Sprawdzanie współosiowości i prostopadłości otworów
Pomiary współosiowości
Niewspółosiowośćjest odchyłką położenia wzajemnego osi dwu lub więcej
powierzchni. Występuje ona w następujących odmianach: przesunięcie równoległe
(mimoosiowość), wzajemne pochylenie oraz wichrowatość osi. Odchyłką
współosiowości jest największa odległość między osią rozpatrywanych
powierzchni a osią odniesienia. Wyróżnia się następujące metody pomiaru
współosiowości:
- za pomocą liniałów - opartego na dwóch dowolnych punktach (np. w dwóch
sąsiednich łożyskach wału), które kolejno zmienia się wzdłuż osi sprawdzanej
- za pomocą wałów kontrolnych (zastępczych) o średnicach równych średnicom
otworów);
- za pomocą wałów kontrolnych (zastępczych) wyposażonych w obrotowe
przyrządy czujnikowe i uchwyty centrujące;
- za pomocą struny i przyrządu pomiarowego oraz uchwytów centrujących -
Sprawdzenie współosiowości za pomocą struny jest bardzo popularną metodą
pomiaru współosiowości. Struna utwierdzona najczęściej w osi dwóch
skrajnych otworów łożysk wału tworzy linię odniesienia. Pomiaru
współosiowości dokonuje się przez pomiar położenia pozostałych otworów
względem struny. Pomiaru dokonuje się w płaszczyz
nie poziomej i pionowej.
W tym drugim przypadku konieczne jest uwzględnienie zwisu struny, który
wyznacza się ze wzoru podanego przy omawianiu pomiarów prostoliniowości.
Zwis struny maleje ze wzrostem siły naciągu. Naprężenia rozrywające nie mogą
jednak przekroczyć 67% do 75% wartości wytrzymałości na rozrywanie. Dobór
średnicy drutu zależy od długości mierzonej osi.
- za pomocą promieni świetlnych, skrzyń świetlnych i przysłon - kolimator
zastępuje się płytkami celowniczymi. Płytki celownicze w przeciwieństwie do
kołimatora nie posiadają własnego z
ródła światła a często też i podziałki. Brak
podziałki zastępuje się wprowadzeniem do układu tzw. nasadki pomiarowej z
płytką płasko-równoległą. Przykładowo, pierwszą czynnością, którą należy
wykonać przy kontroli niewspółosiowo-ści, np. linii osi łożysk wału, jest
ustawienie osi lunety tak, aby jej oś pokrywała się z teoretyczną linią wału.
Najczęściej wykonuje się to ustawiając oś lunety tak, by przechodziła przez
dwie płytki celownicze umieszczone w skrajnych łożyskach. Następnie płytkę
celowniczą mocuje się kolejno w poszczególnych łożyskach, mierżąc
każdorazowo jej położenie. Nanosząc odczytane wyniki na wykres otrzyma się
łamaną linię obrazującą przebieg osi łożysk wału.
- za pomocą poziomnic - Sprawdzanie współosiowości poziomnicą w zasadzie
ogranicza możliwość sprawdzania współosiowości tylko do płaszczyzny
poziomej. Pomiar poziomnicą przeprowadza się bezpośrednio, lub lepiej - ze
względu na większą dokładność pomiaru - za pośrednictwem liniału opartego
na dwóch dowolnych punktach (np. w dwóch sąsiednich łożyskach wału), które
kolejno zmienia się wzdłuż osi sprawdzanej.
- za pomocą pomiaru poziomu cieczy w naczyniach połączonych;
- za pomocą urządzeń optycznych;
- za pomocą urządzeń laserowych.
Schemat przykładowego pomiaru za pomocą struny.
Przebieg ćwiczenia.
Podczas ćwiczenia dokonaliśmy zamontowania aparatury pomiarowej na
podstawie ramowej silnika spalinowego. Czynność ta polegała na przykręceniu
zaizolowanymi wcześniej śrubami, urządzeń do mocowania struny. Po
zamocowaniu sprawdziliśmy (za pomocą miernika uniwersalnego nastawionego na
testowanie diod), czy nie istnieje przepływ prądu pomiędzy tym urządzeniem a
podstawą silnika. Następnie założyliśmy strunę, obciążoną z każdej strony masą 5
[kg] i rozpoczęliśmy jej ustawianie w osi gniazd łożysk skrajnych. Ustawianie to
musiało być wykonane kilkakrotnie w dwóch płaszczyznach, tak aby odchyłki
pomiarów pionowych nie zakłócały nam pomiarów poziomych i odwrotnie. Po
wstępnym zmierzeniu średnicy gniazd i dobraniu wielkości średnicówki
zaczęliśmy ustawianie struny. Pomiar odległości struny od powierzchni gniazd
odbywał się na zasadzie sygnalizacji akustycznej, tzn. jeżeli średnicówka dotykała
struny to odzywał się sygnał dz
więkowy miernika uniwersalnego (ustawionego tak
jak w opisie powyżej). Pomiary odległości były utrudnione z powodu skośnego
ukształtowania pokryw i gniazd panewek w pobliżu ich zamka. Trudność ta na
pewno wpłynęła na pomiary i powinna być wzięta pod uwagę przy określaniu
przyczyn niedokładności pomiarów.
Obliczenia.
Zwis struny
.
ł x2
y
2.�
Gdzie:
y  wartość zwisu struny
 ciężar właściwy materiału
ł
�
 naprężenie rozciągające
x  odległość punktu pomiaru od
punktu zaczepienia
Naprężenie rozciągające
F
.d2

�
s d 0.3 mm
S 4
s = 0.071 mm2
F 98.1 N
N
� 1401
mm2
N
5
ł 7.845.10
mm3
8
y = 2.8 10 x2
Wnioski.
Odchyłki otrzymane w pomiarze należy odnieść do parametrów określonych przez
producenta. Jednak biorąc pod uwagę wiek silnika można śmiało powiedzieć, że
nie nadaje się on do dalszej eksploatacji bez uprzedniego wykonania pewnych
zabiegów mających na celu usunięcie lub zmniejszenie odchyłek, tak aby mieściły
się one w normie określonej przez producenta.