Έλεγχος Ανοχής "Plastigage" επί τόπου: Λεπτομερής Επεξήγηση Χαρακτηριστικών και Χρήσης

Κατά την αποσυναρμολόγηση και συναρμολόγηση ενός κινητήρα, είναι σημαντικό να ελέγχεται και να ρυθμίζεται η ανοχή μεταξύ των εδράνων του στροφαλοφόρου άξονα (τμήματα άξονα) και των εδράνων του μπλοκ κινητήρα. Η ανοχή μπορεί να υπολογιστεί από τη διαφορά μεταξύ της εξωτερικής διαμέτρου του άξονα και της εσωτερικής διαμέτρου του εδράνου, αλλά μπορεί επίσης να μετρηθεί χρησιμοποιώντας ένα νήμα μέτρησης που ονομάζεται Plastigage. Αυτό το άρθρο εξηγεί τη σημασία και τη σπουδαιότητα της εσωτερικής ανοχής του κινητήρα, καθώς και τη χρήση και τα χαρακτηριστικά του Plastigage.

Ατομική Μέτρηση και Υπολογισμός με Αφαίρεση: Μικρόμετρο + Εσωτερικό Ψηφιακό Παχύμετρο

Ένα παράδειγμα άνω μπλοκ κινητήρα για τετρακύλινδρο κινητήρα. Ο στροφαλοφόρος άξονας υποστηρίζεται από πέντε σημεία έδρασης, και στα σημεία αυτά τοποθετούνται τα κελύφη εδράνων που έρχονται σε επαφή με τα κύρια έδρανα του στροφαλοφόρου άξονα. Αυτό αφορά ενσωματωμένο στροφαλοφόρο άξονα. Για συναρμολογούμενο στροφαλοφόρο άξονα με ρουλεμάν, δεν υπάρχουν κελύφη εδράνων.

Καθορισμένα κατάλληλα κενά, ή ανοχές, υπάρχουν για τα περιστρεφόμενα μέρη ενός κινητήρα, όπως μεταξύ του στροφαλοφόρου άξονα και του μπλοκ κινητήρα, του μεγάλου άκρου της μπιέλας και του στροφαλοφόρου άξονα, και του εκκεντροφόρου άξονα και της κυλινδροκεφαλής. Εάν αυτή η ανοχή είναι μικρότερη από την καθορισμένη τιμή, αυξάνεται η τριβή κατά την περιστροφή, οδηγώντας σε φθορά των εξαρτημάτων. Αντίθετα, εάν είναι πολύ μεγάλη, προκαλεί παιχνίδι κατά την περιστροφή, οδηγώντας σε αφύσικο θόρυβο και ζημιά. Επομένως, είναι κρίσιμο η ανοχή να εμπίπτει στο εύρος που καθορίζεται από τον κατασκευαστή.

Εάν έχετε την ευκαιρία να ανακατασκευάσετε έναν κινητήρα μέσω εκτεταμένων εργασιών όπως επισκευές ή αναπαλαιώσεις, μπορείτε να ελέγξετε τις ανοχές αυτών των περιστρεφόμενων μερών και, εάν απαιτείται ρύθμιση, να την πραγματοποιήσετε μέσω αντικατάστασης εξαρτημάτων. Το απαραίτητο πρώτο βήμα σε αυτή τη διαδικασία είναι η επιβεβαίωση της τρέχουσας κατάστασης. Δεν μπορείτε να προχωρήσετε χωρίς να γνωρίζετε την τρέχουσα κατάσταση, είτε χρειάζεται να μειώσετε είτε να αυξήσετε την ανοχή.

Τα εργαλεία μέτρησης για τον προσδιορισμό της "εξωτερικής διαμέτρου του άξονα" και της "εσωτερικής διαμέτρου του εδράνου" είναι ένα μικρόμετρο και ένα εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο. Ένα μικρόμετρο, που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της εξωτερικής διαμέτρου ενός άξονα, είναι ένα εργαλείο για τη μέτρηση μήκους. Ενώ ένα τυπικό μηχανικό παχύμετρο έχει ελάχιστη ένδειξη 0,05 mm, ένα μικρόμετρο μπορεί να διαβάσει έως και 0,01 mm.

Αντίθετα, ένα εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο, που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της εσωτερικής διαμέτρου ενός εδράνου, δεν είναι ένα εργαλείο που παρέχει απόλυτες διαστάσεις από μόνο του. Για να το εξηγήσουμε απλά, είναι ένα εργαλείο για τη μέτρηση της διαφοράς συν ή πλην από μια διαστατική αναφορά.

Για παράδειγμα, εάν ορίσετε τη διαστατική αναφορά του εσωτερικού ψηφιακού παχύμετρου στα 32,00 mm και το εισάγετε στο έδρανο, και το καντράν που είναι συνδεδεμένο στο εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο δείχνει +0,05 mm, μπορείτε να προσδιορίσετε ότι η εσωτερική διάμετρος του εδράνου είναι 31,95 mm. Αντίθετα, εάν το καντράν δείχνει -0,04 mm, η εσωτερική διάμετρος του εδράνου είναι 32,04 mm.
Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, η ανοχή μπορεί να υπολογιστεί ως: Εσωτερική διάμετρος εδράνου (μετρημένη με εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο) - Εξωτερική διάμετρος άξονα (μετρημένη με μικρόμετρο) = Ανοχή.

Ενώ αυτό μπορεί να φαίνεται απλό γραπτώς, στην πράξη, η χρήση ενός εσωτερικού ψηφιακού παχύμετρου απαιτεί δεξιότητα και εμπειρία, και η λήψη ακριβών μετρήσεων δεν είναι εύκολη χωρίς σημαντική πρακτική εμπειρία. Επιπλέον, ένα εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο από μόνο του δεν είναι ένα φθηνό εργαλείο, οπότε οι ερασιτέχνες μπορεί να δυσκολευτούν να το χρησιμοποιήσουν αποτελεσματικά και να καταλήξουν να το αφήσουν αχρησιμοποίητο.

Plastigage: Ανοχή Προσδιορίζεται από το Πλάτος Συμπίεσης

Το Plastigage έρχεται σε χάρτινη συσκευασία, και η ίδια η συσκευασία έχει τυπωμένες κλίμακες που υποδεικνύουν το πλάτος συμπίεσης και την ανοχή. Ήταν αρχικά αμερικανικό προϊόν με την ανοχή να υποδεικνύεται σε ίντσες, και επειδή μετατρέπεται σε mm, οι ενδείξεις είναι λεπτομερείς.

Κατά τη χρήση, κόψτε στην περιοχή μέτρησης με ψαλίδι ή παρόμοιο εργαλείο.

Σκουπίστε τυχόν υπολείμματα ή λάδι από τις επιφάνειες του άξονα του στροφαλοφόρου και του εδράνου, και στη συνέχεια τοποθετήστε το Plastigage.

Η δύναμη σύσφιξης επηρεάζει το πλάτος συμπίεσης του μετρητή, οπότε σφίξτε στην καθορισμένη ροπή. Επίσης, προσέξτε να μην περιστρέψετε τον στροφαλοφόρο άξονα κατά τη μέτρηση.

Ενώ η μέτρηση της ανοχής συνήθως απαιτεί εξειδικευμένα εργαλεία όπως μικρόμετρα και εσωτερικά ψηφιακά παχύμετρα, υπάρχει ένα απλούστερο αντικείμενο για τη μέτρηση κενών: το Plastigage.

Το Plastigage είναι κατασκευασμένο από ειδικό ρητίνη σε σχήμα νήματος. Τοποθετείται στην περιοχή που πρόκειται να μετρηθεί, συναρμολογούνται τα μέρη και η ανοχή προσδιορίζεται από το πλάτος συμπίεσης λόγω της ροπής σύσφιξης. Εδώ είναι οι διαφορές μεταξύ της μέτρησης με Plastigage και της μέτρησης με μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο:

● Μικρόμετρο + Εσωτερικό Ψηφιακό Παχύμετρο
・Μετρά την εξωτερική διάμετρο του άξονα (μικρόμετρο) και την εσωτερική διάμετρο του εδράνου (εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο) ξεχωριστά.
・Υπολογίζει την ανοχή από τη διαφορά μεταξύ των δύο.
・Υψηλή ακρίβεια μέτρησης, αξιολογήσιμη σε μm (μικρόμετρα).
・Μετρώντας πολλαπλά σημεία, μπορούν επίσης να αξιολογηθούν η στρογγυλότητα και η άνιση φθορά.

● Plastigage
・Ελέγχει το πραγματικό κενό με τα μέρη συναρμολογημένα.
・Διαβάζει την ανοχή χρησιμοποιώντας έναν αναλογικό δείκτη: το πλάτος συμπίεσης.
・Η ακρίβεια είναι περίπου ±0,01 έως ±0,02 mm.
・Μετρά μόνο σε ένα σημείο, αξιολογώντας την τοπική ανοχή.

Ουσιαστικά, ακόμη και κατά τη μέτρηση της ίδιας "ανοχής", οι προσεγγίσεις των δύο μεθόδων είναι θεμελιωδώς διαφορετικές.

Επιπλέον, με το Plastigage, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν διαφορετικοί μετρητές ανάλογα με το μέγεθος της προς μέτρηση ανοχής. Αυτό συμβαίνει επειδή εάν χρησιμοποιηθεί λεπτός μετρητής σε μεγάλο κενό, δεν θα συμπιεστεί επαρκώς, και εάν χρησιμοποιηθεί παχύς μετρητής σε στενό κενό, θα συμπιεστεί υπερβολικά, μειώνοντας την αξιοπιστία.

Το Plastigage που χρησιμοποιείται σε αυτή την περίπτωση διατίθεται σε τρεις τύπους, χρωματικά κωδικοποιημένους ανά εύρος μέτρησης, με τα ακόλουθα εύρη μέτρησης για καθένα:

Πράσινο: 0,025–0,076 mm
Κόκκινο: 0,051–0,152 mm
Μπλε: 0,102–0,229 mm

Όπως φαίνεται από αυτές τις προδιαγραφές, κατά τη μέτρηση της ανοχής με Plastigage, είναι απαραίτητο να ελέγξετε πρώτα την τυπική ανοχή στο εγχειρίδιο σέρβις. Το εγχειρίδιο σέρβις είναι απαραίτητο για την αποσυναρμολόγηση και την ανακατασκευή του κινητήρα.

Στην περίπτωση του κινητήρα που μετρήθηκε σε αυτό το άρθρο, η τυπική ανοχή μεταξύ του κύριου εδράνου του στροφαλοφόρου άξονα (τμήμα άξονα) και του κελύφους του κύριου εδράνου (εσωτερική διάμετρος εδράνου) είναι 0,014–0,038 mm, με όριο σέρβις 0,08 mm. Επομένως, μπορεί να μετρηθεί με το πράσινο Plastigage.

Επιπλέον, η ανοχή μεταξύ του κελύφους του μεγάλου άκρου της μπιέλας και του πείρου του στροφαλοφόρου έχει τυπική τιμή 0,035–0,059 mm, με όριο σέρβις 0,10 mm. Αυτό μπορεί επίσης να μετρηθεί με το πράσινο μετρητή.

Τι να κάνετε εάν η ανοχή που μετρήθηκε με Plastigage είναι πολύ μεγάλη;

Χαλαρώστε ομοιόμορφα τα μπουλόνια στερέωσης και αφαιρέστε τον μετρητή ευθεία προς τα πάνω για να αποφύγετε να τον σύρετε. Στη συνέχεια, διαβάστε την ανοχή ανατρέχοντας στον μετρητή στη συσκευασία.

Όσο στενότερη είναι η ανοχή, τόσο πλατύτερα συμπιέζεται το Plastigage. Η τυπική ανοχή για αυτόν τον κινητήρα είναι 0,014–0,038 mm, και το όριο σέρβις είναι 0,08 mm. Το πλάτος συμπίεσης είναι στενότερο από τη ζώνη 0,038 mm (που σημαίνει μεγαλύτερη ανοχή) αλλά πλατύτερο από τη ζώνη 0,076 mm (που σημαίνει μικρότερη ανοχή), οπότε μπορεί να προσδιοριστεί ότι δεν έχει φτάσει το όριο σέρβις των 0,08 mm. Εάν χρειάζεστε την ανοχή ως απόλυτη τιμή, απαιτείται μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο.

Σε αυτόν τον κινητήρα, όταν ο κατασκευαστής συναρμολογεί ένα νέο όχημα, επιλέγει το βέλτιστο έδρανο από τρεις τύπους εδράνων διαφορετικού πάχους, ανάλογα με τον συνδυασμό της εσωτερικής διαμέτρου του κύριου τμήματος εδράνου του στροφαλοφόρου και της εξωτερικής διαμέτρου του κύριου άξονα του στροφαλοφόρου. Εάν η μετρούμενη ανοχή υπερβαίνει το όριο σέρβις μετά τη συσσώρευση χιλιομέτρων, μπορεί να είναι δυνατή η μείωση της ανοχής χρησιμοποιώντας ένα παχύτερο έδρανο από το τρέχον, εάν υπάρχει διαθέσιμο τέτοιο εξάρτημα.

Το πάχος των κελυφών εδράνων μπορεί να αναγνωριστεί από χρωματικές ενδείξεις στα πλάγια. Σε αυτόν τον κινητήρα, τα μπλε κελύφη εδράνων είναι τα παχύτερα από τους τρεις τύπους, και τα μαύρα κελύφη εδράνων υποδεικνύουν ενδιάμεσο πάχος. Εάν το τρέχον μαύρο κέλυφος εδράνου έχει υπερβολική ανοχή, η αλλαγή σε ένα παχύτερο μπλε κέλυφος εδράνου θα μειώσει την εσωτερική διάμετρο και επομένως την ανοχή.

Όταν το Plastigage τοποθετείται στον άξονα και το έδρανο σφίγγεται στην καθορισμένη ροπή, ο μετρητής συμπιέζεται. Συγκρίνοντας το πλάτος συμπίεσης του μετρητή με το πλάτος των γραμμών που είναι τυπωμένες στη συσκευασία του Plastigage, η ανοχή μπορεί να προσδιοριστεί.

Εάν το πλάτος συμπίεσης του μετρητή ταιριάζει με το τυπωμένο πλάτος είναι κάπως θέμα τύχης, και στην πραγματικότητα, δεν μπορείτε να γνωρίζετε την ακριβή ανοχή μέχρι το επίπεδο των 0,001 mm. Εάν το πλάτος συμπίεσης είναι μεγαλύτερο από το τυπωμένο 0,051 mm αλλά μικρότερο από 0,038 mm, μπορείτε να εκτιμήσετε ότι είναι περίπου 0,04 mm.

Ενώ ένα μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο μπορεί να μετρήσει σε πολλαπλά σημεία γύρω από την περιφέρεια, το Plastigage μπορεί να μετρήσει την ανοχή μόνο στο σημείο όπου τοποθετήθηκε ο μετρητής, δηλαδή σε μία μόνο θέση. Εάν υπάρχουν ξένα σώματα στον άξονα ή στο έδρανο και μετρηθούν, μπορεί να οδηγήσει σε στενότερη ανοχή από τον μέσο όρο. Επίσης, το πάχος της μεμβράνης λαδιού μπορεί να επηρεάσει τη μέτρηση. Επομένως, κατά τη χρήση του Plastigage, σκουπίστε το λάδι και εργαστείτε σε στεγνή κατάσταση.

Καθώς η φθορά προχωρά με τη συσσώρευση χιλιομέτρων, τα εξαρτήματα του κινητήρα αυξάνουν τις ανοχές τους. Λοιπόν, τι πρέπει να γίνει εάν η ανοχή υπερβαίνει το όριο σέρβις;

Ανάλογα με το μοντέλο και την ηλικία του οχήματος, η διαθεσιμότητα ανταλλακτικών ποικίλλει. Ωστόσο, τα "κελύφη εδράνων" που είναι τοποθετημένα στα κύρια έδρανα του στροφαλοφόρου και στα μεγάλα άκρα των μπιελών διατίθενται σε διαφορετικά πάχη. Αυτά είναι εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της ανοχής σε ένα κατάλληλο επίπεδο, διορθώνοντας τις ανοχές στην εξωτερική διάμετρο των κύριων αξόνων των μαζικής παραγωγής στροφαλοφόρων και την εσωτερική διάμετρο των κύριων τμημάτων εδράνων του μπλοκ κινητήρα κατά τη συναρμολόγηση νέου οχήματος. Χρησιμοποιούνται επίσης σε ανακατασκευές και επισκευές.

Είναι απαραίτητο να ελέγξετε τους τύπους και τα πάχη των κελυφών εδράνων στο εγχειρίδιο σέρβις. Χρησιμοποιώντας κελύφη εδράνων που είναι ένα ή δύο επίπεδα παχύτερα από αυτά που χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή, η ανοχή μπορεί να μειωθεί. Ωστόσο, εάν η ανοχή έχει αυξηθεί λόγω προβλημάτων με τον ίδιο τον στροφαλοφόρο άξονα, όπως η αποκόλληση της σκληρής επιχρωμίωσης στην επιφάνεια του κύριου άξονα ή του πείρου, ο στροφαλοφόρος άξονας πρέπει να αντικατασταθεί, όχι μόνο τα κελύφη εδράνων.

Επιπλέον, σε περιπτώσεις όπως οι εκκεντροφόροι άξονες, όπου δεν υπάρχουν κελύφη εδράνων στους σφιγκτήρες του εκκεντροφόρου και η κυλινδροκεφαλή τους υποστηρίζει άμεσα, εάν η αιτία της αυξημένης ανοχής είναι από την πλευρά του σφιγκτήρα του εκκεντροφόρου, η κυλινδροκεφαλή μπορεί να χρειαστεί αντικατάσταση.

Πότε είναι Αποτελεσματικό το Plastigage;

Η ανοχή του εδράνου του μεγάλου άκρου της μπιέλας μπορεί επίσης να μετρηθεί με Plastigage. Δεδομένου ότι η μπιέλα είναι πιο επιρρεπής σε κίνηση κατά τη μέτρηση από τον στροφαλοφόρο άξονα, κρατήστε την σταθερή και σφίξτε τα παξιμάδια του καλύμματος.

Η ανοχή του εδράνου του μεγάλου άκρου της μπιέλας είναι 0,035–0,059 mm. Ελέγχοντας τη συσκευασία του Plastigage, αυτό ταιριάζει στενά με το πλάτος ζώνης 0,038 mm, υποδεικνύοντας ότι βρίσκεται στο κάτω άκρο του τυπικού εύρους, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει φθορά αυτή τη στιγμή.

Για τους μηχανικούς του Σαββατοκύριακου και τους ερασιτέχνες που μετρούν την ανοχή των περιστρεφόμενων μερών του κινητήρα, η απόφαση μεταξύ της χρήσης μικρομέτρου + εσωτερικού ψηφιακού παχύμετρου ή Plastigage μπορεί να βασίζεται στο κόστος απόκτησης των εργαλείων και τη συχνότητα χρήσης τους.

Ένα μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο είναι απαραίτητο για ακριβή μέτρηση της ανοχής, αλλά η απόκτηση και των δύο μπορεί εύκολα να κοστίσει πάνω από 10.000 γιεν. Εάν αυτή είναι μια "εφάπαξ" εργασία στη ζωή της μοτοσικλέτας σας, το Plastigage, το οποίο μπορεί να αγοραστεί για περίπου 1.000 γιεν, είναι επαρκώς πρακτικό.

Οι τιμές ανοχής που λαμβάνονται και από τις δύο μεθόδους μέτρησης ταιριάζουν; Συμπερασματικά, δεν ταιριάζουν απόλυτα, αλλά θα πρέπει να είναι κοντινές προσεγγίσεις εντός του αποδεκτού εύρους. Οι λόγοι για την απόκλιση είναι οι εξής:

1: Διαφορές στις Συνθήκες Μέτρησης
・Το μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο μετρά μεμονωμένα εξαρτήματα χωρίς φορτίο.
・Το Plastigage μετρά υπό πραγματικές συνθήκες με εφαρμοζόμενη ροπή σύσφιξης.
・Ακόμη και με σωστή ροπή, η παραμόρφωση από τη σύσφιξη μπορεί να επηρεάσει τη μέτρηση.

2: Διαφορές στη Θέση Μέτρησης
・Ένα εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο μπορεί να μετρήσει σε διαφορετικές θέσεις για να προσδιορίσει τη μέση ή την ελάχιστη τιμή.
・Το Plastigage υποδεικνύει μόνο το τοπικό κενό όπου συμπιέστηκε ο μετρητής.

3: Διαφορές στην Ανάλυση
・Το μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο μπορεί να υπολογίσει τιμές σε βήματα 0,01 mm μέσω υπολογισμού.
・Το Plastigage βασίζεται σε οπτική σύγκριση με τυπωμένα πλάτη ζωνών.

Εάν η ακρίβεια είναι υψίστης σημασίας, η επιλογή είναι το μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο. Ωστόσο, οι τυπικές τιμές που θέτουν οι ίδιοι οι κατασκευαστές μοτοσικλετών έχουν ένα εύρος. Η τυπική τιμή για την ανοχή μεταξύ του κύριου άξονα και του εδράνου σε αυτόν τον κινητήρα είναι 0,014–0,038 mm, ένα εύρος 0,024 mm. Το όριο σέρβις είναι 0,08 mm, αφήνοντας ένα περιθώριο 0,042 mm από το ανώτατο όριο της τυπικής τιμής έως το όριο σέρβις.

Από την άλλη πλευρά, το πράσινο Plastigage έχει αριθμούς από 0,025–0,076 mm τυπωμένους για τέσσερα διαφορετικά πλάτη ζωνών. Με βάση τη σχέση μεταξύ αυτών, το πλάτος συμπίεσης του Plastigage που χρησιμοποιείται εδώ εμπίπτει στο τυπικό εύρος εάν βρίσκεται εντός του εύρους του μετρητή, υποδεικνύοντας ότι η αντικατάσταση εδράνων δεν είναι απαραίτητη.

Εάν ο στόχος είναι η τυποποίηση της ανοχής όλων των κελυφών εδράνων (ή τουλάχιστον η προσέγγισή τους σε μια ομοιόμορφη τιμή), ή η μεγιστοποίηση της ανοχής για τη μείωση της απώλειας τριβής, τότε ένα μικρόμετρο + εσωτερικό ψηφιακό παχύμετρο, που μετρά τις πραγματικές διαστάσεις, είναι πιο αξιόπιστο και χρήσιμο. Ωστόσο, για τη συνήθη συντήρηση, το Plastigage είναι επαρκώς πρακτικό.

Η μέτρηση της ανοχής με Plastigage είναι μια ενδιαφέρουσα εργασία που μπορεί να ενισχύσει την περιέργεια και το πνεύμα έρευνας για τους κινητήρες. Ωστόσο, η φθορά στους στροφαλοφόρους άξονες, τις μπιέλες και τους εκκεντροφόρους άξονες προκαλείται τις περισσότερες φορές από κακή διαχείριση του λαδιού του κινητήρα. Επομένως, είναι σημαντικό να πραγματοποιείτε επιμελώς τακτικές αλλαγές λαδιού για να αποφύγετε την ανάγκη μέτρησης ανοχής κατά τις επισκευές του κινητήρα.

Μετάβαση στη Συλλογή  (11)