Измерение износа и деформации

Наружный осмотр. Сборочные единицы и детали осматривают визуально невооруженным глазом или с помощью луп с 5... 10-кратным увеличением, а также проверяют оптическими приборами — микроскопами, эндоскопами, перископическими дефектоскопами и т.п. — для выявления видимых дефектов: рисок, надиров, вмятин, отколов, оплавлений, раковин коррозионного или кавитационного происхождения, выкрашивания усталостного происхождения, трещин и др.

Получили распространение линзовые (жесткие) и волоконные (гибкие) эндоскопы, с помощью которых можно определять перечисленные дефекты на поверхностях деталей сборочных единиц, недоступных прямому наблюдению. Эндоскопами можно проверять состояние внутренних поверхностей различных сборочных единиц, имеющих закрытые полости, например камеры сгорания дизеля, внутренних полостей турбокомпрессора, различных редукторов. Особое внимание обращают на поверхности, расположенные в зонах высоких тепловых и механических нагрузок, а также в зонах конструктивных и технологических концентраторов напряжений.

Измерение износа и деформации. Изнашиванием называется процесс постепенного разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела, а также изменения размеров и (или) формы тела, вызванный деформацией при трении. Износ деталей — это результат изнашивания, определяемый в единицах длины, объема, массы и др. Изнашивание зависит от материала и качества трущихся поверхностей, характера и скорости их взаимного перемещения, вида и значения нагрузок, вида трения, смазывания и многих других факторов.

Износ деталей можно определить непосредственным измерением (микрометрией) или косвенными методами. При непосредственном измерении размер определяют с помощью шаблонов и по показаниям прибора, контактирующего с измеряемой деталью. При косвенном методе размер определяют путем пересчета результата изменения другой величины, связанной с искомой известной зависимостью. Для определения износа деталей методом микрометрии объект разбирают и детали измеряют специальным инструментом в местах предположительного износа или деформации.

Средства измерения. К простейшим средствам измерения, применяемым при ремонте, относятся концевые меры (плитки), щупы, калибры, масштабные линейки.

Концевые меры — меры длины, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими параллельными измерительными поверхностями. Образцовые концевые меры предназначены для проверки и градуировки средств измерений, а рабочие — для измерения размеров деталей.

Щупами измеряют зазоры между различными сопрягаемыми деталями. Они представляют собой наборы стальных пластин калиброванной толщины.

Калибры — однозначные меры для контроля размеров, формы или взаимного расположения деталей в сборочной единице.

Масштабная линейка — одна из самых простых многозначных мер, с помощью которой можно проводить измерения с погрешностью до 0,5 мм.

К универсальным средствам измерения относятся штангенинструменты и микрометрические инструменты, предназначенные для измерения линейных размеров. К штангенинструментам относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмусы, штангензубомеры.

Штангенциркуль — прибор для измерения наружных и внутренних размеров деталей (рис.1, а).

Штангенглубиномер предназначен для измерения глубин отверстий, пазов, расстояний между двумя плоскостями канавок, уступов и др.

Штангенрейсмусом измеряют расстояния между двумя плоскостями, расположенными на наружной поверхности детали.

Штангензубомер используют для измерения толщины зубьев шестерен на заданном расстоянии от окружности выступов (по делительной окружности).

Микрометрическими называют инструменты с точным (микрометрическим) винтом. По назначению к ним относятся микрометры для измерения внутренних (рис.1, б) и наружных (рис.1, в) размеров; микрометрические глубиномеры (см. рис.1, г); резьбовые микрометры; резьбовые микрометрические нутромеры.

Резьбовой микрометр предназначен для измерения среднего диаметра наружных резьб, а микрометрический нутромер — среднего диаметра внутренних резьб.

К рычажно-механическому измерительному инструменту относятся индикаторы часового типа, индикаторные нутромеры и др.

Индикатор часового типа служит для определения отклонений поверхностей деталей от правильной геометрической формы и для измерения небольших линейных перемещений.

Индикатор часового типа (рис. 2) состоит из корпуса 12, направляющих втулок 2 и 10, в которых измерительный стержень 1 под действием пружины 3 перемещается в крайнее нижнее положение. Измерительный стержень при перемещении с помощью зубчатой рейки 9 и шестерен 4, 7, 8 вращает малую 11 и большую 6 стрелки индикатора. Шестерня 16 с пружиной 15 устраняют погрешность от бокового зазора в зубчатых зацеплениях, обеспечивая зацепление по одной стороне зубьев.

Рис.1. Универсальные средства измерения:

а - штангенциркуль; б - микрометр для внутренних измерений; в - микрометр для наружных измерений; г - микрометрический глубиномер. Устройство: 1 - нониус; 2 - рамка; 3 - линейка; 4 - штанга; 5 - микрометрический винт; 6 - неподвижная пята; 7 - подвижная пята; 8 - скоба; 9 – основание.

Циферблат индикатора имеет большую (подвижную) 5 и малую 13 шкалы. Передаточные отношения в индикаторе подобраны так, что перемещению стержня на 1 мм соответствует один оборот большой стрелки 6 и поворот малой стрелки 11 на одно деление. Большая шкала имеет 100 делений, цена одного деления равна 0,01 мм, цена деления малой шкалы — 1 мм.

Перед началом измерения корпус индикатора размещают относительно измеряемой поверхности детали так, чтобы малая стрелка установилась на каком-либо делении, обеспечивая тем самым «натяг», т.е. возможность перемещения стержня в обе стороны от исходного положения. Затем вращением подвижной шкалы за ободок 14 совмещают нулевое деление с показанием большой стрелки. Перемещение измерительного стержня индикатора в миллиметрах определяют по показанию малой стрелки, а в сотых долях — по показанию большой стрелки.

Рис.2. Индикатор часового типа:

1 - измерительный стержень; 2, 10 - направляющие втулки; 3 - пружина; 4, 7, 8 - шестерни; 5 - большая (подвижная) шкала; 6 - большая стрелка индикатора; 9 - зубчатая рейка; 11 - малая стрелка индикатора; 12 - корпус; 13 - малая шкала; 14 - ободок корпуса; 15 - пружина; 16 - шестерня

Индикаторный нутромер (рис.3) служит для измерений относительной величины отверстий. Основная составная часть индикаторного нутромера — индикатор часового типа 9, который с помощью направляющей втулки 8 и винта 7 закрепляют на трубке 4, жестко соединенной с корпусом 3 нутромера. Наконечник 6 индикатора упирается в подвижный стержень 5. Этот стержень через двуплечий рычаг 2 связан со стержнем 7, перемещающимся в направляющей корпуса 3. С противоположной стороны корпуса с помощью винта 10 жестко закреплен сменный стержень 11. Если нажать на стержень 7, то он, скользя по направляющей, повернет двуплечий рычаг 2 против часовой стрелки, который в свою очередь переместит стержень 5 вверх. При этом ножка индикатора через передаточный механизм повернет стрелку индикатора на определенный угол.

Перед началом измерения индикаторный нутромер настраивают на определенный размер по эталону (например, микрометрической скобе) с натягом 1 ...2 мм (т.е. при повороте малой стрелки индикатора на 1... 2 оборота). Отклонение стрелок индикатора от начального положения, зафиксированного при настройке, укажет на отличие измеряемого размера детали от размера эталона.

Р ис.3. Принципиальная схема индикаторного нутромера:

1 - стержень; 2 - двуплечий рычаг; 3 - корпус; 4 - трубка; 5 - подвижный стержень; 6 - наконечник; 7 - винт; 8 - направляющая втулка; 9 - индикатор часового типа; 10 - винт; 11 - сменный стержень

Оптические средства измерения применяют для особо точных измерений относительных величин. К ним относятся оптиметры и измерительные микроскопы. Оптиметр предназначен для точных измерений линейных величин относительным методом.

При капитальном и текущем ремонтах межтележечного сочленения электровозов ВЛ8 и ВЛ23 разрешается:

1) наплавлять изношенные поверхности шкворня, если износ его достиг не более 5 мм по диаметру, а также изношенные поверхности шара и гнезда шара (рис.

2) приваривать стальные шайбы к внутренним поверхностям приливов балки или наплавлять их для регулировки зазора между приливами балки и гнездом шара;

3. наплавлять цилиндрические вырезы в балке под гнездо шара;

3. приваривать накладки межтележечного сочленения.

Наплавка изношенных поверхностей шара и гнезда шара

межтележечного сочленения

При текущем ремонте разрешается:

1. заваривать трещины во фланце гнезда шара, занимающие не более 30% окружности фланца;

1. приваривать новый фланец гнезда шара (рис.2);

1. наплавлять изношенные поверхности промежуточного звена и корпуса сочленения электровоза серии К электродами типов Э42А, Э46А, Э50А с предварительным подогревом до температуры 300-350°С.

Запрещается при капитальном и текущем ремонтах заваривать трещины в шкворне сочленения, а также приваривать гнездо шкворня и ослабшие втулки к приливу балки.

Трещины во фланцах гнезда шара заваривать V-образным швом электродами типа Э42А или Э50А с предварительным подогревом до температуры 300-350°С. Наплавку изношенных мест гнезда, шара и шкворня производить ручной дуговой, автоматической, механизированной (полуавтоматической) или вибродуговой наплавкой.

Приварку накладок, изготовленных из марганцовистых сталей, производить согласно указаниям.

Фланец гнезда шара межтележечного сочленения

При капитальном ремонте межтележечного соединения электровозов ЧС разрешается наплавлять с последующей механической обработкой:

1. изношенные поверхности пальца и ступицы при ослаблении посадки пальца;

1. цапфу при износе по диаметру более 1 мм с последующей термической обработкой;

2. поверхности поперечного вала изношенные более 1 мм по разъему;

3. поверхности опорных шайб изношенные более 1 мм;

4. цапфы толкателей с износом по диаметру сверх допустимых норм;

6. изношенные валики водил и болт муфты;

6. поверхности опор, пружин, крышек, головок водил, и муфты;

6. заваривать трещины в сварных швах водила. Заварка трещин в остальных местах и деталях водила, а также на муфте запрещается;

7. заваривать швы в месте приварки накладки к направляющим муфты.

При капитальном и текущем ремонте электровозов ЧС4 разрешается заварка трещин в щеках кронштейнов крепления водила межтележечного сочленения, в шве приварки кронштейна к раме тележки, а также усиление кронштейна путем установки дополнительных ребер (рис.3).

При текущем ремонте работы по заварке трещин в кронштейнах могут производиться без выкатки тележек, если трещины не распространяются в сварной шов и концевую балку рамы тележки. Заварку трещин в сварном шве и балке, а также усиление кронштейна производить на выкаченной тележке.

Технологический процесс ремонта кронштейна крепления водила межтележечного сочленения заключается в следующем:

1. определить контуры трещин, засверлить их концы сверлом диаметром 6-12 мм дальше конца трещины на 3-5 мм и раззенковать на 1/2-1/3 глубины. Разделать трещину под заварку;

1. заваривать трещину после предварительного подогрева до температуры 250-300°С. Первый слой выполнять электродом диаметром 3 мм, а последующие 4 мм. Для сварки использовать электроды УОНИ-13/45, предварительно просушенные при 250°С в течение часа. После заварки произвести, при наличии доступа с обратной стороны, подварку корня шва. При невозможности подварки корня необходимо обеспечить полный провар разделки на всю толщину разделки;

Заварка трещин и усиление кронштейна крепления

водила межтележечного сочленения

2. произвести усиление наплавкой сварного шва приварки кронштейна к нижнему листу задней концевой балки рамы тележки, используя электроды УОНИ-13/45 диаметром 4 мм, и приварить два усиливающих ребра (см. рис. 3). Непровар, раковины, поры, шлаковые включения и подрезы основного металла не допускаются;

3. после охлаждения произвести шлифовку сварных швов, обеспечив плавный переход шва на основной металл;

4. перед началом работ из рамы тележки вывернуть пробки-заглушки с целью исключения их вырыва газами, скопившимися внутри коробчатых балок рамы;

5. при текущем ремонте ТР-3 и капитальных КР-1 и КР-2 сварочные работы производить на разобранной раме, а заварку усиливающих ребер — в нижнем и вертикальном положении. Потолочная сварка не допускается.