第四节 典型零件的技术检验

按照零件的结构形状分类,机械设备零件可分为壳(盖)类、轴(孔)类、齿轮类、轴承类和弹簧类五种基本类型。

一、壳(盖)类零件的检验

机械设备壳(盖)类零件主要是指气缸体、气缸盖和飞轮壳等。壳(盖)类零件常见的损伤模式有壳体裂纹、壳盖上螺纹损伤、壳体孔壁磨损、壳(盖)结合面不平以及壳体件产生位置偏差等。

(一)壳体裂纹的检验

壳体有无裂纹,一般情况可通过直观配合敲击听音发现。由于应力易在壳体断面急剧变化处及轴孔和轴承座孔处集中,故对这些部位的检验最好使用放大镜检验。对于气缸体的隐蔽裂纹,须经水压试验才能发现。

(二)螺纹损伤的检验

螺纹损坏发生在螺纹口处较多,故用检视法进行检验。要求损坏不超过两扣。对于螺孔内螺纹的检验,可用与螺纹相配合的螺栓做旋入试验,以螺栓能顺利旋到底且无松动感觉为合格,否则应进行修理。

(三)孔壁磨损检验

壳体孔壁磨损一般可用检视法做初步检验。但对要求较高的气缸等孔壁的磨损,需用量缸表或内径千分尺进行测量,以确定其圆柱度和圆度。对于轴承座孔与轴孔的磨损也可以进行配合检验,如有松旷,应插入厚薄规确定其是否超过规定标准。

(四)壳(盖)结合面的平面度检验

检验壳(盖)结合面的平面度,可按如图2-4所示的方法测量。即将长于被测件平面的直尺边缘,逐一沿测量线AAA1 A1BBB1 B1CCC1 C1放置,并且用厚薄规测量直尺边缘与被测件平面之间的间隙,以确定被测件结合面的平面度。也可将两个互相结合的零件(如气缸体与气缸盖)扣合在一起,用厚薄规测量其间的间隙,以确定被测件结合平面的平面度。

图2-4 检验壳体结合面平面度的方法

对于不规则的环形窄平面(如气缸体底平面),检验其平面度时,必须用平板与零件被检平面相接触,然后用厚薄规测量其间的间隙,以确定壳体结合面的平面度。

(五)壳体件位置公差的检验

壳体类零件经使用后可能产生相对位置偏差(称为位置公差)。它包括平行度、垂直度、同轴度等位置公差。

1.轴线平行度的检验

机械设备壳体件发生变形后,可能产生轴线平行度超过允许限度。检验轴线平行度有直接与间接测量两种方法。图2-5为直接测量轴承座孔轴线的平行度,图2-6为间接测量轴承座孔轴线的平行度。

图2-5 直接测量轴承座孔轴线的平行度

1—变速器壳;2—定位套;3—测量轴;4—外径千分尺

图2-6 间接测量轴承座孔轴线的平行度

1—微分表;2—变速器壳;3—衬套;4—量杆;5—平板

2.轴线垂直度的检验

如图2-7所示,为检验壳体零件轴线的垂直度。当转动手柄6带动柱塞3与测量头8并使之转动180°时,微分表读数的差值,即表示气缸轴线对主轴承座孔轴线在70mm(因柱塞轴线距测量头球形触头的距离为35mm)长度范围内的垂直度。当垂直孔长度为210mm时,210÷70=3,微分表读数的差值乘以3,即为气缸全部长度上的垂直度。

图2-7 气缸孔垂直度检验仪

1—定心轴;2—前定心轴套;3—柱塞;4—微分表触头;5—微分表;6—转动手柄;7—气缸定心器;8—测量头;9—定心轴套

3.轴孔同轴度的检验

图2-8所示为常用的同轴度检验仪。测量时,使等臂杠杆的球形触头3触及被测孔的表面,当转动定心轴1时,如果孔不同轴,等臂杠杆的球形触点便产生径向移动,其移动量经杠杆传给微分表,从而便测出轴孔的同轴度。

图2-8 气缸体轴承座孔同轴度检验仪

1—定心轴;2,7—定心轴套;3—球形触头;4—等臂杠杆;5—微分表;6—本体

二、轴类零件的检验

机械设备上轴类零件很多,如曲轴、凸轮轴、传动轴等。轴类零件的常见损伤形式有弯曲、磨损与断裂等。

(一)弯曲检验

凡轴类零件的轴线必须与其旋转轴线一致,否则说明该轴有弯曲变形。如图2-9所示,轴1未弯曲前的轴线为AA,产生弯曲后的轴线为BB。检验轴弯曲度时,一般用微分表2的触点抵住轴1的中央部位(若曲轴或凸轮轴轴颈为单数,测中间轴颈即可;若轴颈为双数,应测靠中间的两轴颈,并取最大值),转动轴时,微分表长指针所指的最大读数与最小读数之差,即为轴在径向圆上的跳动量。

图2-9 轴弯曲的检验

1—轴;2—微分表

对于某些形状较简单的轴,可直接放在平板上滚动,滚动时观察轴与平板间漏光度的变化,据此判断此类零件是否弯曲。

(二)磨损检验

轴形零件的外形比较复杂,有的为曲拐(如曲轴),有的为管状(如半轴套筒),有的为棒形(如转向节销)等,而其检验磨损的部位均为轴颈。

图2-10为测量曲轴连杆轴颈的磨损。在同一横断面上测出的差数最大值之一半为圆度;同一纵断面上测出的差数最大值之一半为圆柱度。

图2-10 曲轴轴颈的测量

轴颈的一端或两端有承受推力的台肩端面时,还应检验轴颈的长度和圆的半径。

在机型单一且生产规模较大的修理单位,可采用各种专用的界限量规来测定轴颈的磨损量,以提高检验工效。

(三)断裂检验

可用检视法、探测法检验。

三、齿轮类零件的检验

齿轮的外齿和内齿、花键轴与花键孔的键齿等,均可视为齿轮类零件。齿轮类零件常见的损伤有齿长、齿厚的磨损,齿面的斑点、剥落、沟痕,以及个别牙齿裂纹和折断等。

对于齿轮类零部件的检验,一般采用检视法和测量法。用样板检验的具体方法如图2-11所示,以没有漏光或极少漏光为合格。对于键轴与键孔磨损程度的检验,可用配合检验法确定其磨损程度。

图2-11 检验齿轮的样板

对齿轮零部件的一般检验要求如下。

①一个牙齿齿面的斑点、剥落不得超过整个齿面的20%。

②齿长度磨损量(在齿高2/3处测量)一般不得超过原齿长的30%(齿套不得超过原齿长的15%)。

③齿厚磨损(在节圆处测量)一般不得超过0.5mm(齿套不得超过0.4mm)。

④齿轮牙齿的断裂一般不得超过齿高的1/3,相邻两齿不得同时有断裂现象,整个齿轮牙齿的断裂不得超过4个。

⑤齿轮磨损不得有严重的阶梯形状。

此外,蜗轮与蜗杆如有裂纹、疲劳剥落与梯形磨损等失效形式,一般应予更换。检验蜗轮与蜗杆的磨损程度,可用齿轮游标卡尺、界限量规、专用样板等专用工具测量,其磨损量不得超过标准规定。

四、滚动轴承的检验

内燃机上装用的滚动轴承有滚珠、滚柱(锥)及滚针轴承。它们经常处在高速、重载条件下工作,长期使用后滚道与滚动体会产生磨损、烧蚀、破裂、疲劳剥落及斑点等损伤。对于滚动轴承的检验一般不拆散,通过清洗后的外观检视、空转试验与必要时测量内部间隙,即可鉴定其质量是否合格。

(一)外部检视

滚动轴承发现下列损伤时,应予检修或更换。

①滚道和滚动体因烧蚀而变色。

②滚道上有击痕、伤印、擦伤。

③滚道、滚动体上有裂纹、脱层、剥落及大量黑斑。

④在隔离环上有穿透的裂纹及铆钉缺少或松动。

⑤隔离环装滚子的槽口磨损过甚,滚子能自行掉出。

⑥滚珠轴承隔离环端面磨损,其深度超过0.3mm。

⑦锥形滚珠磨损,小端的工作面凸出于轴承外座圈端面。

⑧滚锥轴承内环大端内端面缺口和金属剥落。

在外部检视滚动轴承后,如发现轴承上有细微腐蚀性黑斑点与隔离环轻微缺陷而不影响轴承转动,以及滚锥轴承内环小端凸缘面的圆周上的破缺口不超过四个,其总弧度不大于30°,相邻两缺口有一定距离(不小于30°)等情况,一般可以继续使用。

(二)空转试验

将轴承进行空转,看轴承旋转是否自如,有无噪声、停滞和卡住的现象。轴承旋转不均匀,可从手上的感觉判断出来。

(三)间隙测量

滚珠轴承的磨损情况,可通过测量其径向间隙和轴向间隙来判定。测量方法如图2-12与图2-13所示。

图2-12 检验轴承径向间隙

图2-13 检验轴承轴向间隙

检验轴承径向间隙时,需一手压紧轴承内圈,另一手往复推动外圈,表针所变动的数值即为轴承径向间隙;检验轴承轴向间隙时,需上下推动内座圈,表针最大数与最小数的差值即为轴承的轴向间隙。

五、螺旋弹簧的检验

螺旋弹簧在使用中,由于受热退火或疲劳,会产生残余变形,使弹力减弱,出现弹簧自由长度改变、歪扭以及断裂等损伤。

弹簧的自由长度可用直尺或游标卡尺测量,也可用新弹簧做比较验证。

因弹簧弹性变化遵守虎克定律,故在检验弹簧弹性时,需将弹簧压缩到一定长度,观察其弹力是否符合规定,如图2-14所示。若载荷低于规定值,说明弹簧的弹性不符合要求。

图2-14 弹簧检验仪

弹簧是否断裂,一般用检视法判断。弹簧是否歪斜,可用直角尺检查,歪斜超过2°应予以更换。

六、其他零件的检验

对于盘形零件的旋转平面,需要测量其端面的跳动量。测量方法如图2-15所示,旋转零件1,微分表上的读数即为端面跳动量。由于测点半径对跳动量影响很大,故在检验技术条件上对不同零件规定有不同的测点半径。

图2-15 旋转平面端面跳动量的检验

1—零件;2—微分表

对于杆状零件(如连杆等)以及工字梁、车架等具有特殊形状的零件,应进行变形和断裂等检验,这些将在后面相关章节中进行讨论。

此外,对专用螺栓、螺柱、螺母及垫圈等,可用检视法判断其技术状态。螺栓、螺柱不应弯曲、拉长,螺纹部分不应有压瘪、磨平、滑扣等现象。平垫圈及锁止垫圈应平整、无破裂,弹簧垫圈不应失去弹性等。