|
|
|
|
|
|
||
Точность и надежность приборов и их составных частей являются одними из основных показателей качества изделия приборо- и машиностроения. Показатели точности и надежности изделия закладываются во время его проектирования (конструирования) и обеспечиваются при изготовлении и эксплуатации.
Поэтому на всех этапах проектно-конструкторской деятельности, начиная с поиска идей и физических эффектов, которые будут положены в основу изделия, до выпуска рабочих чертежей его деталей и разработки инструкций по эксплуатации, поверке и ремонту, необходимо учитывать факторы, влияющие на эти показатели, и знать методы их оценки (расчета).
Точность отражает степень приближения действительных характеристик функционирования (свойств) и параметров изделия к их номинальному значению.
Теория точности содержит учение о методах синтеза и анализа точности изделий и их элементов в связи с наличием допущений и погрешностей при проектировании, изготовлении и эксплуатации. Главными задачами синтеза являются оптимизация принципа функционирования, схем, конструкций и конструктивных параметров, а также расчет допусков на элементы прибора, исходя из требований технического задания (ТЗ) к его точности с учетом условий эксплуатации (влияющих факторов), условий производства, требований ГОСТ и т.п.
Задачи анализа заключаются в определении (расчете) количественных оценок (показателей) точности прибора при выбранных на предшествующих этапах проектирования принципе функционирования прибора, его схемах, конструктивных параметрах, допусках на элементы и с учетом известных влияющих факторов.
Теории точности приборов и их основных частей, а также исследованию отдельных вопросов точности посвящено громадное количество отечественных и зарубежных публикаций. Из-за ограниченных рамок учебного пособия назовем лишь некоторые.
Основоположниками теории точности в нашей стране являются Н.Г. Бруевич и Н.А. Бородачев, работы которых по линейной и нелинейной теории и методам расчета точности механизмов, устройств, размерных и кинематических цепей, а также по исследованию точности (погрешностей) производства стали уже классикой ([1]* ,[2]* ,[5]* ,[6]* ).
Наиболее многочисленна литература по оценке погрешностей измерений и теории точности измерительных приборов и устройств([4]* , [25]* , [28]* , [41]* , [50]* , [52]* ). Расчету допусков размеров, точности размерных, кинематических и электрических цепей, механизмов посвящен ряд ГОСТов, монографий и справочников ([7]* , [13]* ,[14]* , [23]* , [56]* ). Основы теории и расчет точности оптических приборов, их устройств и элементов, методы повышения точности и компенсации погрешностей изложены в работах ([8]* , [23]* , [30]* , [31]* , [44]* , [47]* , [55]* ).
Ссылки на некоторые оригинальные источники будут приведены в учебном пособии при рассмотрении конкретных вопросов теории точности.
Несмотря на многочисленность исследований и публикаций в данной области (а возможно, благодаря этому), в настоящее время нет единства в системе основных понятий, определений, классификаций задач по расчету точности и методов их решения ([49]* ). Это обстоятельство затрудняет взаимопроникновение идей и методов решения задач теории точности в различных областях техники, а также ее изучение и подготовку специалистов.
Надежность отражает свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.
Основам теории надежности приборов и устройств, особенно автоматики, радиоэлектроники, вычислительной и телевизионной техники, электротехники посвящено достаточно много работ, например, ([10]* , [17]* , [26]* , [29]* , [40]* ,[62]* ). В то же время фундаментальные исследования по надежности оптических приборов фактически отсутствуют ([38]* ).
Поэтому понятия и некоторые положения надежности, рекомендации по ее повышению иллюстрируются в учебном пособии преимущественно на примерах конструкций оптических приборов.
Понятия "точность" и "надежность" для прецизионных приборов тесно связаны, так как и надежность, и точность зависят от структуры приборов, конструкций, дефектов и погрешностей изготовления, воздействия влияющих факторов. Существует также понятие точностная надежность - свойство изделия сохранять показатели точности в течение необходимого промежутка времени или наработки.
Вопросы точности имеют чрезвычайно важное значение именно для оптических приборов, так как ни один из них не обходится без юстировки, основанной на устранении или компенсации погрешностей в процессе (или после) сборки ([31]* , [45]* , [67]* ). Доказательство необходимости юстировки узлов или всего прибора в целом для достижения тех или иных показателей качества, определение требований к юстировке и разработка методики ее выполнения должны основываться на математических моделях, связывающих показатели качества и погрешности устройств и учитывающих вид и характеристики этих погрешностей.
В данном разделе учебного пособия излагаются основы теории точности приборов, содержащей понятия и определения, классификацию погрешностей, обзор способов нахождения передаточных функций, методы анализа и синтеза точности, которые рассматриваются с позиций обобщения накопленного опыта и исследований автора в данной области.
Конструкторы (разработчики), а также специалисты эксплуатирующие точные приборы, занимающиеся их производством, менеджментом и маркетингом, должны обладать соответствующей подготовкой и квалификацией в области основ теории точности и надежности приборов и их элементов.