Дефектация деталей машины

    Метод магнитной дефектоскопии достаточно чувствителен. Он позволяет выявить трещины шириной до 0,001 мм и другие дефекты (раковины, пустоты) размером до 1 мм, расположенные под поверхностью детали на глубине до 15 мм.

    При дефектации деталей применяют циркулярное намагничивание, намагничивание внешним полем и комбинированное. Циркулярное намагничивание (рис.3) осуществляется переменным или постоянным током большой силы (до 1000...4000 А). В установке используется переменный ток. Такие установки позволяют обнаружить поперечные трещины в сравнительно небольших и не очень сложных деталях.

    

Рис.3. Схема дефектоскопа циркулярного намагничивания:

    1- стол с медной контактной пластиной; 2 -деталь; 3- контактная пластина; 4 -кнопка  пусковая; 5- кронштейн; 6 -трансформатор  понижающий; 7 - магнитный пускатель

    Намагничивание  внешним полем обеспечивается соленоидом или замыканием магнитного поля деталью (рис.4, 5). Намагничивание соленоидом производится переменным или постоянным током и применяется для определения трещин в валах (валы КП, бортовых передач и т.п.).

    

Рис.4. Схема намагничивания детали соленоидом:

1- реостат; 2- деталь; 3- соленоид

        

    

    Рис.5. Схема намагничивания наложением магнитного поля:

    1 -выпрямитель; 2 - реостат; 3- электромагнит; 4- деталь

    Намагничивание  способом замыкания  деталью магнитного поля (см. рис.5) осуществляется для обнаружения поперечных трещин в деталях типа дисков, шестерен, пластин, колец и т.п.

    Комбинированное намагничивание применяют для обнаружения поперечных и продольных трещин. При этом создается вихревое магнитное поле. Оно образуется при действии продольного постоянного поля электромагнита и циркулярного поля (рис.6). Этот метод используется для дефектации сложных по конфигурации деталей (распределительные валы, большие шатуны и т.д.).

    

Рис.6. Схема комбинированного метода намагничивания:

1. деталь; 2- электромагнит; 3- пластина; 4 –трансформатор

    Иногда  используется комбинация из циркулярного метода и метода соленоида. Такой  комбинированный способ применяется  для проверки коленчатых валов двигателей.

    Ультразвуковой  метод обнаружения трещин основан на способности ультразвука при прохождении через металл деталей отражаться от границы раздела двух сред, в том числе и от дефекта. В зависимости от способа приема сигнала, поступающего от дефекта, различают метод подсвечивания и импульсный.

    Метод подсвечивания основан на улавливании звуковой тени за дефектом. В этом случае излучатель ультразвуковых колебаний находится по одну сторону дефекта, а приемник - по другую, что не всегда удобно. Поэтому наибольшее применение получил импульсный метод (ультразвуковая локация). Реализация такого метода не требует излучателя и приемника. Излучатель работает импульсами: вслед за посылкой сигнала он автоматически переключается в режим приема отраженных сигналов.

    В качестве излучателей (приемников) используют пластины из титаната бария (ВаТi ), у  которого пьезоэффект почти в 500 раз выше, чем у кварца.

    На  рис.7 приведена схема импульсного  ультразвукового дефектоскопа. При  импульсном методе к детали подводят излучатель (щуп). Если дефекта в  детали нет, то ультразвуковой импульс, отразившись от поверхности детали, возвращается обратно и возбуждает электрический сигнал в приемнике. На экране электронно-лучевой трубки видны два всплеска: слева - импульс  а, отраженный от начальной поверхности детали (место постановки щупа); справа - отраженный от противоположной стороны импульс в. Если в детали имеется дефект, то импульс отражается от его поверхности и на экране трубки появляется промежуточный всплеск б. Сопоставляя расстояния между импульсами на экране трубки и толщину детали, можно определить глубину залегания дефекта.

    Рис.7. Схема импульсного  ультразвукового  дефектоскопа:

    1- деталь; 2- излучатель (он же приемник) ультразвуковых колебаний; 3 -генератор  импульсов; 4- усилитель сигналов; 5- электронно-лучевая трубка; 6, 7 -отклоняющие  пластины;8- блок питания; 9- развертывающее  устройство

    Ультразвуковые  дефектоскопы обычно работают на частотах 0,8...2,5 МГц, обладают очень высокой  чувствительностью не только при  обнаружении наружных, но и внутренних дефектов в деталях.

    В комплекте дефектоскопов имеются  плоские и призматические щупы, позволяющие  посылать излучения под разными  углами к поверхности детали.

    Среди методов обнаружения внутренних пороков в деталях используются рентгено- и гамма-излучения. Однако в ремонтной практике эти методы пока широкого применения не нашли  из-за сложности оборудования и повышенной вредности.

        

3. ПРОВЕРКА ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

    Взаимное  расположение поверхностей деталей  при эксплуатации машин изменяется вследствие неравномерного износа, остаточных деформаций или аварийных повреждений. Это приводит к ухудшению условий  работы деталей и узлов, появлению  ударных нагрузок, нарушению условий  смазывания и т.п. Поэтому при  дефектации деталей обязательно  проверяют точность взаимного расположения поверхностей деталей.

    В технических условиях на ремонт техники  взаимное положение деталей определяется следующими параметрами:

• точностью расстояния между осями цилиндрических поверхностей или между плоскостями;
• точностью углового расположения поверхностей или их осей; допустимой непараллельностью или неперпендикулярностью осей (плоскостей) между собой, которая задается на определенной длине;
• допустимой несоосностью (неконцентричностью) цилиндрических поверхностей, задаваемой в виде биения одной поверхности относительно другой;
• допустимым несовпадением оси отверстий под подшипники с плоскостью разъема картеров и др.

    Проверка  взаимного расположения рабочих  поверхностей осуществляется, как правило, с помощью специальной оснастки. Такую оснастку инструментальная промышленность массово не выпускает из-за конструктивного  многообразия проверяемых деталей. Каждое ремонтное предприятие или  одно из них централизовано проектирует  и изготавливает необходимую  для дефектации номенклатуру специальной  оснастки, приспособлений и измерительного инструмента.

    Рассмотрим  некоторые конструкции таких  приспособлений. Например, картерные  детали обычно проверяют на соосность  отверстий под подшипники валов, на перпендикулярность и параллельность осей отверстий. При небольших расстояниях между опорами соосность отверстий контролируется индикаторными оправками (рис.8).

    

    Рис.8. Схема проверки соосности  отверстий пневматическим методом:

    1- центрирующая оправка; 2- центрирующий  вал; 3 -втулка с индикатором часового  типа; 4- деталь 

    При больших расстояниях между опорами  используется оптический метод (рис.9). Для этого на одной из крайних  опор устанавливается коллиматор  с двумя шкалами для определения смещения и перекоса осей, а на другой - телескоп 2со шкалой для определения числовой погрешности.

    Рис.9. Схема проверки соосности  отверстий оптическим методом:

    1- коллиматор; 2- телескоп

    При проверке больших партий однородных деталей применяют пневматический метод, основанный на изменении расхода  воздуха в системе (контролируется манометром) при смещении средних  отверстий относительно крайних (рис.10). Подобную проверку производят контрольными проходными пробками.

    Рис.10. Схема проверки соосности  отверстий пневматическим методом:

    1- зажимная гайка; 2- трубка (подводящая  или отводящая);3 -ресивер;  4- центрирующий  конус; 5, 6- центрирующий вал; 7 -расходный  штуцер

    Расстояние  между осями отверстий и параллельность их между собой можно определять с помощью специального приспособления с разжимными оправками и индикаторами (рис.11).

    

    Рис.11. Проверка параллельности осей отверстий в  картерной детали:

    1 -индикатор; 2 -штанга в сборе; 3- картер; 4 -установочная шайба

    Неперпендикулярность  осей отверстий на заданной длине  определяют с помощью специальных  оправок, щупа или индикатора (рис.12).

    Рис.12. Схема проверки перпендикулярности осей отверстий

    Шейки валов (валы редукторов, распределительные  и коленчатые валы двигателей и т.д.) проверяются на соосность измерением степени биения; это измерение  выполняют индикатором при проворачивании вала в призмах или центрах (рис.13). По значению биения судят о прогибе  вала. Часто конструктивное выполнение не позволяет расположить призмы на концах детали, поэтому значение биения измеряют в центре и на концах вала, а общее (суммарное) значение определяется по выражению

    

      которое выводится на основе предположения, что дополнительное приращение биения из-за смещения опор на концы вала равно полусумме биений концов. По суммарному биению определяют прогиб валов (0,5 ).

    

    Рис.13. Схема замеров  при определении  прогиба вала

    Существует  несколько конструктивных вариантов  конструкций приспособлений для  проверки шатунов на изгиб и скручивание. Каждое из них имеет свои достоинства  и недостатки. Наиболее распространенной является конструкция, принципиальная схема которой дана на рис.14.

       Рис.14. Приспособление для проверки шатунов на изгиб и скручивание:

    1- ножи; 2 -штифт; 3-упор; 4, 5- индикаторы; 6, 7- оправки разжимные

    Даже  эти немногочисленные примеры показывают, что для дефектации деталей, с  точки зрения оценки взаимного расположения их рабочих поверхностей необходимо, большое число различных приспособлений и специального инструмента.

    При дефектации сложных деталей рабочий  не вычисляет значений прогибов, несоосностей и т.д., он просто сравнивает результаты замеров с данными технических условий и принимает решение о дальнейшей работе с деталью.

4. ИЗМЕРЕНИЕ ИЗНОСА ТИПОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ  ДЕТАЛЕЙ

    Изнашивание деталей в процессе эксплуатации машин вызывает изменение размеров рабочих поверхностей, которое происходит неравномерно, в результате чего первоначальная геометрическая форма поверхностей нарушается.

    Изменение размеров и геометрических форм рабочих  поверхностей деталей приводит к  необходимости остановки машины для проведения ремонта.

    Количественная  и качественная оценка этих изменений  осуществляется в процессе дефектации. Измерение рабочих поверхностей деталей при этом выполняют универсальным  инструментом (микрометром, индикаторным нутромером, штанген инструментом и т.п.), предельными (браковочными) калибрами и специальными измерительными приборами.

    Для выявления отклонения от правильной геометрической формы цилиндрических поверхностей их обмеряют в двух-трех сечениях по длине и в каждом сечении  в двух-трех направлениях (рис.15). При  этом определяют место с наибольшим износом. Такая методика измерений  позволяет определить овальность, конусность и т.п.