Remklauwboringen: twee controles in één contactloze doorgang

Overzicht

Een remklauwboring is een hydraulische cilinder die moet afdichten tegen een zuiger die erin beweegt, vaak onder druk en altijd onder hitte. Het oppervlak vormt de afdichtingsoppervlakte, en alles wat na het bewerken in de boring achterblijft, vormt ofwel een weg waarlangs vloeistof kan ontsnappen, ofwel een deeltje dat duizenden keren langs de wand wordt meegetrokken tijdens gebruik.

Daardoor heeft de inspectie twee doelstellingen in plaats van één: gebreken in de boringwand én los materiaal dat nog in de boring aanwezig is na reiniging. De twee zijn gerelateerd, maar niet identiek; een inspectiestation dat slechts één van beide controleert, laat het andere over aan de remtest.

Beide kunnen in één enkele, contactloze passing worden gecontroleerd, wat belangrijk is omdat een klemmingsboor een blinde of semi-blinde cilinder is waar een operator niet in kan kijken en waar een meetsonde niet in kan zonder het oppervlak dat wordt gemeten aan te raken. Big Bird Industrial (voorheen Shimada Big Bird Industrial) bouwt sinds 2001 reinigings- en ontbramingssystemen voor automotive aandrijflijncomponenten, en de hier beschreven inspectiemogelijkheid volgt de binnen-boorsystemen die op productielijnen worden gebruikt.

1. Waarom de boor een veiligheidsoppervlak is

De klem zet hydraulische druk om in klemkracht, en de boor is de plek waar die druk wordt opgesloten.

De afdichting loopt langs de wand

De zuigerafdichting glijdt langs de boorwand, en de wandafwerking is het oppervlak waartegen deze afdicht. Een longitudinale kras over het afdichtingspad vormt een lekpad, en een deuk verandert de speling lokaal, wat ongelijkmatige slijtage veroorzaakt en uiteindelijk tot een vastlopende zuiger leidt.

Vervuiling is een langzame storing

Een splinter of een brokje dat in de boring is achtergebleven, veroorzaakt meestal geen onmiddellijke storing. Het blijft in de vloeistof zitten, verplaatst zich naar de afdichting en beschadigt geleidelijk de wand of de afdichting. Een rem die op deze manier uitvalt, valt meestal pas uit nadat het voertuig in gebruik is genomen; daarom behoort deze controle plaats te vinden vóór de assemblage, en niet aan het einde van de productielijn.

2. Twee doelen die verschillende optica vereisen

Een gebrek en een losse deeltjes lijken op een foto vergelijkbaar, maar reageren anders op belichting — wat de basis vormt voor hun scheiding.

Gebreken bevinden zich op het oppervlak

Een kras, een scherpe streep, een porie of een corrosieput maakt deel uit van de wand. De verschijning ervan verandert met de lichtrichting op een manier die vast aan het oppervlak is gekoppeld: de schaduw valt consistent ten opzichte van de wand, zelfs terwijl het onderdeel draait.

Vreemde delen liggen erop

Een spaander of een splinter zit boven het oppervlak en werpt een schaduw waarvan de richting mee beweegt met de lichtbron in plaats van met het onderdeel. Dat verschil benut een controle met twee belichtingen of twee hoeken: een kenmerk waarvan de schaduw beweegt, is los; een kenmerk waarvan de schaduw stil blijft, maakt deel uit van de wand.

3. Binnengaan van een blinde boring

Toegankelijkheid is de beperking die de optica bepaalt, omdat de boring één opening en een gesloten einde heeft.

Opening bepaalt de sonde

Binnen-gat-systemen bereiken boringen vanaf een en een halve millimeter omhoog, met een resolutie aan de wand in de orde van een honderdste millimeter en een diepte-omvang die in maatwerkconfiguraties uitstrekt tot meerdere honderden millimeter. Een klemmaatboring past comfortabel binnen dat bereik, wat betekent dat het ontwerpprobleem verlichting is in plaats van toegankelijkheid.

Een cilinder vanaf één uiteinde verlichten

Licht dat langs de booras wordt geleverd verlicht de verre wand en laat de nabije wand in schaduw, terwijl een ringvormige lichtbron aan de punt een heldere band produceert waarvan de positie afhangt van de werkafstand. Beide effecten zijn beheersbaar als de meetsonde op een gedefinieerde afstand wordt gepositioneerd en het onderdeel wordt geroteerd; daarom is boringinspectie meestal gebaseerd op rotatie in plaats van op één enkele belichting.

4. Omgaan met het onderdeel voor en na inspectie

Een schuifmaat is klein en licht ten opzichte van de onderdelen op een aandrijflijn, wat het hanteren op een manier verandert die de inspectie ondersteunt.

Oriëntatie ten opzichte van de zwaartekracht

Bij inspectie met de boring naar beneden vallen losse deeltjes weg van het oppervlak dat wordt gefotografeerd, waardoor een categorie valse meldingen wordt voorkomen. Bij inspectie met de opening naar boven blijven deeltjes op hun plaats en ontstaat juist het tegenovergestelde probleem. De inspectiestation moet het onderdeel daarom in een gedefinieerde oriëntatie presenteren, in plaats van te accepteren wat de operator toevallig aanbrengt.

Luchtassistentie

Een korte luchtpuls vóór de tweede belichting is de goedkoopste manier om het verschil tussen losse en vastzittende deeltjes te bepalen: een spaander verplaatst zich, een gebrek niet. Het verwijdert ook resterende vloeistof die anders een reflectie zou veroorzaken die wordt geïnterpreteerd als een gebrek.

5. Cyclus, verificatie en grenswaarden

Een schuifmaatstation inspecteert normaal gesproken meerdere boringen per onderdeel, en de cyclusduur neemt toe met het aantal boringen in plaats van met de afmetingen van het onderdeel. Omdat elke boring een rotatie en ten minste twee belichtingen vereist, duurt het inspecteren van een onderdeel met twee boringen ongeveer twee keer zo lang als dat van een onderdeel met één boring, en deze berekening moet worden opgenomen in de taktbudgettering voordat het station wordt gespecificeerd.

Bij verificatie worden onderdelen gebruikt met bekende gebreken en doelbewust ingebrachte vervuiling: een bewerkte spaander geplaatst op een gedefinieerde positie, een splinter die aan de rand van een boring is achtergebleven en een kras met bekende lengte en richting. Elk hiervan moet correct worden geclassificeerd, en de test moet ook conformerende onderdelen omvatten om het percentage valse alarmen vast te stellen.

De beperking van de methode is het gesloten uiteinde. Een boring die eindigt in een hoek biedt een oppervlak dat de meetsonde alleen schuin kan zien, en een deeltje dat in die hoek is blijven zitten, is het moeilijkst te detecteren op het onderdeel. Die hoek is ook waar spaanders zich ophopen, wat de reden is waarom de acceptatiespecificatie deze expliciet moet noemen in plaats van deze aan de meetsonde over te laten.

6. Waarom contactloosheid hier belangrijk is

Een contactmethode binnen een klemboor riskeert het oppervlak dat wordt gemeten; op een afdichtend oppervlak is dat risico onaanvaardbaar.

Een boorgaats of een sonde die de wand raakt, kan een gehoonde of gepolijste oppervlak beschadigen, en een beschadiging op het afdichtingspad is een gebrek dat door de inspectie zelf wordt geïntroduceerd. Optische meting elimineert dat risico volledig, wat de praktische reden is om deze methode voor dit onderdeel te gebruiken — los van de snelheid.

7. Waarom het vóór montage moet plaatsvinden

Een remklauw die met een chip in de boring is geassembleerd, kan niet opnieuw worden geïnspecteerd zonder te worden gedemonteerd, en een remklauw die is gedemonteerd en opnieuw is samengevoegd, roept vragen op over de afdichting waar niemand graag antwoord op wil geven bij een veilheidsonderdeel.

De kostenvergelijking

Vóór assemblage wordt een afgewezen remklauw binnen minuten opnieuw gereinigd en opnieuw geïnspecteerd. Na assemblage wordt hetzelfde gebrek vastgesteld tijdens een remtest, wat betekent dat de klauw moet worden gedemonteerd, een nieuw afdichtingsset moet worden gemonteerd en een nieuwe test moet worden uitgevoerd. In de praktijk leidt dit tot een garantieclaim met een voertuig erbij. De inspectiestation kost in alle drie de gevallen evenveel; de gevolgen niet.

Dat is het argument om de controle onmiddellijk na het reinigen uit te voeren in plaats van aan het einde van de lijn, en het is ook het argument om het afkeuren van onderdelen eenvoudig te laten verlopen. Een station waarvan de afgewezen onderdelen nergens heen kunnen, zal ertoe worden overgehaald om ze toch door te laten.

Veelgestelde vragen

Kunnen beide controles in één belichting worden uitgevoerd?

Gebreken kunnen in één opname worden gevonden. Om puin betrouwbaar van een gebrek te onderscheiden, is ofwel een tweede opname met ander licht nodig, ofwel een luchtstoot, omdat het verschil gedragsmatig is in plaats van visueel.

Hoe klein kan een deeltje zijn om nog te worden gevonden?

De detectiegrens hangt af van het contrast dat het deeltje ten opzichte van de wand oplevert, wat op zijn beurt afhangt van het materiaal en de oriëntatie ervan. Een helder splinter op een donkere wand is makkelijker te detecteren dan een donker splinter op een lichte wand, vandaar dat de belichting per onderdeel wordt ingesteld in plaats van als universele instelling.

Moet het onderdeel eerst schoongemaakt worden?

Het moet droog zijn en vrij van vloeistoflaag. Een natte boring veroorzaakt reflecties die als kenmerken worden gelezen, en een met vloeistof gevulde boring verbergt wat eronder zit.

Wat gebeurt er met een afgewezen remklauw?

Die gaat naar een controlepositie waarbij de bevinding wordt bevestigd en het onderdeel vervolgens opnieuw wordt gereinigd of afgekeurd. Een afkeuring die niet kan worden bevestigd, is een vals alarm; het bijhouden van dit percentage is wat het vertrouwen in de inspectiestation waarborgt.

Conclusie

Een remklauwboor kent twee verschillende risico’s in dezelfde cilinder: een wanddefect dat leidt tot een lek, en een losse deeltijd die geleidelijk tot storing leidt. Beide kunnen worden opgespoord zonder contact, en het onderscheid tussen beide is gebaseerd op gedrag, niet op visuele kenmerken.

De specificatie moet de boor, het afdichtingsoppervlak, het kleinste te detecteren deeltje en de inspectierichting noemen. Een station dat een boor inspecteert zonder de richting te beheersen, laat de meest voor de hand liggende valse alarms en de moeilijkst te vinden tekortkomingen onaangetast.