рядов предпочтительных чисел,R_a5, R_a10, R_a20 и R_a40 (ГОСТ 8032-84).

Исходные данные: a= 355мм, b=520мм, c=265мм.

2.Указать оптимальную (т.е. наиболее целесообразную) схему размещения                    транспортного пакета в контейнере (по экономическим показателям).

Тип контейнера УК-3.

Решение :

Транспортным  пакетом называется укрупнённое  грузовое место, сформированное из отдельных  мест груза в таре (например в ящиках, мешках, бочках, специализированных контейнерах) или без тары, скреплённых между собой с помощью универсальных, специальных разового использования или многооборотных пакетирующих средств, на поддонах или без них, размеры и конструкция тары должны обеспечивать наилучшее использование грузоподъёмности и вместимости вагонов (контейнеров).

На основе рядов  предпочтительных чисел R_a5, R_a10, R_a20 и R_a40проведём обоснование геометрических размеров транспортного пакета для перевозки груза.

При изготовлении транспортного пакета по ряду предпочтительных чисел                              R_a5 размеры транспортного пакета будут равны a= 400мм, b=630мм, c=400мм.

При изготовлении транспортного пакета по ряду предпочтительных чисел                              R_a10 размеры транспортного пакета будут равны a= 400мм, b=630мм, c=320мм.

При изготовлении транспортного пакета по ряду предпочтительных чисел                              R_a20 размеры транспортного пакета будут равны a= 360мм, b=560мм, c=280мм.

При изготовлении транспортного пакета по ряду предпочтительных чисел                              R_a40 размеры транспортного пакета будут равны a= 360мм, b=530мм, c=270мм.

1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

1

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

   По заданию  используется контейнер УК-3, для  которого длина равна 1980мм, 1225мми  высота 2128мм. При изготовлении по  ряду  R_a5 данных пакетов поместится: в длину 1980/400=4,95≈4 пакета; в ширину 1225/630=1,944≈1 пакет; в высоту 2128/400=5,32≈5 ярусов транспортных пакетов. Итого при изготовлении транспортных пакетов по ряду  R_a5 их общее количество будет равно 4х1х5=20 пакетов.

     При  изготовлении по ряду  R_a10 данных пакетов поместится: в длину 1980/400=4,95≈4 пакета; в ширину 1225/630=1,944≈1 пакет; в высоту 2128/320=6,65≈6 ярусов транспортных пакетов. Итого при изготовлении транспортных пакетов по ряду  R_a10 их общее количество будет равно 4х1х6=24 пакета.

      При изготовлении по ряду  R_a20 данных пакетов поместится: в длину 1980/360=5,5≈5 пакетов; в ширину 1225/560=2,18≈2 пакета; в высоту 2128/280=7,6≈7 ярусов транспортных пакетов. Итого при изготовлении транспортных пакетов по ряду  R_a20 их общее количество будет равно 5х2х7=70 пакетов.

      При изготовлении по ряду  R_a40 данных пакетов поместится: в длину 1980/360=5,5≈5 пакетов; в ширину 1225/530=2,31≈2 пакета; в высоту 2128/270=7,8≈7 ярусов транспортных пакетов. Итого при изготовлении транспортных пакетов по ряду  R_a40 их общее количество будет равно 5х2х7=70 пакетов. В тоже время , если расположить пакеты более оптимально (в ширину 1225/270=4,53≈4 пакета; в высоту 2128/530=4,05≈4 яруса), их общее количество будет равно 5х4х4=80 пакетов.

 Анализируя  проведённые расчёты можно сделать  вывод о том, что наиболее  оптимальным по экономическим  показателям является изготовление  транспортного пакета для перевозки  груза по размерам из ряда  R_a40. При этом, для достижения наибольшего экономического эффекта , необходимо разместить транспортные пакеты в контейнере по схеме на рис.2

             1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

2

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Задача №2

В соответствии с  Федеральным законом «О техническом регулировании» существуют системы обязательной и добровольной сертификации, призванные подтверждать качество продукции.

   Требуется:

 Для одного  из изделий, которые изготавливаются  (ремонтируются) на вашем предприятии , или для услуги (работы), оказываемой вашей организацией, или для любого другого изделия определить не менее трёх систем сертификации, подтверждающих качество данного изделия. Выбрать схему сертификации данного изделия и привести её описание.

                                       Решение.

Законодательство  РФ предусматривает два вида сертификации обязательную и добровольную.

Для сертификации перевозок на железнодорожном транспорте можно определить несколько систем сертификации.

Системы обязательной сертификации:

1. Система сертификации «ГОСТ Р»
2. Система сертификации на федеральном железнодорожном транспорте

Системы добровольной сертификации:

1.Система сертификации продукции (товаров и услуг) по качеству (ССК)

2.Система добровольной сертификации услуг на транспорте (Система "ЭксНА")

3.Система добровольной сертификации смешанных перевозок опасных грузов (ССМПОГ)

      4.Система добровольной сертификации услуг на транспорте (ССТ)

При Ассоциации «Промжелдортранс» начала действовать Система добровольческой сертификации на жд транспорте необщего использования (ССЖТНП), прошедшая официальную регистрацию в Росстандарте (№ РОСС.RU.М582.04ЖЕ00), которую представляет ООО «Сертификационный центр промышленного жд транспорта». 
Вступивший в силу приказ Минтранса Рф от 15 февраля 2008г. N28 (зарегистрирован в Минюсте Рф 5.03.2008 №11283) обязует хозяев локомотивов при выезде на пути ОАО «РЖД» иметь акт технического состояния локомотива, заверенный печатью предприятия, имеющего сертификат соответствия на создание по ремонту локомотивов.

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

5

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Сертификаты ССЖТНП подменяют ранее отмененные лицензии на техническое сервис и ремонт технических средств (путное хозяйство, устройства СЦБ, энергетики и т.п.) и подвижного состава (локомотивы, вагоны, ССПС и т.п.). 
Сертификация: 
Услуг: 
- по ремонту и обслуживанию подвижного состава; 
- по обслуживанию, ремонту, проектированию, строительству жд инфраструктуры (путь, СЦБ, искусственные сооружения); 
- по перевозке и транспортировке грузов; 
- по погрузке выгрузке грузов (в том числе небезопасных); 
Систем менеджмента: 
- системы менеджмента свойства (СМК); 
- системы экологического менеджмента (СЭМ); 
- системы социальной ответственности и охраны труда.

 Для сертификации железнодорожных перевозок целесообразно выбрать схему №4.

Данная схема  предусматривает аттестацию предприятия, что включает проверку:

1. Состояния материально-технической базы;
2. Санитарно-гигиенических условий обслуживания потребителей;
3. Ассортимента и качества услуг, включая целевые и дополнительные услуги;
4. Чёткости и своевременности обслуживания;
5. Качество обслуживания (этика общения, комфортность и эстетичность и т.д.);
6. Профессионального мастерства обслуживающего персонала.

           1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

 6

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Задача №3

При производстве детали необходимо контролировать качество её изготовления.

   Требуется:

   Определить  погрешность измерения размера  детали от температурной деформации ∆L, если температура средства измерения и температура воздуха в цехе t₂=16⁰С, а деталь измеряется сразу после финишной операции.

  Исходные  данные:

 Температура  детали - t₁=40⁰С;

Коэффициент линейного  расширения материала измерительного средства

α₂=11,5 х 10^-6град^-1(легированная сталь);

Коэффициент линейного  расширения материала измерительного средства

α₁=18 х 10^-6град^-1(латунь);

Размер измеряемой детали L=38мм

Решение:

Погрешность измерения  от температурной деформации ∆L находится по формуле:            

∆L=L х (α₁ х ∆ t₁  - α₂ х ∆ t₂), м,

Где L – измеряемый размер , м;

∆ t₁  - поправка на температуру детали:

∆ t₁  = t₁  - 20⁰С;

∆ t₂ – поправка на температуру средства измерения:

∆ t₂  = t₂  - 20⁰С;

С учётом этого, поправка ∆ t₁  = 40 - 20 = 20⁰С; ∆ t₂  = 16  - 20 = -4⁰С;

 Погрешность  измерения:

 ∆L=0,038х(18х10^-6х20 – 11,5х10 ^-6х(-4))=0,000015428 м = 15,428 х 10^-6 м = 15,4мкм

       1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

7

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Задача №4

В результате работы пункта технического осмотра (ПТО) грузовых вагонов были получены выборки и  выявлены вероятности появления  дефектов ходовых частей, подчиняющиеся  нормальному закону распределения. Выборки имеют различные показатели для смен, работающих в ночное время  и характеризуются их средними арифметическими  значениями Х₁ , а также   среднеквадратическими отклонениями σ₁. При этом накопленные данные для представленных выборок были получены за разное количество ночных смен п₁.  Работающих в дневное время и характеризуются их средними арифметическими значениями Х₂ , а также   среднеквадратическими отклонениями σ₂. При этом накопленные данные для представленных выборок были получены за разное количество дневных смен п₂.

Требуется : Используя двухвыборочный t – критерий Стьюдента определить возможность статистического сравнения данных выборок и объединения их в одну общую выборку для получения обобщённых статистических данных за сутки.

Исходные данные:

Средне арифметическое значение обнаружения дефектов Х₁=5,6%;

Средне квадратическое отклонение σ₁=0,52%;

число смен п₁=25;

Средне арифметическое значение обнаружения дефектов Х₂=6%;

Средне квадратическое отклонение σ₂=0,82%;

число смен п₂=9;

Двухвыборочный t – критерий Стьюдента используется в случае, когда сравниваемые выборки подчиняются нормальному закону распределения и при этом обеспечивается условие равенства их дисперсий. Гипотеза о равенстве дисперсий в выборках проверяется сравнением частных несмещённых значений генеральной совокупности следующим образом:

F_рас= F_а

где k₂ =(n₂ – 1) – степень свободы для значения в числителе;

    k₁ =(n₁ – 1) – степень свободы для значения в знаменателе;

        1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

8

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

F_а – критическая область значимости для исследуемого распределения.

В нашем случае k₂ =9 –1 = 8 и k₁ =25 –1 =24 по  таблице F – распределения находим значение F_а = F_0,05 = 3,12

Соответственно: F_рас= 3,12

Условие F_рас F_а соблюдается , что свидетельствует о том, что существенной разницы между дисперсиями в исследуемых выборках нет и их можно сравнить, используя двухвыборочный t – критерий Стьюдента.

Нахождение t – критерия является наиболее часто используемым методом обнаружения сходства между средними значениями двух выборок. Значение данного критерия находится из условия:

где t_a – сравнительный показатель, который зависит от уровня значимости:

k_a = (n₁ + n₂ - 2)

Подставляя данные находим:  k_a = (25 + 9 - 2) = 32

t_a = t_0,05 = 2,037

Тогда значение t – критерия Стьюдента.

 1,6899 < 2,037

Поскольку условие  t = 1,6899 < t_а = 2,037 соблюдается , то сравниваемые выборки равны, а разница между ними случайна и причины её несущественны. Соответственно , статистическое сравнение данных выборок работы пункта технического осмотра (ПТО) в ночную и дневную смены возможно. Также возможно объединение накопленных данных в одну общую выборку, которая позволит получить достоверные данные о вероятности обнаружения дефектов ходовых частей грузовых вагонов в процессе работы ПТО в течении суток.

          1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

9

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Задача №5

Две детали (отверстие 2 и вал1) соединяются (рис.3) друг с другом по посадке, характер который определяется назначением и конструктивными особенностями деталей.

Требуется:

1. Определить предельные (наибольший и наименьший) размеры отверстия и вала;
2. Определить характер соединения двух деталей (с зазором, с натягом или переходным);
3. Определить вероятностные придельные зазоры и натяги;
4. Вычислить процент соединений с зазором, исходя из нормального закона распределения размеров деталей при их изготовлении. После рассеяния для отверстия и вала принять равным полю допуска

(W_D = IT_D = 6 x σ_D,  W_d = IT_d = 6 x σ_d).

5. Исходные данные:
6. Выполнить чертёж соединения вала и отверстия в масштабе.

Решение.

Для посадки Æ определяем предельные размеры деталей, допуски размеров, наибольший и наименьший зазоры (натяги), допуски посадок.

1. Выписываем предельные отклонения отверстия и вала:

ES = 0,074мм;   EI = 0 мм;   es = 0,010 мм;   ei = 0,056 мм.

2. Определяем предельные размеры отверстия и вала, допуски размера отверстия и вала:

Наибольший предельный размер отверстия:

D_max = D + ES

D_max = 63 + 0,074 = 63,074 мм;

Наименьший предельный размер отверстия:

D_min = D + EI

D_min = 63 + 0 = 63 мм;

        1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

10

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Допуск отверстия: TD = D_max – D_min

                    TD = 63,074 – 63 = 0,074 мм;

  TD = ES – EI

                    TD = 0,074 – 0 = 0,074 мм;

                 Наибольший предельный размер вала: d_max = d + es

                                      d_max = 63 + 0,010 = 63,010 мм;

Наименьший предельный размер вала: d_min = d + ei

                     d_min = 63 + 0,056 = 63,056 мм;

Допуск вала: Td = d_max – d_min

              Td = 63,010 – 63,056 = -0,046 мм;  

  Td = es – ei

  Td = 0,010 – 0,056 = -0,046 мм.

3. Рассчитываем максимальные и минимальные зазоры и натяги:

Максимальный  зазор: S_max = D_max – d_min

                       S_max = 63,074  – 63,056 = 0,018 мм;

    S_max = ES – ei

    S_max = 0,074 – 0,056 = 0,018 мм;

Минимальный зазор: S_min = D_min – d_max

                      S_min = 63 – 63,010  = -0,010 мм;

   S_min = EI – es

   S_min = 0 - 0,010 = -0,010 мм;

Средний измеренный зазор в сопряжении   S_m = (S_mas + S_min) | 2 ;

S_m = (0,018 – 0,010) | 2 = 0,004 мм

               Максимальный натяг: N_max = d_max – D_min

                    N_max = 63,010  – 63  = 0,010 мм;

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

11

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

                               N_max = es – EI

                               N_max = 0,010 – 0 =0,010 мм;

Минимальный натяг: N_min = d_min - D_max

              N_min = 63,056 – 63,074 = - 0,018 мм;

                               N_min = ei – ES

                               N_min = 0,056  – 0,074  = -0,018 мм;

Средний измеренный натяг в сопряжении   N_m = (N_mах + N_min )/ 2

                               N_m = (0,010 - 0,018)/ 2 = -0.004 мм;

Допуск переходной посадки: T_SN = N_max + S_max

                              T_SN = 0,010 + 0,018 = 0,028 мм;;

                              T_SN = TD + Td

                           T_SN = 0,074 - 0,046 = 0,028 мм;.

4. Согласно схеме расположения полей допусков (рис.4) характер данного соединения переходный.

5. Вычисляем процент соединений с зазором, исходя из нормального закона распределения размеров деталей при их изготовлении.

Исходя из предположения  о нормальном законе распределения  размеров отверстий и валов, величина среднеквадратичного отклонения зазора определяется по зависимости:

σ_D = (S_mas + S_m) | 3 ;

σ_D = (18 + 4) | 3 = 7,33 мкм

                           σ_d = (N_mах + N_m )| 3;

                            σ_d = (10 - 4) |  3 = 2 мкм

W_D = IT_D = 6 x 7,33 = 43,98,  W_d = IT_d = 6 x 2 =12

Вероятность нахождения требуемого зазора посадки в пределах S_min ≤ S ≤ S_max

( т.е. 10   ≤ S ≤ 18 мкм) определяется по выражению :

P(S) = Ф(Z₂) - Ф(Z₁)

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

12

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Где параметры  функции Лапласа: Z₂ = (S_mas - S_m) | σ_D

Z₁ = (S_min - S_m) | σ_D

     Z₂ = (18 - 4) | 7,33 =1,9

        Z₁ = (-10 - 4) | 7,33 = -1,9

По таблице  определяем значение функции Лапласа:

Ф(1,9)=0,4713,  Ф(-1,9) = - 0,4713

Тогда вероятность  P(S) = 0,4713 + 0,4713 = 0,9426

Т.е. подобная посадка  обеспечивает ( с доверительной вероятностью Р = 94,3%)

в исследуемом  сопряжении зазор S = S_m ± TS|2 = 4 ± 28|2 мкм

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 07.00.00.РР.

Лист

13

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

       1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

        1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

           1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

          1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата

Список используемой литературы:

1. С.И. Марченко, Е.П. Марченко, Н.В. Логинова  
   «Прикладная механика» Издательство: Феникс, 2006 г.

   2. В.В. Джамая «Прикладная механика» Издательство: Дрофа 2004г.

   3. В.Г. Мишкевич, В.С. Семеноженков, А.А. Платонов, Р.Е.Лисицын

      «Прикладная механика» методические  указания Москва 2008г.

   4. А.Т. Скойбеда «Прикладная механика» Издательство: Минск выс.шк.1997г.

         1060 Д 2151. ПМ. КР1. 02.00.00.РР.

Лист

Изм

Лист

№ Докум

Подп

Дата