Pomiary płaskości i prostoliniowości powierzchni

Y
RT
U
PO
LI
W
DZ
I
HNIKA ŚL
KA
ĄS
C
TE
O
AŁ
T RANSP
Temat ćwiczenia
Pomiary płaskości i prostoliniowości
powierzchni
I. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie z metodami pomiaru płaskości i
prostoliniowości powierzchni.
II. Wprowadzenie.
Powierzchnie i linie części maszyn i urządzeń projektowane są jako
twory geometrycznie idealne, to znaczy Ŝe w załoŜeniach płaszczyzny są
idealnie płaskie, linie idealnie proste, a okręgi nie posiadają odchyłek
okrągłości oraz istnieje idealna równoległość i prostopadłość. Takie
idealne kształty nazywane są geometrycznie poprawnymi i stanowią
bazy będące odniesieniami do określania odchyłek kształtu i połoŜenia.
Na skutek niedoskonałości obrabiarek oraz szeregu zjawisk fizycznych,
które występują w procesie wytwarzania rzeczywiste powierzchnie i linie
wykonywane są z pewnymi odchyłkami w stosunku do kształtów
geometrycznie poprawnych. Pomijając chropowatość, odchyłki te
nazywane są błędami kształtu i połoŜenia. Odchyłka kształtu
(prostoliniowości, płaskości, okrągłości, walcowości) jest to największa
odległość powierzchni lub linii rzeczywistej od powierzchni lub linii
przylegającej – jest to największa odległość punktów elementu
rzeczywistego od elementu przylegającego. Z konstrukcyjnego punktu
widzenia
element
przylegający
jest
odpowiednikiem
części
współpracującej. Dla celów pomiarowych prostą przylegającą
reprezentuje liniał krawędziowy, płaszczyznę – płyta pomiarowa lub liniał
powierzchniowy, walec – trzpień kontrolny lub sprawdzian.
Pomiar prostoliniowości za pomocą liniału powierzchniowego.
Wartość odchyleń od prostoliniowości moŜna zmierzyć za pomocą liniału
powierzchniowego oraz płytek wzorcowych (lub szczelinomierzy). W tym
celu naleŜy ustawić liniał powierzchniowy o stałym przekroju i długości L
na badanej powierzchni, wspierając go na dwóch płytkach wzorcowych o
takim samym wymiarze. Podpory (płytki wzorcowe) powinny być
ustawione w odległości a=02232L od brzegów liniału. Następnie za
pomocą stosu płytek dobranego tak, aby między powierzchnią badaną a
liniałem nie wyczuwało się luzu, określić wysokość pod liniałem w
określonych punktach.
W przypadku wykorzystywania do pomiarów szczelinomierzy, liniał
powierzchniowy ustawia się bezpośrednio na badanym elemencie, a
odległości pomiędzy badanym elementem a liniałem sprawdza się
wsuwając w powstałe szczeliny listki szczelinomierza zaczynając od
najcieńszego. Zamiast liniału powierzchniowego moŜna uŜyć kątownika,
ustawiając badany element na płycie traserskiej.
Sprawdzanie płaskości powierzchni przy pomocy poziomnicy.
Pomiary przeprowadza się w następujący sposób. Poziomnicę ustawia
się na badanej powierzchni wzdłuŜ sprawdzanego zarysu, wspierając ją
na krańcach A0 i A1 na płytkach wzorcowych o tych samych
wysokościach umieszczonych w odległości L.
Następnie naleŜy odczytać wskazania p1 na podziałce poziomnicy w celu
wyznaczenia pochylenia odcinka L. RóŜnicę poziomów początku i końca
odcinka oblicza się ze wzoru:
h1 = L sin ( p1 Θ )
gdzie Θ – Wartość kąta odpowiadająca działce
elementarnej poziomnicy (w minutach lub
sekundach).
JeŜeli badany przedmiot jest znacznie dłuŜszy niŜ poziomnica, to naleŜy
przenieść poziomnicę wzdłuŜ zarysu sprawdzanego o wartość L
umieszczając płytki wzorcowe, które znajdowały się w punkcie A0 do
punktu A2. Następnie naleŜy odczytać nowe wskazanie p2 poziomnicy i
ponownie obliczyć róŜnicę h2 połoŜenia punktów A1 i A2. Wykonując
pomiary w opisany wyŜej sposób moŜna obliczyć sumaryczne
odchylenie yi od poziomu wyjściowego dla kolejnych punktów
pomiarowych Ai ze wzoru:
i
y i = ∑ hn
n =1
Przyjmując prostą odniesienia zgodnie z zasadą minimum sumy
kwadratów, wyznacza się współczynniki a i b jej równania, a następnie
wartość odchylenia od prostoliniowości ∆. W pewnych przypadkach jako
prostą odniesienia przyjmuje się prostą łączącą punkty skrajne zarysu x0,
xn.
WyŜej wymienione metody nie są jedynymi, za pomocą których
weryfikuje się prostoliniowość oraz płaskość powierzchni. Zostały
opisane z uwagi na przebieg ćwiczenia. Do celów zaliczeniowych
studenci zobowiązani są zaznajomić się takŜe z innymi metodami
pomiarowymi.
III. Przebieg ćwiczenia.
Dokonać pomiarów prostoliniowości głowicy lub bloku silnikowego
wskazanego
przez
prowadzącego
zajęcia
metodami
liniału
powierzchniowego i szczelinomierzy oraz poziomnicy i płytek
wzorcowych w następujących przekrojach:
a) przekroje skrajne boczne 1, 2 (równolegle do osi wału korbowego)
oraz przedni 3 i tylny 4 (prostopadle do osi wału korbowego),
b) przekroje przechodzące przez środek tulei cylindrowych (komór
spalania) 5, 8-11 oraz skrajne (obok) tulei cylindrowych 6-7, 12-16
równolegle i prostopadle do osi wału korbowego,
c) przekroje gniazd zaworowych oraz skrajne (obok) gniazd zaworowych
- równolegle do osi wału korbowego 17-19,
d) przekroje otworów kanałów chłodzących i/lub olejowych – równolegle
do osi wału korbowego 20-21,
e) przekroje przekątne 22-23.
NaleŜy uwzględnić ewentualne pokrywanie się niektórych przekrojów
(np. przekrój skrajny boczny oraz przekrój otworów kanałów chłodzących
i/lub olejowych)
IV. Sprawozdanie.
1. Wstęp teoretyczny.
2. Karta pomiarowa.
3. Sporządzić szkic weryfikowanego elementu wraz z oznaczonymi
przekrojami.
4. Sporządzić wykresy odchyłek prostoliniowości powierzchni w
następujący sposób:
- wykres 1 – przekroje równoległe do osi wału korbowego,
- wykres 2 – przekroje prostopadłe do osi wału korbowego,
- wykres 3 – przekroje przekątne.
5. Wnioski