POLITECHNIKA ŚLĄSKA W YDZIAŁ TRANSPORTU 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 A 0 i A 1 na płytkach wzorcowych o tych samych wysokościach umieszczonych w odległości L. Następnie naleŝy odczytać wskazania p 1 na podziałce poziomnicy w celu wyznaczenia pochylenia odcinka L. RóŜnicę poziomów początku i końca odcinka oblicza się ze wzoru:
h 1 = L sin( p1θ) 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 A 0 do punktu A 2. Następnie naleŝy odczytać nowe wskazanie p 2 poziomnicy i ponownie obliczyć róŝnicę h 2 połoŝenia punktów A 1 i A 2. Wykonując pomiary w opisany wyŝej sposób moŝna obliczyć sumaryczne odchylenie y i od poziomu wyjściowego dla kolejnych punktów pomiarowych A i ze wzoru: y i = h n i 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 x 0, x n. 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