Измерение износа и деформации

/ Литература / Устройство и ремонт тепловозов / Измерение износа и деформации

Наружный осмотр. Сборочные единицы и детали осматривают визуально невооруженным глазом или с помощью луп с 5. 10-кратным увеличением, а также проверяют оптическими приборами - микроскопами, эндоскопами, перископическими дефектоскопами и т.п. - для выявления видимых дефектов: рисок, на-тиров, вмятин, отколов, оплавлений, раковин коррозионного или кавитационного происхождения, выкрашивания усталостного происхождения, трещин и др.

Получили распространение линзовые (жесткие) и волоконные (гибкие) эндоскопы, с помощью которых можно определять перечисленные дефекты на поверхностях деталей сборочных единиц, недоступных прямому наблюдению. Эндоскопами можно проверять состояние внутренних поверхностей различных сборочных единиц, имеющих закрытые полости, например камеры сгорания дизеля, внутренних полостей турбокомпрессора, различных редукторов. Особое внимание обращают на поверхности, расположенные в зонах высоких тепловых и механических нагрузок, а также в зонах конструктивных и технологических концентраторов напряжений.

Измерение износа и деформации. Изнашиванием называется процесс постепенного разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела, а также изменения размеров и (или) формы тела, вызванный деформацией при трении. Износ деталей - это результат изнашивания, определяемый в единицах длины, объема, массы и др. Изнашивание зависит от материала и качества трущихся поверхностей, характера и скорости их взаимного перемещения, вида и значения нагрузок, вида трения, смазывания и многих других факторов.

Износ деталей можно определить непосредственным измерением (микрометрией) или косвенными методами. При непосредственном измерении размер определяют с помощью шаблонов и по показаниям прибора, контактирующего с измеряемой деталью. При косвенном методе размер определяют путем пересчета результата изменения другой величины, связанной с искомой известной зависимостью. Для определения износа деталей методом микрометрии объект разбирают и детали измеряют специальным инструментом в местах предположительного износа или деформации.

Средства измерения. К простейшим средствам измерения, применяемым при ремонте, относятся концевые меры (плитки), щупы, калибры, масштабные линейки.

Концевые меры - меры длины, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими параллельными измерительными поверхностями. Образцовые концевые меры предназначены для проверки и градуировки средств измерений, а рабочие - для измерения размеров деталей.

Щупами измеряют зазоры между различными сопрягаемыми деталями. Они представляют собой наборы стальных пластин калиброванной толщины.

Калибры - однозначные меры для контроля размеров, формы или взаимного расположения деталей в сборочной единице.

Масштабная линейка - одна из самых простых многозначных мер, с помощью которой можно проводить измерения с погрешностью до 0,5 мм.

К универсальным средствам измерения относятся штангенин-струменты и микрометрические инструменты, предназначенные для измерения линейных размеров. К штангенинструментам относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмусы, штангензубомеры.

Штангенциркуль - прибор для измерения наружных и внутренних размеров деталей (рис. 2.4, а).

Штангенглубиномер предназначен для измерения глубин отверстий, пазов, расстояний между двумя плоскостями канавок, уступов и др.

Штангенрейсмусом измеряют расстояния между двумя плоскостями, расположенными на наружной поверхности детали.

Штангензубомер используют для измерения толщины зубьев шестерен на заданном расстоянии от окружности выступов (по делительной окружности).

Микрометрическими называют инструменты с точным (микрометрическим) винтом. По назначению к ним относятся микрометры для измерения внутренних (рис. 2.4, б) и наружных (рис. 2.4, в) размеров; микрометрические глубиномеры (см. рис. 2.4, г); резьбовые микрометры; резьбовые микрометрические нутромеры. Резьбовой микрометр предназначен для измерения среднего диаметра наружных резьб, а микрометрический нутромер - среднего диаметра внутренних резьб.

К рычажно-механическому измерительному инструменту относятся индикаторы часового типа, индикаторные нутромеры и др.

Индикатор часового типа служит для определения отклонений поверхностей деталей от правильной геометрической формы и для измерения небольших линейных перемещений.

Индикатор часового типа (рис. 2.5) состоит из корпуса 12, направляющих втулок 2 и 10, в которых измерительный стержень 1 под действием пружины 3 перемещается в крайнее нижнее положение. Измерительный стержень при перемещении с помощью зубчатой рейки 9 и шестерен 4, 7, 8 вращает малую 11 и большую 6 стрелки индикатора. Шестерня 16 с пружиной 75 устраняют погрешность от бокового зазора в зубчатых зацеплениях, обеспечивая зацепление по одной стороне зубьев.

Рис. 2.4. Универсальные средства измерения: а - штангенциркуль; 6 - микрометр для внутренних измерений; в - микрометр для наружных измерений; г - микрометрический глубиномер; 1 - нониус; 2 - рамка; 3 - линейка; 4 - штанга; 5 - микрометрический винт; 6 - неподвижная пята; 7 - подвижная пята; 8 - скоба; 9 - основание

Циферблат индикатора имеет большую (подвижную) 5 и малую 13 шкалы. Передаточные отношения в индикаторе подобраны так, что перемещению стержня на 1 мм соответствует один оборот большой стрелки 6 и поворот малой стрелки 11 на одно деление. Большая шкала имеет 100 делений, цена одного деления равна 0,01 мм, цена деления малой шкалы - 1 мм.

Перед началом измерения корпус индикатора размещают относительно измеряемой поверхности детали так, чтобы малая стрелка установилась на каком-либо делении, обеспечивая тем самым «натяг», т.е. возможность перемещения стержня в обе стороны от исходного положения. Затем вращением подвижной шкалы за ободок 14 совмещают нулевое деление с показанием большой стрелки. Перемещение измерительного стержня индикатора в миллиметрах определяют по показанию малой стрелки, а в сотых долях - по показанию большой стрелки.

Индикаторный нутромер (рис. 2.6) служит для измерений относительной величины отверстий. Основная составная часть индикаторного нутромера - индикатор часового типа 9, который с помощью направляющей втулки 8 и винта 7 закрепляют на трубке 4, жестко соединенной с корпусом 3 нутромера. Наконечник 6 индикатора упирается в подвижный стержень 5. Этот стержень через двуплечий рычаг 2 связан со стержнем 7, перемещающимся в направляющей корпуса 3. С противоположной стороны корпуса с помощью винта 10 жестко закреплен сменный стержень 77. Если нажать на стержень 7, то он, скользя по направляющей, повернет двуплечий рычаг 2 против часовой стрелки, который в свою очередь переместит стержень 5 вверх. При этом ножка индикатора через передаточный механизм повернет стрелку индикатора на определенный угол.

Перед началом измерения индикаторный нутромер настраивают на определенный размер по эталону (например, микрометрической скобе) с натягом 1 .2 мм (т.е. при повороте малой стрелки индикатора на 1. 2 оборота). Отклонение стрелок индикатора от начального положения, зафиксированного при настройке, укажет на отличие измеряемого размера детали от размера эталона.

Рис. 2.5. Индикатор часового типа: 1 - измерительный стержень; 2, 10 - направляющие втулки; 3 - пружина; 4, 7, 8 - шестерни; 5 - большая (подвижная) шкала; 6 - большая стрелка индикатора; 9 - зубчатая рейка; 11 - малая стрелка индикатора; 12 - корпус; 13 - малая шкала; 14 - ободок корпуса; 15 - пружина; 16 - шестерня

Оптические средства измерения применяют для особо точных измерений относительных величин. К ним относятся оптиметры и измерительные микроскопы. Оптиметр предназначен для точных измерений линейных величин относительным методом.

Пневматические средства: измерения линейных размеров (ротаметры) служат для измерения относительных величин с высокой точностью (рис. 2.7). Принцип действия пневматических приборов основан на использовании перепада давления воздуха.

Они широко используются для измерения размеров деталей прецизионных пар, макрогеометрии поверхностей, проходного сечения отверстий малого диаметра. В депо ротаметры используются для измерения проходного сечения отверстий распылителя или соплового наконечника форсунки. Ротаметром можно проводить измерения с точностью до 0,01 мм.

Определение износа деталей по степени загрязнения масла продуктами изнашивания. В период эксплуатации трущиеся пары механизмов, омываемые маслом, изнашиваются, а продукты изнашивания накапливаются в масляной системе. Если через определенные периоды наработки производить анализ масла, циркулирующего по замкнутому контуру, то по содержанию в нем про-

Рис. 2.6. Принципиальная схема индикаторного нутромера: 1 - стержень; 2 - двуплечий рычаг; 3 - корпус; 4 - трубка; 5 - подвижный стержень; 6 - наконечник; 7 - винт; 8 - направляющая втулка; 9 - индикатор часового типа; 10 - винт; 11 - сменный стержень
Рис. 2.7. Принципиальные схемы ротаметра (а), измерений эффективного проходного сечения соплового наконечника распылителя форсунки (б), макрогеометрии внутренней поверхности втулки (в) и макрогеометрии плоской поверхности (г): 1 - двухступенчатый стабилизатор (редуктор); 2 - влагоотделитель; 3 - передвижные предельные указатели; 4 - масштабная линейка; 5 - поплавок; 6 - конусная трубка; 7 - регулирующие вентили; 8 - гибкий шланг; 9 - калибр; 10 - плоскость; 11 - втулка; 12- распылитель дуктов изнашивания (различных металлов) трущихся пар можно установить скорость их изнашивания.

На железнодорожном транспорте широко используется метод оценки технического состояния дизелей на основе спектрального анализа картерного масла. Пробы масла отбираются один раз перед постановкой тепловоза на техническое обслуживание (ТО-3) или текущий ремонт (ТР-1). По результатам спектрального анализа картерного масла (по содержанию в нем продуктов изнашивания), состояние дизеля оценивается как нормальное, неудовлетворительное или аварийное.

При неудовлетворительном состоянии в ходе ТО-3 выполняют дополнительные работы (не предусмотренные правилами ремонта) по сборочным единицам дизеля, подлежащим контролю. При дальнейшей эксплуатации дизель берется под особый контроль с более частым отбором проб масла для анализа. Если анализ показал аварийное состояние тепловоза, то его ставят в ремонт с переборкой дизеля.

Так, по содержанию в масле железа определяется износ втулок цилиндров, меди - втулок поршневых пальцев, свинца и олова - вкладышей подшипников коленчатого вала. Такой контроль дает возможность определить момент наступления ускоренного износа какой-либо трущейся пары (втулки цилиндров - поршни, вкладыши подшипников - коленчатый вал и др.) и позволяет своевременно принять меры по предотвращению прогрессирующего изнашивания.

⇐ | Классификация повреждений деталей | | Устройство и ремонт тепловозов | | Методы контроля | ⇒