Биение вала

Устройство биенеметра и подготовка прибора к работе

Методы измерения биений

У деталей типа тел вращения наиболее часто нормируют радиальное и торцовое биения, являющиеся суммарными отклонениями формы и расположения поверхностей этих деталей.

Радиальным биением называют разность ΔΣ наибольшего rmax и наи-меньшего rmin расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 1,а). Радиальное биение является результатом совместного проявления отклонения от круглости (отклонение формы) профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси (отклонение расположения). Если сечение не задано, то за радиальное биение принимают результат измерения в сечении с наибольшим отклонением: Δ1 = r′max — r′min; Δ2 = r2max — r2min; Δ3 = r3max — r3min; ΔΣ = Δmax. При нормировании радиального биения не выявляются отклонения профиля продольного сечения и его частные виды − бочкообразность, конусообразность и седлообразность. Ограничить указанные отклонения можно нормированием полного радиального биения.

Полное радиальное биение отличается от радиального биения тем, что оно учитывает отклонение всей цилиндрической поверхности ΔΣ = rmax − rmin (рис. 1,б). Оно является результатом совместного проявления отклонения от цилиндричности рассматриваемой поверхности (отклонение формы) и отклонения от соосности поверхности относительно базовой оси (отклонение расположения). При измерении полного радиального биения, кроме вращения, деталь или измерительное средство (например, индикатор) дополнительно перемещают вдоль базовой оси вращения.

Рис.1 Суммарное отклонение формы и расположения:

а − радиальное биение; б − полное радиальное биение;

в − торцовое биение; г − полное торцовое биение

Торцовым биением называют разность ΔΣ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси. Профиль расположен в сечении торцовой поверхности цилиндром заданного диаметра d1, соосным с базовой осью, а если диаметр не задан, то в сечении наибольшего диаметра (рис. 2.15, в). Торцовое биение является результатом совместного проявления отклонения от общей плоскости точек, лежащих на линии пересечения торцовой поверхности с секущим цилиндром, соосным с осью детали (отклонение формы), и отклонения от перпендикулярности торца относительно оси базовой поверхности (отклонение расположения) на длине, равной диаметру рассматриваемого сечения. При нормировании торцового биения не выявляются отклонения от плоскостности всей рассматриваемой поверхности, в частности выпуклости или вогнутости. Для ограничения этих отклонений введено понятие полного торцового биения.

Полное торцовое биение является результатом совместного проявления отклонения от плоскостности рассматриваемой поверхности (отклонение формы) и отклонения ее от перпендикулярности относительно базовой оси (отклонение расположения) (рис.2.15 , г). Таким образом, полное торцовое биение отличается от торцового биения тем, что при контроле учитывают плоскостность всей торцовой поверхности. При измерении полного торцового биения, кроме вращения детали, следует дополнительно перемещать измерительное средство (например, индикатор) по радиусу от центра к периферии (или наоборот).

Базами, относительно которых задают радиальное и торцовое биение, могут быть: общая ось центровых отверстий или двух других поверхностей вращения, а также оси наружной или внутренней цилиндрических поверхностей.

Радиальное и торцовое биения определяют как разность показаний измерительного прибора при вращении детали, установленной, в зависимости от требований чертежа к измерительной базе, в центрах (рис2.16 ,а), на призмы (рис. 2, б), цилиндрической (рис. 2, в) или разжимной (рис. 2.16,г) оправках.

4 2

Рис. 2 Схемы измерения радиального биения при установке детали:

а — в центрах, б — на призмы, в — на гладкую цилиндрическую оправку; г — на разжимную (цанговую) оправку; 1 — поверочная плита;

2 — центра; 3 — измеряемая деталь; 4 — измерительный прибор;

5 — призма; 6 — гладкая оправка; 7 — цанговая оправка

Рис.3 Схемы измерения торцевого и полного торцевого биения при установке детали на призмах:

а) измерение торцевого биения; б) измерение полного торцевого биения.

1 — поверочная плита;

2 — центра; 3 — измеряемая деталь; 4 — измерительный прибор;

5 — призма; 6 — гладкая оправка; 7 — цанговая оправка

Если положение плоскости измерения указано на чертеже детали, ради-альное биение определяют, как разность наибольшего и наименьшего показа-ний измерительного прибора в заданном сечении. Если положение плоскости измерения чертежом не оговаривается, измерение радиального биения осуществляют в нескольких сечениях, количество которых определяется длиной нормируемого участка в соответствии с табл. П 2.4.1 За радиальное биение в этом случае принимают максимальное значение биения из всех измеренных в различных сечениях.

Полное радиальное биение определяют как разность максимального и минимального показаний измерительного прибора из всех выполненных измерений в нескольких сечениях. Количество сечений, в которых осуществляют измерения, как и в предыдущем случае, определяют в зависимости от длины нормируемого участка по табл. П 2.4.1

Торцовое биение на заданном радиусе R определяют как разность наи-большего и наименьшего показаний измерительного прибора, установленного по схеме ( рис.3, а). Показания прибора снимают, вращая деталь и поджимая ее к упору.

Если радиус R чертежом не оговорен, торцовое биение измеряют на максимально возможном для измерения радиусе Rmax.

Для определения полного торцового биения измерения проводят на не-скольких радиусах, начиная от оси вращения до Rmax (рис.3,б). За полное торцовое биение принимают разность наибольшего и наименьшего показаний измерительного прибора из всей совокупности проведенных измерений

Устройство биенеметра и подготовка прибора к работе

Рис.4 . Прибор для проверки годности ступенчатого валика по радиальному биению его ступеней относительно оси центров: 1 – прибор для проверки

изделий на биение в центрах; 2 – индикатор часового типа; 3 – штатив;

4 – рукоятка; 5 – зажим; 6 – кнопка управления магнитом; 7 – стол.

Ступенчатый валик устанавливается своими центровыми отверстиями в центры прибора 1, для чего подвижный центр предварительно отводится рукояткой 4, а затем фиксируется зажимом 5. Штатив 3 с закрепленным на нем индикатором 2 ставится на стол 7 так, чтобы измерительный стержень упирался в точку проверяемой поверхности, лежащую в плоскости, проходящую через ось центров (рис.2.18 ).

В найденном положении штатив фиксируется своим основанием на столе с помощью магнита, управляемого кнопкой 6. Перемещением индикатора относительно штатива создается измерительный натяг (1 -2 мм).

Рис.5 Индикатор часового типа: 1.указатель оборотов; 2.-шкала индикатора; 3.-большая стрелка; 4.-корпус.

Индикатор часового типа (рис.5) применяют для измерения размеров,

отклонений формы и взаимного расположения поверхностей (радиальное биение торцовое биение и др.). Шкала индикатора 2 имеет 100 делений.

Полный оборот стрелки 3 соответствует перемещению измерительного стержня 5 на один

миллиметр. Перемещение стрелки 3 на одно деление соответствует перемещению измерительного стержня на величину цены деления шкалы 2.

Каждому обороту большой стрелки 3 соответствует одно деление маленькой стрелки по шкале указателя оборотов 1. Следовательно, цена деления шкалы указателя оборотов равна 1 мм.

Шкала индикатора 2 вместе с ободком может поворачиваться относительно корпуса прибора 4, так что против большой стрелки 3 прибора можно установить любой штрих шкалы. Это используется при установке прибора в нулевое положение.

Рекомендации по измерению

Осмотреть индикатор, проверить, надежно ли он закреплен на стойке. При нажатии на измерительный стержень стрелка должна свободно перемещаться относительно шкалы. При повороте шкала должна свободно перемещаться относительно неподвижной стрелки. Плавно вращая проверяемый валик на полный оборот, замечают наибольшее Rmax и наименьшее Rmin показания индикатора. Складывая число делений, соответствующих наибольшим отклонениям стрелки в обе стороны от нуля и умножив на цену деления шкалы, рассчитывают величину радиального или торцевого биения валика

Числовые величины показаний записывают в таблицу результатов измерений и по разности Е1 = Rmax – Rmin определяют радиальное биение поверхности в каждом сечении.

Измерение полного радиального биения проводят при вращении детали и перемещении штифта индикатора вдоль оси перемещения

Измерение торцевого биения производят на заданном диаметре торцевой поверхности. При измерении полного торцевого биения измеряемая деталь должна вращаться, а штифт индикатора перемещаться в радиальном направлении перпендикулярно базовой оси на нескольких заданных радиусах, измеряемой поверхности.

Ход работы:

Радиальное биение

м

Цена деления: 0.01 мм

№ п/п 1 сечение 2 сечение 3 сечение 4 сечение 5 сечение
1. 0 мм 0.04 мм 0.045 мм 0.06 мм -0.01 мм
2. -0.06 мм -0.035 мм 0.01 мм 0.02 мм -0.04 мм
3. -0.065 мм -0.085 мм -0.045 мм -0.025 мм -0.065 мм
4. 0.01 мм 0.03 мм 0.09 мм 0.05 мм -0.01 мм
5. -0.011 мм -0.075 мм 0.015 мм -0.01 мм -0.06 мм
6. -0.14 мм -0.1 мм -0.015 мм -0.03 мм -0.07 мм
E 0.075 0.7 0.0675 0.045 0.03

1 сечение:

E=0.15/2=0.075

2 сечение:

Лабораторная работа

Тема: Проверка радиального биения валов индикатором

Задание: Измерить величину радиального биения поверхности вала, установленного в центрах.

Средство измерения: Прибор для контроля биения изделия. Измерительная головка.

Измеряемая деталь: цилиндрический ступенчатый вал.

1. Протираем чистой тканью измеряемую поверхность детали и ее центровые отверстия.

2. Тщательно осматриваем конические участки центровых отверстий и убедится в отсутствии забоин и заусенец, так как их наличие резко увеличивает измерительную величину биения поверхности.

3. Подготавливаем базирующие центры. Установить деталь в центре. Подготовить индикатор часового типа, установить его в исходное положение.

4. Создаем контакт измерительного наконечника с поверхностью вала и далее до поворота главной стрелки индикатора на полный оборот.

5. Поворачиваем вал в центрах до установки стрелки индикатора в наибольшее положение при вращении в направлении часовой стрелки.

6. Устанавливаем на «0» шкалу индикатора по положению стрелки, для чего плавно повернуть ободок с циферблатом до совмещения оси главной стрелки и середины нулевого штриха шкалы.

7. Поворачиваем вал медленно от себя до приведения стрелки в наименьшее положение и записываем показания стрелки в этом положении.

8. Продолжаем вращение вала в том же направлении до тех пор, пока стрелка не займет наибольшее положение.

9. Повторяем полный оборот вала в центрах, записывая показания индикатора в крайних положениях стрелки, и сравнить эти показания с показаниями при первом обороте вала. Если эти показания будут расходиться больше чем на одно деления круговой шкалы, то выполним третий оборот вала с записью показаний.

10. Подсчитываем разности показаний в верхних и нижних точках для каждого оборота вала. Подсчитываем их среднюю величину и записать ее как измеренное значение величины радиального биения вала.

(2.1)

Контрольные вопросы

1. База – это элемент детали (поверхность, ось, точка), по отношению к которому заданы допуски расположения.

Допуск расположения поверхностей – это допуск, при котором действительное рас положение поверхностей годной детали должно находиться в допустимых пределах, т. е. соответствовать определенным видам поверхностей.

3. Полное торцевое биение равное разности наибольших и наименьших расстояний от точек реальной поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси, определяют в пределах всей торцевой поверхности.

РАБОТА №3 ИЗМЕРЕНИЕ РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ ДЕТАЛИ ТИПА «ВАЛ» В ЦЕНТРАХ И НА ПРИЗМЕ

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 14Следующая ⇒

Радиальным биением называется разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реальной поверхности до базовой оси вращений в сечении, перпендикулярном к этой оси. Радиальное биение является результатом смещения центра (эксцентриситета) рассматриваемого сечения относительно оси вращения (эксцентриситет вызывает вдвое большее по величине радиальное биение) и некруглости.

Индикатор часового типа (рис.9) применяют для измерения размеров, отклонений формы и взаимного расположения поверхностей (радиальное биение, торцовое биение и др.). Шкала индикатора 3 имеет 100 делений.

Полный оборот стрелки 2 соответствует перемещению измерительного стержня 5 на один миллиметр, Перемещение стрелки 2 на одно деление соответствует перемещению измерительного стержня на величину цены деления шкалы 3.

Рисунок 9. Индикатор часового типа

Каждому обороту большой стрелки 2 соответствует поворот на одно деление маленькой стрелки по шкале указателя оборотов 4. Следовательно, цена деления шкалы указателя оборотов равна 1 мм.

Шкала индикатора 3 вместе с ободком может поворачиваться относительно корпуса прибора 1 так, что против большой стрелки 2 прибора можно установить любой штрих шкалы. Это используется при установке прибора в нулевое положение. Для работы индикатор укрепляют в различные стойки или специальные гнезда приборов относительно метода измерения.

Технические характеристики индикатора часового типа

Цена деления, мм …………………………………………….0,01; 0,005; 0,002; 0,001

Пределы измерения в целом, мм …………………………………………….0…5; 0…10

Пределы измерения по шкале, мм ………………………………………………. 0…1

Допустимая погрешность показаний индикатора в пределе 1 мм на любом участке измерений, мм …………………………………………..………………………±0,015

Призма поверочная и разметочная (рис.10) предназначена для разметки и установки деталей и изделий цилиндрической формы при контрольных операциях. Призма состоит из корпуса 1, накладки 2 и двух винтов 3 для крепления.

Корпус призмы в верхней плоскости имеет призматическую выемку с доведенными поверхностями. По обеим сторонам призматической выемки имеется по три резьбовых отверстия, предназначенных для установки накладки в любом из трех сечений призмы. Нижняя плоскость корпуса призмы имеет две доведенные поверхности.

Техническая характеристика призмы

Диаметр устанавливаемых в призму валов, мм ……………………………………………. 8…80

Рисунок 10. Призма

Центры(рис. 11) используются для установки деталей по центровым отверстиям на контрольных операциях и операциях механической обработки. Коническая поверхность 1 центра является установочной, хвостовик 2 служит для закрепления центра в корпусе приспособления.

Техническая характеристика жестких центров

Угол α установочной поверхности, град. ………………………………………………..60; 75

Номер конуса Морзе хвостовика ………………………………..……………..0; 1; 2; 3; 4; 5; 6

Рисунок 11. Центр

Порядок выполнения работы

1. Выполнить в журнале эскиз заданной детали.

2.Проставить на эскизе значения радиального биения относительно оси центров и оси базовой поверхности.

3.Ознакомиться с имеющимся инструментом и занести в журнал его технические характеристики.

4.Определить радиальное биение наружной цилиндрической поверхности:

а) относительно оси центров – закрепить валик в центрах так, чтобы он свободно вращался и не имел продольных и поперечных перемещений (люфта и качки). Подвести измерительный наконечник индикатора (рис. 12а) к измеряемой поверхности, повернуть вал на полный оборот. Разность показаний стрелки индикатора за полный оборот детали соответствует величине радиального биения;

б) относительно оси базовой поверхности (в призме) – для определения радиального биения одной поверхности вала относительно оси другой (базовой) поверхности вал базовой поверхностью укладывают в призму (рис. 12б), а к проверяемой поверхности подводят индикатор. Поворачивая вал на полный оборот, по разности показаний стрелки индикатора определяют величину биения.

5.Сравнить действительные значения радиального биения с чертежными. Дать заключение о годности.

а)

Страница 3 из 4

В. ИЗМЕРЕНИЕ БИЕНИЙ
Биение вращающихся частей определяют индикатором часового типа.
Для измерения радиального биения вала индикатор устанавливают на плоскость разъема подшипникового стояка либо на другое жесткое основание (рис. 7). Проверяемую окружность делят на восемь равных частей, измерительный стержень индикатора устанавливают в верхней части проверяемой поверхности, предварительно стрелку его устанавливают на нуль. Поворачивая ротор (вручную или краном), производят запись показаний индикатора при каждом из восьми положений вала. Для более легкого поворачивания ротора шейку вала смазывают маслом. Запись показаний индикатора ведут со знаком » + » или » —» в зависимости от направления отклонения его стрелки. Разница в показаниях индикатора свидетельствует об эксцентричности проверяемой поверхности или искривлении вала.

Рис. 7. Проверка радиального биения

Величина искривления вала по отношению к его оси равна половике биения. Для получения правильных измерений необходимо перед отсчетом величины биения убедиться в правильной установке индикатора и надежности его закрепления. Для этого перед отсчетом слегка постукивают рукой по индикатору; если после постукивания стрелка индикатора установится в прежнее положение, то это укажет на правильную установку индикатора. Доказательством того, что индикатор не был смещен при измерениях, служит совпадение его показаний при вторичном измерении биения в точке / с показаниями при первом измерении в той же точке. Чтобы избежать искажения показаний, надо при каждом измерении ослаблять трос, которым поворачивают ротор; необходимо также проверить плотность установки вкладышей в расточке стояка и убедиться в отсутствии задевания ротора за какие-либо части. Чтобы исключить случайные ошибки, измерения повторяют два-три раза, несколько сдвигая каждый раз индикатор вдоль оси.
Допустимое биение шеек валов составляет 0,02 мм для диаметров 100—200 мм и 0,03 мм для диаметров более 200 м. В местах установки уплотнений биение не должно превышать 0,05—0,06 мм. Допустимое биение вала ротора в других местах составляет 0,06—0,08 мм для быстроходных машин (3000 об/мин) и 0,10—0,12 мм — для тихоходных.

Рис. 8. Проверка осевого биения полумуфты

Осевое биение торца полумуфты проверяют двумя индикаторами, установленными в диаметрально противоположных точках торца полумуфты (рис. 8) на одинаковом расстоянии от оси вращения. Применение двух индикаторов исключает ошибки, связанные с возможными осевыми сдвигами ротора в процессе измерений.
Здесь также окружность полумуфты разделяют на четное число равных частей, например на восемь. Измерительные стержни индикатора упирают в торец полумуфты на расстоянии 10—15 мм от края. Биение торца полу муфты определяют на основании восьми пар показаний индикаторов соответственно восьми различным положениям ротора. Для нахождения величины биения торца полумуфты на каком-либо диаметре определяют сумму показаний обоих индикаторов для одной и той же точки торца муфты при двух положениях вала — до и после поворота его на 180°.
Если при первоначальном положении ротора показание индикатора / в точке / будет 7|, показание индикатора // в точке 5 составит //5, а при повороте ротора на 180° (см. штриховую линию на рис. 8, б) показания индикаторов будут соответственно равны /5 и /Л, то биение As торца полумуфты на диаметре 1—5 определится по формуле
Значения Л, /Л, /5 и //5 в формуле имеют знак » + » при отклонении стержня индикатора в сторону индикатора и знак » — » при отклонении стержня в сторону муфты.

Таблица 4

Номер точки,

Показания индикатора, мм

Сумма по-

казаний ин-

(рнс. 8. а)

дикаторов.

мм

0,00

0,00

0,00

+ 0,01

-0,02

-0,01

-0,03

+ 0,01

-0,02

-f-0,05

+ 0,02

+ 0,07

+ 0.08

0,00

+ 0,08

+0,04

-0,01

+ 0,03

+ 0,05

-0,07

-0,02

+ 0,04

-0,01

+ 0,03

Биение по диаметрам, мм

1—5

2—6

4—8

-0,04

-0,02

0,00

+ 0,02

Положительное значение As указывает на то, что точка / по отношению к точке 5 выступает в сторону индикатора. Если индикаторы установлены на различном расстоянии от оси вращения, то биение следует отнести к расстоянию между измерительными стержнями индикаторов.
Результаты измерений и подсчетов рекомендуется представить в табличной форме по образцу табл. 4.
Как видно из примера, приведенного в табл. 4, наибольшее биение будет на диаметре 1—5 в точке 5.
Чтобы исключить случайные ошибки, измерения повторяют два-три раза, смещая каждый раз индикаторы ближе к центру на 5—10 мм. Кроме того, чтобы проверить отсутствие смещения индикаторов при измерениях, ротор устанавливают в первоначальное положение (1—5) и производят повторно два измерения; разность между показаниями индикаторов при отсутствии их смещения должна равняться первоначальной разности.

Допускаемые радиальное и осевое биения составляют: для жестких муфт 0,03—0,04 мм, для полужестких — не более 0,06 мм. Для жестких муфт быстроходных машин, например турбогенераторов, осевое биение не должно превышать 0,02— 0,03 мм.
Биение коллектора проверяют при медленном проворачивании якоря. Наличие промежутков между пластинами весьма затрудняет измерение биения коллектора при обычной форме конца измерительного стержня. Для устранения этого недостатка на конец стержня индикатора надевают плоский наконечник.
Допустимое биение коллекторов быстроходных машин с окружной скоростью коллектора до 50 м/с, например турбовозбудителей, не должно превышать 0,02—0,03 мм, в тихоходных машинах может быть допущено без ущерба для работы машины значительно большее биение.

Добавить комментарий

Закрыть меню