CURS 10 CONTROL

Metode şi mjloace de măsurare pentru inspecţia pieselor filetate

10.1 Consideraţii generale

Filetul este o nervură elicoidală cu profilul transversal constant, generată pe o suprafaţă de rotaţie, cilindrică sau conică, la interior sau exterior, servind la asamblarea prin înşurubare a două corpuri. Filetul este denumit:• după suprafaţa pe care se execută: filet interior sau filet exterior.• după profilul secţiunii nervurii generatoare: filete triunghiulare, pătrate, trapezoidale, rotunde etc., fig. 10.1

Fig. 10.1 Profilele filetelor

Elementele caracteristice ale filetelor sunt:• Profilul filetului poate fi: triunghiular, pătrat, trapezoidal etc.;• Înălţimea filetului t măsurată într-un plan axial este distanţa dintre vârful şi fundul filetului;• Unghiul filetului a format într-un plan axial de două flancuri adiacente;• Pasul filetului p măsoară distanţa între punctele medii a două flancuri consecutive, omoloage;

• Diametrul exterior d sau D reprezintă distanţa între vârfurile filetului (pentru şurub) sau între fundurile• filetului (pentru piuliţe) măsurată într-un plan axial, perpendicular pe axa filetului;• Diametrul interior dl sau D1 reprezintă distanţa între fundurile filetului (pentru şurub) sau între• vârfurile filetului (pentru piuliţe) măsurată într-un plan axial, perpendicular pe axa filetului;• Diametrul mediu d2 sau D2 reprezintă diametrul unui cerc imaginar coaxial cu filetul a cărui generatoare taie profilul filetului astfel ca lungimea generatoarei corespunzătoare golului dintre spire să fie egală cu jumătatea pasului nominal.

Piuliţa

10. 2 Inspecţia filetelorIn general, la filete se măsoară acei parametri care determină condiţiile de înşurubare la ansamblările filatate,

şi anume: diametrul mediu al filetului, pasul şi semiunghiurile profilului. Controlul filetelor se face folosind urmatoarele metode:

- metoda complexă;- metoda diferenţiatăMetoda complexă se caracterizeaza prin verificarea simultană a tuturor parametrilor filetului cu ajutorul

calibrelor si este utilizată în special pentru controlul pieselor ce urmează să intre in alcătuirea asamblărilor filetate in cazul productiei de serie mare şi masă.

Metoda diferentiată constă in măsurarea separată a diferiţilor parametri ai filetelor si se aplica la controlul sculelor pentru filete (tarozi, filiere), al calibrelor pentru filete sau a pieselor filetate produse in serie mică sau unicat.

Inspecţia pieselor filetate se poate realiza cu ajutorul calibrelor limitative, al mijloacelor de măsurare universale sau cu mijloace specifice.

Filetele de fixare se verifică uzual cu ajutorul calibrelor, având în vedere că la acestea interesează în îndeosebi toleranţa funcţională, în timp ce la filetele de mişcare (şuruburi micrometrice, şuruburi conducătoare ale maşinilor-unelte) se vor măsura elementele dimensionale (diametrul mediu, unghiul flancurilor, pasul). Opţiunea pentru un anumit mijloc de măsurare se face ţinând seama de parametrul geometric măsurat, de tipul filetului, de precizia impusă şi de productivitate.

10.2.1 Calibre pentru filete

Calibrele limitative se utilizează pentru verificarea piese filetate obţinute în producţia de serie mare şi masă. Constructiv, acestea au forma conjugată suprafeţei controlate. Cele două limite ale câmpului de toleranţă ale filetului sunt materializate de partea trece, respectiv nu trece a calibrelor. Partea "trece" realizează controlul complex, pe toată suprafaţa piesei verificate, pe când partea "nu trece" se realizează cu filetul redus, având în

1

Rodica ROHAN

iFig. 10.2 Elementele geometrice ale filetului (Secţiune prin două piese

înşurubate având filet cu profil triunghiular)

CURS 10 CONTROL

vedere faptul că trebuie să asigure contactul cu filetul verificat la nivelul diametrului mediu. Calibrele pot fi de tip tampon pentru verificarea suprafeţelor interioare filetate (piuliţe), fig. 10.3 sau de tip inel, pentru verificarea suprafeţelor exterioare filetate (şuruburi).

10.2.2 Şabloane şi lere pentru filetŞabloane şi lere de filet sunt mijloace de verificare simplă, pentru identificarea pasului sau a unghiului flancurilor la filete interioare sau exterioare. Lerele, constituite dintr-un număr de şabloane, permit identificarea sau determinarea pasului filetului prin metoda fantei de lumină, prin suprapunerea acestuia pe profilul filetului controlat.

2

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Fig. 10.4 Lere pentru identificarea pasului filetelor

10. 2. 3 Măsurarea diametrului mediu şi interior cu micrometrul pentru filete

Micrometrul special pentru filete prezintă posibilitatea montării interschimbabile în alezajele practicate în tijă şi nicovală a vârfurilor de măsurare, de formă adecvată măsurării diametrelor mediu şi interior. Metoda de măsurare este o metodă directă, folosită de regulă la măsurarea filetelor de precizie scăzută, în timpul prelucrărilor de degroşare şi semifinisare

3

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Fig. 10.5 Micrometre pentru filete, cu vârfuri de măsurare

4

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Micrometrul de exterior este prevăzut cu vârfuri de măsurare (con şi prismă), schimbabile, cu ajutorul cărora se măsoară diametrul mediu d2 şi diametrul interior di.

2$ i 0.3015

Pentru măsurarea diametrului d2 se folosesc vîrfuri de măsurare cu unghiul de profil J3 = a unghiul

filetului.

5

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Pentru măsurarea diametrului interior di se montează vîrfuri de măsurare cu unghiul de profil jB < a , pentru realizarea contactului la fundul filetului

6

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Fig.10.6 Măsurarea diametrelor di şi d2

7

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

10.2.4 Măsurarea elementelor filetului cu ajutorul microscopului prin metoda vizării directe

Inspecţia complexă a parametrilor filetului: diametrul interior d1? diametrul exterior d, diametrula

mediu d2, pasul p şi unghiurile a şi — se realizează cu microscopul mare de atelier şi microscopul universal, cu vizare

directă a filetului. Schema de măsurare este prezentată în fig. 10.7.

8

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

a Măsurarea

diametrului d2, şi a unghiului a/2 Fig. 10. 7 Schema de

măsurare a elementelor filetului

Relaţiile de calcul a parametrilor menţionaţi anterior sunt:

mmd 2 =

(10.1)

9

d 2st + d 2dr

2

Rodica ROHAN

Măsurarea pasului p

CURS 10 CONTROL

a/ 2 st + a / 2 dr=--------------«------------------m_, grade2 (10.2)

10

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Se măsoară distanţa peste n paşi, pentru ca eroarea de măsurare să fie mai mică, iar pasul efectiv se calculează cu relaţia:

11

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

r nst

+ pndr

2n

(10.3)

12

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

unde d 2st .d 2dr reprezintă valorile diametrului mediu al filetului masurate pe flancul stâng şi pe flancul drept ale

acestuia.INSPECŢIA PRECIZIEI GEOMETRICE A ROŢILOR DINŢATE

5 5 5

10.3 Consideraţii generaleRoţile dinţate sunt organe de maşini alcătuite din corpuri de rotaţie sau de altă formă, prevăzute cu dantură exterioară sau

interioară. Ele se utilizează la transmiterea mişcării de rotaţie şi a momentului de torsiune, prin contactul direct al dinţilor, realizându-se astfel un raport de transmitere (raportul dintre turaţia roţii conducătoare şi a celei conduse) constant sau variabil.

13

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Fig.10.8 Principalele elemente geometrice ale danturii

• flancul dintelui este porţiunea de suprafaţă de-a lungul dintelui, cuprinsă între suprafaţa de cap şi suprafaţa de picior;• cercul de vârf (cap) cu diametrul da - se obţine prin intersecţia cilindrului de vîrf cu un plan perpendicular pe axa roţii;• unghiul de angrenare a ( a =20° pentru profilul standardizat);• modulul m reprezintă porţiunea din diametrul de divizare ce revine unui dinte (sau raportul dintre pasul circular exprimat în mm şi numărul n). m = p 171;

Angrenajele cu roţi dinţate sunt frecvent folosite în construcţia de maşini. De precizia de execuţie a acestora depinde în mare măsură precizia de lucru a maşinilor-unelte şi aparatelor în structura cărora intră.

Inspecţia roţilor dinţate este caracterizată de anumite particularităţi determinate de profilul complex al dinţilor, respectiv de tipul roţilor dinţate sau al angrenajului, de clasa de precizie prescrisă, de natura indicilor de precizie care se verifică, cu recomandarea de a se efectua în condiţii cât mai apropiate de cele din exploatare, folosind ca bază de măsurare alezajul butucului roţii sau alte baze fucţionale.

10.4 Indici de precizie pentru roţi dinţate şi angrenaje cu roţi dinţate cilindriceStandardele de calitate nu definesc precizia roţilor dinţate şi angrenajelor, ci indică doar valorile limită admisibile

între care trebuie să se încadreze valorile efective ale unui complex de indici măsurabili, pentru ca acestea să se încadreze într-o anumită treaptă de precizie. Această încadrare, făcută în urma controlului, are la bază unul din cele trei criterii de precizie: cinematică, de funcţionatre lină şi de contact între dinţi.

Pentru fiecare criteriu de precizie s-a stabilit un indice de precizie de bază, care poate caracteriza singur calitatea funcţională a roţii dinţate după criteriul respectiv şi un complex de indici de precizie, între care există o relaţie de echivalenţă.

Dintre aceştia se pot enumera:- grosimea dintelui pe coardă constantă;

- cota peste dinţi;- bătaia radială;

- variaţia pasului de divizare şi eroarea cumulată de pas;- variaţia pasului de bază;

- distanţa dintre axele roţilor dinţate.

10.5 Metode şi mijloace de măsurare pentru inspecţia roţilor dinţate

> Grosimea dintelui pe coardă constantăDenumirea de măsurare a grosimii dintelui este improprie, deoarece, în realitate se măsoară coarda dintelui pe cercul de

divizare, adică segmentul de dreaptă dintre flancurile de sens diferit ale aceluiaşi dinte. Grosimea dinţilor, ca şi cota peste dinţi, caracterizeaz ă jocul lateral între flancurile neactive în angrenare . Măsurarea grosimii dinţilor după coarda constantă pe cercul de divizare (fig.10.9), se face direct cu şublerul pentru roţi dinţate sau cu micrometrul optic roţi dinţate, luând ca bază de măsurare diametrul exterior al roţii Def (vârful dinţilor).

14

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Distanţa efectivă g e f de la vârful dintelui până la coarda cercului de divizare se determină cu

15

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

relaţia:2

gd = f(m,z,a),

m- modulul;z- nr. de dinţi;a- unghiul de angrenare

Fig. 10.9 Măsurarea grosimii dinţilor după coarda constantă

16

Rodica ROHAN

eef e+

CURS 10 CONTROL

> Cota peste dinţiCota (lungimea) peste dinţi, notată Ln, reprezintă distanţa dintre două plane paralele tangente la flancurile neomoloage

luate peste n dinţi, măsurată pe normala comună la flancurile considerate (tangenta la cercul de bază), fig.10.10.

17

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Măsurarea cotei peste dinţi se face cu ajutorul unor mijloace de măsurare simple, la algerea lor ţinându-se seama de caracterul producţiei, de precizia şi dimensiunile roţii dinţate, astfel: pentru producţia de serie se folosesc calibre potcoavă, pentru serie mică, micrometrul cu talere sau cu pârghie pentru roţi dintate, aparat prevăzut cu comparator.

Fig.10.10 Măsurarea cotei peste dinţi

18

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Lnef = f(m,z,a),

Pentru operativitatea calcului, s-au determinat valorile teoretice pentru Ln1 şi n numărul de dinţi peste care se face măsurarea, (considerând pe m = 1 şi a = 200).

De

Se calculează cota teoretică Ln luând în considerare modulul calculat cu relaţia m =-------------------: Ln = m ■ L ,' z + 2 n n1

Se compară Lnef cu cota teoretică.

> Variaţia pasului de divizare şi eroarea cumulată de pas

Pasul de divizare p este distanţa dintre două profile de acelaşi sens a doi dinţi alăturati ai roţii, măsurată pe cercul de divizare. Precizia pasului de divizare (circular), ca şi a pasului de bază, caracterizează funcţionarea liniştită a unui angrenaj. In practică se folosesc două metode de măsurare a pasului circular şi anume: absolută şi relativă.

Metoda absolută se referă la stabilirea valorii absolute a pasului pentru fiecare dinte în parte, valoare care interesează foarte rar şi numai în cazul roţilor etalon, a celor foarte precise, sau care funcţionează la viteze tangenţiale foarte mari. Reglarea aparatului se face la dimensiunea nominală, de referinţă, a pasului.

Metoda relativă (diferenţei) stabileşte valoarea abaterii paşilor dinţilor faţă de cea teoretică sau faţă de cea a unui pas oarecare ales arbitrar. In cazul măsurarii variaţiei pasului de divizare şi a erorii cumulate de pas pe cercul de divizare cu ajutorul aparatului universal ZEISS (fig.10.11), se face reglarea la zero după un pas ales arbitrar,

iar pentru a compara abaterile măsurate A cu cele limită prescrise, trebuie să se determine abaterile absoluteprel.

A cu relaţia: A

abs abs p , . p ,

rel.i rel.mediu

Eroarea cumulată (maximă) a pasului de divizare reprezintă suma în valoare absolută, a valorilor limită pozitivă şi negativă, care în general are un caracter sinusoidal şi este dată de relaţia:

Fpr =max.(Apabs. positive

) + max.(Ap abs. negative )

19

Rodica ROHAN

CURS 10 CONTROL

Eroarea cumulată a pasului de divizare reprezintă dublul excentricităţii axei danturii roţii faţă de axa de rotaţie a acesteia.

> Variaţia pasului de bază

Pasul de bază pb reprezintă distanţa minimă dintre două flancuri omoloage (succesive) şi se găseşte pe linia

de angrenare. Pasul de bază nefiind influenţat de deplasarea profilului, de excentricitate şi de elementele de referinţă ale danturii, poate fi verificat independent de axa roţii. Eroarea pasului de bază, influenţează asupra variaţiei unghiului de angrenare şi este influenţată de erorile de formă, variaţia razei cercului de bază şi de neuniformitatea pasului de divizare.

De asemenea, neţinând seama de erorile de formă ale flancurilor, eroarea pasului de bază dă o imagine cantitativă asupra erorii pasului de divizare, între cele două elemente existând relaţia:

20

Rodica ROHAN

Fig. 10.11 Schema de măsurare a pasului de divizare

CURS 10 CONTROL

pb = p c o s a o

Schema de măsurare a pasului de bază folosind palpatoare tangenţiale (22, 23) cu ajutorul aparatului universal ZEISS este prezentată în fig. 10.12

10.12 Schema de măsurare a pasului de bază

21

Rodica ROHAN