PL203910B1 - Bezdemontażowy sposób określenia ilościowego zużycia powierzchni elementów maszyn oraz zmiany kształtu powierzchni i formy elementów maszyn - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest bezdemontażowy sposób określenia ilościowego zużycia elementów maszyn oraz zmiany kształtu powierzchni i formy elementów maszyn służący do uzyskania rzeczywistych wartości wymiarów części oraz zmiany kształtu powierzchni - płaskości, okrągłości, walcowości i innych.

Znany jest sposób ilościowego określenia zużycia elementów maszyn podczas badań weryfikacyjnych polegający na zastosowaniu sztucznych baz naniesionych na powierzchnie części maszyn (Awdeew M, Wołowik E., Ulman I. Technologia remonta maśin i oborudowania. Moskwa, Agropromizdat, 1986). Pozwala on na pomiar początkowy określonego wymiaru bazy sztucznej wykonanej w postaci wgłębienia na powierzchni części oraz pomiar tego samego wymiaru po pewnym czasie eksploatacji części. Wartość ilościowa zużycia części określa się na podstawie wzorów:

dla przykładu przedstawionego na fig. 1 H = h₁ - h₂ = 1 / 8(l₁ ² -l2²)(1/k1 ±1/ R) dla przykładu przedstawionego na fig. 2 przy kącie piramidy α H =

2tga (d1 - d2).

Należy podkreślić, iż pomiar wielkości d2, lub l2 powinien być prowadzony przy zastosowaniu odpowiednich urządzeń posiadających skalę mikrometryczną podczas prac weryfikacyjnych z demontażem części.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 130440 sposób badania i pomiaru zużycia płaszczyzn narażonych na ścieranie polegający na tym, że sztuczne bazy w postaci zagłębień wykonuje się jednorazowo co najmniej 6 zagłębień zlokalizowanych w okręgu o promieniu około 20 mm, nakłada pierścień stalowy tak, aby obejmował wszystkie zagłębienia, wlewa się do pierścienia żywicę. Po jej zastygnięciu zdejmuje się krążek wraz z wlewem i mierzy się odległość odstępu krawędzi każdej repliki wzdłuż przekątnej jej przekroju poprzecznego, oblicza ich średnią, po czym po określonym czasie pracy, powtórnie wykonuje się repliki, dokonuje pomiarów oraz oblicza się średnią odległość krawędzi replik, a następnie oblicza się różnicę średnich, która stanowi miarę zużycia powierzchni.

Bezdemontażowy sposób ilościowego określenia zużycia powierzchni elementów maszyn według wynalazku, polegający na wykonaniu sztucznych baz w postaci wgłębienia na powierzchni badanego elementu charakteryzuje się tym, że wewnątrz sztucznej bazy w postaci wgłębienia o określonym wymiarze, poniżej jego dolnej krawędzi, wykonuje się drugie wgłębienie o wzorcowym wymiarze, którego wartość nie ulega zmianie podczas eksploatacji. Przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się określony wymiar pierwszego wgłębienia oraz wzorcowy wymiar drugiego wgłębienia, następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego obydwa wymiary. Wzorcowy wymiar drugiego wgłębienia wykorzystuje się jako skalę do obliczenia wielkość zużycia H, którą to wielkość oblicza się według znanych wzorów. Korzystnie wykonuje się wgłębienia o przekroju podłużnym w kształcie półkola o promieniach odpowiednio k1 i k2, przy czym promień k1 pierwszego wgłębienia jest mniejszy od promienia k2 drugiego wgłębienia. Korzystnie wykonuje się wgłębienia o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.

Inny sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że obok sztucznej bazy w postaci wgłębienia o określonym wymiarze wykonuje się osobny otwór o wzorcowym wymiarze, który nie ulega zmianie podczas eksploatacji. Przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się określony wymiar pierwszego wgłębienia oraz wzorcowy wymiar otworu, następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego obydwa wymiary. Wzorcowy wymiar osobnego otworu wykorzystuje się jako skalę do obliczenia wielkość zużycia H, którą to wielkość oblicza się według znanych wzorów. Korzystnie wykonuje się pierwsze wgłębienie o przekroju podłużnym w kształcie półkola o promieniu k1 lub o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.

Bezdemontażowy sposób ilościowego określenia zmiany kształtu powierzchni i formy elementów maszyn według wynalazku, polegający na wykonaniu sztucznych baz w postaci wgłębienia na powierzchni badanego elementu, charakteryzuje się tym, że wewnątrz każdej z co najmniej czterech sztucznych baz w postaci wgłębień o określonym wymiarze, wykonanych w kilku płaszczyznach pomiarowych, poniżej dolnej krawędzi wgłębienia wykonuje się drugie wgłębienie o wzorcowym wymiarze. Przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się określony wymiar pierwszego wgłębienia i wzorcowy wymiar drugiego wgłębienia, który nie ulega zmianie podczas eksploatacji. Następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego obydwa wymiary każdej

PL 203 910 B1 z baz. Wzorcowy wymiar drugiego wgłębienia wykorzystuje się jako skalę do obliczenia wielkość zużycia H, którą to wielkość oblicza się według znanych wzorów. Korzystnie wykonuje się pierwsze wgłębienie i drugie wgłębienie o przekroju podłużnym w kształcie półkola o promieniach odpowiednio k1 i k2, przy czym promień k1 pierwszego wgłębienia jest mniejszy od promienia k2 drugiego wgłębienia. Korzystnie wykonuje się wgłębienia o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.

Inny sposób polega na tym, że obok każdego z co najmniej czterech sztucznych baz w postaci wgłębień o określonym wymiarze, wykonanych w kilku płaszczyznach pomiarowych wykonuje się osobny otwór o wzorcowym wymiarze, który nie ulega zmianie podczas eksploatacji. Przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się określony wymiar pierwszego wgłębienia i wzorcowy wymiar drugiego wgłębienia, który nie ulega zmianie podczas eksploatacji. Następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego obydwa wymiary każdej z baz. Wzorcowy wymiar drugiego wgłębienia wykorzystuje się jako skalę do obliczenia wielkości zużycia H, którą to wielkość oblicza się według znanych wzorów. Korzystnie wykonuje się wgłębienie o przekroju podłużnym w kształcie półkola o promieniu k1 lub o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.

Wykonując bazy pomiarowe w kilku płaszczyznach pomiarowych uzyskuje się wartość zużycia w poszczególnych punktach pomiarowych w kilku płaszczyznach i określa się zmianę formy elementu tak zwaną beczkowatość, wklęsłość i inne.

Sposób według wynalazku umożliwia obliczenie wielkości zużycia elementów maszyn a także zmian kształtu powierzchni elementów maszyn bez konieczności demontażu maszyn. Dzięki sposobowi możliwa jest rejestracja wymiarów koniecznych do dokonania tych obliczeń przez endoskopowe urządzenie diagnostyczne wyposażone w aparat fotograficzny, mikroskop lub inne urządzenie rejestrujące.

Figura 1 i figura 2 przedstawiają rysunki ilustrujące stan techniki, natomiast przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 3 przedstawia sztuczną bazę w postaci pierwszego wgłębienia o określonym wymiarze o przekroju poprzecznym w kształcie półkola i drugiego wgłębienia o wzorcowym wymiarze o przekroju poprzecznym w kształ cie pół kola, fig. 4 przedstawia sztuczną bazę w postaci pierwszego wgłębienia o określonym wymiarze i drugiego wewnętrznego wgłębienia o wzorcowym wymiarze, o przekroju podł u ż nym w kształ cie trapezu, fig. 5 przedstawia sztuczną bazę w postaci wgłębienia o przekroju poprzecznym w kształcie półkola i osobnego otworu, usytuowanego obok wgłębienia, fig. 6 przedstawia sztuczną bazę w postaci wgłębienia o przekroju poprzecznym w kształcie trapezu i osobnego otworu, usytuowanego obok wgłębienia.

Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Na powierzchni elementu 1 wykonano nożem tokarskim bazę sztuczną w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3 i promieniu k1 i drugiego wgłębienia 4, o wzorcowym wymiarze 5 i promieniu k2, który jest mniejszy od k1. Wgłębienie 4 znajduje się poniżej dolnej krawędzi wgłębienia 2. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 wgłębienia 4 nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji rejestruje się ponownie za pomocą endoskopu wyposażonego w aparat fotograficzny wymiary 3 i 5. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości wymiaru l2. Wielkości zużycia powierzchni elementu 1 - H oblicza się według następującego wzoru:

H = h₁ -h₂ =1/8(l₁ ² -l2²)(1/k1 ±1/R) gdzie:

R - promień części 1 znak „+” odnosi się do powierzchni wypukłych a znak „-” do powierzchni wklęsłych.

P r z y k ł a d II

Na powierzchni elementu 1 wykonano przyrządem udarowym zaopatrzonym w piramidkę bazę sztuczną w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3, którego przekrój poprzeczny ma kształt trapezu i drugiego wgłębienia 4 o wzorcowym wymiarze 5, którego przekrój poprzeczny ma kształt trapezu. Wgłębienie 4 wykonuje się poniżej dolnej krawędzi wgłębienia 2. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 wgłębienia 4 nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji robi się ponownie za pomocą endoskopu fotografię wymiarów 3 i 5. Wymiar 5 jest

PL 203 910 B1 skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości wymiaru d2. Wielkości zużycia powierzchni elementu 1 - H oblicza się według wzoru:

przy kącie piramidy α H =-(d₁ - d₂)

-Iga przy zastosowaniu piramidy Wickersa H =(d₁ -d₂)/7±(d₁ ² - d₂ ²)/8R, gdzie:

R - promień badanej powierzchni części znak „+” odnosi się do powierzchni wypukłych a znak „-” do powierzchni wklęsłych.

P r z y k ł a d III

Na powierzchni elementu 1 wykonano bazę sztuczną w postaci wykonanego nożem tokarskim wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3 i promieniu k1 i osobnego, wykonanego wiertłem otworu 4, o wzorcowym wymiarze 5 i przekroju kolistym. Otwór 4 znajduje się obok wgłębienia 2. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 otworu 4 nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji rejestruje się ponownie za pomocą endoskopu wyposażonego w aparat fotograficzny wymiary 3 i 5. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości wymiaru l2. Wielkość zużycia powierzchni elementu 1 oblicza się według wzoru jak w przykładzie I.

P r z y k ł a d IV

Na powierzchni elementu 1 wykonano przyrządem udarowym zaopatrzonym w piramidkę bazę sztuczną w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3, którego przekrój podłużny ma kształt trapezu i osobnego otworu 4 o wzorcowym wymiarze 5. Otwór 4 znajduje się obok wgłębienia 2. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 otworu 4 nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji rejestruje się ponownie za pomocą endoskopu wyposażonego w aparat fotograficzny wymiary 3 i 5. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości d2. Wielkość zużycia powierzchni elementu 1 oblicza się według wzoru jak w przykładzie II.

P r z y k ł a d V

Na powierzchni elementu 1 wykonano nożem tokarskim sześć baz sztucznych w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3 i promieniu k1 i wgłębienia 4, o wzorcowym wymiarze 5 i promieniu k2, który jest mniejszy od k1. Wgłębienie 4 znajduje się poniżej dolnej krawędzi wgłębienia 2. Bazy sztuczne wykonano w jednej płaszczyźnie. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5 poszczególnych baz. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 wgłębienia 4 w poszczególnych bazach nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji rejestruje się za pomocą endoskopu wymiary 3 i 5 wszystkich baz. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości wymiaru l2. Wielkość zużycia powierzchni elementu 1 oblicza się według wzoru jak w przykładzie I. Na podstawie uzyskanych w poszczególnych punktach pomiarowych wielkości H określa się zmianę kształtu powierzchni elementu 1.

P r z y k ł a d VI

Na powierzchni elementu 1 wykonano przyrządem udarowym zaopatrzonym w piramidkę cztery bazy sztuczne w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3, którego przekrój poprzeczny ma kształt trapezu i wgłębienia 4 o wzorcowym wymiarze 5, którego przekrój poprzeczny ma kształt trójkąta. Wgłębienie 4 znajduje się poniżej dolnej krawędzi wgłębienia 2. Wszystkie bazy wykonuje się w jednej płaszczyźnie pomiarowej. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5 wszystkich baz. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 wgłębienia 4 nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji robi się ponownie za pomocą endoskopu fotografię wymiarów 3 i 5 poszczególnych baz. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości wymiaru d2. Wielkości zużycia powierzchni elementu 1, H oblicza się według wzoru jak w przykładzie II. Na podstawie uzyskanych wielkości H określa się zmianę kształtu powierzchni elementu 1.

P r z y k ł a d VII

Na powierzchni elementu 1 wykonano cztery sztuczne bazy w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3 i promieniu k1 i osobnego otworu 4, o wzorcowym wymiarze 5 i przekroju kolistym.

Otwór 4 znajduje się obok wgłębienia 2. Wszystkie bazy wykonano w jednej płaszczyźnie pomiarowej.

Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5 każdej z baz. Podczas eksploatacji

PL 203 910 B1 zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 otworu 4 w poszczególnych bazach nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji rejestruje się za pomocą endoskopu wymiary 3 i 5 poszczególnych baz. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości l2. Wielkości zużycia H oblicza się według wzoru jak w przykładzie I. Na podstawie uzyskanych wielkości H określa się zmianę kształtu powierzchni elementu 1.

P r z y k ł a d VIII

Na powierzchni elementu 1 wykonano sześć baz sztucznych w postaci wgłębienia 2 o określonym wymiarze 3, którego przekrój podłużny ma kształt trapezu i osobnego otworu 4 o wzorcowym wymiarze 5. Otwór 4 znajduje się obok wgłębienia 2. Bazy wykonano w jednej płaszczyźnie pomiarowej. Przed rozpoczęciem eksploatacji elementu 1 mierzy się wymiary 3 i 5 każdej z baz. Podczas eksploatacji zużywa się warstwa wierzchnia elementu 1, na skutek czego zmienia się wymiar 3, zaś wymiar 5 otworu 4 poszczególnych baz nie ulega zmianie. Po pewnym czasie eksploatacji rejestruje się ponownie za pomocą endoskopu wymiary 3 i 5 wszystkich baz. Wymiar 5 jest skalą dla obliczenia rzeczywistej wartości wymiaru d2. Wielkości zużycia H oblicza się według wzoru jak w przykładzie II. Na podstawie uzyskanych wielkości H określa się zmianę kształtu powierzchni elementu 1.

P r z y k ł a d IX

Wykonuje się bazy jak w przykładzie VII, z tym, że wykonuje się bazy w czterech płaszczyznach pomiarowych. Na podstawie uzyskanych wielkości H w poszczególnych punktach pomiarowych w czterech pł aszczyznach pomiarowych okreś la się zmianę formy elementu 1.

P r z y k ł a d X

Wykonuje się bazy jak w przykładzie VIII, z tym, że wykonuje się bazy w sześciu płaszczyznach pomiarowych. Na podstawie uzyskanych wielkości H w poszczególnych punktach pomiarowych w sześciu płaszczyznach pomiarowych określa się zmianę formy elementu 1.

Claims (12)

1. Bezdemontażowy sposób ilościowego określenia zużycia powierzchni elementów maszyn metodą sztucznych baz, polegający na wykonaniu sztucznych baz w postaci wgłębienia na powierzchni badanego elementu, znamienny tym, że wewnątrz wgłębienia (2) o określonym wymiarze (3) poniżej jego dolnej krawędzi wykonuje się drugie wgłębienie (4) o wzorcowym wymiarze (5), którego wartość nie ulega zmianie podczas eksploatacji, przy czym przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się wymiary (3) i (5), następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego, wymiary (3) i (5) i przy pomocy znanych wzorów oblicza się wielkość zużycia (H), przy czym do obliczenia wielkości (H) jako skalę wykorzystuje się wzorcowy wymiar (5).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykonuje się wgłębienie (2) i wgłębienie (4) o przekroju podł uż nym w kształ cie pół kola o promieniach odpowiednio k1 i k2, przy czym promień k1 wgłębienia (2) jest mniejszy od promienia k2 wgłębienia (4).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wgłębienia (2) i (4) wykonuje się o przekroju podłużnym w kształcie trapezu, lub w kształcie trójkąta.

4. Bezdemontażowy sposób ilościowego określenia zużycia powierzchni elementów maszyn metodą sztucznych baz, polegający na wykonaniu sztucznych baz w postaci wgłębienia na powierzchni badanego elementu, znamienny tym, że obok wgłębienia (2) o określonym wymiarze (3) wykonuje się osobny otwór (4) o wzorcowym wymiarze (5), który nie ulega zmianie podczas eksploatacji, przy czym przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się wymiary (3) i (5), następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego wymiary (3) i (5) i przy pomocy znanych wzorów oblicza się wielkość zużycia (H), przy czym do obliczenia wielkości (H) jako skalę wykorzystuje się wzorcowy wymiar (5).

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wykonuje się wgłębienie (2) o przekroju podłużnym w kształcie półkola o promieniu k1.

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wykonuje się wgłębienie (2) o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.

7. Bezdemontażowy sposób ilościowego określenia zmiany kształtu powierzchni i formy elementów maszyn metodą sztucznych baz, polegający na wykonaniu sztucznych baz w postaci wgłębienia na powierzchni badanego elementu, znamienny tym, że wewnątrz każdego z co najmniej czterech wgłębień (2) o określonym wymiarze (3), wykonanych w kilku płaszczyznach pomiarowych, poniżej

PL 203 910 B1 dolnej krawędzi wgłębienia (2) wykonuje się wgłębienie (4) o wzorcowym wymiarze (5), przy czym przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się wymiary (3) i (5) każdej z baz, następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego wymiary (3) i (5) każdej z baz i przy pomocy znanych wzorów oblicza się wielkość zuż ycia (H), przy czym do obliczenia wielkości (H) jako skalę wykorzystuje się wzorcowy wymiar (5).

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ż e wykonuje się wgłębienie (2) i wgłębienie (4) o przekroju podł uż nym w kształ cie pół kola o promieniach odpowiednio k1 i k2, przy czym promień k1 wgłębienia (2) jest mniejszy od promienia k2 wgłębienia (4).

9. Sposób wedł ug zastrz. 7, znamienny tym, ż e wykonuje się wgłębienie (2) i (4) o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.

10. Bezdemontażowy sposób ilościowego określenia zmiany kształtu powierzchni i formy elementów maszyn metodą sztucznych baz polegający na wykonaniu sztucznych baz w postaci wgłębienia na powierzchni badanego elementu, znamienny tym, że obok każdego z co najmniej czterech wgłębień (2) o określonym wymiarze (3), wykonanych w kilku płaszczyznach pomiarowych wykonuje się osobny otwór (4) o wzorcowym wymiarze (5), który nie ulega zmianie podczas eksploatacji, przy czym przed rozpoczęciem eksploatacji mierzy się wymiary (3) i (5) każdej z baz, następnie po określonym czasie eksploatacji, rejestruje się za pomocą urządzenia endoskopowego wymiary (3) i (5) poszczególnych baz i przy pomocy znanych wzorów oblicza się wielkość zużycia (H) przy czym do obliczenia wielkości (H) jako skalę wykorzystuje się wzorcowy wymiar (5).

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wykonuje się wgłębienie (2) o przekroju podłużnym w kształcie półkola o promieniu k1.

12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wykonuje się wgłębienie (2) o przekroju podłużnym w kształcie trapezu lub trójkąta.