Bromskalibrars borrningar: Två kontroller i ett icke-kontaktbaserat steg

Översikt

En bromsbygelsens cylinderborr är en hydraulisk cylinder som måste tätas mot en kolvmovement inuti den, ofta under tryck och alltid under värme. Dess yta utgör tätningen, och allt som återstår i den efter bearbetning utgör antingen en väg för vätska att läcka ut eller en partikel som kommer att dras längs väggen tusentals gånger under drift.

Detta ger inspektionen två mål istället för ett: defekter i cylinderborrväggen och löst material kvar i cylinderborren efter rengöring. De två är relaterade men inte identiska, och en station som endast kontrollerar det ena lämnar det andra att upptäckas vid en bromstest.

Båda kan kontrolleras utan kontakt i ett enda pass, vilket är viktigt eftersom en kaliperborr är en blind eller halvblind cylinder som en operatör inte kan se in i och där en sond inte kan komma in utan att nudda den yta som mäts. Big Bird Industrial (tidigare Shimada Big Bird Industrial) har byggt rengörings- och avkantningssystem för bilmotor- och växellådsdelar sedan 2001, och den beskrivna inspektionsfunktionen följer de system för inre borrkontroll som används på produktionslinjer.

1. Varför borrn är en säkerhetsyta

Kalipern omvandlar hydrauliskt tryck till klämskraft, och borrn är den plats där det trycket innesluts.

Tätningen löper längs väggen

Kolvenstätningen glider längs borrväggen, och ytfinishen på väggen är det som tätningen ligger mot. En längsgående repa längs tätningens bana utgör en läckväg, och en skavskada förändrar luftspalten lokalt, vilket leder till ojämn slitage och till slut en fastsittande kolvm.

Smuts är en långsam felorsak

En skärv eller ett bråkfragment som lämnas kvar i borrningen orsakar vanligtvis inte omedelbar felaktighet. Den ligger i vätskan, migrerar till tätningsringen och skadar väggen eller tätningsringen med tiden. En broms som misslyckas på detta sätt misslyckas vanligtvis efter att fordonet varit i drift, vilket är anledningen till att kontrollen bör ske före montering istället för vid produktionslinans slut.

två mål som kräver olika optik

Ett defekt och en lösgående partikel ser likadana ut på en bild men reagerar olika på belysning, vilket är grunden för att separera dem.

Defekter finns i ytan

Ett rep, en skåra, en por eller en korrosionsgrop är en del av väggen. Dess utseende förändras med ljusriktningen på ett sätt som är fastkopplat till ytan: skuggan faller konsekvent i förhållande till väggen även när komponenten roterar.

Bråk ligger på den

En skärv eller ett bråtdel ligger ovanför ytan och kastar en skugga vars riktning följer ljuskällans rörelse snarare än delens. Den skillnaden utnyttjas av en tvåexponerings- eller tvåvinkelskontroll: en egenskap vars skugga rör sig är lös, medan en egenskap vars skugga stannar är en del av väggen.

3. Att komma in i ett dödändat borrhål

Tillgänglighet är den begränsning som avgör optiken, eftersom borrhålet har en öppning och ett slutet ände.

Öppningen bestämmer sonden

System för inspektering inuti hål når borrhål från en och en halv millimeter och uppåt, med upplösning på väggen i storleksordningen en hundradels millimeter och djupkapacitet som sträcker sig till flera hundratals millimeter i anpassade konfigurationer. En kaliper för borrhål passar bekvämt inom detta intervall, vilket innebär att designproblemet är belysning snarare än tillgänglighet.

Att belysa en cylinder från ett ände

Ljus som levereras längs bores axel belyser den fjärran väggen och lämnar den närliggande väggen i skugga, och en ringformad källa vid spetsen ger en ljus band vars position beror på arbetsavståndet. Båda effekterna är hanterbara om sonden placeras på ett definierat avstånd och delen roteras, vilket är anledningen till att borrinspektion vanligtvis utförs genom rotation snarare än en enskild exponering.

4. Hantering före och efter

En mätspets är liten och lätt i förhållande till delarna på en kraftöverföringslinje, vilket förändrar hanteringskonceptet på ett sätt som underlättar inspektionen.

Orientering för tyngdkraften

Att inspektera med borröppningen nedåt gör att lös skräp faller bort från ytan som avbildas, vilket eliminerar en typ av falska alarm. Att inspektera med öppningen uppåt håller skräpet på plats och ger motsatt problem. Stationen bör därför presentera delen i en definierad orientering istället för att acceptera vad operatören tillhandahåller.

Luftassisterad

En kort luftstöt före den andra exponeringen är det billigaste sättet att avgöra frågan om lösa eller fastsatta partiklar: en spån rör sig, men en defekt gör det inte. Den rengör också kvarvarande vätskerest som annars skulle ge upphov till en reflektion som tolkas som en defekt.

5. Cykel, verifiering och gränser

En mätarmstation undersöker normalt flera borrningar per del, och cykeltiden skalar med antalet borrningar snarare än med delens storlek. Eftersom varje borrning kräver en rotation och åtminstone två exponeringar tar en del med två borrningar ungefär dubbelt så lång tid som en del med en borrning, och denna beräkning måste inkluderas i taktbudgeten innan stationen specificeras.

Verifiering använder delar med kända defekter och medvetet införda smutspartiklar: en bearbetad spån placerad på en definierad position, en tunn skiva kvarlämnad vid en borrningskant samt en repa med känd längd och orientering. Var och en av dessa måste klassificeras korrekt, och testet måste även inkludera godkända delar för att fastställa frekvensen av falska alarm.

Metodens gräns är den slutna änden. Ett borrhål som slutar i ett hörn ger en yta som provet endast kan se snett, och en partikel fastsatt i det hörnet är det svåraste att upptäcka på komponenten. Det hörnet är också där spån samlas, vilket är anledningen till att godkännandespecifikationen bör namnge det uttryckligen istället för att lämna det åt provet att täcka.

6. Varför kontaktfrihet är avgörande här

En kontaktmätmetod inuti ett mätur borde riskera den yta som mäts, och på en tätandyta är den risken oacceptabel.

En borrpassare eller ett prov som nuddar väggen kan lämna märken på en slipad eller polerad yta, och ett märke på tätningsslingan är en defekt som inspektionen själv introducerar. Optisk mätning eliminerar helt den risken, vilket är det praktiska argumentet för den här metoden på denna komponent – förutom hastigheten.

7. Varför den bör utföras före montering

En bromskal som monterats med en chip i bocket kan inte inspekteras på nytt utan att demonteras, och en bromskal som demonteras och återmonteras väcker frågor om tätningen – frågor som ingen vill svara på när det gäller en säkerhetskomponent.

Kostnadsjämförelse

Innan montering rengörs ett avvisat bromskal och inspekteras på nytt inom minuter. Efter montering upptäcks samma fel vid en bromstest, vilket innebär att bromskalen måste demonteras, att en ny tätningssats installeras och att en ny test genomförs. I fältet blir det ett garantianspråk med ett fordon kopplat till det. Inspektionsstationen kostar lika mycket i alla tre fallen; konsekvensen gör det inte.

Det är därför man bör placera kontrollen omedelbart efter rengöringen istället för i slutet av produktionslinjen, och det är också anledningen till att avvisade delar bör kunna dirigeras lätt. En station vars avvisade delar inte har någonstans att gå kommer att övertalas att godkänna dem.

Vanliga frågor

Kan båda kontrollerna utföras i en enda exponering?

Fel kan upptäckas vid en enda exponering. För att pålitligt separera skräp från ett fel krävs antingen en andra exponering med annat ljus eller en luftstöt, eftersom skillnaden är beteelsebaserad snarare än visuell.

Hur liten partikel kan upptäckas?

Upptäckningsgränsen beror på kontrasten som partikeln ger mot väggen, vilket i sin tur beror på dess material och orientering. En ljus flisa på en mörk vägg är lättare att upptäcka än en mörk flisa på en ljus vägg, vilket är anledningen till att belysningen väljs per del istället för som en universell inställning.

Måste delen rengöras först?

Den måste vara torr och fri från vätskefilm. En fuktig borrning ger reflektioner som tolkas som egenskaper, och en borrning full av vätska döljer vad som finns under den.

Vad händer med en underkänd bromskalipp?

Den förs till en granskningsposition där resultatet bekräftas och delen antingen rengörs på nytt eller kasseras. En underkännande som inte kan bekräftas är ett falskt positivt resultat, och att spåra denna andel är vad som gör att stationen anses pålitlig.

Slutsats

En klosscylinders borrning innebär två olika risker i samma cylinder: en väggrisk som blir en läcka och en lös partikel som leder till en långsam felaktighet. Båda kan upptäckas utan kontakt, och sättet att skilja dem åt är beteendemässigt snarare än visuellt.

Specifikationen bör ange borrningen, tätytan, den minsta partikeln som ska upptäckas samt inspektionsriktningen. En station som undersöker en borrning utan att kontrollera riktningen lämnar de lättaste falska bedömningarna och de svåraste missarna kvar.