Bicie promieniowe śruby kulowej mierzy się, obracając śrubę i rejestrując, jak bardzo wybrana powierzchnia cylindryczna przesuwa się w kierunku czujnika zegarowego i od niego. Wynik jest zwykle wyrażany jako całkowity odczyt wskaźnika lub TIR:
Bicie promieniowe (TIR) = Maksymalny odczyt wskaźnika - Minimalny odczyt wskaźnika
Jednakże nie ma jednego punktu pomiarowego, który odzwierciedlałby każdy rodzaj bicia śruby kulowej. Może zaistnieć potrzeba sprawdzenia przez technika czopu sprzęgła silnika, części gwintowanej, zewnętrznej średnicy nakrętki kulowej lub kilku pozycji wzdłuż całego wału śruby. Każdy pomiar ocenia inną zależność geometryczną.
To rozróżnienie jest ważne, ponieważ bicie promieniowe, prostość wału, koncentryczność czopa i współosiowość montażu są ze sobą powiązane, ale nie są wymienne. Odczyt czujnika zegarowego ma sens tylko wtedy, gdy jest jasno określona oś odniesienia, sposób podparcia i mierzona powierzchnia.
Co oznacza bicie promieniowe śruby kulowej?
Bicie promieniowe opisuje ruch promieniowy mierzonej powierzchni, gdy śruba kulowa obraca się wokół określonej osi odniesienia. W przypadku gotowej śruby kulowej oś odniesienia jest zwykle wyznaczana przez obrobione maszynowo czopy łożysk, ponieważ powierzchnie te ustalają położenie śruby w jej łożyskach podporowych po montażu.
Jeżeli czop po stronie silnika, zewnętrzna średnica gwintu lub nakrętki nie jest wystarczająco koncentryczna w stosunku do tej osi, wydaje się, że element przemieszcza się z boku na bok podczas obrotu. Nadmierne bicie może powodować wibracje, cykliczne zmiany momentu obrotowego, naprężenia sprzęgła, obciążenie łożyska i niestabilną pracę przy dużych prędkościach.
Odczyt bicia może zawierać jednocześnie kilka błędów geometrycznych:
- Mimośród mierzonej średnicy;
- Błąd okrągłości mierzonej powierzchni;
- Zginanie lub odchylenie od prostoliniowości wału;
- Błąd w obrobionych czopach łożyskowych;
- Zabrudzenia, zadziory lub uszkodzenia w miejscu podparcia lub pomiaru;
- Ugięcie spowodowane nieprawidłowym podparciem lub nadmierną siłą wskaźnika.
Z tego powodu wysoki odczyt identyfikuje problem, ale nie oznacza automatycznie, że wał śruby jest wygięty. Przed podjęciem decyzji, czy śruba kulowa wymaga prostowania, ponownego szlifowania lub wymiany, należy sprawdzić układ pomiarowy.
Bicie promieniowe, prostość i wyrównanie są różne
| Przedmiot kontroli | Co ocenia | Typowa metoda |
|---|---|---|
| Bicie promieniowe | Promieniowa zmiana powierzchni względem obrotowej osi odniesienia | Wykonaj jeden obrót i zapisz całkowitą zmianę wskaźnika |
| Prostość wału | Odchylenie osi wału od prostej linii odniesienia | Pomiar w wielu pozycjach osiowych przy kontrolowanym podparciu i uwzględnienie ugięcia |
| Koncentryczność lub współosiowość | Zależność między osiami dwóch lub więcej elementów cylindrycznych | Kontrola geometryczna przy użyciu zdefiniowanych elementów odniesienia |
| Wyrównanie instalacji | Zależność pomiędzy śrubą, wspornikami, obudową nakrętki i osią ruchu maszyny | Sprawdź zamontowany zespół względem prowadnicy liniowej i gniazd łożysk |
Obracanie wału pod czujnikiem zegarowym daje wartość bicia. Nie daje to bezpośrednio czystej wartości prostoliniowości, ponieważ wynik może również obejmować mimośrodowość, okrągłość i błędy punktu odniesienia.
Narzędzia potrzebne do pomiaru bicia śruby kulowej
Inspekcja warsztatowa zwykle wymaga precyzyjnej płytki powierzchniowej, dwóch czystych bloków V, czujnika zegarowego lub czujnika zegarowego i sztywnego stojaka wskaźnikowego. Rozdzielczość wskaźnika powinna być wystarczająca dla określonej tolerancji. Wskaźnik 0,01 mm może wykryć poważne zgięcie, ale jest ogólnie niewystarczający, gdy granica akceptacji wynosi zaledwie kilka mikrometrów.
Dodatkowe przydatne wyposażenie obejmuje mikrometr do sprawdzania średnicy czopu, niestrzępiące się środki czyszczące, taśmę do znakowania i kartę pomiarową. W przypadku długich lub smukłych śrub mogą być wymagane regulowane podpory w celu kontrolowania ugięcia bez tworzenia fałszywej osi odniesienia.
Wszystkie podpory i sprzęt pomiarowy muszą być stabilne. Ruch podstawy magnetycznej, pryzm lub płyty powierzchniowej może zostać błędnie zarejestrowany jako bicie śruby.
Przygotuj śrubę kulową przed pomiarem
Przed wykonaniem precyzyjnego pomiaru poczekaj, aż śruba kulowa i sprzęt pomiarowy ustabilizują się w środowisku kontrolnym. Duża różnica temperatur pomiędzy śrubą a płytą powierzchniową może mieć wpływ na wymiary i spowodować zmianę kształtu wału podczas kontroli.
Dokładnie oczyść czopy łożysk, bloki klinowe i mierzoną powierzchnię. Usuń nagromadzony olej, kurz i małe zadziory, nie uszkadzając precyzyjnych powierzchni. Nawet mała cząstka uwięziona pomiędzy czopem a blokiem V może przechylić wał i spowodować powtarzający się błąd wskaźnika.
Sprawdź wał pod kątem śladów uderzeń, rdzy, wgnieceń i uszkodzeń związanych z obsługą. Nie umieszczaj końcówki wskaźnika na uszkodzonym obszarze lub bezpośrednio nad otworem smarowym, rowkiem wpustowym, gwintem lub inną przerwaną powierzchnią.
Nakrętki kulowej nie wolno od niechcenia zdejmować. Jeżeli konieczne jest usunięcie, należy zastosować odpowiednią tuleję transferową, tak aby kulki pozostały w swoich obwodach cyrkulacyjnych.
Metoda 1: Zmierz bicie czopa po stronie silnika
Pomiar ten sprawdza bicie promieniowe czopa sprzęgła silnika względem czopów łożyska. Jest to ważne, ponieważ mimośrodowy czop sprzęgła może powodować ruch sprzęgła, wibracje i dodatkowe obciążenie na złączu silnika.
- Umieść dwa gotowe czopy łożyskowe na czystych blokach V. Bloki V wyznaczają oś odniesienia używaną do kontroli.
- Umieścić czujnik zegarowy na cylindrycznym czopie sprzęgła silnika. Trzymaj sondę mniej więcej prostopadle do mierzonej powierzchni.
- Zastosuj tylko wystarczające napięcie wstępne wskaźnika, aby utrzymać ciągły kontakt.
- Ustaw wskaźnik na zero w dogodnej pozycji kątowej.
- Powoli obróć wał śruby o jeden pełny obrót, bez przykładania siły osiowej lub bocznej.
- Zapisz najwyższy i najniższy odczyt.
- Odejmij wartość minimalną od wartości maksymalnej, aby otrzymać całkowite bicie promieniowe.
Powtórz test, aby potwierdzić, że najwyższy punkt występuje mniej więcej w tym samym położeniu kątowym. Jeżeli wynik zmienia się znacząco pomiędzy obrotami, należy sprawdzić czystość pryzmów, stabilność wskaźnika oraz metodę rotacji ręcznej.
Metoda 2: Zmierz bicie części gwintowanej
Gwint śruby kulowej nie zapewnia prostej, ciągłej powierzchni cylindrycznej umożliwiającej bezpośredni kontakt z konwencjonalną płaską końcówką wskaźnika. Sonda umieszczona nieostrożnie na spiralnym rowku będzie poruszać się osiowo lub opadać w rowku podczas obrotu śruby, powodując nieprawidłowy odczyt.
W celu formalnej kontroli powierzchni montażowej czopy łożyskowe są podparte na blokach V, a wskaźnik styka się z zewnętrzną średnicą nakrętki kulowej. Następnie wał śruby obraca się o jeden obrót, przy czym nakrętka nie może się obracać. Nakrętka podąża osiowo za rowkiem śruby, a jej średnica zewnętrzna służy jako powierzchnia pomiarowa do oceny części rowkowanej względem osi podpory.
Nakrętka musi być podparta tak, aby mogła poruszać się zgodnie z wymaganiami, bez wywierania nacisku na boki. Nie zaciskaj nakrętki sztywno w pozycji, która zwiększa obciążenie zginające śruby.
Metodę tę należy wykonać zgodnie z procedurą kontroli producenta, ponieważ konstrukcja nakrętki, napięcie wstępne i sposób pomiaru mogą mieć wpływ na wynik. W celu szybkiej diagnozy warsztatowej pomiar kilku gładkich średnic referencyjnych lub użycie dedykowanego przyrządu pomiarowego może być bardziej praktyczne niż umieszczenie standardowej sondy bezpośrednio na wierzchołku gwintu.
Metoda 3: Zmierz całkowite bicie promieniowe wzdłuż śruby
Całkowite bicie promieniowe sprawdza się w wielu miejscach wzdłuż wału śruby, a nie tylko w jednym punkcie. Pomaga to określić, czy odchylenie koncentruje się w pobliżu obrobionego końca, czy też zmienia się na całej długości wału.
- Podeprzeć gotowe czopy łożyskowe na blokach V.
- Wybierz i zaznacz kilka osiowych pozycji pomiarowych, w tym lokalizacje w pobliżu obu końców i wokół środka długości gwintu.
- Umieść wskaźnik na pierwszej ważnej powierzchni pomiarowej.
- Obróć śrubę o jeden pełny obrót i zapisz całkowity odczyt wskaźnika.
- Przesuń wskaźnik do kolejnej pozycji osiowej i powtórz test.
- Zanotuj zarówno wartość bicia, jak i najwyższy punkt kątowy w każdej pozycji.
Na wał ze stopniowym wzrostem bicia w kierunku środka może wpływać wygięcie lub niewystarczające podparcie. Wysoki odczyt ograniczony do jednego obrobionego czopa jest raczej związany z lokalnym błędem obróbki lub uszkodzeniem czopa.
Długie i smukłe śruby kulowe wymagają szczególnej pielęgnacji. Ich własny ciężar może powodować mierzalny ugięcie. Dodanie podpory pośredniej może zmniejszyć ugięcie, ale nieprawidłowo ustawiona podpora może również wygiąć wał do góry i ukryć rzeczywiste odchylenie. Dlatego też konfiguracja inspekcji musi odpowiadać długości, średnicy i obowiązującej normie śruby kulowej.
Metoda 4: Zmierz bicie zewnętrznej średnicy nakrętki kulkowej
Badanie to sprawdza bicie promieniowe obwodu nakrętki względem osi wału śruby. Różni się to od sprawdzania wału gwintowanego względem czopów łożyskowych.
Podeprzyj gwintowaną część wału śruby na pryzmach blisko nakrętki. Ustawić czujnik zegarowy na zewnętrznej średnicy nakrętki. Trzymaj wał śruby nieruchomo i obróć nakrętkę o jeden pełny obrót. Różnica pomiędzy najwyższym i najniższym odczytem wskaźnika to bicie promieniowe zewnętrznej średnicy nakrętki.
Ta kontrola jest istotna, gdy zewnętrzna średnica nakrętki jest używana jako punkt odniesienia podczas montażu. W przypadku nakrętki montowanej głównie za pomocą czoła kołnierza, należy osobno ocenić bicie kołnierza i dokładność powierzchni montażowej.
Referencyjne wartości bicia dla precyzyjnych śrub kulowych
Dopuszczalna wartość zależy od stopnia dokładności śruby kulowej, średnicy wału, mierzonej cechy i standardu kontroli. Poniższe wybrane rysunki ilustrują dopuszczalne bicie promieniowe rowkowanej powierzchni śruby lub powierzchni mocowania części względem osi podpory. Wartości podano w mikrometrach.
| Średnica wału śruby | C3 | C5 | C7 |
|---|---|---|---|
| Do 8 mm | 8 μm | 10 µm | 14 µm |
| Powyżej 8 do 12 mm | 8 μm | 11 µm | 14 µm |
| Powyżej 12 do 20 mm | 9 µm | 12 µm | 14 µm |
| Powyżej 20 do 32 mm | 10 µm | 13 µm | 20 µm |
| Powyżej 32 do 50 mm | 12 µm | 15 μm | 20 µm |
| Powyżej 50 do 80 mm | 13 µm | 17 µm | 20 µm |
Wartości te stanowią wartości graniczne odniesienia wzięte z tabeli dokładności powierzchni mocowania precyzyjnej śruby kulowej. Nie są to uniwersalne wartości akceptowalne dla każdej walcowanej lub szlifowanej śruby kulowej. Zawsze sprawdzaj obowiązującą specyfikację producenta, rysunek, klasę dokładności i definicję pomiaru.
Stopień dokładności nie może być oceniany wyłącznie na podstawie tabeli bicia. Dokładność skoku śruby kulowej, odchylenie ruchu, luz osiowy lub napięcie wstępne, dokładność powierzchni montażowej i ogólne bicie wału to różne elementy podlegające kontroli.
Typowe błędy pomiarowe
Używanie grzbietu nici jako zwykłej gładkiej średnicy
Standardowa końcówka wskaźnika może poruszać się po spiralnym profilu i dawać odczyt odzwierciedlający ruch sondy w rowku, a nie rzeczywiste bicie promieniowe. Zastosuj określoną metodę kontroli lub odpowiedni uchwyt.
Podpieranie śruby na chropowatych lub niewykończonych powierzchniach
Jeżeli powierzchnie stykowe bloków V nie są zdefiniowanymi czopami łożyskowymi, uzyskana oś może nie odzwierciedlać osi użytej po montażu.
Obracanie śruby poprzez popychanie jej na boki
Przyłożenie siły bocznej podczas obracania wału może podnieść go do jednej strony bloku klinowego i zmienić odczyt wskaźnika. Obracaj powoli, używając minimalnej siły.
Ignorując ugięcie wału
Ciężar długiej śruby kulowej może powodować ugięcie między podporami. Chociaż stały ugięcie pionowe nie zawsze objawia się biciem obrotowym, zmiany kontaktu z podporą, orientacji wału lub pośredniej siły podporowej mogą zniekształcić pomiar.
Myląca amplituda wskaźnika z TIR
Jeśli wskaźnik przesunie się od -0,006 mm do +0,008 mm, całkowite bicie wyniesie 0,014 mm, a nie 0,008 mm. Zawsze obliczaj różnicę pomiędzy odczytami maksymalnymi i minimalnymi.
Pomiar tylko jednej pozycji
Pojedynczy pomiar w pobliżu środka nie może wykazać, czy błąd wynika z jednego końca wału, lokalnego uszkodzenia sekcji, czy też ogólnego zgięcia. Rejestruj wartości w wielu zdefiniowanych lokalizacjach.
Jak interpretować wzór pomiaru
| Zaobserwowany wynik | Możliwa przyczyna | Następna kontrola |
|---|---|---|
| Wysoki odczyt tylko w czasopiśmie motoryzacyjnym | Błąd obróbki czopa, lokalne uszkodzenie lub nieprawidłowy punkt odniesienia | Sprawdź średnicę czopa, okrągłość i dopasowanie sprzęgła |
| Bicie wzrasta w kierunku środka | Wygięcie wału, błąd podpory lub wpływ ugięcia | Powtórz tę czynność ze zweryfikowaną konfiguracją kontroli długiego wału |
| Wysokie zmiany punktowe pomiędzy powtarzanymi testami | Zanieczyszczenia, niestabilne podpory lub nierówna siła obrotowa | Wyczyść i zresetuj cały układ pomiarowy |
| Test warsztatowy przebiega pomyślnie, ale zamontowana śruba wibruje | Błąd wspornika, sprzęgła lub ustawienia maszyny | Zmierz zamontowany zespół i ustawienie silnika |
| Zewnętrzna średnica nakrętki ma nadmierne bicie | Błąd powierzchni odniesienia nakrętki lub nieprawidłowe ustawienie testowe | Sprawdź kołnierz nakrętki i określone odniesienia montażowe |
W przypadku stwierdzenia nadmiernego bicia nie należy od razu podejmować prób prostowania śruby z niekontrolowaną siłą. Precyzyjne śruby kulowe mają utwardzane bieżnie, a nieprawidłowe prostowanie może spowodować pękanie powierzchni, lokalne odkształcenie lub zmiany w dokładności doprowadzenia. Pełny zapis pomiarów powinien najpierw zostać sprawdzony przez producenta lub wykwalifikowaną firmę naprawczą.
Czy niskie bicie gwarantuje dobrą dokładność śruby kulowej?
Nie. Niskie bicie promieniowe potwierdza jedynie zmierzoną zależność geometryczną. Nie dowodzi, że śruba kulowa ma wymaganą dokładność skoku, luz osiowy, napięcie wstępne, nośność lub jakość powierzchni.
Śruba kulowa może obracać się z niskim biciem promieniowym, ale nadal może wykazywać nadmierne odchylenie skoku. I odwrotnie, śruba o akceptowalnej dokładności skoku może wibrować z dużą prędkością, jeśli czop silnika, łożyska oporowe lub zainstalowane sprzęgło mają nadmierne bicie.
W celu przeprowadzenia pełnej kontroli należy uwzględnić bicie promieniowe wraz z:
- Dokładność ołowiu i odchylenie przesuwu;
- Luz osiowy lub napięcie wstępne;
- Bicie powierzchni czołowej podpory;
- Dokładność kołnierza nakrętki i średnicy zewnętrznej;
- Prostość wału i bicie ogólne;
- Zainstalowane ustawienie i moment obrotowy.
Wniosek
Aby prawidłowo zmierzyć bicie promieniowe śruby kulowej, należy najpierw określić, która powierzchnia i oś odniesienia mają być oceniane. W celu kontroli bicia końca wału i całkowitego bicia gotowe czopy łożyskowe są zwykle podparte na czystych blokach klinowych. Czujnik zegarowy umieszcza się na określonej powierzchni, wał powoli obraca się o jeden obrót, a różnicę pomiędzy odczytami maksymalnymi i minimalnymi rejestruje się jako TIR.
Zmierz więcej niż jedno położenie osiowe, podparcie i ugięcie wału sterującego i nie umieszczaj zwykłej sondy bezpośrednio na spiralnym rowku bez odpowiedniej metody. Co najważniejsze, nie należy traktować bicia, prostoliniowości, dokładności prowadzenia i osiowania maszyny jako tego samego pomiaru.
Potrzebujesz śruby kulowej ze sprawdzoną obróbką końcową?
DLY dostarcza walcowane i szlifowane śruby kulowe w wersjach C7, C5 i wyższych, z niestandardową obróbką końcówek wałów i dopasowanymi zespołami podporowymi. Prześlij nam średnicę śruby, skok, długość, stopień dokładności i rysunek końcówki wału do przeglądu technicznego.
Dowiedz się więcej oprostoliniowość śruby kulowej i ogólne bicielub odkryjGama śrub kulowych DLY.
