Orificiile cilindrilor de frână: două verificări într-o singură trecere fără contact

Prezentare generală

Alezajul pinzei de frână este un cilindru hidraulic care trebuie să asigure etanșeitatea față de un piston care se mișcă în interiorul său, adesea sub presiune și întotdeauna la temperatură ridicată. Suprafața sa reprezintă suprafața de etanșare, iar orice reziduu rămas în interiorul său după prelucrare constituie fie o cale prin care fluidul poate scăpa, fie o particulă care va fi trasă de zeci de mii de ori de-a lungul pereților în timpul funcționării.

Aceasta implică două obiective distincte pentru inspecție, nu doar unul singur: defectele din peretele alezajului și materialele aflate încă în interiorul alezajului după curățare. Cele două aspecte sunt corelate, dar nu identice, iar o stație care verifică doar unul dintre ele lasă celălalt să fie descoperit abia în timpul unui test de frânare.

Ambele pot fi verificate fără contact într-o singură trecere, ceea ce este important deoarece orificiul unui caliper este un cilindru orb sau semi-orb, pe care operatorul nu îl poate vedea și în care un palpator nu poate pătrunde fără a atinge suprafața pe care o măsoară. Big Bird Industrial (fostă Shimada Big Bird Industrial) construiește sisteme de curățare și deburare pentru componente ale transmisiei autovehiculelor încă din 2001, iar capacitatea de inspecție descrisă aici urmează sistemele pentru inspecția interiorului orificiilor utilizate pe liniile de producție.

1. De ce orificiul este o suprafață de siguranță

Caliperul transformă presiunea hidraulică în forță de strângere, iar orificiul este locul în care această presiune este conținută.

Etanșarea se realizează pe perete

Segmențul de etanșare al pistonului alunecă de-a lungul peretelui orificiului, iar finisajul peretelui este suprafața împotriva căreia se realizează etanșarea. O zgârietură longitudinală pe traseul segmențului de etanșare reprezintă o cale de scurgere, iar o deformare modifică jocul local, provocând o uzură neuniformă și, în cele din urmă, blocarea pistonului.

Debris-ul provoacă o defecțiune progresivă

O bucată de așchiu sau o particule de burr rămasă în interiorul orificiului nu provoacă, de obicei, o defecțiune imediată. Aceasta plutește în fluid, migrează către etanșare și deteriorează, în timp, peretele sau etanșarea. O frână care cedează în acest mod cedează, de obicei, după ce vehiculul a intrat în serviciu, motiv pentru care verificarea trebuie efectuată înainte de asamblare, nu la finalul liniei.

2. Două obiective care necesită optică diferită

O defecțiune și o particulă slab fixată au un aspect similar într-o fotografie și reacționează diferit la iluminare, ceea ce stă la baza separării lor.

Defecțiunile se află pe suprafață

O zgârietură, o urmă de tăiere, o porozitate sau o mică cavitate cauzată de coroziune fac parte din perete. Aspectul lor se modifică în funcție de direcția luminii, într-un mod fixat pe suprafață: umbra cade în mod constant în raport cu peretele, chiar dacă piesa se rotește.

Debris-ul stă pe ea

O bucată de material sau o așchie se află deasupra suprafeței și proiectează o umbră al cărei sens se schimbă odată cu sursa de lumină, nu cu piesa. Această diferență este ceea ce exploatează o verificare cu două expuneri sau două unghiuri: o caracteristică al cărei umbră se deplasează este slab fixată, iar o caracteristică al cărei umbră rămâne neschimbată face parte din perete.

3. Intrarea într-un alezaj orb

Accesul este constrângerea care determină optică, deoarece alezajul are o singură deschidere și un capăt închis.

Diafragma stabilește sonda

Sistemele pentru interiorul alezajelor acoperă diametre începând de la un milimetru și jumătate, oferind o rezoluție pe perete de aproximativ o sută de milimetru și o capacitate de adâncime care poate ajunge la câteva sute de milimetri în configurații personalizate. Un caliper pentru alezaje se încadrează confortabil în această gamă, ceea ce înseamnă că problema de proiectare este iluminarea, nu accesul.

Iluminarea unui cilindru dintr-un singur capăt

Lumina transmisă de-a lungul axei găurii iluminează peretele îndepărtat și lasă peretele apropiat în umbră; o sursă inelară situată la vârful sondei produce o bandă luminoasă a cărei poziție depinde de distanța de lucru. Ambele situații sunt gestionabile dacă sonda este poziționată la o distanță definită față de piesă și dacă piesa este rotită, motiv pentru care inspecția găurilor se face, de obicei, prin rotație, nu printr-o singură expunere.

4. Manipularea înainte și după

Un caliper este mic și ușor în comparație cu piesele de pe o linie de transmisie, ceea ce modifică conceptul de manipulare într-un mod care facilitează inspecția.

Orientare față de gravitație

Inspectarea cu deschiderea găurii orientată în jos permite deșeurilor libere să cadă departe de suprafața care este supusă imaginii, eliminând astfel un tip de apeluri false. Inspectarea cu deschiderea orientată în sus păstrează deșeurile în poziție și generează problema opusă. Stația trebuie, prin urmare, să prezinte piesa într-o orientare definită, nu să accepte orice orientare oferită de operator.

Asistență cu aer

O scurtă pulsație de aer înainte de a doua expunere este cea mai ieftină metodă de a clarifica întrebarea privind piesele mobile versus cele fixate: o așchiură se mișcă, o defectare nu se mișcă. De asemenea, aceasta elimină reziduurile de fluid care altfel ar genera reflexii interpretate ca defecte.

5. Ciclu, verificare și limite

O stație cu caliper examinează, în mod normal, mai multe alezaje pe piesă, iar ciclul se adaptează numărului de alezaje, nu dimensiunii piesei. Deoarece fiecare alezaj necesită o rotație și cel puțin două expuneri, o piesă cu două alezaje necesită aproximativ dublul timpului unei piese cu un singur alezaj, iar acest calcul trebuie inclus în bugetul takt înainte de specificarea stației.

Verificarea folosește piese care conțin defecte cunoscute și deșeuri introduse intenționat: o așchiură prelucrată plasată într-o poziție definită, o lamelă lăsată la marginea unui alezaj și o zgârietură de lungime și orientare cunoscute. Fiecare dintre acestea trebuie clasificată corect, iar testul trebuie să includă și piese conforme pentru stabilirea ratei de apeluri false.

Limita metodei este capătul închis. O gaură care se termină într-un colț prezintă o suprafață pe care sonda o poate vedea doar oblic, iar o particulă blocată în acel colț este cel mai greu de detectat element de pe piesă. Acel colț este, de asemenea, locul unde se acumulează așchii, motiv pentru care specificația de acceptare ar trebui să-l menționeze explicit, în loc să lase sonda să acopere acest aspect.

6. De ce este esențială măsurarea fără contact în acest caz

O metodă de contact în interiorul unei găuri de caliper pune în pericol suprafața pe care o măsoară, iar pe o suprafață de etanșare acest risc este inacceptabil.

Un comparator de găuri sau o sondă care atinge peretele poate lăsa urme pe o suprafață rectificată sau luciată, iar o urmă pe traseul de etanșare reprezintă un defect introdus în timpul inspecției. Măsurarea optică elimină în totalitate acest risc, ceea ce constituie argumentul practic pentru utilizarea acesteia pe această piesă, în afară de viteza de măsurare.

7. De ce trebuie efectuată înainte de asamblare

Un pințet care este asamblat cu un cip în interiorul alezajului nu mai poate fi inspectat din nou fără a fi demontat, iar un pințet care este demontat și reasamblat ridică o întrebare privind etanșarea, pe care nimeni nu dorește să o răspundă în cazul unei piese de siguranță.

Comparația costurilor

Înainte de asamblare, un pințet respins este curățat din nou și reinspecționat în câteva minute. După asamblare, același defect este descoperit la un test de frână, ceea ce implică demontarea, instalarea unui nou kit de etanșare și repetarea testului. În exploatare, acest lucru se transformă într-o cerere de garanție asociată cu un vehicul. Stația de inspecție are aceeași cost în toate cele trei cazuri; consecințele însă nu.

Acesta este argumentul pentru plasarea verificării imediat după curățare, nu la finalul liniei, iar este, de asemenea, argumentul pentru facilitarea direcționării pieselor respinse. O stație al cărei produse respinse nu au niciun loc unde să fie trimise va fi convinsă să le autorizeze.

Întrebări frecvente

Pot fi efectuate ambele verificări într-o singură expunere?

Defectele pot fi identificate într-o singură expunere. Pentru a separa în mod fiabil deșeurile de un defect este necesară fie o a doua expunere cu o lumină diferită, fie un impuls de aer, deoarece distincția se bazează pe comportament, nu pe aspectul vizual.

Cât de mică poate fi o particulă identificată?

Limita de detectare depinde de contrastul pe care îl generează particula față de perete, contrast care, la rândul său, depinde de materialul și orientarea particulei. O bucată strălucitoare pe un perete întunecat este mai ușor de detectat decât o bucată întunecată pe un perete strălucitor, motiv pentru care iluminarea este aleasă în funcție de piesă, nu ca o setare universală.

Trebuie curățată întâi piesa?

Piesa trebuie să fie uscată și liberă de film lichid. O gaură umedă produce reflexii care sunt interpretate ca elemente, iar o gaură plină cu lichid ascunde ceea ce se află sub ea.

Ce se întâmplă cu un caliper respins?

Este trimisă la o poziție de revizuire, unde constatarea este confirmată, iar piesa este fie curățată din nou, fie eliminată. Un respingere care nu poate fi confirmat reprezintă o declarație falsă, iar monitorizarea acestei rate este ceea ce menține încrederea în stația respectivă.

Concluzie

Un orificiu de pință prezintă două riscuri diferite în același cilindru: o defectare a pereților care duce la scurgere și o particulă slab fixată care provoacă o cedare progresivă. Ambele pot fi identificate fără contact, iar modul de diferențiere între ele este bazat pe comportament, nu pe analiză vizuală.

Specificația trebuie să indice orificiul, suprafața de etanșare, dimensiunea minimă a particulelor care trebuie detectate și orientarea necesară pentru inspecție. O stație care inspectează un orificiu fără a controla orientarea lasă nerezolvate atât cele mai ușoare erori de evaluare, cât și cele mai dificil de observat omisiuni.