Polish Afrikaans Albanian Arabic Armenian Azerbaijani Basque Belarusian Bulgarian Catalan Chinese (Simplified) Chinese (Traditional) Croatian Czech Danish Dutch English Estonian Filipino Finnish French Georgian German Greek Hebrew Hindi Hungarian Icelandic Indonesian Irish Italian Japanese Korean Latvian Lithuanian Macedonian Norwegian Portuguese Romanian Russian Serbian Slovak Slovenian Spanish Swahili Swedish Turkish Ukrainian Vietnamese Welsh

OSDonate

Podoba Ci się nasza strona? Postaw nam piwo! :)

Kwota:

Tak się złożyło, że jeden z dużych modeli Piotrka przeżył poważną kraksę, w wyniku której piasta silnika AXI 5325 mogła ulec skrzywieniu.

Choć na pierwszy rzut oka wydawało się to mało prawdopodbne (piasta wygląda dość masywnie, wał ma 12mm średnicy), to jednak nie można było tego wykluczyć. Prawa fizyki są nieubłagane, przy kraksie występują znaczne przeciążenia, a aluminium nie jest metalem zbyt sprężystym. Poddane znacznej sile, ma bardzo ograniczone zdolności powrotu do pierwotnego kształtu/położenia. Jedyną metodą, żeby przekonać się jak to wygląda w rzeczywistości było przeprowadzenie konkretnych pomiarów. Metodę wyjaśniają poniższe rysunki.

Pierwszy przypadek ilustruje sytuację, kiedy wał piasty jest prosty i równoległy do osi obrotu (osi silnika). Powstaje pytanie – dlaczego oś piasty nie pokrywa się z osią obrotu? Otóż tak byłoby w teorii, w rzeczywistych realiach technologicznych produkcji takich elementów, zawsze musi być jakaś nieosiowość (tzw. bicie). Tyle, że kiedy jest ona bardzo mała, uznajemy, że osie się pokrywają. Chodzi tu o kilka setnych milimetra, wtedy uznajemy (oczywiście jeszcze w zależności od zastosowania), że element jest wykonany precyzyjnie. A jeśli z kolei różnica wyniesie o rząd więcej (dziesiąte milimetra), to możemy uznać, że nie ma on zadowalającej precyzji. Pomiaru dokonujemy najpierw na początku wału w położeniu A, obracając go o 360 stopni i wyłapując najmniejszą i największą wartość A1 i A2. Zakładając, że wał jest okrągły, powinny się one znaleźć po jego przeciwnych stronach, czyli „kątowo” będą odległe o 180 stopni. Potem przesuwamy czujnik na koniec wału i powtarzamy operację mierząc B1 i B2. Jeśli różnica (A1-A2) będzie równa różnicy (B1-B2) – oczywiście z założoną tolerancją – to można uznać, że wał jest prosty.

Drugi przypadek, to piasta skrzywiona. Pomiarów dokonujemy w ten sam sposób jak poprzednio - początek piasty - A1 i A2, koniec piasty- B1 i B2. Jesli różnica (B1-B2) będzie znacząco większa niż (A1-A2) wtedy należy uznać, że piasta jest skrzywiona.

Do mierzenia użyłem tzw. czujnika zegarowego. Jest to typowy przyrząd stosowany do pomiarów związanych z osiowością (choć nie tylko) obracających się elementów. Linia bazowa na rysunkach oznacza umowne mocowanie tego czujnika. Specyfika przyrządu jest taka, że w praktyce nie musimy mierzyć (choć jest to możliwe) bezwzględnych odległości A1, A2, B1, B2, a przy obrocie wału o 360 stopni od razu wyznaczyć różnicę A1-A2 oraz B1-B2. Pojedyncza działka oznacza dystans 0,01mm, a obrotowa tarcza umożliwia ustawienie zera odczytu na bieżącym położeniu dużej wskazówki.

W ramach przygotowania stanowiska pomiarowego, konieczne było wykonanie pomocniczego uchwytu, pozwalającego na poziome zamocowanie silnika.

Wspornik nie jest zbyt sztywny jak na silnik o tej masie, w związku z tym przy obracaniu wirnika duża wskazówka (będzie to widać dalej na filmie) „przelatuje” trochę poza odczyt związany tylko z wałem piasty. Dlatego mierzone wartości notowałem, kiedy cały układ się „uspokajał”, po wykonaniu obrotu i zdjęciu dłoni z wirnika. Jako stanowisko pomiarowe wykorzystałem moją mini-frezarkę CNC.

Czujnik został zamocowany w miejsce wrzeciona w osi Z, a silnik na stole krzyżowym XY. Pozwoliło to na precyzyjne ustawienie końcówki pomiarowej nad wałem piasty.

Pomiar piasty w położeniu A wykazał różnicę między 0,02mm a 0,03mm, przyjmijmy 0,025mm.

Z kolei w położeniu B różnica wyniosła 0,03mm. Ponieważ właśnie na tym odcinku piasty jest mocowane śmigło, można na podstawie tych danych uznać, że piasta nie jest skrzywiona (niezależnie od tego jak wypadną pomiary na końcu gwintowanej końcówki). Niewielka różnica jest zdecydowanie pomijalna, może wynikać np. z niedokładności pomiaru, albo też z otarć na wale, powstałych podczas zakładania i dokręcania śmigła.

Pomiar na samym końcu wału należy traktować tylko orientacyjnie. Jest to część gwintowana, trudno interpretować odczytywane wartości przy końcówce czujnika „skaczącej” po zwojach gwintu. Zdecydowałem się więc założyć na wał 2 warstwy koszulki termokurczliwej, zdając sobie sprawę, że odczyt będzie przybliżony. Ze względu na zmienną grubość ścianki, a także niekontrolowane obkurczanie (w sensie precyzji, o którą chodzi w tym eksperymencie), założyłem, że różnica na poziomie 0,2mm nie będzie niczym niepokojącym. Z kolei jeśli sam koniec piasty zostałby odkształcony w wyniku uderzenia, to różnica powinna być znacząca - np.0,5mm lub więcej. Tutaj zmierzona odchyłka wyniosła 0,12-0,15mm i to w stronę przeciwną, niż przy poprzednich pomiarach, co moim zdaniem potwierdza tezę, że piasta jest prosta.

Już bez związku z podstawowym celem eksperymentu, zrobiłem jeszcze pomiar części mocującej piastę na wirniku. W zasadzie potwierdza on tylko, że element ten został wykonany precyzyjnie.

Przebieg testu ilustruje poniższy film. Należy zaznaczyć, iż jest to tylko demonstracja metody, prawdziwe pomiary przebiegały wolniej i dokładniej. Warto jeszcze dodać, że przy tej metodzie lepiej obracać wał konsekwentnie tylko w jednym kierunku, bo przy jego zmianie może pojawić się mała histereza (w zależności czujnika).

Publikowane tutaj materiały i zdjęcia stanowią własność ich autorów, nie mogą być kopiowane oraz wykorzystywane bez ich zgody.
Strona niekomercyjna.