التسامح الهندسي

مثال لجدول التفاوتات DIN ISO 2768-2. هذا مجرد مثال واحد للتفاوتات الخطية لقيمة 100 مم. هذا مجرد واحد من النطاقات الثمانية المحددة (30–120 مم).

التسامح الهندسي هو الحد المسموح به أو حدود التباين في:

البعد المادي ؛
قيمة مقاسة أو خاصية مادية لمادة أو جسم مصنع أو نظام أو خدمة؛
القيم المقاسة الأخرى (مثل درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك)؛
في الهندسة والسلامة ، مسافة أو مساحة مادية (التسامح)، كما هو الحال في شاحنة ( لوري) أو قطار أو قارب تحت جسر وكذلك قطار في نفق (انظر مقياس الهيكل ومقياس التحميل )؛
في الهندسة الميكانيكية ، المسافة بين البرغي والصامولة أو الفتحة، وما إلى ذلك .

قد تختلف الأبعاد أو الخصائص أو الظروف بشكل طفيف دون أن تؤثر بشكل كبير على عمل الأنظمة أو الآلات أو الهياكل وما إلى ذلك. ويقال إن الاختلاف الذي يتجاوز التسامح (على سبيل المثال، درجة حرارة شديدة الحرارة أو شديدة البرودة) غير متوافق أو مرفوض أو يتجاوز التسامح.

اعتبارات عند تحديد التسامحات

إن الاهتمام الأساسي هنا هو تحديد مدى اتساع التفاوتات دون التأثير على عوامل أخرى أو على نتائج العملية. ويمكن تحقيق ذلك من خلال استخدام المبادئ العلمية والمعرفة الهندسية والخبرة المهنية. ويعد التحقيق التجريبي مفيدًا للغاية للتحقيق في تأثيرات التفاوتات: تصميم التجارب ، والتقييمات الهندسية الرسمية، وما إلى ذلك.

إن وجود مجموعة جيدة من التسامحات الهندسية في المواصفات ، في حد ذاتها، لا يعني أن الامتثال لتلك التسامحات سوف يتحقق. يتضمن الإنتاج الفعلي لأي منتج (أو تشغيل أي نظام) بعض التباين المتأصل في المدخلات والمخرجات. كما أن خطأ القياس وعدم اليقين الإحصائي موجودان أيضًا في جميع القياسات. مع التوزيع الطبيعي ، قد تمتد ذيول القيم المقاسة إلى ما هو أبعد من ثلاثة انحرافات معيارية زائد وناقص من متوسط العملية. وقد تمتد أجزاء ملحوظة من أحد الذيلين (أو كليهما) إلى ما هو أبعد من التسامح المحدد.

يجب أن تكون قدرة عملية الأنظمة والمواد والمنتجات متوافقة مع التفاوتات الهندسية المحددة. يجب أن تكون ضوابط العملية موجودة ويجب أن يحافظ نظام إدارة الجودة الفعال ، مثل إدارة الجودة الشاملة ، على الإنتاج الفعلي ضمن التفاوتات المرغوبة. يتم استخدام مؤشر قدرة العملية للإشارة إلى العلاقة بين التفاوتات والإنتاج الفعلي المقاس.

يتأثر اختيار التسامحات أيضًا بخطة أخذ العينات الإحصائية المقصودة وخصائصها مثل مستوى الجودة المقبول. ويتعلق هذا بالسؤال عما إذا كان يجب أن تكون التسامحات صارمة للغاية (ثقة عالية في التوافق بنسبة 100%) أو ما إذا كانت نسبة صغيرة من عدم التسامح قد تكون مقبولة في بعض الأحيان.

وجهة نظر بديلة للتسامحات

اقترح جينيتشي تاجوتشي وآخرون أن التسامح التقليدي ثنائي الجانب يشبه "أعمدة المرمى" في لعبة كرة القدم : فهو يعني أن جميع البيانات ضمن هذه التسامحات مقبولة على قدم المساواة. والبديل هو أن يكون المنتج الأفضل له قياس على الهدف بدقة. هناك خسارة متزايدة وهي دالة للانحراف أو التباين عن القيمة المستهدفة لأي معلمة تصميم. وكلما زاد الانحراف عن الهدف، زادت الخسارة. يُوصف هذا بدالة خسارة تاجوتشي أو دالة خسارة الجودة ، وهو المبدأ الأساسي لنظام بديل يسمى التسامح بالقصور الذاتي .

أسفرت أعمال البحث والتطوير التي أجراها M. Pillet وزملاؤه ^{[1] في جامعة سافوي عن تبني خاص بالصناعة.}^[2] مؤخرًا، سمح نشر المعيار الفرنسي NFX 04-008 بمزيد من الدراسة من قبل مجتمع التصنيع.

التسامح مع المكونات الميكانيكية

ترتبط التسامحات البعدية بالملاءمة في الهندسة الميكانيكية، ولكنها تختلف عنها ، وهي عبارة عن خلوص أو تداخل مصمم بين جزأين. يتم تعيين التسامحات للأجزاء لأغراض التصنيع، كحدود للبناء المقبول. لا يمكن لأي آلة أن تحافظ على الأبعاد بدقة بالقيمة الاسمية، لذلك يجب أن تكون هناك درجات مقبولة من التباين. إذا تم تصنيع جزء، ولكن أبعاده خارج التسامح، فهو ليس جزءًا صالحًا للاستخدام وفقًا للغرض من التصميم. يمكن تطبيق التسامحات على أي بُعد. المصطلحات المستخدمة بشكل شائع هي:

الحجم الأساسي: القطر الاسمي للعمود (أو البرغي) والفتحة. وهو، بشكل عام، متماثل بالنسبة للمكونين.
انحراف أقل: الفرق بين الحد الأدنى لحجم المكون والحجم الأساسي.
الانحراف العلوي: الفرق بين الحد الأقصى لحجم المكون والحجم الأساسي.
الانحراف الأساسي: الحد الأدنى للفرق في الحجم بين المكون والحجم الأساسي.

هذا مماثل للانحراف العلوي للأعمدة والانحراف السفلي للثقوب. ^[3] إذا كان الانحراف الأساسي أكبر من الصفر، فسيكون البرغي دائمًا أصغر من الحجم الأساسي وستكون الثقب دائمًا أوسع. الانحراف الأساسي هو شكل من أشكال البدل ، وليس التسامح.

درجة التسامح الدولية: وهذا مقياس موحد للفرق الأقصى في الحجم بين المكون والحجم الأساسي (انظر أدناه).

على سبيل المثال، إذا كان من المقرر أن يكون لعمود بقطر اسمي يبلغ 10 مم ملاءمة انزلاقية داخل فتحة، فقد يتم تحديد العمود بنطاق تسامح من 9.964 إلى 10 مم (أي انحراف أساسي صفري، ولكن انحراف أقل يبلغ 0.036 مم) وقد يتم تحديد الفتحة بنطاق تسامح من 10.04 مم إلى 10.076 مم (انحراف أساسي 0.04 مم وانحراف علوي 0.076 مم). سيوفر هذا ملاءمة خلوص في مكان ما بين 0.04 مم (أكبر عمود مقترن بأصغر فتحة، تسمى أقصى حالة مادية - MMC) و0.112 مم (أصغر عمود مقترن بأكبر فتحة، أقل حالة مادية - LMC). في هذه الحالة، يتم اختيار حجم نطاق التسامح لكل من العمود والفتحة ليكون هو نفسه (0.036 مم)، مما يعني أن كلا المكونين لهما نفس درجة التسامح الدولية ولكن لا يلزم أن تكون هذه هي الحال بشكل عام.

عندما لا يتم توفير أي تفاوتات أخرى، تستخدم صناعة الآلات التفاوتات القياسية التالية : ^[4]^[5]

1 منزلة عشرية	(.x):	±0.2"
2 خانات عشرية	(.0x):	±0.01"
3 خانات عشرية	(.00x):	±0.005"
4 خانات عشرية	(.000x):	±0.0005"

درجات التسامح الدولية

عند تصميم المكونات الميكانيكية، غالبًا ما يتم استخدام نظام من التفاوتات القياسية يسمى درجات التفاوت الدولية . تنقسم التفاوتات القياسية (الحجمية) إلى فئتين: الثقب والعمود. يتم تمييزها بحرف (أحرف كبيرة للثقوب وأحرف صغيرة للأعمدة) ورقم. على سبيل المثال: H7 (ثقب أو ثقب ملولب أو صمولة ) وh7 (عمود أو مسمار). H7/h6 هو تفاوت قياسي شائع جدًا يعطي ملاءمة محكمة. تعمل التفاوتات بطريقة تعني بالنسبة للثقب H7 أنه يجب جعل الثقب أكبر قليلاً من بُعد القاعدة (في هذه الحالة لملاءمة ISO 10+0.015−0، مما يعني أنه قد يكون أكبر من بُعد القاعدة بمقدار 0.015 مم، وأصغر بمقدار 0 مم). يعتمد المقدار الفعلي الأكبر/الأصغر على بُعد القاعدة. بالنسبة لعمود بنفس الحجم، فإن h6 يعني 10+0−0.009، مما يعني أن العمود قد يكون أصغر بمقدار 0.009 مم من البعد الأساسي وأكبر بمقدار 0 مم. تُعرف طريقة التفاوتات القياسية هذه أيضًا باسم Limits and Fits ويمكن العثور عليها في ISO 286-1:2010 (رابط إلى كتالوج ISO).

يوضح الجدول أدناه ملخص درجات التسامح الدولي (IT) والتطبيقات العامة لهذه الدرجات:

درجة تكنولوجيا المعلومات	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
	أدوات القياس									مادة
							يناسب							تفاوتات التصنيع الكبيرة

إن تحليل الملاءمة عن طريق التداخل الإحصائي مفيد للغاية أيضًا: فهو يشير إلى تردد (أو احتمالية) ملاءمة الأجزاء معًا بشكل صحيح.

التسامح مع المكونات الكهربائية

قد تتطلب المواصفات الكهربائية استخدام مقاوم بقيمة اسمية تبلغ 100 Ω ( أوم )، ولكنها ستذكر أيضًا تسامحًا مثل "±1%". وهذا يعني أن أي مقاوم بقيمة تتراوح بين 99 و101 Ω مقبول. بالنسبة للمكونات الحرجة، قد يحدد المرء أن المقاومة الفعلية يجب أن تظل ضمن التسامح ضمن نطاق درجة حرارة محدد، وعلى مدى عمر محدد، وما إلى ذلك.

غالبًا ما يتم تمييز العديد من المقاومات والمكثفات التجارية من الأنواع القياسية، وبعض المحاثات الصغيرة، بأشرطة ملونة للإشارة إلى قيمتها والتسامح. قد تحتوي المكونات عالية الدقة ذات القيم غير القياسية على معلومات رقمية مطبوعة عليها.

تعني قيمة التسامح المنخفضة انحرافًا صغيرًا فقط عن القيمة المحددة للمكونات، عندما تكون جديدة، وفي ظل ظروف التشغيل العادية وفي درجة حرارة الغرفة. تعني قيمة التسامح الأعلى أن المكون سيكون له نطاق أوسع من القيم المحتملة.

الفرق بينبدلوتسامح

غالبًا ما يتم الخلط بين المصطلحين، ولكن في بعض الأحيان يتم الحفاظ على الاختلاف. انظر البدل (الهندسة) § الخلط بين المفاهيم الهندسية للبدل والتسامح .

التخليص (الهندسة المدنية)

في الهندسة المدنية ، يشير الخلوص إلى الفرق بين مقياس التحميل ومقياس الهيكل في حالة عربات السكك الحديدية أو الترام ، أو الفرق بين حجم أي مركبة وعرض/ارتفاع الأبواب، أو عرض/ارتفاع جسر علوي أو قطر نفق ، وكذلك مسودة الهواء تحت الجسر ، أو عرض القفل أو قطر النفق في حالة المركبات المائية . بالإضافة إلى ذلك، هناك فرق بين المسودة العميقة وقاع النهر أو قاع البحر للممر المائي .

انظر أيضا

ملحوظات

^ بيليت م.، أدراجنا ب. أ.، جيرمان ف.، التسامح بالقصور الذاتي: "مشكلة الفرز"، مجلة هندسة الآلات: مشاكل زيادة دقة التصنيع، التحسين، المجلد 6، العدد 1، 2006، ص 95-102.
^ "أطروحة مراقبة الجودة والتسامح بالقصور الذاتي في صناعة الساعات، باللغة الفرنسية" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2011-07-06 . تم الاسترجاع في 2009-11-29 .
^ C. Brown, Walter; K. Brown, Ryan (2011). Print Reading for Industry, 10th edition . The Goodheart-Wilcox Company, Inc. p. 37. ISBN 978-1-63126-051-3.
^ 2 و3 و4 أماكن عشرية مقتبسة من الصفحة 29 من "Machine Tool Practices"، الطبعة السادسة، بقلم RR؛ Kibbe، JE؛ Neely، RO؛ Meyer & WT؛ White، ISBN 0-13-270232-0 ، الطبعة الثانية، حقوق الطبع والنشر 1999 و1995 و1991 و1987 و1982 و1979 لـ Prentice Hall. (جميع الأماكن الأربعة، بما في ذلك المكان العشري المفرد، معروفة بشكل عام في هذا المجال، على الرغم من عدم العثور على مرجع للمكان المفرد.)
^ وفقًا لكريس ماكولي، رئيس تحرير دليل الآلات الصناعية : " التسامح القياسي ... لا يبدو أنه نشأ في أي من الإصدارات الحديثة (24-28) من دليل الآلات ، على الرغم من أن هذه التسامحات ربما تم ذكرها في مكان ما في أحد الإصدارات القديمة العديدة من الدليل. " (24/4/2009 8:47 صباحًا)

قراءة إضافية

بيزديك، ت، "دليل هندسة الجودة"، 2003، ISBN 0-8247-4614-7
جودفري، أيه بي، "دليل جوران للجودة"، 1999، رقم ISBN 0-0703-4003-X
ASTM D4356 الممارسة القياسية لتحديد التسامحات المتسقة لطرق الاختبار

روابط خارجية

حدود وملاءمة تصميم هندسة التسامح
حساب المقاسات عبر الإنترنت
فهرس صفحات حدود/تحمُّلات الفتحات والأعمدة وفقًا لمعايير ISO

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] بيليت م.، أدراجنا ب. أ.، جيرمان ف.، التسامح بالقصور الذاتي: "مشكلة الفرز"، مجلة هندسة الآلات: مشاكل زيادة دقة التصنيع، التحسين، المجلد 6، العدد 1، 2006، ص 95-102.

[2] "أطروحة مراقبة الجودة والتسامح بالقصور الذاتي في صناعة الساعات، باللغة الفرنسية" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2011-07-06 . تم الاسترجاع في 2009-11-29 .

[3] C. Brown, Walter; K. Brown, Ryan (2011). Print Reading for Industry, 10th edition . The Goodheart-Wilcox Company, Inc. p. 37. ISBN 978-1-63126-051-3.

[4] 2 و3 و4 أماكن عشرية مقتبسة من الصفحة 29 من "Machine Tool Practices"، الطبعة السادسة، بقلم RR؛ Kibbe، JE؛ Neely، RO؛ Meyer & WT؛ White، ISBN 0-13-270232-0 ، الطبعة الثانية، حقوق الطبع والنشر 1999 و1995 و1991 و1987 و1982 و1979 لـ Prentice Hall. (جميع الأماكن الأربعة، بما في ذلك المكان العشري المفرد، معروفة بشكل عام في هذا المجال، على الرغم من عدم العثور على مرجع للمكان المفرد.)

[5] وفقًا لكريس ماكولي، رئيس تحرير دليل الآلات الصناعية : " التسامح القياسي ... لا يبدو أنه نشأ في أي من الإصدارات الحديثة (24-28) من دليل الآلات ، على الرغم من أن هذه التسامحات ربما تم ذكرها في مكان ما في أحد الإصدارات القديمة العديدة من الدليل. " (24/4/2009 8:47 صباحًا)