Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине Процессы измерения технического состояния деталей машин А.

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Процессы измерения технического состояния деталей машин»

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ) Кафедра производства и ремонта автомобилей и дорожных машин Утверждаю Зав. кафедрой профессор ____________ В.А. Зорин «___» _________ 2015 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Процессы измерения технического состояния деталей машин» по направлению подготовки специалистов 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» и по направлению подготовки бакалавров 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 15.03.01 «Машиностроение» (профиль подготовки «Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей машин и аппаратов»)

МОСКВА МАДИ 2015

УДК 621.81-756.68 ББК 34.44:30.3-08 М545 М545 Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Процессы измерения технического состояния деталей машин» / А.П. Павлов, А.Ф. Синельников, А.Ю. Коноплин, И.С. Нефелов. – М.: МАДИ, 2015. – 44 с. В методических указаниях рассмотрены вопросы оценки технического состояния корпусных деталей на основании измерения параметров их линейной и пространственной геометрии с применением координатно-измерительной машины модели ВЕ-111А. УДК 621.81-756.68 ББК 34.44:30.3-08 ___________________________________________________________ Учебное издание ПАВЛОВ Алексей Петрович СИНЕЛЬНИКОВ Анатолий Федорович КОНОПЛИН Александр Юрьевич НЕФЕЛОВ Илья Сергеевич МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Процессы измерения технического состояния деталей машин» по направлению подготовки специалистов 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» и по направлению подготовки бакалавров 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 15.03.01 «Машиностроение» (профиль подготовки «Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей машин и аппаратов»)

Редактор Т.А. Феоктистова Подписано в печать 08.12.2015 г. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 2,75. Тираж 100 экз. Заказ . Цена 95 руб. МАДИ, 125319, Москва, Ленинградский пр-т, 64. © МАДИ, 2015

3

СОДЕРЖАНИЕ 1. Цель работы ............................................................................................ 4 2. Общие сведения ..................................................................................... 4 3. Применяемое оборудование, приспособления и инструмент ............................................................. 20 4. Технические требования на дефектацию картера коробки передач .......................................... 26 5. Указания по технике безопасности ..................................................... 29 6. Последовательность выполнения лабораторной работы................ 29 7. Содержание отчета............................................................................... 34 8. Контрольные вопросы .......................................................................... 34 9. Пример дефектации картера коробки передач автомобиля МАЗ ..................................................... 35 Приложение Варианты заданий для выполнения работы по дефектации картера коробки передач............................................... 41

4

Лабораторная работа «ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КАРТЕРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ» 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ ‒ изучить технические требования на дефектацию картера КП; ‒ ознакомиться с устройством измерительных приборов, приспособлений, инструментов и методами измерения; ‒ изучить дефекты картера КП; ‒ дать заключение о годности картера КП путем сопоставления результатов дефектации с техническими требованиями на его ремонт; ‒ освоить методику статистической обработки результатов измерений размеров изношенных деталей; ‒ освоить методику расчета коэффициентов годности, сменности восстановления деталей; ‒ освоить методику расчета коэффициентов годности, восстановления поверхностей деталей при дефектации по альтернативному признаку; ‒ освоить методику расчета коэффициентов восстановления поверхностей деталей по допустимой величине размера. 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ В процессе эксплуатации машин в их деталях возникают дефекты. Одними из весьма распространенных дефектов деталей является нарушение точности взаимного расположения их рабочих поверхностей. Эти дефекты обычно проявляются в виде нарушения расстояния между осями цилиндрических поверхностей, отклонения от параллельности или отклонения от перпендикулярности осей и плоскостей, отклонения от соосности цилиндрических поверхностей и т.п. Причинами появления этих дефектов могут быть: неравномерный износ рабочих поверхностей; внутренние напряжения, возникающие в деталях при их изготовлении, монтаже и эксплуатации; оста-

5

точные деформации от чрезмерных эксплуатационных нагрузок на детали и др. Наиболее часто дефекты, связанные с нарушением взаимного положения рабочих поверхностей, имеют место в корпусных деталях. Так, в блоках цилиндров двигателей вследствие их деформации, в процессе эксплуатации, появляются такие дефекты, как отклонение от соосности отверстий в опорах под коленчатый вал, отклонение от перпендикулярности оси этих отверстий и оси отверстий под втулки распределительного вала, нарушение расстояния между этими осями, отклонение от параллельности осей отверстий в посадочных поясках под гильзы цилиндров к оси коленчатого вала и др. Все эти дефекты нарушают нормальную работу агрегатов, так как вызывают перекосы в пространственном расположении деталей сборочной единицы и, следовательно, дополнительные динамические нагрузки, ускоряющие процесс их износа. Поэтому при ремонте таких деталей необходимо своевременно выявлять и устранять все возникшие в процессе эксплуатации дефекты. 2.1. Отклонения взаимного расположения рабочих поверхностей корпусных деталей К отклонениям расположения поверхностей и осей корпусных деталей относятся: отклонения от параллельности плоскостей; отклонения от перпендикулярности; радиальные и торцевые биения; отклонения от соосности и симметричности. Отклонение от параллельности плоскостей определяют как разность наибольшего и наименьшего расстояния между прилегающими плоскостями в пределах нормируемого участка поверхности. При измерении отклонения от параллельности плоскостей деталь одной поверхностью (базовой) устанавливают на поверочную плиту. С помощью измерительной головки, закрепленной на стойке (рис. 1, а), определяют отклонение. Измерения отклонений от параллельности плоскости и оси отверстия или двух осей проводят с помощью специальных оправок. На рисунке 1, б показана схема измерения

6

отклонения от параллельности установочной поверхности детали и оси отверстия. Деталь устанавливают базовой поверхностью на поверочную плиту. В отверстие детали вводят оправку и с помощью измерительной головки со стойкой определяют отклонение от параллельности как разность двух измерений. При такой схеме измерения необходимо учитывать, что в технической документации допустимое отклонение от параллельности задается для нормированной длины.

Рис. 1. Типовые схемы контроля отклонений от параллельности: а – плоскостей; б – оси отверстий и плоскости

Если на чертеже заданы отклонения от параллельности Δ на длине детали l, а измерения провели на другой длине L, то необходимо привести измеренное на длине L отклонение от параллельности ΔL к нормированной длине измерений l, т.е. Δ = ΔL(l/L). Отклонение от перпендикулярности определяют как отклонение угла между плоскостями, осями или осью и плоскостью от прямого угла 90°, выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка от прилегающих поверхностей или линий. Схема измерения отклонения от перпендикулярности плоскостей или торцовых поверхностей деталей относительно осей отверстий показана на рис. 2, а. Приспособление центрируют в отверстии детали, индикатор устанавливают на нуль. Затем его поворачивают вместе с приспособлением вокруг оси отверстия на 360°. Отклонение от перпендикулярности осей двух отверстий измеряют с помощью оправки и приспособления мостикового типа (рис. 2, б).

7

Приспособление с двумя индикаторами и оправкой устанавливают в одно из отверстий. Вторую оправку вставляют в другое отверстие. Индикаторы, размещаемые на нормируемом расстоянии друг от друга, вводят в контакт с поверхностью второй оправки и устанавливают на нуль. Поворачивают оправку с мостиком на 180°. Половина разности показаний двух индикаторов соответствует отклонению от перпендикулярности.

Рис. 2. Типовые схемы контроля отклонения от перпендикулярности

Отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности определяется как наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности на длине нормируемого участка. На рисунке 3 представлена схема измерения радиального биения двух отверстий, расточенных в корпусе, с помощью двух оправок и кольца с измерительной головкой.

Рис. 3. Схема контроля соосности отверстий в корпусной детали

8

Отклонения от плоскостности поверхности корпусной детали определяют с использованием индикаторных приспособлений (рис. 4, а) перемещением измерительного прибора по плоскости, предварительно установив на нулевое значение показания цифрового табло при соприкосновении датчика с контролируемой поверхностью или с помощью эталонной линейки и набора щупов (рис. 4, б).

а)

б)

Рис. 4. Контроль отклонения от плоскостности поверхности корпусной детали: а) с использованием индикаторного приспособления; б) с помощью эталонной линейки и набора щупов

2.2. Методика статистической обработки результатов измерений поверхностей изношенных деталей Статистическую обработку размеров изношенных поверхностей деталей производят в следующей последовательности: 1) определяют R поле рассеивания размеров изношенных поверхностей R = Dmax ‒ Dmin ,

(1)

где Dmax ‒ максимальный размер изношенной поверхности из общей партии замеренных деталей, мм; Dmin ‒ минимальный размер изношенной поверхности из общей партии замеренных деталей, мм; 2) определяют число интервалов: r = 1,15[0,42(n ‒ 1) 2 ] 0,27, где n ‒ количество замеренных деталей; 3) определяют величину интервала R ΔD = . r

(2)

(3)

9

Для удобства расчетов желательно, чтобы величина интервала ΔD была кратной цене деления измерительного прибора. Нижней границей первого интервала является минимальный размер изношенной поверхности. Верхняя граница первого интервала определяется путем добавления к нижней границе величины интервала. Нижней границей второго интервала является верхняя граница первого интервала и т.д.; 4) подсчитывают среднее значение каждого интервала Dj и количество деталей mj, попадающих в каждый интервал. При определении частоты попадания размеров изношенных деталей в j-й интервал размер, равный максимальному значению интервала, к данному интервалу не относится – его записывают в последующий интервал; 5) строят эмпирическую кривую распределения размеров; 6) определяют среднее значение размера изношенной поверхности Dи и среднее квадратичное отклонение σDи по формулам: r

∑ Dj m j j −1

Dи = 1 σDи = n

;

n

(4)

r 2

(Dj – Dи ) mj ;

(5)

j=1

7) вычисляют теоретические частоты эмпирического распределения размеров изношенных деталей по закону модуля разности по дифференциальной функции: f (ρ) =

1

2

(ρi – ρ0 ) ·е– 2

1

(ρi + ρ0 ) ·е– 2

2

+ , (6) σDи √2π σDи √2π где ρi и ρ0 – преобразованные значения переменных дифференциальной функции закона модуля разности. Преобразованные значения переменных дифференциальной функции закона модуля разности равны: ρi =

Dи2 – Di , σD и

(7)

10

и ρ0 =

Dи2 – Dи , σD и

(8)

где Dи2 – средняя величина диаметра изношенных поверхностей деталей, мм; Di – фактическая величина диаметра изношенных поверхностей деталей, мм; Dи – модальное значение величины диаметра изношенных поверхностей деталей при аппроксимации экспериментальных распределений износов по закону модуля разностей, мм. Для приведения теоретических частот mj’ закона модуля разности к тому же масштабу, в котором изображена практическая кривая распределения, используют формулу: n·∆D , (9) mj ’ = f(ρ) · σDи где mj’ – ордината теоретической кривой распределения закона модуля разности (в том же масштабе, что и у эмпирической кривой распределения); f(ρ) – подсчитанное значение ординаты закона модуля разности; ∆D – величина интервала (по оси абсцисс), принятая при построении эмпирической кривой распределения; 8) строят теоретическую кривую распределения изношенных размеров по закону модуля разности, совместив ее с эмпирической кривой распределения; 9) выполняют оценку эмпирической и теоретической кривых распределения, используя критерий согласия Пирсона: r 2

γ = j=1

2

(mj – mj ’) , mj ’

(10)

где mj –эмпирические частоты; mj’ – теоретические частоты. После нахождения γ2 следует определить число степеней свободы: K = r – с – 1,

(11)

где r – число интервалов выборки; с – число параметров функции распределения (для закона модуля разности с = 2). Далее, пользуясь K и γ2 , по таблице 1 находят значение P(γ2 ).

11

Если P(γ2 ) > 0,05, то кривые согласуются, а если меньше, то гипотеза бракуется и необходимо применить другой закон распределения. Таблица 1 Критические значения критерия согласия Пирсона Число степеней свободы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Вероятность P(γ2 критическое) > P(γ2 действительное) 0,99

0,90

0,70

0,50

0,30

0,20

0,10

0,05

0,01

0,00016 0,016 0,148 0,455 0,020 0,211 0,713 1,386 0,115 0,584 1,424 2,366 0,3 1,06 2,19 3,36 0,55 1,61 3,0 4,35 0,87 2,2 3,82 5,35 1,24 2,84 4,67 6,35 1,65 3,5 5,52 7,35 2,09 4,16 6,4 8,35 2,56 2,56 7,27 9,34 3,05 3,05 5,58 8,15 3,57 6,3 9,04 11,3

1,07 2,41 3,66 4,6 6,1 7,25 8,4 9,5 10,6 11,8 10,4 14,1

1,64 3,22 4,64 6,0 7,3 8,75 9,8 11,0 12,2 13,4 12,9 15,9

2,7 4,6 6,3 7,8 9,2 10,7 12,1 13,4 14,7 16,0 14,6 18,6

3,8 6,0 7,8 9,5 11,1 12,6 14,1 15,5 16,9 18,3 17,2 21,0

6,64 7,8 9,8 11,7 13,7 16,8 18,5 21,1 21,7 23,2 24,7 26,2

2.3. Методика расчета коэффициентов годности, сменности и восстановления деталей

После дефектации партии деталей по всем параметрам составляется таблица, учитывающая контроль изнашиваемых поверхностей по альтернативному признаку, т.е. наличие дефекта регистрируется цифрой 1, а отсутствие его ‒ цифрой 0. По горизонтали в данной таблице фиксируются номера дефектов в соответствии с техническими требованиями на дефектацию деталей, по вертикали ‒ общее количество подверженных дефектации деталей (табл. 2). На основании технических требований на дефектацию деталей выявляют дефекты, по которым деталь восстановлению не подлежит, т.е. должна выбраковываться. Деталь, имеющая на своих рабочих поверхностях хотя бы один из выбраковочных дефектов, бракуется. Определяют количество деталей, имеющих дефекты с выбраковочными признаками. Предположим, что в рассматриваемом примере (табл. 2) вы-

12

браковочными являются дефекты 1 и 5. Тогда количество деталей, имеющих выбраковочный дефект, соответственно замененных на новые, будет равно nСМ = 3, т.е. это две детали (первая и третья по порядку в таблице) по первому выбраковочному дефекту и третья – по пятому выбраковочному дефекту (вторая деталь по порядку в таблице). Таблица 2 Карта дефектации деталей Номера деталей 1 2 3 4 5 n

1 1 0 1 0 0 0

2 1 0 1 0 1 0

3 0 1 1 1 0 0

4 0 1 1 1 1 0

Номера дефектов 5 1 1 0 0 0 0

... ... ... ... ... ... ...

i 1 0 1 1 0 0

Коэффициент сменности деталей KСМд по выбраковочным признакам определяется по формуле: KСМд =

где nсм

nсмд

, (12) n – число деталей, имеющих на своих поверхностях выбрако-

вочные дефекты; n – общее количество отдефектованых деталей. Количество деталей из подвергшейся дефектации партии, не имеющих ни одного дефекта на рабочих поверхностях (по всем дефектам зарегистрирован «0»), позволяет рассчитать коэффициент годности деталей KГ. В рассматриваемом примере (табл. 2) таких деталей всего одна nГ = 1, которая зарегистрирована под последним n номером. Коэффициент годности деталей KГ определяется формуле: nГ KГ = , (13) n где nГ ‒ число деталей, не имеющих ни одного дефекта на рабочих поверхностях. Количество деталей из партии, прошедшей дефектацию и подлежащих восстановлению, позволяет рассчитать коэффициент восстановления деталей KВ. Деталь, имеющая хотя бы один дефект на

13

рабочей поверхности, устраняемый любым технологическим воздействием, подлежит восстановлению. Коэффициент восстановления деталей KВ определяется по формуле: nB , (1) KВ = n где nВ ‒ число деталей, подлежащих восстановлению из прошедшей дефектацию партии. Сумма всех трех коэффициентов должна быть равна единице, т.е. KСМ + KГ + KВ = 1. (15) 2.4. Методика расчета коэффициентов восстановления поверхностей деталей по допустимой величине размера

Расчеты по данной методике предусматривают исключение того количества деталей, которые не могут быть восстановлены по выбраковочным признакам. Если на графике теоретической кривой распределения (рис. 5) обозначить верхнее отклонение поля допуска размера вала буквой А максимальный размер изношенной поверхности буквой С и нижнее допустимое отклонение размера деталей буквой В, то количество деталей, у которых отклонение геометрического параметра изменяется в допустимых пределах от А до В, будет определяться площадью под кривой распределения. Площадь под кривой плотности распределения В

f(ρ) dρ,

F =

(16)

А

где f(ρ) – дифференциальный закон модуля разности (см. формулу 6). Для того чтобы определить количество деталей по площади кривой распределения, необходимо произвести ее нормирование. По условию нормирования все замеренные изношенные детали охватываются площадью под кривой распределения, поэтому интеграл от функции f(ρ) в пределах от A до С будет равен единице. С

f(ρ) dρ = 1. А

(17)

14

Рис. 5. Плотность распределения вероятностей f(ρ) погрешностей ρ размера i-й поверхности картера

Если обозначить через U относительное количество деталей, размеры которых будут изменяться в допустимых пределах, то U =

В f dρ А (ρ) . С f А (ρ)

(18)

По этой формуле определено количество деталей в зависимости от пределов интегрирования А и В для различных параметров распределения. По величинам А и В и параметрам распределения определяют количество годных деталей, используя табл. 3, для удобства пользования которой пределы интегрирования А и В также нормированы. Наименьшая величина нормированного отклонения размера to =

DА – DИ . σD И

(19)

Наибольшая величина нормированного отклонения размера tr =

DВ – DИ , σD И

(20)

где DА ‒ размер поверхности при минимальной величине погрешности, что соответствует размеру поверхности в точке А (рис. 5); DВ ‒ размер изношенной поверхности, соответствующий наибольшему допустимому отклонению погрешности, т.е. размеру поверхности в точке В (рис. 5). По вычисленным значениям величин to и tr согласно табл. 3 определяют процент годных UГ рабочих поверхностей деталей. При определении величины необходимо применить метод интерполяции.

15

Таблица 3 Процент годных UГ рабочих поверхностей деталей типа «вал» и «отверстие» Наибольшая величина нормированного отклонения tr Вал ‒2,8 ‒2,5 ‒2,0 ‒1,5 ‒1,0 ‒0,5 0 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Наименьшая величина нормированного отклонения to |3| |2| |1| |0,5| 100 100 100 100 98,2 99,5 98,5 98,3 98,0 97,8 97,6 97,4 91,4 89,5 86,8 82,6 85,4 84,2 81,1 72,4 79,2 72,4 68,6 62,5 52,0 50,0 47,8 34,2 41,2 37,5 36,8 20,9 26,3 24,8 24,2 0 15,9 15,7 0,1 ‒ 6,7 6,1 0 ‒ 2,3 0 ‒ ‒ 0,6 ‒ ‒ ‒ 0 ‒ ‒ ‒

Наибольшая величина нормированного отклонения tr Отверстие 2,8 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 ‒0,2 ‒0,5 ‒1,0 ‒1,5 ‒2,0 ‒2,5 ‒3,0

Коэффициенты годности KГ и восстановления KВ определяются по выражениям: UГ KГ = , (21) 100 и KВ = 1 ‒ KГ .

(22)

2.5. Методика исследования пространственной геометрии и величин износов рабочих поверхностей картеров

Исследования пространственной геометрии картеров коробки передач предусматривают измерения отклонения от плоскостности Б, отклонения от перпендикулярности оси В относительно базовой плоскости А отклонения от параллельности плоскости Б относительно оси В, отклонения от параллельности оси Г относительно базовой оси В (рис. 6).

16

Рис. 6. Схема расположения точек замеров при контроле пространственной геометрии картера коробки передач на координатно-измерительной машине

Для контроля отклонения от плоскостности на координатноизмерительной машине устанавливают на нулевое значение показания цифрового табло при соприкосновении наконечника измерительного щупа с контролируемой поверхностью (точка 2). Снимают 5-кратные показания с цифрового табло координатно-измерительной машины при измерениях в одной точке 2 плоскости Б. Затем определяют среднее значение измерений. Перемещая наконечник измерительного щупа по плоскости Б (соответственно в точках 1‒8), снимают показания с цифрового табло. Измерения в каждой точке выполняют 5 раз и заносят в соответствующую таблицу бланка-отчета, после чего определяют среднее значение отклонения. Наибольшая величина отклонения от плоскостности поверхности Б определяется по формуле Б

= П1max −8 − П2,

(25)

где П1max −8 – максимальное из средних значений показаний измерительного датчика в любой из семи замеренных (1, 3‒8) точек; П2 ‒ среднее

17

значение показания измерительного датчика, принятое при измерении базовой точки (точка 2). Разница замеров в любой точке плоскости «Б» относительно базовой (нулевой) точки отсчета (точка 2) должна быть не более 0,1 мм. Для определения других показателей пространственной геометрии картера коробки передач выполняют замеры отверстий в соответствии со схемой измерений в точках, находящихся в вертикальной плоскости картера. Последовательно перемещая измерительный щуп в отверстия картера I и III, регистрируют показания цифровых табло. Результаты 5-кратных измерений заносят в соответствующую таблицу бланкаотчета и определяют среднее значение показаний для каждой точки. Переместив вверх измерительный щуп для контроля пространственной геометрии двух противоположных отверстий II и IV, выполняют 5-кратные измерения соответственно в точках 11, 12, 15, 16, приняв точку 2 за начало отсчета. Результаты замеров и расчета средних значений показаний заносятся в бланк-отчет. Сохранив точку 2 в качестве базовой (нулевой) точки, выполняют измерения последовательно в точках 2 и 6 плоскости Б. Результаты измерений и расчетов средних значений показаний заносят в бланк-отчет. Для расчета показателей пространственной геометрии картера коробки передач рассчитывают координаты центров всех четырех отверстий картера. Центр отверстия I: ЦI =

П9 + П10 − d ш − П2 . 2

(26)

П11 + П12 − dш − П2. 2

(27)

П13 + П14 − dш − П2. 2

(28)

Центр отверстия II:

ЦII = Центр отверстия III:

ЦIII = Центр отверстия IV:

18

ЦIV =

П15 + П16 − dш − П2, 2

(29)

где Пi – соответственно среднее значения показаний в i-й точке отверстий в соответствии со схемой измерения, мм; dш – диаметр шарика измерительного щупа, мм. Определение величины отклонения от перпендикулярности оси «В» относительно базовой плоскости «А» (рис. 6) на условной длине картера 100 мм производят по формуле (Ц − ЦI ) ⋅ 100 ┴в = II (30) , LI−II где ┴в – отклонение от перпендикулярности оси В относительно базовой плоскости А на условной длине 100 мм картера, мм; ЦII – центр отверстия II, мм; ЦI – центр отверстия I, мм; LI–II – расстояние между отверстиями I и II по длине картера, мм (LI–II = 455 м). Величина отклонения от перпендикулярности оси В относительно базовой плоскости А картера коробки передач автомобиля КамАЗ на условной длине 100 мм должна быть не более ┴в = 0,03/100 мм. Величина отклонения от параллельности плоскости Б относительно заданной чертежом оси В (рис. 6) определяется по формуле

/ / Б = (ЦII − П2 ) − (ЦI − П6 ),

(31)

где / /Б – величина отклонения от параллельности плоскости Б картера относительно оси В, мм; ЦII – центр отверстия II, мм; ЦI – центр отверстия I, мм; П2 – среднее значение величины отклонения в точке 2 плоскости Б при установке измерительного датчика на ноль по точке 2, мм; П6 – среднее значение величины отклонения в точке 6 плоскости Б при установке измерительного датчика на ноль по точке 2, мм. Величина отклонения от параллельности плоскости Б относительно оси В картера коробки передач автомобиля КамАЗ должна быть не более 0,12 мм. Величина отклонения от параллельности оси Г относительно базовой оси В (рис. 6) определяется по формуле (32) / / Г = (ЦIV − ЦII ) − (ЦIII − ЦI ),

19

где / /Г – величина отклонения от параллельности оси Г картера относительно оси В, мм; ЦII, ЦIV, ЦI и ЦIII – соответственно центры второго, четвертого, первого и третьего отверстий картера коробки передач, мм. Величина отклонения от параллельности оси Г относительно оси В картера коробки передач автомобиля КамАЗ должна быть не более 0,08 мм. Расчет диаметра отверстий в картере коробки передач выполняют по формуле:

D = Пi − Пi −1 + dш,

(33)

где Пi и Пi −1 – соответственно значения показаний измерительного датчика в противоположно расположенных точках измерения отверстия, мм; dш – диаметр шарика измерительного щупа, мм. Применительно к отверстию I:

DI = П10 − П9 + dш. Применительно к отверстию II:

DII = П12 − П11 + dш. Применительно к отверстию III:

DIII = П14 − П13 + dш. Применительно к отверстию IV:

DIV = П16 − П15 + dш, где DI, DII, DIII и DIV – соответственно диаметры первого, второго, третьего и четвертого отверстий картера коробки передач, мм.

Рис. 7. Замер диаметра отверстия индикаторным нутромером

20

Контроль результатов замеров геометрических параметров отверстий под подшипники первичного, вторичного и промежуточного валов, а также под ось блока шестерен выполняют с использованием индикаторных нутромеров (рис. 7). Замеры производят в двух взаимно перпендикулярных направлениях Б-Б и С-С (см. рис. 8). Разница двух замеров во взаимно перпендикулярных направлениях Б-Б и С-С образует геометрические искажения отверстия в виде овальности, определяемые по формуле: О = DБ-Б ‒ DС-С, (34) где О – величина геометрической погрешности в виде овальности, мм; DБ-Б и DС-С – замеры диаметра отверстия соответственно в двух взаимно перпендикулярных направлениях Б-Б и С-С, мм. Допустимые значения размеров отверстий картера коробки передач автомобиля КамАЗ принимаются в соответствии с техническими требованиями на дефектацию. Допустимые значения овальности для данных отверстий составляют: для отверстия под подшипники первичного и вторичного валов Опв = 0,063 мм; для отверстия под подшипник промежуточного вала Опр = 0,054 мм; для отверстия под ось блока шестерен заднего хода Обш = 0,039 мм. 3. ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ИНСТРУМЕНТ

Для контроля геометрических параметров картеров коробок передач необходимы: картер коробки передач, кронштейны для крепления на измерительной машине, координатно-измерительная машина ВЕ-111А с цифровым отсчетом и набором измерительных наконечников, нутромеры и резьбовые калибры. КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ВЕ-111А используется для измерения всех основных отклонений (размеров, межцентровых расстояний, углов положений осей, параллельности, перпендикулярности деталей). Предел допускаемой абсолютной погрешности: по координатам Х, Y и Z = 0,12 мм; по углу поворота стола – 2/ (угловые минуты).

21

Машина состоит из: колонны, каретки координат Y и Z, измерительной головки, поворотного стола, рамы, блока питания машины, каретки координаты Х, шкафа УЦИ и принадлежностей пишущей машины, транскриптора, блока цифрового отсчета, пульта дистанционного управления, блока стыковки, направляющих. Машина имеет 4 отсчетные системы: по координатам Х, Y и Z и углу поворота стола ϕ. В узлах использованы одинаковые измерительные системы, которые состоят из преобразователей в виде сельсинов, блоков цифровой индикации, транскриптора, цифропечатающего устройства и блока стыковки. Электронное оборудование и принадлежности размещены в шкафу УЦИ. Горизонтальные направляющие предназначены для передвижения горизонтальной каретки на подшипниках качения. Горизонтальная каретка предназначена для перемещения колонны по направляющим с постоянным измерением ее положения вдоль оси Х. Перемещение осуществляется при включении электродвигателя. Каретка может перемещаться и «от руки». Для этого шестерня электродвигателя рассоединяется с рейкой при помощи ручки, выведенной в верхней части каретки. Колонна выполнена в виде специальной балки двутаврового сечения, с одной стороны которой расположена накладная направляющая специальной формы для прямолинейного измерительного перемещения вертикальной каретки со штангой. К ней крепится измерительная рейка с одной стороны и транспортная рейка с другой. Каретка координат Y и Z перемещается по направляющим колонны и предназначена для вертикальной установки штанги с разметочной головкой. Штанга может зажиматься в любом ее положении при помощи механизма с выведенной на крышку каретки ручкой. Для дополнительной ориентации и грубого отсчета по каждой координате установлены миллметровые линейки с указателями. Главное перемещение штанги по координате Z выполняется вручную. Поворотный стол служит для поворота корпусной детали на требуемое угловое положение. Стол приводится во вращение либо от

22

вала электродвигателя, либо от руки посредством рукоятки. Частота вращения стола n = 2,5 мин–1. При вращении стола от руки кинематическая цепь двигателя отключается. Один оборот рукоятки соответствует 1°. На маховике 120 делений. Цена деления поворота стола составляет 30 угловых секунд. Один оборот червяка соответствует одному обороту сельсина. Один оборот сельсина интерполируется на 1000 частей и выводится на блок цифровой индикации. Измерительная головка укреплена в отверстии штанги и имеет инструменты, предназначенные для соприкосновения с поверхностью измеряемой детали при обмере. Измерительная головка представляет собой кронштейн, в котором крепятся щупы или индикаторы. Головка в отверстии штанги может крепиться непосредственно или через поворачиваемый переходник, что позволяет ей вращаться по двум перпендикулярным осям.

Рис. 8. Органы управления координатно-измерительной машины ВЕ-111А: 1 – тумблер включения питания; 2 – рукоятка ручного перемещения каретки координаты Х; 3 – рукоятка фиксации положения каретки координаты Х; 4 – тумблер переключения направлений движения каретки по координате Х; 5 – рукоятка механического включения электродвигателя каретки координаты Х; 6 – рукоятка механического включения электродвигателя поворотного стола; 7 – рукоятка ручного вращения поворотного стола; 8, 9 – кнопки включения вращения планшайбы стола против и по часовой стрелке; 10 – измерительная головка; 11 – пульт дистанционного управления; 12 – рукоятка фиксации положения каретки координаты Z; 13 – рукоятка фиксации положения штанги координаты Y; 14 – рукоятка ручного перемещения штанги по координате Y; 15 – рукоятка ручного перемещения каретки по координате Z

23

Расположение органов управления координатно-измерительной машиной приведено на рис. 8. Принцип работы машины контактный. Щуп контактирует с из-

меряемой деталью и через механическую зубчатую передачу сообщает движение на датчики (сельсины) от начальной (нулевой) точки замера до конечной по любой из перечисленных осей и углу поворота. Показания снимаются с блоков визуально или с помощью печатной машины. Перемещение в обе стороны от нуля головки датчика дает сложение или вычитание результата показания на блоках соответствующих осей. С помощью дистанционного клавишного устройства показания на блоках можно ставить на «0» и начинать замер от нуля в любой точке детали. ШКАФ УЦИ состоит из четырех блоков индикации Ф5095 (далее – блок) и транскриптора Ф5033. Каждый из блоков предназначен для измерения и визуального отсчета в цифровой форме линейных и угловых перемещений. Диапазон измерения блока от –9999,99 до +9999,99. Блок обеспечивает: ‒ цифровую индикацию величины контролируемого перемещения в десятичной системе счисления; ‒ индикацию знака координаты контролируемого перемещения по отношению к установленному началу отсчета; ‒ сброс на нуль показаний на индикаторном табло; ‒ введение произвольного значения координаты в пределах разрядности блока со знаком плюс или минус и дальнейший отсчет от этого значения; ‒ ввод и запоминание пяти десятичных шестиразрядных чисел со знаком плюс или минус; ‒ индикацию любого из пяти чисел, введенных в память блока; ‒ сигнализацию совпадения значений заданной и текущей координат; ‒ введение коррекции значений текущей координаты в пределах от минус 999,99 до плюс 999,99.

24

Внешний вид передней панели блока индикации Ф5095 приведен на рис. 9.

Рис. 9. Передняя панель блока индикации Ф5095

На передней панели расположены: ‒ тумблер «СЕТЬ» включения питания (1); ‒ кнопка «–» ввода числового значения коррекции со знаком минус (2); ‒ кнопка «+» ввода числового значения коррекции со знаком плюс (3); ‒ переключатель ввода коррекции пяти цифровых секций; ‒ переключатель набора вводимых чисел стоящий из знаковой и шести цифровых секций;

(4), состоящий из

(5), со-

‒ кнопка сброса/установки нулевого значения отсчета (6) на индикаторном табло блока; ‒ индикаторное табло (7), состоящее из обозначения координаты (12), одной знаковой, шести цифровых индикаторных ламп и газоразрядного индикаторного прибора (9) с оцифровкой его шкалы: «9», «8», «7», «6», «5», «4», «3», «2», «1», «0»;

25

‒ кнопка записи/установки отличного от нуля значения контролируемой координаты (8); ‒ лампочка индикации совпадения значений заданной и текущей координат (10); ‒ кнопка печати/выдачи команды на печать текущего значения координаты (11); ‒ кнопки «1», «2», «3», «4», «5» обращения к одному из регистров памяти (13); ‒ лампочки «1», «2», «3», «4», «5» индикации обращения к соответствующему регистру (14); ‒ кнопка включения режима ввода информации (15) с переключателя вводимых чисел в один из регистров памяти; ‒ кнопка включения режима выдачи команд (16) управления приводом станка; ‒ кнопка ления станком;

включения режима без выдачи команд (17) управ-

Порядок работы с блоком Ф5095

В режиме индикации перемещения можно производить следующие операции: а) сброс показаний на нуль. Для сброса показаний на нуль нажмите кнопку 6, при этом на цифровом табло блока должно быть показание ±0000,00; б) запись ненулевого значения отсчета. Для записи ненулевого значения отсчета наберите на переключателе (5) нужное число, например, «+1234,56» и нажмите кнопку (8). При этом на индикационном табло блока должно индицироваться набранное число с погрешностью не более ±0,001. Значение в третьем разряде после запятой отсчитываются по газоразрядному индикаторному прибору;

26

в) ввод коррекции. Для ввода коррекции наберите на переключателе (4) нужное значение коррекции, например, «12345» и нажмите кнопку (2). Показания на индикаторном табло должны быть «–123,45». Для введения положительного значения поправки необходимо нажать кнопку (3). Коррекция производится в течение всего времени пока нажата кнопка 2 или 3; г) печать показаний. Для печати показаний блока нажмите кнопку (11), при этом печатается один раз значение, индицируемое цифровыми и знаковой лампами индикаторного табло блока. РЕЗЬБОВЫЕ КАЛИБРЫ MI2XI,25-6Н; MIOXI,25-6Н; MI6х1,5-6Н; M30XI,25-6Н и др. предназначены для контроля резьбы соответствующих размеров путем ввинчивания и вывинчивания калибра в отверстия картера коробки передач. Контроль проведенных замеров на КИМ

НУТРОМЕР ИНДИКАТОРНЫЙ состоит из индикатора часового типа, вставленного в корпус, длинной рукоятки и чувствительной эталонной вставки, находящейся на противоположной части прибора. Размер вставки регулируется ввинчиванием или вывинчиванием неподвижной части эталонной вставки, на которой имеется резьба с фиксирующей гайкой. 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА ДЕФЕКТАЦИЮ КАРТЕРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Технические требования на дефектацию картера коробки передач даны в технических условиях на ремонт двигателя, в которых изложены в виде карт следующие данные: общие сведения о детали; перечень возможных дефектов и способы их выявления; допустимые без ремонта размеры и рекомендуемые способы устранения дефектов.

27

Таблица 4 Карта технических условий на дефектацию картера коробки передач автомобиля КамАЗ Деталь (сборочная единица): Картер коробки передач автомобиля КамАЗ № детали (сборочной единицы): 14.1701015 Материал: СЧ 21

Позиция на рис. 1.

Твердость: НВ 170...217

Наименование дефектов

Способ установления дефекта и средства контроля

Размеры, мм номинальный

допустимый без ремонта

Заключение

–

Заварить. Браковать при трещинах длиной более 50 мм, трещинах, проходящих через отверстия под подшипники или ось блока шестерен заднего хода, а также трещинах, захватывающих крепежные отверстия

150,063

Восстановить плазменным напылением или железнением. Поставить дополнительные втулки

120

120,054

Восстановить плазменным напылением или железнением. Поставить дополнительные втулки

Калибрпробка НЕ 26,033 ГОСТ 2015-84

26

26,033

Поставить дополнительную втулку

Калибрпробка НЕ 32,039 ГОСТ 2015-84

32

32,039

Поставить дополнительную втулку

1

Трещины

Осмотр. Линейка – 150 ГОСТ 427-75

2

Износ отверстий под подшипники первичного и вторичного валов

Калибрпробка НЕ 150,063 ГОСТ 2015-84

3

Износ отверстий под подшипник и стакан подшипников промежуточного вала

Калибрпробка НЕ 120,054 ГОСТ 2015-84

4

Износ отверстия под переднюю шейку оси блока шестерен заднего хода

5

Износ отверстия под заднюю шейку оси блока шестерен заднего хода

–

150

28

Позиция на рис. 1.

Продолжение табл. 4

Наименование дефектов

Способ установления дефекта и средства контроля

Размеры, мм номинальный

допустимый без ремонта

6

Повреждение резьбовых отверстий с метрической резьбой

Осмотр. Калибрпробки резьбовые НЕ ГОСТ 18465-73 М12х1, 25-7Н М16х1,5-7Н М30х1,5-7Н

М10х1, 25-6Н М12х1, 25-6Н М16х1, 5-6Н М30х1, 5-6Н

–

7

Повреждение резьбовых отверстий с конической дюймовой резьбой

Осмотр. Калибрпробки резьбовые КГ ¾; КГ 1; КГ 1/4

КГ 3/4 КГ 1 КГ 1/4

ГОСТ 37.001.3 11-83

8

Местный износ торца под стопорное кольцо

Осмотр

–

–

Заключение

Калибровать. Поставить дополнительные резьбовые вставки или заварить при срыве или износе резьбы

Калибровать. Углубить резьбу на размер не более 2,0 мм при срыве или износе резьбы

Наплавить

Рис. 10. Дефекты картера коробки передач автомобиля КамАЗ

29

5. УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Аккуратно укладывать контролируемые детали на стол, плиту призмы и в тару. Перед контролем деталей на стенде убедиться в безотказном действии пусковых (включающих и выключающих) приборов стенда, а также в наличии и исправности ограждений и предохранительных приспособлений. Если необходимо пользоваться переносной электрической лампой, проверить, есть ли на лампе защитная сетка, исправны ли шнур и изоляционная резиновая трубка. Напряжение переносных ламп должно быть не выше 36 В. Ручной инструмент и приспособления необходимо укладывать в удобном для пользования порядке. При обнаружении неисправностей инструмента, приспособления или стенда сообщить об этом преподавателю или механику, и до устранения неполадок к работе не приступать. Во избежание повреждений измерительного оборудования все перемещения измерительного щупа осуществлять исключительно рукоятками управления. 6. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ I. Практическая часть

1. Изучить инструкцию по технике безопасности. 2. Ознакомиться с техническими требованиями на дефектацию картера коробки передач (см. табл. 4). 3. Произвести оценку технического состояния картера визуальным методом в соответствии с техническими требованиями на его дефектацию. Результаты оценки занести в бланк-отчет. 4. Настроить координатно-измерительную машину для работы. 4.1. Изучить инструкцию по работе на координатно-измерительной машине модели ВЕ-111А (см. раздел 3).

30

4.2. Включить тумблеры питания координатно-измерительной машины и трех блоков индикации. 4.3. Ознакомиться с набором измерительных щупов, прилагаемых к координатно-измерительной машине и выбрать щупы, необходимые для проведения измерений. 4.4. Выставить картер коробки на планшайбе поворотного стола таким образом, чтобы плоскость Б была параллельна плоскости X-Z координатной машины и находилась со стороны подвода измерительного щупа. 4.4.1. Установить в измерительную головку – точечный щуп и затянуть гайку цангового зажима. 4.4.2. Ослабить рукоятки фиксации положения кареток координат Х, Y и Z (см. рис. 8, поз. 3, 12, 13). 4.4.3. Подвести наконечник щупа к точке 1 рукоятками 2, 14, 15 последовательно (см. рис. 6). 4.4.4. Зафиксировать каретку координаты Z от возможных перемещений рукояткой 12 (см. рис. 8). 4.4.5. Рукояткой 14 переместить щуп вдоль оси Y до касания с поверхностью картера в точке 1, затем, не отводя щуп, кнопкой сброса установить нулевое значение на индикаторном табло блока индикации координаты Y (см. рис. 6, 8). 4.4.6. Рукояткой 14 отвести щуп от поверхности картера на расстояние 30‒50 мм, переместить колонну вдоль оси X к точке 3, после чего переместив штангу рукояткой 14 до касания щупа поверхности, измерения в точке 3 (см. рис. 6, 8). 4.4.7. Учитывая разность значений измерений в точке 1 и точке 3 произвести корректировку положения картера на планшайбе поворотного стола, затем произвести повторные замеры по пунктам 4.8–4.10 до получения расхождения значений замеров в точках 1 и 3 не более 0,01 мм (см. рис. 6). 4.4.8. Затянуть установочные зажимы крепления картера к планшайбе. 4.4.9. Проверить точность установки картера повторными измерениями в точках 1 и 3 (см. рис. 6).

31

5. Ослабить фиксацию каретки координаты Z рукояткой 12 (см. рис. 8). 6. Подвести щуп к точке 2 и установить нулевое значение на табло индикации всех блоков (см. рис. 6). 7. Данные замеров в точках 1‒8 занести в таблицу 1 бланкаотчета. 8. Произвести пятикратные замеры в точках 1‒8 в соответствии со схемой измерения (см. рис. 6). 9. Установить сферический щуп вертикально в измерительной головке. 10. Подвести щуп к точке 11. Перемещая щуп по поверхности отверстия II, определить минимальное значение координаты Y и зафиксировать в этом положении рукояткой 2 каретку оси Х от возможного перемещения (см. рис. 6, 8). 11. Установить щуп в точке 2 согласно схеме измерений и установить нулевые значение на всех блоках индикации. Все измерения выполняются для точек, находящихся в вертикальной плоскости картера (см. рис. 6). 12. Переместить щуп для контроля в точках 9, 10, 13 и 14. Замеры пар точек 9, 10 и 13, 14 должны выполняться при одинаковом значении координат по оси Z. Для этого необходимо, установив щуп по середине высоты посадочного отверстия I, зафиксировать рукояткой 12 каретку от возможного перемещения по оси Z, затем на блоке индикации координаты Z нажать кнопку 15, набрать на переключателе 5 значение координаты Z и нажать кнопку регистра «1». Значение координаты Z будет внесено в память блока и однократно отразится на индикаторном табло (см. рис. 6, 8, 9). 13. Последовательно занести данные показаний измерительного прибора при контроле диаметров в точках 9, 10 в таблицу 2 бланкаотчета. Затем расфиксировать ось Z и переместить щуп для контроля точек 13 и 14. Выставляется щуп по высоте следующим образом: рукоятка 12 подтягивается так, чтобы рукояткой 15 можно было сообщить каретке передвижение с усилием. Убедиться, что на блоке индикации координаты Z горит лампочка 14 индикации обращения к регистру 1.

32

Перемещение производить до тех пор, пока на блоке индикации координаты Z не загорится лампочка 10, индицирующая о совпадении текущей и сохраненной в памяти блока координаты. Зафиксировать каретку оси Z и произвести измерения в точках 13 и 14 (см. рис. 6, 8, 9). 14. Данные измерений в точках 13 и 14 занести в таблицу 2 бланка-отчета. 15. Переместить щуп для контроля двух противоположных отверстий соответственно в точках 11, 12, 15 и 16. Замеры в парах точек 11, 12 и 15, 16 должны выполняться при одинаковом значении координат по оси Z. Контроль высоты измерений производить способом, аналогичным способу указанному выше, с отличием в том, что для сохранения координаты выбирать регистр «2» (см. рис. 6, 8, 9). 16. Данные измерений при контроле диаметров в точках 11, 12, 15 и 16 занести в таблицу 2 бланка-отчета. 17. Переместить щуп для контроля картера в точках 2 и 6 плоскости Б. Замеры точек 2 и 6 должны выполняться при одинаковом значении координат по оси Z, на которых были выполнены замеры отверстий I, III и II, IV. 18. Данные измерений занести в таблицу 2 бланка-отчета. II. Расчетная часть

19. Произвести расчеты средних значений Пi координат точек 1‒16. 20. Произвести расчеты центров всех четырех измеренных отверстий картера (см. рис. 6). 21. Рассчитать отклонение от перпендикулярности оси В относительно базовой плоскости А (см. рис. 6). 22. Рассчитать отклонение от параллельности плоскости Б относительно оси В (см. рис. 6). 23. Рассчитать отклонение от параллельности оси «Г» относительно оси В (см. рис. 6). 24. Рассчитать диаметры отверстий в картере (см. рис. 10). 25. Произвести контрольные замеры диаметров отверстий в картере с использованием нутромеров. Определить величину овальности отверстий (см. рис. 10).

33

26. Данные измерений и результаты расчета овальности занести в таблицу 3 бланка-отчета. 27. Проанализировать результаты внешнего осмотра и произведенных измерений, сформулировать общее заключение, и в частности отметить, к какой категории можно отнести картер коробки передач, прошедший дефектацию (годен, подлежит восстановлению, негоден). 28. По заданному количеству прошедших дефектацию деталей (табл. 6 Приложения) рассчитать коэффициенты годности, сменности и восстановления деталей. Результаты расчетов занести в таблицу 4 бланка-отчета. 29. По согласованию с преподавателем выполнить расчет коэффициентов восстановления для одного из изношенных отверстий под подшипники первичного и вторичного валов или под подшипники промежуточного вала в картере коробки передач. Для расчетов использовать данные таблицы 6 Приложения. 30. Выполнить статистическую обработку изношенных размеров того же отверстия в картере коробки передач, для которого определялся коэффициент восстановления в соответствии с предыдущим пунктом порядка выполнения работы. Исходные данные для расчетов приведены в табл. 6. 31. Построить графики эмпирических и теоретических кривых распределений. На графиках указать зону допустимого отклонения размера отверстия в картере коробки передач. 32. Сделать заключение о соответствии эмпирических данных измерений теоретическому закону распределения. 33. Рассчитать коэффициент восстановления изношенного отверстия в картере коробки передач, для которого выполнялся статистический анализ по допустимой величине отклонения диаметра. 34. Сравнить численные значения коэффициентов восстановления отверстий в картере коробки передач, рассчитанные различными методами. 35. Оформить бланк отчета и сдать преподавателю. 36. Изучить контрольные вопросы по выполненной лабораторной работе.

34

7. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

В отчете, оформленном в специальной лабораторной тетради (бланке-отчете), должны быть указаны: наименование агрегата, материал детали, термообработка рабочих поверхностей, их твердость, схема измерений, результаты внешнего осмотра и измерений по основным рабочим поверхностям согласно технических требований, допустимые отклонения размеров, результаты статистической обработки, расчет коэффициентов годности, сменности и восстановления деталей и их изношенных поверхностей. 8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каково содержание технических условий на контроль-сортировку деталей? 2. Какие дефекты встречаются в картере коробки передач, и какими способами их обнаруживают? 3. Каковы причины, порождающие дефекты картера коробки передач? 4. Понятие о предельном и допустимом размерах деталей. 5. Какие измерительные приборы, инструменты и методы измерений используются при дефектации картера коробки передач? 6. Какие параметры картера коробки передач исследовались на координатно-измерительной машине? 7. Какой закон положен в основу расчета плотности распределения изношенных размеров? 8. Каково назначение коэффициентов сменности, восстановления и годности деталей? 9. Каково назначение коэффициента восстановления рабочих поверхностей деталей? 10. Как определяются коэффициенты сменности, годности и восстановления деталей? 11. Какие методы расчета коэффициента восстановления рабочих поверхностей деталей используются при дефектации деталей?

35

9. ПРИМЕР ДЕФЕКТАЦИИ КАРТЕРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЯ МАЗ 9.1. Контроль пространственной геометрии картера коробки передач автомобиля МАЗ

В качестве примера рассмотрена методика контроля пространственной геометрии картера коробки передач автомобиля МАЗ с помощью универсальной координатно-измерительной машины. Требования к взаимному расположению рабочих поверхностей картера коробки передач должны быть следующие: ‒ отклонение от параллельности осей поверхностей отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов относительно плоскости разъема с верхней крышкой допускается не более 0,12 мм; ‒ отклонение от параллельности оси поверхностей отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов относительно оси поверхностей отверстий под подшипники промежуточного вала не должна превышать 0,08 мм; ‒ отклонение от параллельности оси поверхностей отверстий под ось подшипников блока шестерен заднего хода относительно оси поверхностей отверстий под подшипники промежуточного вала допускается не более 0,03 мм на длине 100 мм; ‒ отклонение от перпендикулярности торцов картера со стороны отверстий под подшипники относительно оси поверхностей отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов не должна превышать 0,07 мм на длине 100 мм; ‒ взаимное биение поверхностей отверстий под ось подшипников блока шестерен заднего хода не должно превышать 0,05 мм; ‒ отклонение осей поверхностей отверстий под подшипники ведущего, ведомого и промежуточного валов от положения в одной плоскости не должно превышать 0,08 мм; ‒ отклонение осей поверхностей отверстий под подшипники промежуточного вала и отверстий под ось подшипников блока шестерен заднего хода допускается не более 0,03 мм на длине 100 мм;

36

‒ расстояние от оси отверстий под ось блока шестерен заднего хода до оси отверстий под подшипники промежуточного вала должно быть (89,25±0,042) мм и до оси отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов ‒ (182,75±0,042) мм; ‒ расстояние между осями отверстий под подшипники промежуточного вала и под подшипники ведущего и ведомого валов должно быть (165,75±0,042) мм; ‒ расстояние от оси установочных отверстий до оси отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов должно быть (136±0,15) мм; ‒ расстояние между осями установочных отверстий должно быть (433±0,05) мм; ‒ расстояние от плоскости разъёма картера коробки передач с верхней крышкой до оси отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов должно быть (109,5±0,2) мм. Допустимые значения размеров диаметров отверстий в картере коробки передач (рис. 10) составляют: ‒ под подшипник ведущего вала (отверстие I) DI = 150+0,04 мм; ‒ под подшипник ведомого вала (отверстие II) DII = 140+0,04 мм; ‒ под передний подшипник промежуточного вала (отверстие III) DIII = 90+0,035 мм; ‒ под задний подшипник промежуточного вала (отверстие IV) DIV = 120+0,035 мм. Результаты 5-кратных измерений значений показаний в конкретной точке поверхностей картера коробки передач в соответствии со схемой измерения (рис. 6) приведены в табл. 5. Наибольшая величина отклонения от плоскостности поверхности Б определяемая по формуле (25) равна: Б

= Пmax − П2 = 0,062 – 0 = 0,062 мм. 5

Разница замеров отклонения от плоскостности в любой точке плоскости Б относительно базовой (нулевой) точки отсчета (точка 2) должна быть не более 0,1 мм. Отклонение от перпендикулярности оси В относительно базовой плоскости А на длине картера коробки передач 455 мм определяем по

37

формуле (30) предварительно определив центры отверстий I и II, соответственно по формулам (26) и (27):

ЦI = ЦII =

П9 + П10 − dш 25 + 165,03 − 10 − П2 = − 0 = 90,015 мм; 2 2

П11 + П12 − dш 29,99 + 160,02 − 10 − П2 = − 0 = 90,005 мм. 2 2 Таблица 5

Номер контрольной точки i на рис. 6

1

2

3

4

5

Среднее значение Пi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

0,02 0 0,03 0,03 0,05 0,05 0,04 0,03 24,99 165,03 30,00 160,00 225,00 305,04 209,97 319,99

0,01 0 0,02 0,03 0,05 0,04 0,04 0,04 25,00 165,02 29,99 160,02 225,01 305,05 209,98 320,00

0,02 0,01 0,03 0,04 0,08 0,06 0,05 0,03 25,01 165,05 29,98 160,04 225,02 305,03 209,99 319,99

0,02 0 0,03 0,04 0,07 0,08 0,05 0,03 25,01 165,03 29,98 160,03 225,01 305,02 209,99 319,99

0,01 ‒0,01 0,02 0,03 0,06 0,04 0,05 0,02 24,99 165,02 30,00 160,01 225,01 305,01 209,97 319,98

0,016 0 0,026 0,034 0,062 0,054 0,046 0,03 25,00 165,03 29,99 160,02 225,01 305,03 209,98 319,99

Номера измерений

Тогда неперпендикулярность оси В относительно плоскости А равна: ┴в =

(ЦII − ЦI ) ⋅ 100 (90,005 − 90,015) ⋅ 100 = = −0,002 мм. 455 LI−II

Отклонение от перпендикулярности оси В относительно базовой плоскости А картера коробки передач автомобиля МАЗ на условной длине 100 мм должна быть не более ┴в = 0,07/100 мм. Отклонение от параллельности плоскости Б относительно заданной чертежом оси В определяемая по формуле (31) равна:

/ / Б = (ЦII − П2 ) − (ЦI − П6 ) = (90,005 − 0) − (90,015 − 0,054) = 0,044 мм.

38

Отклонение от параллельности осей поверхностей отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов относительно плоскости разъема с верхней крышкой допускается не более 0,12 мм. Отклонение от параллельности оси » относительно базовой оси В определяем по формуле (32) предварительно определив центры отверстий III и IV, соответственно по формулам (28) и (29):

ЦIII =

П13 + П14 − dш 225,01 + 305,03 − 10 − П2 = − 0 = 260,02 мм. 2 2

П15 + П16 − dш 209,98 + 319,99 − 10 − П2 = = 259,985 мм. 2 2 Тогда отклонение от параллельности оси Г относительно базо-

ЦIV =

вой оси В равна: / / Г = (ЦIV − ЦII ) − (ЦIII − ЦI ) =

= (259,985 − 90,005) − (260,02 − 90,015) = −0,025 мм. Отклонение от параллельности оси поверхностей отверстий под подшипники промежуточного вала (ось Г) относительно оси поверхностей отверстий под подшипники ведущего и ведомого валов (ось В) не должна превышать 0,08 мм. Диаметры отверстий в картере, определяемые по формуле (33) равны. Для отверстия I:

DI = П10 − П9 + dш = 165,03 − 25,0 + 10 = 150,03 мм. Для отверстия II:

DII = П12 − П11 + dш = 160,02 − 29,99 + 10 = 140,03 мм. Для отверстия III:

DIII = П14 − П13 + dш = 305,03 − 225,01 + 10 = 90,02 мм. Для отверстия IV:

DIV = П16 − П15 + dш = 319,99 − 209,98 + 10 = 120,01 мм. Допустимые значения размеров отверстий картера коробки передач автомобиля МАЗ принимаются в соответствии с техническими требованиями на его изготовление.

39

9.2. Пример расчета коэффициентов сменности, годности и восстановления картера коробки передач автомобиля КамАЗ

Коэффициенты сменности, годности и восстановления картера коробки передач определяются по формулам (12), (13) и (14) по результатам дефектации, представленным в табл. 6 Приложения. Номера картеров и номер дефекта задаются преподавателем индивидуально. Согласно техническим требованиям на дефектацию картера коробки передач автомобиля КамАЗ (табл. 4), при наличии на детали дефектов в виде трещин длиной более 50 мм, картер бракуется. Таких деталей в табл. 6 Приложения содержится две единицы (13-й и 26-й картеры). Следовательно, nсмд 2 KСМд = = = 0,067. 30 n В таблице 6 Приложения имеется один картер (19-й картер), который не содержит ни одного дефекта. Следовательно, nгд 1 KГд = = = 0,033. 30 n Остальные картеры коробки передач подлежат восстановлению по различным дефектам с использованием различных технологических воздействий. Следовательно, n ‒ (nсмд ‒ nгд ) 30 ‒ (2 + 1) KВд = = = 0,9. 30 n Расчет коэффициента восстановления поверхностей картера коробки передач выполнен на примере отверстия под стакан подшипников промежуточного вала (дефект 3, заднее отверстие, табл. 6 Приложения). Коэффициент восстановления изношенного отверстия определяется по формулам (16) или (17). В представленной табл. 6 Приложения количество картеров, имеющих указанный дефект, составляет nВ отв = 11. Следовательно, 11 nВ отв KВ отв = = = 0,41 27 nВ д или

KВ отв =

11 nВ отв = = 0,41. 0,9·30 KВ д ·n

40

Расчет коэффициента восстановления поверхностей картера коробки передач по допустимой величине размера выполнен также для отверстия под стакан подшипников промежуточного вала (дефект 3, заднее отверстие, табл. 6 Приложения). Статистические характеристики эмпирического распределения размеров отверстия имеют следующие показатели: Dи = 120,049 мм и σDи = 0,024 мм. Минимальный размер отверстия по рабочему чертежу картера коробки передач (табл. 4), составляет DА = 120,00 мм. Наибольший размер отверстия, допустимый без ремонта (табл. 4), составляет DВ = 120,054 мм. Наименьшая величина нормированного отклонения размера отверстия, определяемая по формуле (21) будет:

to =

DА ‒ Dи 120 ‒ 120,049 = = ‒2,04. σD И 0,024

Наибольшая величина нормированного отклонения размера отверстия, определяемая по формуле (22) будет:

tr =

DВ ‒ Dи 120,054 ‒ 120,049 = = 0,21. σD И 0,024

По таблице 3 (по значениям нормированных отклонений to и tr) определяем процент годных UГ поверхностей отверстий под стакан подшипников промежуточного вала коробки передач. Используя линейную интерполяцию для выполненных расчетов, имеем UГ = 58%. Коэффициент восстановления данного отверстия, рассчитанный по формуле (24), составляет KВ отв = 0,42.

41

ПРИЛОЖЕНИЕ ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ПО ДЕФЕКТАЦИИ КАРТЕРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Таблица 6 Результаты дефектации картеров коробок передач автомобилей КамАЗ по альтернативному признаку № картера 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

Номера дефектов согласно эскизу картера (рис. 10) 2 3 2 (заднее) 3 (заднее) 4 5 6 (переднее) (переднее) 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1

7

8

1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1

42

Таблица 7 Замеры отверстий в картерах коробок передач автомобилей КамАЗ, поступивших в ремонт № картера 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Номера и место расположения отверстий согласно эскизу картера (рис. 10) 2 (переднее) 2 (заднее) 3 (переднее) 3 (заднее) 2 3 4 5 150,02 150,03 120,02 120,04 150,01 150,01 120,02 120,05 150,02 150,05 120,02 120,03 150,04 150,03 120,02 120,02 150,01 150,01 120,05 120,07 150,05 150,06 120,05 120,07 150,01 150,01 120,06 120,03 150,07 150,02 120,05 120,05 150,01 150,02 120,01 120,02 150,03 150,03 120,03 120,06 150,03 150,07 120,02 120,07 150,01 150,03 120,01 120,01 150,02 150,02 120,03 120,00 150,02 150,06 120,00 120,03 150,03 150,01 120,02 120,02 150,00 150,00 120,06 120,08 150,01 150,00 120,01 120,07 150,00 150,00 120,01 120,03 150,00 150,00 120,03 120,02 150,02 150,01 120,01 120,08 150,01 150,02 120,02 120,03 150,00 150,00 120,01 120,04 150,04 150,00 120,04 120,02 150,00 150,00 120,00 120,00 150,00 150,06 120,00 120,03 150,00 150,01 120,04 120,07 150,00 150,02 120,06 120,07 150,00 150,03 120,05 120,01 150,02 150,04 120,02 120,06 150,03 150,05 120,00 120,02 150,01 150,04 120,04 120,02 150,02 150,03 120,02 120,03 150,03 150,05 120,01 120,00 150,05 150,00 120,01 120,08 150,02 150,01 120,00 120,04 150,01 150,02 120,04 120,04 150,03 150,01 120,01 120,02 150,01 150,03 120,00 120,01 150,04 150,08 120,02 120,05 150,02 150,03 120,02 120,08

43

Продолжение табл. 7 1 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

2 150,02 150,03 150,06 150,06 150,01 150,04 150,01 150,04 150,01 150,02 150,05 150,03 150,04 150,05 150,02 150,01 150,02 150,05 150,04 150,04 150,02 150,07 150,02 150,02 150,05 150,06 150,01 150,03 150,02 150,03 150,03 150,05 150,02 150,03 150,03 150,04 150,03 150,04 150,04 150,06 150,04 150,03 150,04 150,03 150,07 150,02

3 150,00 150,01 150,04 150,03 150,03 150,04 150,04 150,04 150,02 150,02 150,06 150,03 150,01 150,05 150,01 150,02 150,03 150,05 150,05 150,01 150,04 150,06 150,02 150,04 150,05 150,08 150,04 150,00 150,04 150,08 150,09 150,04 150,01 150,04 150,03 150,01 150,04 150,02 150,03 150,04 150,04 150,03 150,02 150,03 150,05 150,06

4 120,00 120,01 120,01 120,03 120,05 120,07 120,03 120,04 120,01 120,01 120,02 120,04 120,01 120,03 120,01 120,04 120,04 120,00 120,04 120,03 120,06 120,01 120,00 120,06 120,03 120,02 120,05 120,06 120,08 120,08 120,02 120,04 120,04 120,05 120,03 120,00 120,04 120,02 120,07 120,02 120,10 120,04 120,03 120,03 120,02 120,07

5 120,01 120,02 120,03 120,02 120,04 120,10 120,05 120,04 120,05 120,02 120,05 120,04 120,02 120,03 120,06 120,07 120,00 120,07 120,04 120,00 120,05 120,06 120,01 120,02 120,01 120,03 120,07 120,03 120,03 120,08 120,02 120,03 120,04 120,03 120,04 120,01 120,05 120,04 120,08 120,04 120,03 120,06 120,04 120,04 120,07 120,03

44

Окончание табл. 7 1 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120

2 150,07 150,05 150,04 150,09 150,04 150,05 150,02 150,06 150,08 150,03 150,04 150,05 150,04 150,05 150,05 150,02 150,05 150,05 150,02 150,08 150,05 150,03 150,04 150,08 150,10 150,06 150,04 150,03 150,06 150,03 150,03 150,04 150,03 150,06

3 150,08 150,03 150,04 150,06 150,01 150,04 150,07 150,02 150,07 150,02 150,03 150,07 150,02 150,05 150,04 150,02 150,05 150,05 150,02 150,05 150,08 150,03 150,06 150,07 150,05 150,09 150,03 150,02 150,09 150,02 150,05 150,10 150,03 150,07

4 120,04 120,02 120,02 120,03 120,03 120,03 120,03 120,03 120,05 120,04 120,04 120,06 120,05 120,03 120,07 120,03 120,06 120,04 120,02 120,05 120,04 120,03 120,02 120,03 120,05 120,04 120,06 120,05 120,07 120,04 120,03 120,05 120,03 120,05

5 120,04 120,04 120,04 120,05 120,07 120,05 120,05 120,03 120,08 120,06 120,08 120,05 120,03 120,06 120,08 120,04 120,10 120,06 120,03 120,06 120,05 120,05 120,06 120,01 120,06 120,09 120,06 120,09 120,10 120,04 120,08 120,01 120,06 120,06