Furos de Pinças de Freio: Duas Verificações em Uma Única Passagem Sem Contato

Visão Geral

O furo da pinça de freio é um cilindro hidráulico que deve vedar contra um pistão em movimento no seu interior, muitas vezes sob pressão e sempre sob calor. A sua superfície constitui a superfície de vedação, e qualquer resíduo deixado nele após a usinagem representa ou uma via de escape para o fluido ou uma partícula que será arrastada ao longo da parede milhares de vezes durante a operação.

Isso confere à inspeção dois objetivos, em vez de apenas um: defeitos na parede do furo e material solto ainda presente no interior do furo após a limpeza. Os dois estão relacionados, mas não são idênticos, e uma estação que verifica apenas um deles deixa o outro a ser detectado apenas num teste de freio.

Ambos podem ser verificados sem contato em uma única passagem, o que é importante porque o furo do calibrador é um cilindro cego ou semi-cego no qual o operador não consegue enxergar e no qual uma sonda não pode entrar sem tocar na superfície que está sendo medida. A Big Bird Industrial (anteriormente Shimada Big Bird Industrial) fabrica sistemas de limpeza e desbaste para componentes do trem de força automotivo desde 2001, e a capacidade de inspeção descrita aqui segue os sistemas para furos internos utilizados nas linhas de produção.

1. Por Que o Furo É uma Superfície de Segurança

O calibrador converte pressão hidráulica em força de aperto, e o furo é onde essa pressão é contida.

A Vedação Desliza na Parede

A vedação do pistão desliza ao longo da parede do furo, e o acabamento dessa parede é contra o qual a vedação atua. Um arranhão longitudinal ao longo do percurso da vedação constitui um caminho de vazamento, e uma reentrância altera o folga localmente, causando desgaste irregular e, eventualmente, travamento do pistão.

Os Resíduos Causam uma Falha Progressiva

Um fragmento de lascas ou uma rebarba deixada no furo normalmente não causa uma falha imediata. Ele permanece no fluido, migra para a vedação e danifica a parede ou a vedação ao longo do tempo. Um freio que falha dessa maneira geralmente falha após o veículo já estar em serviço, razão pela qual essa verificação deve ocorrer antes da montagem, e não no final da linha.

2. Dois alvos que exigem ópticas diferentes

Um defeito e uma partícula solta apresentam aparência semelhante em uma fotografia, mas reagem de forma distinta à iluminação — esse é o princípio utilizado para distingui-los.

Defeitos estão na superfície

Um arranhão, uma marca de desgaste, um poro ou uma cavidade de corrosão faz parte da parede. Sua aparência muda com a direção da luz de um modo fixo à superfície: a sombra cai de forma consistente em relação à parede, mesmo quando a peça gira.

Detritos repousam sobre ela

Um fragmento de lascas ou uma rebarba repousa acima da superfície e projeta uma sombra cuja direção se move com a fonte de luz, em vez de se mover com a peça. Essa diferença é o que uma verificação com duas exposições ou dois ângulos explora: uma característica cuja sombra se move está solta, e uma característica cuja sombra permanece fixa faz parte da parede.

3. Entrando em um furo cego

O acesso é a restrição que determina a óptica, pois o furo possui uma única abertura e uma extremidade fechada.

A abertura define a sonda

Sistemas para interior de furos alcançam diâmetros a partir de um milímetro e meio, com resolução na parede da ordem de um centésimo de milímetro e capacidade de profundidade que se estende a várias centenas de milímetros em configurações personalizadas. Um calibrador de furos se encaixa confortavelmente nessa faixa, o que significa que o desafio de projeto é a iluminação, e não o acesso.

Iluminando um Cilindro por Uma Extremidade

A luz entregue ao longo do eixo do furo ilumina a parede distante e deixa a parede próxima na sombra; uma fonte em forma de anel na ponta produz uma faixa brilhante cuja posição depende da distância de trabalho. Ambos os efeitos são controláveis se a sonda for posicionada a uma distância definida e a peça for rotacionada, razão pela qual a inspeção de furos normalmente envolve rotação, e não uma única exposição.

4. Manipulação Antes e Depois

Um paquímetro é pequeno e leve em comparação com as peças em uma linha de trem de força, o que altera o conceito de manipulação de maneira favorável à inspeção.

Orientação em Relação à Gravidade

Inspeccionar com a abertura do furo voltada para baixo permite que detritos soltos caiam para longe da superfície sendo capturada, eliminando um tipo de chamada falsa. Inspeccionar com a abertura voltada para cima mantém os detritos no lugar e gera o problema oposto. A estação deve, portanto, apresentar a peça em uma orientação definida, em vez de aceitar qualquer orientação fornecida pelo operador.

Auxílio de Ar

Um breve pulso de ar antes da segunda exposição é a maneira mais econômica de resolver a questão de peças soltas versus peças fixas: um cavaco se move, um defeito não. Também remove resíduos líquidos que, caso contrário, gerariam reflexos interpretados como defeitos.

5. Ciclo, Verificação e Limites

Uma estação de paquímetro normalmente inspeciona vários furos por peça, e o ciclo varia conforme o número de furos, e não conforme o tamanho da peça. Como cada furo exige uma rotação e pelo menos duas exposições, uma peça com dois furos leva aproximadamente o dobro do tempo de uma peça com um único furo, e esse cálculo deve constar do orçamento de takt antes da especificação da estação.

A verificação utiliza peças com defeitos conhecidos e detritos intencionalmente introduzidos: um cavaco usinado posicionado em local definido, uma lasca deixada na borda de um furo e um arranhão de comprimento e orientação conhecidos. Cada um desses deve ser classificado corretamente, e o ensaio deve incluir peças conformes para estabelecer a taxa de falsos positivos.

O limite do método é a extremidade fechada. Um furo que termina em um canto apresenta uma superfície que a sonda só consegue ver obliquamente, e uma partícula alojada nesse canto é o elemento mais difícil de detectar na peça. Esse canto é também onde as cavacos se acumulam, razão pela qual a especificação de aceitação deve nomeá-lo expressamente, em vez de deixar essa cobertura à cargo da sonda.

6. Por que a medição sem contato é essencial aqui

Um método de contato no interior de um furo de paquímetro arrisca danificar a superfície que está sendo medida, e, em uma superfície de vedação, esse risco é inaceitável.

Um calibrador de furos ou uma sonda que toca a parede pode marcar uma superfície lapidada ou burnishada, e uma marca no percurso de vedação constitui um defeito introduzido pela inspeção. A medição óptica elimina totalmente esse risco, o que representa o argumento prático para sua utilização nesta peça, além da velocidade.

7. Por que deve ser realizada antes da montagem

Uma pinça que é montada com um chip no orifício não pode ser inspecionada novamente sem ser desmontada, e uma pinça que é desmontada e remontada levanta dúvidas sobre a vedação — uma questão que ninguém quer responder em relação a uma peça de segurança.

A Comparação de Custos

Antes da montagem, uma pinça rejeitada é limpa novamente e reinspecionada em minutos. Após a montagem, o mesmo defeito é detectado num teste de freio, o que implica desmontagem, instalação de um novo kit de vedação e novo teste. No campo, isso se transforma numa reclamação de garantia com um veículo associado. O custo da estação de inspeção é o mesmo nos três casos; a consequência, não.

Esse é o argumento para posicionar a verificação imediatamente após a limpeza, em vez de no final da linha, e também é o argumento para facilitar o encaminhamento das peças rejeitadas. Uma estação cujas peças rejeitadas não têm para onde ir será pressionada a aprová-las.

Perguntas frequentes

Ambas as verificações podem ser feitas numa única exposição?

Defeitos podem ser identificados em uma única exposição. Para separar detritos de um defeito de forma confiável, é necessário ou uma segunda exposição com luz diferente ou um jato de ar, pois a distinção é comportamental, não visual.

Qual é o menor tamanho de partícula que pode ser detectado?

O limite de detecção depende do contraste que a partícula gera em relação à parede, o que, por sua vez, depende do seu material e orientação. Um fragmento claro em uma parede escura é mais fácil de identificar do que um fragmento escuro em uma parede clara; por isso, a iluminação é ajustada individualmente para cada peça, e não configurada de forma universal.

A peça precisa ser limpa previamente?

Ela deve estar seca e livre de filme líquido. Um orifício úmido produz reflexos interpretados como características reais, e um orifício cheio de líquido oculta o que está abaixo dele.

O que acontece com um calibrador rejeitado?

Ele é encaminhado para uma estação de revisão, onde a constatação é confirmada e a peça é submetida novamente à limpeza ou descartada. Uma rejeição não confirmável constitui um falso positivo, e o monitoramento dessa taxa é o que mantém a confiabilidade da estação.

Conclusão

Um orifício de pinça apresenta dois riscos diferentes no mesmo cilindro: um defeito na parede que se transforma em vazamento e uma partícula solta que provoca uma falha lenta. Ambos podem ser detectados sem contato, e a forma de distingui-los é comportamental, e não visual.

A especificação deve indicar o orifício, a superfície de vedação, a menor partícula a ser detectada e a orientação para inspeção. Uma estação que inspeciona um orifício sem controlar sua orientação está deixando as falsas detecções mais fáceis e as falhas mais difíceis de identificar.