驅(qū)動臂中心距測量系統(tǒng)的可靠性評估

劉鵬

[摘要]本文所研究的驅(qū)動臂類零件是安裝在發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)前機(jī)匣外側(cè)，用于連接聯(lián)動環(huán)與可調(diào)靜子葉片，以實(shí)現(xiàn)靜子葉片角度的調(diào)整。其中驅(qū)動臂零件中心距尺寸的一致性對系統(tǒng)的驅(qū)動力與阻滯力有較大影響。本文主要對某型機(jī)驅(qū)動臂類零件中心距的測量系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估，以保證驅(qū)動臂零件中心距測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[關(guān)鍵詞]驅(qū)動臂;中心距;測量系統(tǒng);測量不確定度;可靠性

前言

測量不確定度是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，測量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小，測量不確定度意味著對測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。測量不確定度由測量誤差引起，用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)識，包括標(biāo)準(zhǔn)不確定度（u）和擴(kuò)展不確定度（U）兩類。結(jié)合測具和實(shí)際生產(chǎn)情況，將以擴(kuò)展不確定度對搖臂中心距測具進(jìn)行不確定度計(jì)算。

1.零件簡介

某型別驅(qū)動臂組合件由銷軸和驅(qū)動臂單件組成。兩個零件是通過鐓頭鉚接的形式將其連接起來。驅(qū)動臂中心距尺寸為型槽部位一邊到銷軸軸心的距離，公差為士0.06mm，分為3組.每組公差范圍為0.04mm。

2.測量系統(tǒng)簡介

驅(qū)動臂測量系統(tǒng)選用四連桿機(jī)構(gòu)的快速夾鉗進(jìn)行壓緊，該機(jī)構(gòu)是應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)原理而制造的，這樣就使零件的壓緊過程通過掛拉連桿就可以順利實(shí)現(xiàn)。另外為實(shí)現(xiàn)快速得到標(biāo)準(zhǔn)長度的目標(biāo)，將對表塊安裝在測具上通過滑道實(shí)現(xiàn)快速對表，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，針對測量系統(tǒng)指定了兩套方案：

方案一：采用螺栓手動頂緊零件，指針式百分表讀數(shù);

方案二：采用限力扳手限力頂緊零件，數(shù)顯百分表讀數(shù)。

3.測量系統(tǒng)可靠性評估

測量系統(tǒng)方案一的可靠性評估

3.1測量方法

用三坐標(biāo)測量機(jī)對被測得標(biāo)準(zhǔn)樣塊的標(biāo)準(zhǔn)長度進(jìn)行直接測量。百分表（70227）的測量不確定度見標(biāo)準(zhǔn)JJG34-1996《指示表檢定規(guī)程》。

3.2測量儀器

3.2.1三坐標(biāo)測量機(jī)，編號：7209691，校準(zhǔn)日期2014年10月13曰，有效期1年。（見校準(zhǔn)證書：LY字笫1430387號）該儀器示值誤差的測量不確定度：U=（0. 14+0. 44L/1000）um，包含因子k=2。

3.2.2百分表，編號：70227，量程：0-3mm，有效期2015年5月22曰至2016年5月22日。標(biāo)準(zhǔn)JJG34-1996《指示表檢定規(guī)程》，得出該百分表的測量擴(kuò)展不確定度U=3.75um。

3.2.3溫度系數(shù)的影響可忽略：

3.3實(shí)測記錄

在檢測間，使用三坐標(biāo)測量機(jī)，編號：7209691，測得的標(biāo)準(zhǔn)樣塊的標(biāo)準(zhǔn)長度。

測量次數(shù)n=16，測量結(jié)果為L均值=55.002mm

3.4測量不確定度評定

3.4.1測量模型

中心距尺寸=標(biāo)準(zhǔn)樣塊尺寸（L）+百分表示值（△）-理論值（2.15）

3.4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

（一）標(biāo)準(zhǔn)樣塊的測量不確定度

（1）A類評定

由實(shí)測數(shù)據(jù)活算的標(biāo)準(zhǔn)差s為：

故標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ui（R均）

（2）B類評定

根據(jù)三坐標(biāo)測量機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，確定U為：

U=（0.14+0.44L/1000） um，k=2;并取L=100;

則標(biāo)準(zhǔn)不確定度U2（R均）為：U/k

U2（R均）=U/k=（0.14+0.44X100/1000）/2=0.1um

（3）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于上述2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量之間不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（4）擴(kuò)展不確定度

取k=2，故擴(kuò)展不確定度U樣塊=k*Uc（R均）≈0.5um=0.0005mm

（二）百分表的擴(kuò)展不確定度

百分表的擴(kuò)展不確定度U為：U百分表=3.75um=0.00375mm

3.4.3輸出估計(jì)值不確定度的計(jì)筧

輸出估計(jì)值擴(kuò)展不確定度U為：

U=U樣塊+U百分表=0.0005+0.00375=0.00425mm≈0.005mm

3.5測量結(jié)果報(bào)告

該測具的測置長度均值L均=（54.852土0.005）mm，該測具的擴(kuò)展不確定度U=5um，包含因子k=2（即置信水平95%），符合中心距分組的設(shè)計(jì)要求（54.85土0.02） mm，故該中心距測具可用于生產(chǎn)中。

同理，針對測量系統(tǒng)方案二進(jìn)行的可靠性評估結(jié)果為：該測具的測量長度均值L均=（54.853±0.005）mm，該測具的擴(kuò)展不確定度U=4um，包含因子k=2（即置信水平95%），符合中心距分組的設(shè)計(jì)要求（54.85土0.02）mm，故該中心距測具亦可用于生產(chǎn)中。

4.測量系統(tǒng)可靠性的評估結(jié)論

通過對搖臂測量系統(tǒng)的可靠性評估可以看出，兩套方案均可用于零件生產(chǎn)。從實(shí)際使用方面，方案一的測量效率約為方案二的2倍左右。因此，工廠生產(chǎn)時，選擇方案一比較適宜。

參考文獻(xiàn)

[1]王潤孝.先進(jìn)測量技術(shù)導(dǎo)論.2004（1）科學(xué)出版社，2004：295.

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