Akademia Morska w Szczecinie
Wydział Inżynieryjno-Ekonomiczny Transportu

Technologia remontów – laboratorium

„Pomiary elementów układu tłokowo-korbowego, pomiary odchyłek okrągłości i walcowości”

III ZIP, ZPSE, L01

Szczecin 2014

Wstęp

Odchyłka kształtu – największa odległość pomiędzy zarysem rzeczywistym a zarysem średnim lub przylegającym.

Zarys przylegający – (płaszczyzna, linia, okrąg, itd.) element geometryczny o odpowiednim kształcie usytuowany w ten sposób względem zarysu rzeczywistego, że odległość pomiędzy nim, a najbardziej oddalonym punktem zarysu jest najmniejsza.

Zarys średni – element geometryczny o odpowiednim kształcie ustawiony względem zarysu rzeczywistego w ten sposób, że suma kwadratów odległości między nim, a punktami zarysu rzeczywistego jest najmniejsza.

Tolerancja kształtu - maksymalna dopuszczalna odchyłka rzeczywistego kształtu od jego idealnego, prawidłowego odpowiednika.

W budowie maszyn wyróżnia się kilka odmian tolerancji kształtu. Poniżej zostały opisane ich znaczenia oraz pokazane ich symbole graficzne używane w rysunku technicznym maszynowym. Każdy z symboli zawiera graficzny kod rodzaju tolerancji i wielkość tolerancji wyrażoną w milimetrach.

Tolerancja okrągłości - określa największą dopuszczalną odchyłkę rzeczywistego okręgu od okręgu przylegającego. Zarys rzeczywistego okręgu powinien mieścić się między dwoma okręgami współśrodkowymi oddalonymi od siebie o wartość tolerancji.

Odchyłka okrągłości jest miarą niezgodności rzeczywistego zarysu przedmiotu z kształtem geometrycznym okręgu.  Jest to największa odległość zarysu rzeczywistego od okręgu przylegającego do tego zarysu, mierzona wzdłuż promienia tego okręgu. Najczęściej spotykanymi odchyłkami okrągłości są owalność i graniastość. W celu wykrycia owalności stosuje się styk dwupunktowy, natomiast do wykrycia graniastości potrzebny jest styk trzypunktowy.

Najprostszym i najmniej dokładnym sposobem pomiaru owalności jest pomiar dwu dowolnych, lecz wzajemnie prostopadłych średnic wałka, wykonany jednym z uniwersalnych przyrządów pomiarowych (suwmiarka, mikrometr). Dokładność oceny zwiększa się, gdy pomiar zostanie wykonany w kilku miejscach na obwodzie, po kolejnych obróceniach przedmiotu o odpowiedni kąt (np. zmierzenie czterech średnic, z których każda jest obrócona w stosunku do poprzedniej o kąt 45°).

Najdokładniejsze wyniki daje pomiar za pomocą przyrządów czujnikowych przy wykonaniu pełnego obrotu wałka dookoła jego osi. W ten sposób znajduje się średnice najmniejszą i największą. Różnica średnic (czyli różnica wskazań a_max i a_min przyrządu czujnikowego) jest wartością odchyłki okrągłości, czyli:

d =  d_max − d_min = a_max − a_min

Tolerancja walcowości - określa największą dopuszczalną odchyłkę rzeczywistego walca od walca przylegającego.

Odchyłka walcowości - najczęściej spotykanymi odchyłkami walcowości są:

• baryłkowość

• siodłowość

• wygięcie

• stożkowość

Baryłkowość bądź siodłowość można wykryć w najprostszy sposób za pomocą liniału krawędziowego i ocenić szacunkowo za pomocą szczelinomierza. Inny sposób polega na pomiarach średnic wałka za pomocą suwmiarki lub mikrometru.

Stożkowość wałków i otworów wykrywa się przez pomiar ich średnic d1 i d2, położonych względem siebie w odległości l, uniwersalnymi przyrządami pomiarowymi (suwmiarki, mikrometry, czujniki). Stożkowość oblicza się wg wzoru:

$$S = \ \frac{d_{1} - d_{2}}{l}$$

Suwmiarka - jest jednym z podstawowych warsztatowych przyrządów pomiarowych służącym do szybkiego pomiaru wytwarzanych elementów. Zakresy pomiarowe suwmiarek obejmują przedział od 150 mm (standardowo) do nawet 3000 mm. Zasadniczymi częściami konstrukcyjnymi suwmiarek są: prowadnica i przesuwny suwak (stąd nazwa suwmiarka), powierzchnie pomiarowe (szczęki, wysuwka głębokościomierza) oraz urządzenie odczytowe.

Mikrometr, mikromierz - przyrząd pomiarowy służący do mierzenia przedmiotów z rozdzielczością rzędu 0,01 mm (z interpolacją "na oko" do 1 μm). Zasadniczą częścią mikrometru jest precyzyjnie wykonana śruba mikrometryczna o skoku 0,5 mm (rzadziej 1 mm) i zakresie 25 mm (czasem 50 mm).

Średnicówka – przyrząd pomiarowy do mierzenia wymiarów wewnętrznych, przede wszystkim średnic otworów. Rodzaj przyrządu mikrometrycznego o konstrukcji umożliwiającej pomiar otworu. Rozdzielczość wskazań pomiaru wynosi typowo 0,01 mm. Niepewność pomiaru wynosi od kilku do kilkudziesięciu mikrometrów (dla dużych średnic).

Opis wykonania ćwiczenia oraz otrzymane pomiary

Badane elementy były mierzone przy pomocy przyrządów takich jak: suwmiarka, mikrometr i średnicówka. Badana była tuleja cylindrowa oraz tłok, a także rowki pierścieni uszczelniających, w celu obliczenia występujących luzów w badanym elemencie.

W górnej części tulei występują trudne warunki smarowania tulei, więc jej górna część ma duże zużycie o kształcie koła. Żeby określić odchyłki należy mierzyć tuleję.

Płaszczyzny mierzenia tulei:

1. Znajduje się między 1 a 2 pierścieniem blokowym tłoku

2. Pośrodku tulei, w miejscu położenia osi sworznia

3. Odpowiada położeniu dolnej krawędzi tulei (15-20 mm od dolnej krawędzi)

Pomiary wykonuje się w dwóch prostopadłych kierunkach

• Wzdłuż wału korbowego

• Prostopadle do osi wału korbowego

Zadaniem było określić odchyłki okrągłości i walcowatości na wszystkich trzech płaszczyznach. Wyniki pomiarów:

1. 241 – 1,03 = 239,97 mm

2. 241 – 1,02 = 239,98 mm

3. 241 –1,97 = 239,03 mm

4. 241 – 1,01 = 239,99 mm

5. 241 – 1,9 = 239,1 mm

6. 241 – 1,99 = 239,01 mm

Luzy – różnica tulei i tłoka

Wnioski

Dzięki ćwiczeniu można było zapoznać się z badaniem odchyłek walcowatości i okrągłości. Do badania dostępne były przyrządy pomiarowe takie jak mikrometr, średnicówka, suwmiarka. W badanych elementach, tj. tulei cylindrowej i tłoku, występowały zmiany kształtu, które spowodowane mogły być tarciem występującym w czasie użytkowania elementów. Odchyłki te zostały wykazane w przeprowadzonych badaniach.