Методы и средства контроля
Лекция 4
План лекции
1 Назначение и сущность процесса дефектации.
2 Методы и средства дефектации.
Назначение и сущность процесса дефектации
Детали после мойки и очистки от загрязнений в соответствии с технологическим процессом подвергаются дефектации, т.е. контролю с целью обнаружения дефектов.
Дефект – это всякие отклонения параметров деталей от величины, установленными техническими условиями или рабочим чертежём.
Основные задачи дефектации:
1) Контроль детали для определения её технического состояния;
2) Сортировка деталей на 3 группы:
1. Годные для дальнейшей эксплуатации;
2. Негодные;
3. Подлежащие восстановлению;
3) Накопление информации о результатах дефектации с целью совершенствования тех. процессов;
4) Сортировка деталей по маршрутам восстановления.
Результаты дефектации маркируют красками (красной, жёлтой и зелёной).
Характерные дефекты деталей.
В процессе эксплуатации автомобилей в их деталях возникают дефекты. К числу наиболее распространённых относятся.
1. Изменение размеров и геометрической формы.
2. Нарушение точности при взаимном расположении рабочих поверхностей на детали.
3. Механические разрушения.
4. Коррозионные разрушения.
5. Изменение физико-механических свойств материала детали.
Технические условия на дефектацию деталей.
При дефектации деталей руководствуются техническими условиями, которые содержатся в руководстве по капитальному ремонту автомобиля. Они составляются в виде карт (карты дефектации), которые по каждой детали в отдельности содержат следующие сведения.
1. Общие сведения о детали (материал, твёрдость, номинальные размеры, эскиз).
2. Перечень возможных её дефектов.
3. Способы выявления этих дефектов.
4. Допустимые без ремонта размеры детали.
5. Рекомендуемые способы устранения дефектов.
Для определения допустимого размера детали используют формулу: dдоп=dн-Идоп (Dдоп=Dн+Идоп).
Допустимый износ - это износ, при котором деталь, будучи установленной при капитальном ремонте на автомобиль, проработает до следующего капитального ремонта, и её износ при этом не превысит предельного.
Предельный износ - это износ детали, при котором её дальнейшее использование невозможно. Деталь, достигшую предельного износа заменяют, либо восстанавливают.
Методы и средства контроля
Методы контроля, применяемые при дефектации
1. Производят внешний осмотр деталей с целью обнаружения повреждений, видимых невооружённым глазом.
2. Проверка на специальных приспособлениях, для обнаружения дефектов, связанных с нарушением взаимного расположения рабочих поверхностей деталей.
3. Проверка на специальных приспособлениях, приборах физико-механических свойств детали.
4. Контроль деталей на отсутствие скрытых дефектов.
5. Контроль размеров и геометрической формы рабочих поверхностей.
1 Внешний осмотр производят с целью обнаружения видимых невооружённым глазом механических повреждений (поломок, трещин, отколов, пробоин, смятие) и коррозионных повреждений (окисных пленок, раковин, сыпи и т. п.).
2 Контроль взаимного расположения рабочих поверхностей.
Отклонение от соосности (смещение осей) отверстий проверяют с помощью оптических, пневматических и индикаторных приспособлений (рисунок 1, а). Наибольшее применение при ремонте автомобилей нашли индикаторные приспособления.
Рисунок 1 – Контроль отклонения от соосности осей отверстий (а), шеек вала (б) и параллельности осей отверстий (в): 1 — втулки; 2 — оправка; 3 — рычажное устройство; 4 — индикатор; 5 — центра
При проверке отклонения от соосности вращают оправку 2, а индикатор 4 указывает значение радиального биения. Отклонение от соосности равно половине радиального биения.
Несоосность шеек валов контролируют замером их радиального биения с помощью индикаторов 4 с установкой в центрах 5 (рисунок 1, б). Радиальное биение шеек определяется как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора за один оборот вала.
Отклонение от параллельности осей отверстий определяют разность a1−a2 расстояний a1 и а2 (рисунок 1, в) между внутренними образующими контрольных оправок 2 на длине L с помощью штихмасса или индикаторного нутромера.
Отклонение от перпендикулярности осей отверстий проверяют с помощью оправки 1 с индикатором 2 (рисунок 2, а) или калибра 3 (рисунок 2, б), измеряя зазоры Δ1 и Δ2 на длине L. В первом случае отклонение осей от перпендикулярности определяют как разность показаний индикатора в двух противоположных положениях, во втором — как разность зазоров Δ1−Δ2.
Рисунок 2 – Контроль отклонения от перпендикулярности осей отверстий с помощью оправки с индикатором (а) и калибра (б): 1 — оправка; 2 — индикатор; 3 — калибр
Отклонение от параллельности оси отверстия относительно плоскости проверяют на плите путем измерения индикатором 2 отклонения размеров h1 и h2, на длине L (рисунок 3). Разность этих отклонений соответствует отклонению от параллельности оси отверстия и плоскости.
Рисунок 3 – Контроль отклонения от параллельности оси отверстия относительно плоскости: 1 — оправка; 2 — индикатор; 3 — штатив; 4 — плита
Отклонение от перпендикулярности оси отверстия к плоскости определяют на диаметре D как разность показаний индикатора 1 при вращении на оправке 2 относительно оси отверстия (рисунок 4, а) или путем измерения зазоров в двух диаметрально противоположных точках по периферии калибра 3 (рисунок 4, б). Отклонение от перпендикулярности в этом случае равно разности результатов измерений Δ1−Δ2 на диаметре D.
Рисунок 4 – Контроль отклонения от перпендикулярности оси отверстия к плоскости с помощью оправки с индикатором (а) и калибра (б):
1 — индикатор; 2 — оправка; 3 — калибр
3 Проверка физико-механических свойств детали (твёрдости и упругих свойств).
4 Контроль скрытых дефектов.
При контроле деталей очень важно проверять их на наличие скрытых дефектов (поверхностных и внутренних микротрещин). Этот контроль особенно необходим для деталей, от которых зависит безопасность движения автомобиля. Существует большое число различных методов обнаружения скрытых дефектов на деталях. На АРП нашли применение методы опрессовки, красок, люминесцентный, магнитный, ультразвуковой.
Метод опрессовки применяют для обнаружения скрытых дефектов в полых деталях. Опрессовку деталей производят водой (гидравлический метод) и сжатым воздухом (пневматический метод).
Метод гидравлического испытания применяют для выявления трещин в корпусных деталях (блок цилиндров, головка блока цилиндров и др.). Испытание производится на специальных стендах, которые обеспечивают герметизацию всех отверстий в контролируемых деталях. При испытании полость детали заполняют горячей водой под давлением 0,3 ... 0,4 МПа. О наличии трещин судят по потекам воды.
Метод пневматического испытания применяют при контроле на герметичность таких деталей, как радиаторы, баки, трубопроводы и др. Полость деталей в этом случае заполняют сжатым воздухом под давлением, соответствующим механическим условиям на испытание и затем погружают в ванну с водой. Выходящие из трещины пузырьки воздуха укажут место нахождения дефектов.
Метод красок основан на свойстве жидких красок к взаимной диффузии. При этом методе на контролируемую поверхность детали, предварительно обезжиренную растворителем, наносят красную краску, разведенную керосином. Краска проникает в трещины. Затем красную краску смывают растворителем и поверхность детали покрывают белой краской. Через несколько секунд на белом фоне проявляющей краски появляется рисунок трещины, увеличенный по ширине в несколько раз. Этот метод позволяет обнаруживать трещины шириной не менее 20 мкм.
Люминесцентный метод основан на свойстве некоторых веществ светиться при облучении их ультрафиолетовыми лучами. При контроле детали этим методом ее сначала погружают в ванну с флуоресцирующей жидкостью, в качестве которой применяют смесь, состоящую из 50 % керосина, 25 % бензина и 25 % трансформаторного масла с добавкой флуоресцирующего красителя (дефектоля) или эмульгатора. Затем деталь промывают водой, просушивают струей теплового воздуха и припудривают порошком силикагеля. Силикагель вытягивает флуоресцирующую жидкость из трещины на поверхность детали. При облучении детали ультрафиолетовыми лучами порошок силикагеля, пропитанный флуоресцирующей жидкостью, будет ярко светиться, обнаруживая границы трещины.
5 Контроль размеров и формы рабочих поверхностей деталей.
При дефектации используют следующие методы измерения: абсолютный, когда прибор показывает абсолютное значение измеряемого параметра, и относительный – отклонение измеряемого параметра от установленного размера. Искомое значение может отсчитываться непосредственно по прибору (прямой метод) и по результатам измерения другого параметра (косвенный метод). Например, в ротаметре, чтобы установить размер отверстия, надо применять зависимость между зазором и расходом воздуха.
По числу измеряемых параметров методы контроля делятся на дифференциальные и комплексные. При первом измеряют значение каждого параметра, а при втором – суммарную погрешность отдельных геометрических размеров изделия, например, определение степени годности подшипников качения по радиальному зазору. Изменение последнего связано с износом беговых дорожек внутреннего и наружного колец, а также элементов качения (шариков, роликов).
Если измерительный элемент прибора непосредственно соприкасается с контролируемой поверхностью, то такой метод называют контактным, а если нет – бесконтактным.
Наиболее часто применяют следующие средства измерения: калибры, универсальный измерительный инструмент и специальные приборы.
Калибры – это бесшкальные измерительные инструменты для контроля отклонений размеров, формы, и взаимного расположения поверхностей деталей без определенного численного значения измеряемого параметра. Наиболее часто используют предельные калибры, ограничивающие предельные размеры деталей и распределяющих их на три группы: годные, подлежащие восстановлению и негодные.
Универсальные инструменты и приборы позволяют находить значение контролируемого параметра в определенном интервале его значений. Обычно применяют следующие измерительные средства: штриховые инструменты с нониусом (штангенциркуль, штангенглубиномер, штангенрейсмус, штангензубомер), микрометрические (микрометры, микронометрический нутрометр (штихмасс), глубиномер), механические приборы (миниметр, индикатор часового типа, рычажная скоба (пассаметр), рычажный микрометр), пневматические приборы давления (манометры) и расхода (ротаметры).
Универсальный измерительный инструмент служит для определения износа резьб (резьбовые микрометры, резьбовые микрометрические нутрометры и др.), а также зубчатых и червячных колес (шагомеры, биениемеры).
При выборе средств измерения необходимо учитывать его метрологические характеристики (цена и интервал деления шкалы, точность отсчета, погрешность и пределы измерения), а также точность изготовления измеряемого элемента детали (поле допуска).
Существуют номограммы для выбора прибора в зависимости от параметров измеряемого элемента детали и значений допуска на изготовление.