Kiểm tra phân loại chi tiết

Hư hỏng

- Chi tiết biến dạng: cong, xoắn trục dẫn đến sự không song song, không vuông góc giữa các bề mặt, các cổ trục...

- Thay đổi kích thước do hao mòn: mòn côn, ô van, giảm chiều cao, mất tính chính xác của biên dạng làm việc. Những hư hỏng này đến một giới hạn nào đó sẽ làm cho đặc tính làm việc của chi tiết, của cặp ma sát không còn đảm bảo dẫn đến hư hỏng cụm máy, xe.

- Thay đổi về tính chất: độ cứng, độ đàn hồi, trạng thái ứng suất.

- Hư hỏng đột xuất ở mức vĩ mô: gãy vỡ, sứt mẻ, nứt, thủng...

Các phương pháp kiểm tra chủ yếu

Kiểm tra chi tiết dạng lỗ

Các chi tiết dạng lỗ như xi lanh, lỗ ổ trục khuỷu, ổ trục cam v.v... chịu mài mòn hoặc biến dạng trong quá trình làm việc. Vì vậy, phương pháp kiểm tra các chi tiết dạng lỗ chủ yếu là đo lượng mòn và sai lệch hình dạng.

Nguyên tắc: dựa vào đặc tính mòn và đặc tính biến dạng của chi tiết để chọn vị trí kiểm tra. Ví dụ: đối với xi lanh các vị trí cần kiểm tra là:

Vùng I mòn nhiều theo qui luật.

Vùng II mòn nhiều nếu có bụi.

Vùng III vị trí dưới của xi lanh, ít mòn.

Tại các mặt cắt I-I, II-II, III-III kiểm tra theo các phương 1-1 và 2-2.

Dụng cụ kiểm tra: thường dùng dụng cụ đo lỗ với đồng hồ so có độ chính xác 0,01mm hoặc panme đo lỗ.

Cách đo: giữ cho cán đồng hồ ở vị trí thẳng đứng, bằng cách lắc qua, lắc lại sao cho kim đồng hồ dao động ít nhất.

So sánh:

Với D0_đường kính trước sửa chữaDI1, DII1, DIII1

DI2, DII2, DIII2

Chọn Dmax để quyết định cốt sửa chữa.

Đối với các chi tiết dạng lỗ khác, dựa vào đặc tính hao mòn, kích thước và yêu cầu độ chính xác của chúng để chọn dụng cụ đo và phương pháp kiểm tra thích hợp:

Xác định: lượng mòn, độ côn, độ ô van, lượng mòn không đều về một phía (lệch so với đưòng tâm).

Kiểm tra các chi tiết dạng trục

Các chi tiết dạng trục như: trục khuỷu, trục cam, xu páp, đũa đẩy...Đặc điểm hư hỏng của chúng là:

- Mòn các bề mặt làm việc (cổ trục), làm tăng khe hở lắp ghép giữa trục và bạc, giảm áp suất dầu bôi trơn và phát sinh tiếng va đập khi động cơ làm việc.

- Biến dạng: cong, xoắn gây sai lệch góc công tác (đối với trục khuỷu) hoặc vi phạm chế độ lắp ghép giữa trục và bạc do các cổ mất đồng tâm gây nên.

- Kiểm tra vết nứt trên bề mặt ở những vùng chuyển tiếp giữa cổ trục và má. Những nơi có gờ cạch sắc hoặc những rãnh xước tế vi trên bề mặt trục do mỏi.

a. Kiểm tra độ mòn

Kiểm tra ở các cổ biên, cổ chính, cổ lắp bánh răng, cổ lắp ổ bi trục sơ cấp hộp số, chiều dài cổ lắp bạc hạn chế dọc trục...

Dựa vào đặc tính hao mòn, kích thước và yêu cầu độ chính xác của chúng để chọn dụng cụ đo và phương pháp kiểm tra thích hợp:

Ví dụ kiểm tra mòn trục khuỷu: hình 6.7

Hình 6.7. Kiểm tra mòn trục khuỷu

- Vị trí kiểm tra: chọn tiết diện I-I, II-II cách má khuỷu 5 ÷10mm để đo lượng mòn. Ở mỗi tiết diện kiểm tra theo các phương vuông góc nhau (1-1, 2-2)- Dụng cụ đo: pamme có độ chính xác 1/100 ÷1/1000mm, thước cặp có độ chính xác 1/100mm

- Xác định: lượng mòn, độ côn, độ ô van, lượng mòn không đều về một phía (lệch so với đưòng tâm). Trên mòn nhiều hơn, sâu hơn so với dưới (động cơ diesel) và ngược lại (động cơ xăng)

b. Kiểm tra cong, xoắn

b1. Trục khuỷu:

- Xác định độ cong:

Chống tâm hai đầu trục khuỷu hoặc đặt 2 cổ 2 đầu lên 2 khôi V. Xoay trục khuỷu 1 vòng, mũi tỳ của đồng hồ so tỳ vào chỗ không mòn (ít mòn) sát lỗ dầu (vì chỗ đó ứng với rãnh của bạc nên không có ma sát) hoặc ở vai trục. Dao động của đồng hồ so sẽ cho ta xác định được độ cong của trục khuỷu.

Hình 6.9 Kiểm tra cong trục khuỷu theo độ thở

Độ cong trục khuỷu còn được xác định theo độ thở trục: . Hình 6.9H1_kích thước giữa hai má khuỷu đo phía dướiH2_kích thước giữa hai má khuỷu đo phía trên

Hình 6.10 Kiểm tra xoắn trục khuỷu

- Xác định độ xoắn trục khuỷu: trục khuỷu được gối lên 2 khối V, hình 6.10. Dùng đồng hồ so kiểm tra các cổ 1 và 4 (đối với động cơ 4 xi lanh), hoặc 1 và 6 (đối với động cơ 6 xi lanh) ở đường sinh cao nhất. Hiệu số của 2 lần đo H chia cho bán kính khủyu trục là độ xoắn của trục.  tg  (rad)

b2. Kiểm tra cong supap

Sơ đồ kiểm tra như hình 6.11. Khi xu páp bị cong sẽ làm cho đường tâm thân và nấm supap không vuông góc, làm cho xu páp đóng không kín và gây bó kẹt xu páp. Độ không vuông góc (hoặc không đồng tâm) không được vượt quá 0,025mm. Xu páp phải loại bỏ nếu độ mòn thân ≥ 0,1mm, bề dày tán nấm ≤ 0,5mm, hoặc phải nắn lại nếu độ cong thân ≥ 0,03mm.

Kiểm tra thanh truyền

Cong theo x,y, xoắn theo z.

Lấy đầu to làm chuẩn định vị, kiểm tra đầu nhỏ

- Dùng V ngắn kiểm tra. Khi cong theo y có khe hở a, khi xoắn theo z có khe hở b. Hình 6.13.

Thường cùng cong và xoắn làm cho kết quả đo bị biến đổi nên phải phân tích trị số đo.

Độ cong cho phép của thanh truyền đối với máy kéo 0,03 ÷ 0,05; đối với ô tô 0,02÷0,03 mm/100mm chiều dài thanh truyền (tính từ đường tâm lỗ đầu to đến đường tâm lỗ đầu nhỏ)

Độ xoắn cho phép đối với thanh truyền máy kéo là 0,05÷0,08mm; ô tô là 0,04÷0,06mm trên 100mm chiều dài.

Kiểm tra các chi tiết thân hộpThân hộp là những chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp. Hư hỏng thường do biến dạng vì tải, nhiệt. Dẫn đến cong vênh, tương quan kích thước bị sai lệch: độ phẳng, độ đồng tâm, độ song song, độ vuông góc.a. Kiểm tra độ phẳngCó nhiều phương pháp kiểm tra độ phẳng như:- Phương pháp sai lệch đường: xác định khe hở giữa dụng cụ kiểm tra với bề mặt chi tiết bằng căn lá, cữ hoặc đồng hồ so. Hình 6.14

Hình 6.13. Kiểm tra cong, xoắn thanh truyền dùng V ngắnbab

- Phương pháp khe hở sáng: xác định sự lọt ánh sáng qua khe hở giữa dụng cụ kiểm tra mặt và chi tiết khi áp lên nhau.

- Kiểm tra bằng bột màu: xác định độ phẳng chi tiết bằng diện tích bị nhuốm màu khi xoa chi tiết lên bàn rà mặt phẳng có bôi bột màu.

- Phương pháp phân bước: đo chuyển vị của các điểm chuẩn tinh đặc trên bề mặt kiểm tra so với một điểm ban đầu tùy chọn, bằng các dụng cụ: cọc chuẩn, ni-vô, kính ngắm.

- Phương pháp giao thoa ánh sáng: xác định độ không phẳng của các bề mặt nhẵn bóng bằng cách áp thước thuỷ tinh kiểm tra lên bề mặt, lúc này sẽ xuất hiện vân giao thoa, vân thẳng nếu bề mặt thẳng, vân cong nếu bề mặt không phẳng. Trị số độ không phẳng xác định theo tỉ số giữa độ cong và khoảng cách giữa các vân.

- Phương pháp khí động: đo độ không phẳng bằng cách xác định lượng tiêu hao khí nén lọt qua khe giữa đầu đo và mặt phẳng khi dịch chuyển đầu đo trên bề mặt kiểm tra.

Lựa chọn phương pháp kiểm tra phụ thuộc vào kích thước chi tiết và yêu cầu về độ chính xác đạt được. Ví dụ: với những chi tiết nhỏ như thân bộ chế hoà khí, có thể dùng bàn rà mặt phẳng, những chi tiết như thân và nắp động cơ ô tô có thể dùng thước đo độ phẳng với đồng hồ so. Những chi tiết có độ bóng bề mặt cao dùng phương pháp giao thoa ánh sáng. Những chi tiết lớn như như khung xe có thể sử dụng kính ngấm với cọc chuẩn. Trường hợp thiếu dụng cụ đo, nếu không đòi hỏi độ chính xác cao, có thể dùng biện pháp căng dây.

Độ chính xác của các phương pháp kiểm tra được giới thiệu trong bảng 6.1

Bảng 6.1. Phương pháp kiểm tra độ phẳng

c. Kiểm tra song song và vuông góc

- Kiểm tra độ song song giữa hai dãy lỗ: hình 6.16. a) sử dụng hai trục kiểm và côn định vị lồng vào các ổ đầu và cuối của hai hàng lỗ. Đo khoảng cách giữa hai trục tại hai đầu bằng dưỡng, nếu bằng nhau chứng tỏ hai lỗ tâm cần kiểm tra song song và ngược lại. Ví dụ các lỗ cần kiểm tra: lỗ trục khuỷu và lỗ trục cam.

- Kiểm tra độ vuông góc giữa các hàng lỗ: hình 6.16 b) sử dụng một trục có lỗ ở đầu và một trục có chốt ở đầu có đường kính vừa khít với lỗ ở trục khia. Nếu chốt trên trục thứ hai xuyên qua được lỗ trên trục thứ nhất thì hai trục vuông góc với nhau. Hoặc sử dụng trục có đầu dò như hình 6.1.6c)- Kiểm tra vuông góc của các cạnh:hình 6.17

Hình 6.17 Kiểm tra vuông góc của các cạnh

Kiểm tra lò xo, vòng bi, bánh răng

a. Kiểm tra lò xo

Lò xo được kiểm tra về độ mòn thân (trong trường hợp thân lò xo bị ma sát với thành lỗ dẫn hướng), kiểm tra các hiện tượng nứt mỏi, gãy và kiểm tra độ đàn hồi của lò xo khi chịu tải. Với các hư hỏng như nứt gãy hoặc mòn vẹt quá 1/3 đường kính dây quấn thì phải loại bỏ. Để kiểm tra độ đàn hồi trước hết phải đo chiều dài lò xo ở trạng thái tự do bằng thước cặp hoặc lò xo mẫu. Sau đó, kiểm tra chiều dài khi chịu tải.

c. Kiểm tra bánh răng

Bánh răng thường bị mòn hoặc tróc rỗ bề mặt răng, làm tăng khe hở giữa các răng, vì vậy phát sinh tiếng ồn khi làm việc, hiện tượng nứt chân răng do chèn ép dầu hoặc do chịu tải lớn dẫn đến nguy cơ gãy răng cũng thường xảy ra. Đối với các bánh răng hộp số, do thường xuyên thay đổi vị trí ăn khớp nên dễ bị va đập làm sứt mẻ phần đỉnh răng, làm giảm khả năng chịu tải. Những bánh răng côn như bánh răng chủ động cầu xe và bánh răng trên vỏ hộp vi sai, nếu điều chỉnh độ ăn khớp không chính xác sẽ làm chèn răng, lỏng răng hoặc ăn khớp lệch... đó cũng là nguyên nhân gây ồn hoặc tăng ma sát, tăng mài mòn.

Việc kiểm tra bánh răng khi sửa chữa chủ yếu là kiểm tra mòn, nứt, sứt mẻ răng, kiểm tra độ đồng tâm của vòng tròn chia và tâm trục. Khi lắp ráp, đặc biệt đối với hộp số và cầu xe, cần kiểm tra vết tiếp xúc và điều chỉnh chính xác độ ăn khớp giữa các bánh răng.

Kiểm tra mòn: dùng thước hoặc dưỡng đo răng, hình 6.21 nếu đáy dưỡng đo tỳ sát được vào đỉnh răng chứng tỏ răng đã mòn đến giới hạn.

Hình 6.22 Đo khe giữa các răng bánh răng trụ

Có thể kiểm tra mòn răng khi cho bánh răng kiểm tra ăn khớp với một bánh răng mẫu có biên dạng răng chính xác không mòn, sau đó đo khe hở giữa các răng bằng một đồng hồ so hình 6.22.Đặt đầu tỳ của đồng hồ đo vào răng của bánh răng thứ nhất. Bánh rằng này ăn khớp với bánh răng thứ hai. Quay bánh răng thứ nhất (hãm bánh răng thứ hai lại), lựa chọn he hở giữa các răng và đồng thời theo dõi độ xê dịch của kim đồng hồ. Sai lệch các số liệu do đồng hồ chỉ báo là khe hở giữa các răng của cặp bánh răng ăn khớp với nhau. Nếu khe hở không đồng đều thì phải xác định xem bánh răng nào hỏng.

Muốn vậy, phải tách một bánh răng ra và quay đi 1800 rồi lắp với nhau. Nếu thấy vẫn ăn khớp như cũ thì bánh răng hỏng chính là bánh răng cố định. Nếu trước khi quay bánh răng, khe hở là nhỏ nhất và sau khi quay, khe hở là lớn nhất thì bánh răng quay là bánh răng hỏng, phải thay thế.

Kiểm tra độ không đồng tâm và độ đảo của bánh răng:

Sau khi đã định vị bánh răng trên khối V lăn bằng trục và côn định tâm, đặt vào giữa các rãnh răng chốt kiểm 1 có đường kính phù hợp sao cho chốt tiếp xúc với các bề mặt răng ở vòng tròn chia. Khi quay bánh răng 1800, đồng hồ 2 tì lên chốt kiểm sẽ xác đinh độ không đồng tâm vòng chia và đồng hồ tì lên mặt đầu sẽ xác định độ đảo mặt đầu bánh răng so với đường tâm trục.

Kiểm tra cân bằng tĩnh

b. Cân bằng tĩnh trên dao lăn

Hình 6.24 Kiểm tra cân bằng trên dao lăn

Dụng cụ kiểm tra cân bằng tĩnh dùng dao lăn, hình 6.24 dùng hai lưỡi dao đặt song song và được điều chỉnh độ nằm ngang chính xác. Đặt khối chi tiết cùng trục định tâm lên trên hai lưỡi dao ở một vị trí bất kỳ. Nếu chi tiết không cân bằng, khối chi tiết sẽ tự động lăn trên dao cho tới khi điểm mất cân bằng nằm ở vị trí thấp nhất thì dừng lại. Sau khi đã xác định được vị trí mất cân bằng, tiến hành các bước kiểm tra điều chỉnh như trên.

Kiểm tra cân bằng động.

Trước khi cân bằng động, các chi tiết trục phải qua cân bằng tĩnh. Do không xác định được khối lượng mất cân bằng nằm trên mặt phẳng nào, nên khối lượng cân bằng Q thường được thêm vào ở một mặt phẳng khác, cách khối lượng mất cân bằng một khoảng l nào đó, hình 6.26. Vì vậy, khi chi tiết quay, các lực ly tâm do hai khối lượng này sinh ra sẽ tạo thành một mô men M, với M = F.l. Đó chính là nguyên nhân gây ra rung động cho chi tiết. Trong trường hợp đó, chi tiết được gọi là mất cân bằng động.

Để khử mô men mất cân bằng này, phải đặt vào chi tiết một mô men có cùng giá trị nhưng ngược chiều với nó. Mô men cân bằng được tạo thành nhờ việc thêm hoặc bớt 2 khối lượng kim loại m1, m2 ở hai mặt phẳng cách nhau một khoảng l1 để tạo thành các lực ly tâm F1 sao cho F1l1 = Fl. Đó chính là thực chất của phương pháp cân bằng động trên hai mặt phẳng chọn trước.

Hình 6.26 Sơ đồ nguyên tắc cân bằng động chi tiết trục trên 2 mặt phẳng chọn trước

Hình 6.27 Nguyên lý thiết bị cân bằng trên 2 mặt phẳng chọn trước1,2_cảm biến biên độ dao động khung a,b_các ổ tì; A,B_các ổ đỡ trục trục trên khung dao động.

Thiết bị cân bằng động được giới thiệu trên hình 6.27. Khi cân bằng trước hết điều chỉnh ổ a cho tì vào khung dao động còn ổ b để tự do. Cho trục quay đến một tốc độ thích hợp, nếu mất cân bằng trục sẽ rung làm khung dao động rung theo. Do đầu phía a đã bị khống chế nên khung chỉ rung động tại đầu b, biên độ dao động phía đầu b được chỉ thị bởi cảm biến 2. Thêm một khối lượng vào đầu b tại mặt phẳng II-II sao cho độ dao động đầu b giảm thấp nhất trong phạm vi cho phép. Chuyển sang làm tương tự với đầu a, ta sẽ xác định được cặp khối lượng cân bằng đặt tại hai mặt phẳng I-I và II-II, từ đó xác định được mô men mất cân bằng và có phương án xử lý thích hợp.

Bảng 6.2. Độ không cân bằng cho phép của ô tô -53 và Zin-130

Thủ công

Gõ: giữa hai lớp kim loại bị tróc sẽ có tiếng kêu khác với chỗ không tróc (dùng âm thanh).

Xoa phấn: thoa dầu hoả lên bề mặt kiểm tra; lau sạch, rắc phấn lên, chỗ có vết nứt dầu chừa lại sẽ thấm lên, như vậy sẽ cho ta xác định được vết nứt.

Dùng khí nén hay nước có áp suất

Dùng khí nén bơm vào bên trong, xoa xà phòng bên ngoài hoặc nhúng vào trong nước, nếu có bọt khí chứng tỏ chỗ đó đã bị nứt.

Dùng nước áp lực 3 ÷ 5 at đưa vào để kiểm tra. Thường được áp dụng để kiểm tra két nước, bao kín đường ống...

Kiểm tra vết nứt bằng từ trường

Phương pháp này chỉ áp dụng được cho các chi tiết có khả năng nhiễm từ (những chi tiết làm bằng sắt) để phát hiện những vết nứt trên bề mặt. Thực chất của phương pháp này là đặt chi tiết trong một từ trường của nam châm điện nhằm tạo ra sự nhiễu từ và hình thành cực từ phụ tại hai đầu vết nứt, sau đó rắc bột sắt hoặc bột ô xít sắt (Fe3O4) lên bề mặt. Tại chỗ có vết nứt, bột sắt sẽ tụ lại ở các cực từ nên rất dễ quan sát, hình 6.28.

Hình 6.28 Phát hiện vết nứt bằng phương pháp từ trường

Đường sức từ của nam châm phải đặt vuông góc với trục vết nứt mới tạo ra được sự phân cực rõ rệt. Vì vậy, cần bố trí 2 nguồn từ trường vuông góc nhau để lần lượt phát hiện các vết nứt chạy dọc và vết nứt chạy ngang.

Đối với chi tiết trục, thường có các vết nứt mỏi theo phương hướng kính và các vết nứt dọc trục do chịu mô men xoắn lớn (khi bị bó bạc). Khi kiểm tra vết nứt mỏi sử dụng khung dây quấn vào đoạn trục, hoặc dùng ngay dây dẫn quấn quanh trục một vài vòng rồi cho dòng điện một chiều chạy qua để tạo từ trường dọc. Khi kiểm tra các vết nứt dọc trục, cho trực dòng điện một chiều chạy từ đầu này sang đầu kia của trục để tạo từ trường vòng cắt các vết nứt.

Với các chi tiết có độ từ thẩm yếu (ít nhiễm từ), thường duy trì nguồn nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.Với các chi tiết có độ từ thẩm cao, gây nhiễm từ ban đầu cho chi tiết và sử dụng từ dư trên chi tiết để kiểm tra. Như vậy, khi kiểm tra xong, phải khử từ dư cho chi tiết, nếu không khử từ dư, sau này các mạt sắt do mài mòn sẽ bám vào bề mặt gây cào xươc bạc và trục.Khi tạo từ bằng dòng điện một chiều thì phương pháp khử từ là cho dòng điện ngược chiều với dòng điện từ hoá ban đầu rồi giảm dần dòng điện này xuống không, chú ý trong quá trình khử từ phải thay đổi thường xuyên chiều cực để tránh chi tiết bị nhiễu từ mới. Cũng có thể dùng dòng điện xoay chiều đặt lên chi tiết và giảm dần xuống không.

Hình 6.29 Cách đặt từ trường lên chi tiết

Kiểm tra vết nứt bằng quang tuyến

Sử dụng dung dịch có chứa chất phát quang với thành phần: 75% dầu hỏa +15% dầu biến thế + 10% ben zôn + (3 ÷ 5)g/lít chất phát quang Fluorexein để bôi lên bề mặt. Sau đó lau sạch và sấy nóng ở nhiệt độ 60 ÷ 700C cho chất phát quang từ vết nứt tiết ra, dùng đèn tia cực tím chiếu lên bề mặt, ở chỗ có vết nứt, chất phát quang sẽ tiết ra sẽ tạo thành ánh sáng xanh lục rất dễ nhận thấy. Sơ đồ kiểm tra bằng quang tuyến giới thiệu trên hình 6.30.

Hình 6.30 Kiểm tra vết nứt bằng quang tuyến. 1_hộp đèn, 2_kính lọc tia, 3­_đèn chiếu tia, 4_biến thế cao áp, 5_biến thế nguồn, 6_chi tiết kiểm tra.

Kiểm tra theo hiệu ứng xung (siêu âm)

Dựa trên hiện tượng phản xạ xung siêu âm, khi các xung phát ra và được ghi lại trên dao động kí điện tử có hình dạng đều đặn, chứng tỏ chi tiết không bị rỗ. Khi gặp phải chỗ rỗ, xuất hiện trên màn hình các xung phản xạ sẽ xác định được chiều sâu và kích thước của khuyết tật, hình 6.31.

Hình 6.31 Kiểm tra rỗ theo hiệu ứng xung1_chi tiết, 2_cực phát siêu âm, 3_bộ khuếch đại xung phản xạ, 4_ống dao động kí, 5-6-7_các bộ điều biến xung, 8_ chùm tia siêu âm, 9_vết rỗ ngầm.