Определение технического состояния деталей ремонтного фонда и их сортировка
Очищенные детали ремонтного фонда сортируют на три группы: годные для дальнейшего применения, подлежащие восстановлению (исходные заготовки) и утильные. Содержание работ по определению технического состояния этих деталей (дефектация) состоит в измерении значений установленных параметров и отнесению их к одной из трёх названных групп. На исходных заготовках находят сочетания повреждений и устанавливают маршруты восстановления. Работы выполняют на сортировочном участке.
Классификация дефектов и средств, применяемых при дефектации деталей, представлена на рисунке 3.9.
|
Рисунок 3.9 – Классификация средств дефектации деталей |
В процессе контроля детали сортируют на пять групп и маркируют краской соответствующего цвета: годные (зелёным), годные в соединении с новыми или восстановленными до номинальных размеров деталями (жёлтым), подлежащие ремонту на данном ремонтном предприятии (белым), подлежащие восстановлению на специализированных ремонтных предприятиях (синим) и негодные – утиль (красным). Годные детали транспортируют в комплектовочное отделение или на склад, требующие восстановления – на склад деталей, ожидающих восстановления, или непосредственно на соответствующие участки, негодные – на склад утиля.
Обычно контролируют только те параметры деталей, которые могут изменяться в процессе эксплуатации. Многие детали имеют по несколько дефектов, каждый из которых требует проверки. Для уменьшения трудоёмкости дефектации необходимо придерживаться той последовательности контроля, которая указана в технологических картах, где вначале приведены наиболее часто встречающиеся дефекты.
Операции по определению повреждений деталей следующие: простукивание и наружный осмотр; измерение линейных и угловых размеров; измерение параметров формы и расположения поверхностей; обнаружение поверхностных трещин; определение течей; измерение специальных характеристик.
Органолептические способы. Простукивание применяют для определения «ослабленных» посадок шеек, шипов, штифтов и заклёпок в отверстиях и контроля резьбовых соединений с натягом. Резьбы с натягом разбирают только при необходимости.
Обломы, разрушенные резьбы и большие наружные трещины выявляют осмотром. Применяют лупы (складные, штативные), микроскопы (отсчётные, бинокулярные).
Измерение размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей из-за их многообразия осуществляется с помощью различных контрольно-измерительных средств и методов измерения.
При дефектации используют следующие методы измерения: абсолютный, когда прибор показывает абсолютное значение измеряемого параметра, и относительный – отклонение измеряемого параметра от установленного размера.
Искомое значение можно отсчитывать непосредственно по прибору (прямой метод) или по результатам измерения другого параметра, связанного с искомым непосредственной зависимостью (косвенный метод). Примером последнего может служить применение ротаметров для определения степени годности прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры (втулок плунжеров, сёдел клапанов, корпусов распылителей). Здесь непосредственно измеряется расход воздуха в зазорах между насадкой ротаметра и отверстием прецизионной детали. Чтобы установить размер отверстия, нужно использовать зависимость между зазором в соединении и расходом воздуха.
По числу измеряемых параметров методы контроля подразделяют на дифференциальные и комплексные. При первом измеряют значение каждого параметра, при втором – суммарную погрешность отдельных геометрических размеров изделия. Примером комплексного метода может служить определение степени годности подшипников качения по радиальному зазору. Изменение последнего связано с износом беговых дорожек внутреннего и наружного колец, а также элементов качения (шариков, роликов).
Если измерительный элемент прибора непосредственно соприкасается с контролируемой поверхностью, то такой метод называют контактным, а если нет – бесконтактным.
Наиболее часто применяют следующие средства измерения: калибры, универсальные измерительные средства и специальные приборы.
Калибры – это бесшкальные измерительные инструменты для контроля отклонений размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей без определения численного значения измеряемого параметра. Широко распространены предельные калибры, ограничивающие крайние предельные размеры деталей и распределяющие их на три группы: годные, подлежащие восстановлению и негодные.
Универсальные инструменты и приборы служат для нахождения значения контролируемого параметра в определённом интервале его значений. Обычно применяют следующие измерительные средства: штриховые инструменты с нониусом (штангенциркуль, штангенглубиномер, штангенрейсмус и штангензубомер), микрометрические (микрометр, микрометрический нутромер и глубиномер), механические приборы (миниметр, индикатор часового типа, рычажная скоба и рычажный микрометр), пневматические приборы давления (манометры) и расхода (ротаметры).
Универсальный измерительный инструмент служит для определения износа резьб (резьбовые микрометры, резьбовые микрометрические нутромеры и др.), а также параметров зубчатых колес (шагомеры, биениемеры и др.).
Специальные измерительные средства предназначены для контроля отдельных деталей с высокой производительностью и точностью. К ним относят, например, приборы для проверки изгиба и скрученности шатунов и радиального биения подшипников качения, оправки для проверки соосности опор коренных подшипников блока цилиндров и др.
При выборе средств измерения необходимо учитывать их метрологические характеристики (цена и интервал деления шкалы, точность отсчёта, погрешность и пределы измерения), а также точность изготовления измеряемого элемента детали (поле допуска).
Обнаружение поверхностных усталостных трещин. При ремонте для обнаружения трещин и других дефектов применяют методы гидравлических испытаний, проникающих веществ, магнитный, ультразвуковой и др. методы. Два первых метода применяют только для обнаружения трещин. Остальные являются универсальными и позволяют обнаружить на деталях не только трещины, но и внутренние пороки металла (поры, раковины и т. п.). Перспективно применение рентгено- и гаммадефектоскопии.
Метод гидравлических испытаний применяют для обнаружения трещин в полых деталях (баки, головки и блоки цилиндров, радиаторы, трубопроводы и др.). При испытании полости деталей заполняют водой или дизельным топливом, создают заданное техническими условиями давление и затем после выдержки осматривают деталь или узел. О наличии трещин судят по подтеканию жидкости. Трещины можно обнаружить, используя сжатый воздух. Внутренние полости заполняют сжатым воздухом, а баки погружают в ванну с водой. Выходящий из трещины воздух обнаруживается по пузырькам над поверхностью воды. Этим методом можно обнаружить сквозные, сравнительно большие трещины.
Метод проникающих веществ заключается в изменении светоотдачи дефектов, заполненных с поверхности специальными свето- и цветоконтактными жидкостями. В зависимости от их состава метод имеет следующие разновидности: керосиновой пробы, метод красок и люминесцентный.
Метод керосиновой пробы заключается в следующем. Поверхность проверяемой детали смачивают керосином. После выдержки в течение 1–2 минут эту поверхность насухо протирают и покрывают мелом. Керосин, проникший в трещины, выступает на поверхность мелового покрытия, чётко определяя границы трещины. Этот метод очень прост, не требует специального оборудования и поэтому широко используется (особенно при проверке рам). Однако с помощью такого метода невозможно выявить трещины шириной менее 0,03–0,05 мм.
Метод красок основан на способности красок к взаимной диффузии. Для обнаружения трещин поверхность детали обезжиривают бензином и покрывают красной краской, которую через 5–6 минут смывают растворителем. После этого поверхность покрывают белой краской. Красная краска выступает из трещины и окрашивает белое покрытие, обозначая границы трещины. Метод красок позволяет обнаруживать трещины шириной не менее 0,01–0,03 мм.
Люминесцентный метод дефектоскопии основан на способности некоторых веществ (люминофоров) светиться под воздействием ультрафиолетовых лучей. Для выявления трещин на поверхность детали наносят люминофор. После выдержки в течение 5–6 минут люминофор с поверхности удаляют, затем наносят слой талька с целью извлечения люминофора из трещины. Впитанное тальком флюоресцирующее вещество ярко светится в ультрафиолетовых лучах. Контроль деталей на наличие трещин этим методом выполняют на специальных люминесцентных дефектоскопах. Люминесцентный метод даёт возможность выявить трещины шириной до 0,01 мм.
Магнитный метод применяют для обнаружения дефектов в деталях, изготовленных из ферромагнитных материалов. Он основан на явлении возникновения магнитного поля рассеяния в месте расположения дефекта. Магнитный поток, встречая на своём пути дефект с низкой магнитной проницаемостью по сравнению с ферромагнитным материалом детали, огибает его. Часть магнитных силовых линий выходит за пределы детали, образуя поле рассеяния. Наличие последнего, а следовательно, и дефекта обнаруживают различными способами (магнитопорошковым, магнитографическим и феррозондовым).
При магнитопорошковом способе для обнаружения магнитного потока рассеяния используют магнитные порошки или их суспензии. Проявляющий материал наносят на поверхность изделия. Под действием магнитного поля рассеяния частицы порошка концентрируются около дефекта. Форма его скоплений соответствует очертанию дефекта.
Сущность магнитографического способа заключается в намагничивании изделия при одновременной записи магнитного поля на магнитную ленту, которой покрывают деталь, и последующей расшифровке полученной информации.
Для обнаружения дефектов феррозондовым способом применяют феррозондовые преобразователи.
Ультразвуковой метод основан на свойстве ультразвуковых колебаний (волн) прямолинейно распространяться в однородном твёрдом теле и отражаться от границ раздела сред с различными акустическими сопротивлениями, в том числе нарушенной сплошности материала (трещин, раковин, расслоений и др.).
Наибольшее применение нашли ультразвуковые дефектоскопы, работающие по принципу излучения и приёма бегущих и стоячих акустических волн (рис. 3.10). В свою очередь, устройства, в которых применяют бегущие волны, делят на три группы: использующие прохождение и отражение волн и импедансные.
Способы прохождения волн подразделяют на теневой и временной. Теневой способ учитывает уменьшение амплитуды волны, прошедшей повреждение. Временной способ основан на запаздывании импульса, вызванного огибанием повреждения волнами.
Способ отражения волн (эхоспособ) основан на сопоставлении времени перемещения отраженных волн от повреждения и противоположной поверхности изделия. Эхоспособ применяют в том случае, когда доступ к поверхности детали возможен с одной стороны.
Импедансный способ основан на анализе изменения механического импеданса поврежденного участка поверхности контролируемого объекта, с которым взаимодействует преобразователь. Об изменении импеданса судят по характеристикам колебаний преобразователя: частоте, амплитуде или фазе.
Сравнительный ультразвуковой способ основан на сопоставлении реальной ультразвуковой характеристики изделия с эталонной. В детали с помощью преобразователя возбуждают вибрации в ультразвуковом диапазоне. По мере диссипирования акустической энергии изменяется частота колебаний детали. Полученные приёмным преобразователем вибрационные сигналы поступают в прибор и после усиления и фильтрации анализируются блоком обработки. Значения амплитуд и частот сигналов, а также некоторые спектральные характеристики (в первую очередь распределения частот) сравнивают с эталонными, хранящимися в блоке памяти прибора, и на основании этого сравнения делают вывод о годности детали к восстановлению. Эталонные значения вибрационных сигналов получают с заведомо годной для восстановления детали.
|
Рисунок 3.10 – Классификация акустических способов определения повреждений |
Наличие повреждений или изменение свойств материала при резонансном способе определяют по изменению резонансных частот по сравнению с этими частотами для годной детали.
Согласно способу свободных колебаний в части изделия ударом возбуждают механические колебания и анализируют спектр возбуждаемых частот. В изделиях с трещинами спектр, как правило, смещается в высокочастотную сторону.
Неразрушающий контроль внутренней структуры радиопрозрачных изделий, а также текстуры материалов ведут с помощью радиоинтроскопов, работающих в режиме сканирования. Информация о внутренней структуре материалов содержится в амплитуде, фазе и характере поляризации отражённой или прошедшей волны. Физико-механические свойства материалов (величина зерна, модуль упругости, твёрдость, текстура и др.) могут определяться акустическими средствами путём измерения скорости распространения и коэффициента затухания упругих волн, характеристического импеданса и др.