Методы и средства контроля размеров деталей

Состояние деталей и сопряжений можно определить осмотром, проверкой на ощупь, при помощи измерительных инструментов и другими методами.

В процессе осмотра выявляют разрушение детали (трещины, выкрашивание поверхностей, изломы и т.п.), наличие отложений (накипь, нагар и т.п.), течь воды, масла, топлива. Проверкой на ощупь определяют износ и смятие ниток резьбы на деталях, элас­тичность сальников, наличие задиров, царапин и других дефек­тов. Отклонения сопряжений от заданного зазора или натяга де­талей от заданного размера, от плоскостности, формы, профиля и т.д. определяют при помощи измерительных инструментов.

При выборе средств контроля следует использовать средства, эф­фективные для конкретных условий и регламентированные государ­ственными стандартами и стандартами предприятий.

В зависимости от производственной программы, стабильнос­ти измеряемых параметров могут быть использованы универсаль­ные, механизированные или автоматические средства контроля. При ремонте наибольшее распространение получили универсаль­ные измерительные приборы и инструменты. По принципу дей­ствия они могут быть разделены на следующие виды.

Механические приборы — линейки, штангенциркули, пру­жинные приборы, микрометрические и т.п. Как правило, механи­ческие приборы и инструменты отличаются простотой, высокой надежностью измерений, однако имеют сравнительно невысокую точность и производительность контроля. При измерениях необ­ходимо соблюдать компараторный принцип, согласно которому необходимо, чтобы на одной прямой линии располагались ось шкалы прибора и контролируемый размер проверяемой детали, т.е. линия измерения должна являться продолжением линии шка­лы. Если этот принцип не выдерживается, то перекос и непарал­лельность направляющих измерительного прибора вызывают зна­чительные погрешности измерения.

Оптические приборы — окулярные микрометры, измеритель­ные микроскопы, коллимационные и пружинно-оптические прибо­ры, проекторы и т.д. При помощи оптических приборов достигает­ся наивысшая точность измерений. Однако приборы этого вида сложны, их настройка и измерение требуют больших затрат време­ни, они дороги и часто не обладают высокой надежностью.

Пневматические приборы— длинномеры. Этот вид прибо­ров используется в основном для измерений наружных и внутрен­них размеров, отклонений формы поверхностей (в том числе внут­ренних), конусов и т.п. Пневматические приборы имеют высокую точность и быстродействие. Ряд измерительных задач, например точные измерения в отверстиях малого диаметра, решается толь­ко приборами пневматического типа. Однако приборы этого вида чаще всего требуют индивидуальной тарировки шкалы с исполь­зованием эталонов.

Электрические приборыполучают все большее распростра­нение в автоматической контрольно-измерительной аппаратуре. Перспективность приборов обусловлена их быстродействием, возможностью документирования результатов измерений и удоб­ством управления.

Рис.39. Дефектовочные калибры: а — скоба; б — пробка; в — калибр для проверки ширины паза шлицевой втулки; г — калибр для проверки ширины сегментного шпоночного паза; д — набор калибров для проверки ширины пор­шневых канавок

В процессе изнашивания детали приобретают неправильную форму, поэтому максимальный местный износ может быть обна­ружен только неполной пробкой или скобой. Применение для де­ фектовки полных пробок или калибровых колец недопустимо. При дефектовке деталей широко используют предельные калиб­ры (рис. ).

Дефектовочный калибр — непроходной. При измерении новых деталей непроходной калибр только в редких случаях (при браке детали) входит в деталь или надевается на нее. В то же время дефектовочный калибр входит в значительное ко­личество изношенных деталей (или надевается на них). Поэтому в отличие от обычного калибра дефектовочный калибр интенсивно изнашивается и поле допуска на его изготовление и износ значи­тельно отличается от поля допуска на изготовление обычного не­проходного калибра. Допуск на износ непроходного калибра стандартом не предусмотрен.

Номинальный размер дефектовочного калибра соответствует допустимому по техническим условиям на ремонт размеру детали. Допуск на его изготовление принимают равным допуску непро­ходного рабочего калибра новой детали того же наименования (рис. ). Поле допуска на изготовление дефектовочного калиб­ра так же, как для непроходного рабочего калибра, располагается симметрично относительно линии номинала калибра. Допуск на износ дефектовочного калибра принимают равным допуску на износ проходной стороны рабочего калибра того же класса точ­ности и откладывают на поле допуска детали.

Дефектовочными калибрами могут служить также стандартные регулируемые скобы, настроенные на соответствующий размер.

Рис.40. Схема полей допусков калибров: а – рабочий проходной калибр; б – дефектовочный калибр

В последние годы получили распространение пневмати­ческие измерительные приборы. Известны три схемы таких приборов, изготовленных на базе ротаметра, пружинного манометра и дифференциального манометра. Ротаметром называ­ют прибор для непрерывного измерения скорости потока газа или жидкости. Принцип работы прибора следующий. Часть контро­лируемого потока газа (жидкости) движется через вертикальную коническую стеклянную трубку, обращенную большим диамет­ром вверх. Внутри трубки находится металлический поплавок, который под действием потока газа (жидкости) удерживается на некоторой высоте, зависящей от скорости потока. Чем больше скорость газа (жидкости) в трубке, тем выше поднимается попла­вок, освобождая для прохода потока более широкий кольцевой зазор между пояском поплавка и стенками конической трубки.

Для измерения размеров валов, отверстий и длин используют пневматические длинномеры. Прибор (рис. ) имеет стабилиза­тор давления (на рисунке не показан), который обеспечивает по­дачу в ротаметр воздуха постоянного давления из воздушной ма­гистрали предприятия. Воздух проходит через коническую труб­ку 6 ротаметра и резиновую трубку 3 в пневматический калибр 4. Кран 2, прикрывающий обводной канал 1, служит для регулиров­ки прибора. Из сопел пневматического калибра воздух вытекает через зазор между торцами сопел калибра и стенками детали. Рас­ход воздуха зависит от величины этого зазора, т.е. от размера де­тали. Прибор тарируют по установочным калибрам (кольцам или пробкам). Введя пневматический калибр в деталь, по положению поплавка 5 ротаметра судят об отклонении размера детали от величины установочного калибра.

В приборах на базе пружинного манометра (рис.41) приме­няют устройство для измерения скорости истечения воздуха, состоящее из входной камеры 13, выходной камеры 9 и входного сопла 12, соединяющего эти камеры между собой. Обе камеры снабжены манометрами 7 и 8. Давление во входной камере под­держивается постоянным с помощью стабилизатора давления. При увеличении скорости воздушного потока сопротивление входного сопла растет и давление во второй (входной) камере сни­жается. Пневматический калибр 11с резиновым шлангом 10 этого прибора ничем не отличается от пневматического калибра перво­го прибора. Шкалу второго манометра 8 тарируют по установоч­ным калибрам, надеваемым на пневматический калибр.

Рис.41. Пневматические приборы для измерения диаметров и длин: а — на базе ротаметра; б — на базе пружинного манометра; 1 — обводной канал; 2 — кран; 3 — резиновая трубка; 4, 11 — пневматический калибр; 5 — поплавок; 6 — трубка ротаметра; 7,8 — манометры; 9 — выходная камера; 10 — резиновый шланг; 12 — входное сопло; 13 — входная камера

Пневматические измерительные приборы отличаются высокой степенью надежности и стабильностью показаний. Благодаря от­сутствию механических передач и бесконтактности замера прибо­ры обладают высокой долговечностью. Большие преимущества они имеют при измерении внутренних размеров, особенно при измерении отверстий диаметром менее 20 мм.

Рассмотрим пневматический прибор для измерения нижней головки шатуна (рис.41). Овальность отвер­стия головки не имеет значения, так как в нее вставляют вкладыш, который после сборки растачивается. Поэтому при дефектовке, чтобы обеспечить требуемый натяг вкладыша, контролируют лишь средний диаметр отверстий.

Рис.41. Пневматический прибор для измерения отверстий: 1 — стабилизатор давления; 2 — ресивер; 3, 12 — входные сопла; 4, 5, 10 — манометры; 6, 11 — камеры; 7 — пневматический калибр; 8,9— трубки; 13 — воздушный фильтр; 14 — грибок

Прибор состоит из воздушного фильтра 13, плунжерного ста­билизатора давления 1, ресивера 2, двух камер 6 и 11 и пневмати­ческого калибра 7. Сжатый воздух от стабилизатора давления поступает в ресивер и далее через входные сопла 3 и 12 в камеры 6 и 11. Манометры 4, 5 и 10 измеряют давление в ресивере и каме­рах. Из каждой камеры по трубкам 8 и 9 воздух поступает в кана­лы пневматического калибра. Из камеры 6 воздух поступает в вер­хнюю полость пневматического калибра, а из камеры 11 — в ниж­нюю. Каждая камера имеет восемь сопел, расположенных равно­мерно по окружности. Таким образом, отверстия нижней головки шатуна измеряют в четырех направлениях. Скорость истечения воздуха из камер характеризует средний диаметр отверстия в двух поясах. Стабилизатор поддерживает в ресивере постоянное давле­ние 0,15 МПа. На шкалах манометров 5 и 10 нанесены конт­рольные штрихи, ограничивающие поле допуска в соответствии с техническими условиями. Штрихи наносят тарировкой по конт­рольным калибрам-кольцам. При измерении нижней головки вер­хняя головка опирается на грибок 14.