ГОСТ Р 58195-2018 Двигатели внутреннего сгорания. Поршневые пальцы. Часть 2. Принципы измерения при проведении контроля

Характеристика

Принцип измерения

3.2.1 Наружный диаметр

Диаметр наружной поверхности, измеряемый в любой точке, кроме области уклона кромки ()

(см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 10).

Метод А. Эталонный метод

Измерения проводятся с помощью прецизионного штангенциркуля, обладающего сферическими измерительными наконечниками (каждый радиусом не менее 1,5 мм), путем приложения усилия приблизительно 1 Н (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Принцип измерения наружного диаметра

Другие методы. Все методы, способные гарантировать необходимую точность измерений. Метод подлежит согласованию между производителем и заказчиком.

Погрешность измерения:

±0,0005 мм по нормативному документу*

_______________

* См. [1].

3.2.2 Цилиндричность наружного диаметра

Геометрическая форма внешней поверхности, кроме области уклона кромки ().

Характеристики, измеряемые в осевом направлении: конусность, выпуклость, вогнутость и волнистость.

(См. ГОСТ Р 53442)

Метод А

Выполняется построение и анализ контурной линии противоположных сторон в осевом направлении (профили) или нескольких круглограмм (измеряют не менее чем в трех плоскостях: вблизи обоих торцов и центра пальца)

Метод Б

Наружный диаметр измеряют в диаметрально противоположных точках по центру поршневого пальца, расположенного на подставке, а также с отступом от обоих торцов, после чего вычисляют разность (см. рисунок 2). Измерительный датчик - согласно 3.2.1.

, 50 мм

, 50 мм

Рисунок 2 - Принцип измерения цилиндричности

3.2.3 Круглость наружного диаметра

Все отклонения внешней поверхности от круглости (например, волнистость, овальность и сферическая треугольность).

(См. ГОСТ Р 53442)

Выполняют построение и анализ контурной линии по окружности в нескольких плоскостях (круглограмма)

3.2.4 Уклон кромки ,

Геометрическая форма внешней поверхности наружных кромок

Выполняют построение и анализ контурной линии с обеих сторон в осевом направлении (профили) (см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 10)

3.2.5 Внутренний диаметр ,

Диаметр отверстия, измеряемый в любой точке

Замер проводят с помощью устройств, предназначенных для измерения внутренних размеров

3.2.6 Концентричность внутреннего диаметра (ВД) относительно наружного диаметра (НД)

Разность между максимальным и минимальным размером толщины стенки () при измерении в плоскости, перпендикулярной к внешней поверхности.

(См. ГОСТ Р 53442)

Метод А

Измерение проводят с помощью подходящего толщиномера (например, штангенциркуль с круговой шкалой или сопоставимый измерительный инструмент) (см. рисунок 3).

Рисунок 3 - Концентричность внутреннего диаметра (радиальное биение)

Метод Б

Измерение проводят штангенциркулем или индикаторным щупом с вращением пальца на 360° (палец расположен на подставке; см. рисунок 4).

Рисунок 4 - Принцип измерения толщины стенки

3.2.7 Длина

Максимальный размер, измеренный между двумя плоскостями, перпендикулярными к внешней поверхности

Метод А

Измерение проводят между двумя плоскостями, параллельными друг другу и перпендикулярными к внешней поверхности (см. рисунок 5).

Рисунок 5 - Принцип измерения длины

Другие методы

Все методы, способные гарантировать необходимую точность измерений и учитывающие биение

3.2.8 Контрольная длина

Расстояние между точками замера, измеряемое перпендикулярно к внешней поверхности.

Палец размещают между двумя кольцевыми калибрами с внутренним диаметром перпендикулярно к внешней поверхности. Острые края этих калибров позволяют провести измерения между точками касания. Такую сборку, состоящую из пальца и двух кольцевых калибров, измеряют с помощью штангенвысотомера. Для калибровки нуля измерительного инструмента используют надежный эталон (см. рисунок 6).

Рисунок 6 - Принцип измерения контрольной длины

Примечание - Для других длин используют все методы, позволяющие измерить характеристики согласно техническим требованиям.

3.2.9 Биение торцевых поверхностей

Осевое расстояние между двумя окружностями, расположенными концентрично относительно оси поршневого пальца (между этими окружностями должны находиться все точки торцевой поверхности поршневого пальца во время вращения вокруг оси)

Опорная поверхность: подставка с продольным упором, превышающим по размеру наружный диаметр . Измерения проводят путем 360°-ного вращения на подставке. Измеренное значение - осевой эксцентриситет или биение (см. рисунок 7).

: см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 11

Рисунок 7 - Принцип измерения биения

3.2.10 Профиль наружной кромки

Область перехода от внешней поверхности к торцевой поверхности поршневого пальца

Измерения в области перехода осуществляют с помощью метода контурного измерения или иных подходящих методов (см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 11).

3.2.11 Внутренняя фаска

Область перехода от внутренней цилиндрической поверхности к торцевой поверхности

Измерения проводят с помощью штангенциркуля, оптических приборов или оборудования для измерения контуров (см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 12).

3.2.12 Диаметр конического отверстия

Диаметр конуса на торцевой поверхности

Измеряют, например, с помощью штангенциркуля или оборудования для измерения контуров (см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 13).

3.2.13 Угол конического отверстия

Угол наклона, измеряемый относительно внешней поверхности

Измеряют с помощью оборудования для измерения контуров (см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, рисунок 13).

3.2.14 Эксцентриситет конического отверстия

Концентричность конического отверстия относительно наружного диаметра

Измеряют с помощью штангенциркуля путем 360°-ного вращения на подставке. Точка замера должна находиться на расстоянии не более 1 мм от торцевой поверхности (см. рисунок 8).

Рисунок 8 - Измерение эксцентриситета конического отверстия

3.2.15 Шероховатость

: значение соответствует ГОСТ Р ИСО 4287.

Измерения проводят электрическими приборами со щупом согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 4287.

: определение согласно ГОСТ Р ИСО 4287.

Предельная длина волны:

0,8 мм

: максимальная высота неровностей

Измерительное расстояние:

4,0 мм

согласно ГОСТ Р ИСО 4287

Радиус наконечника щупа:

2-7 мкм

Измерение следов и царапин, возникших при обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, выполняют специальной системой с микрощупом в продольном или круговом направлении (выбор направления определяется типом дефекта). Для проведения измерений выбирается область поверхности с визуально наибольшей шероховатостью.

Оценки и сравнения выполняют по нормативному документу*

_______________

* См. [3].

3.2.16 Глубина цементуемого и азотированного слоев

Толщина поверхностного слоя, обладающего твердостью, превышающей предельную твердость при измерении перпендикулярно к внешней поверхности поршневого пальца или поверхности отверстия начисто обработанного поршневого пальца

Глубину предельной твердости измеряют для HV 1 или HV 0,3 по нормативному документу**.
_______________

** См. [4].

Предельная твердость закаленных поршневых пальцев с цементуемым слоем:

1 Неограниченное изменение объема

550 HV 0,3

при глубине цементуемого слоя 0,2 мм;

550 HV 1

при глубине цементуемого слоя >0,2 мм.

2 Ограниченное изменение объема

500 HV 0,3

при глубине цементуемого слоя 0,2 мм;

500 HV 1

при глубине цементуемого слоя >0,2 мм.

Предельная твердость азотированных поршневых пальцев:

550 HV 0,3

при глубине азотированного слоя 0,2 мм;

550 HV 1

при глубине азотированного слоя >0,2 мм

3.2.17 Твердость сердцевины

Твердость области, которая не затронута поверхностным упрочнением или азотированием

Метод А. Эталонный метод

Измерение твердости по Виккерсу (HV 30) проводят по ГОСТ Р ИСО 6507-1, ГОСТ Р ИСО 6507-4 и нормативным документам***.
_______________

*** См. [5], [6].

Метод Б

Измерение твердости по Бринеллю (НВ 2,5/187,5) проводят по ГОСТ 9012 и нормативному документу.
_______________
См. [7].


Метод В

Измерение твердости по Роквеллу (С) проводят по ГОСТ 9013 и нормативным документам.
_______________

См. [8], [9].

Измеряют центральную область сердцевины, которая не затронута поверхностным упрочнением или азотированием. Образцы сердцевины необходимо выбирать в областях, которые не подвергались деформационному или термическому упрочнению и расположены на расстоянии не менее от торцевой поверхности.

В качестве определяющего значения используется среднее значение трех измерений. Отдельные значения не должны отклоняться более чем на 10% от среднего значения

3.2.18 Твердость внешней поверхности

Твердость, измеряемая на внешней поверхности цементуемого или азотированного слоя

Метод А. Эталонный метод

Поршневые пальцы, подвергнутые поверхностному упрочнению и азотированию:

измерение твердости по Виккерсу (HV 10) проводят по ГОСТ Р ИСО 6507-1 и нормативным документам*.
_______________

* См. [5], [6].

Метод Б

Поршневые пальцы, подвергнутые поверхностному упрочнению:

Измерение твердости по Роквеллу (С, А или N) проводят по ГОСТ 9013 и нормативным документам**.
_______________

** См. [8], [9].

Примечание - Для получения точных результатов измерений необходимо проводить испытания при максимально возможной нагрузке с учетом опасности продавливания поверхностно упрочненного слоя.

3.2.19 Изменение объема

Изменение объема проявляется в виде продолжительного размерного отклонения наружного диаметра после нагрева от контрольной температуры до температуры испытания на протяжении определенного периода времени

Измерение наружного диаметра проводят не менее чем в двух точках при контрольной температуре. Для последующих измерений наносятся постоянные метки.

Измерительные приборы должны соответствовать требованиям, указанным в 3.2.1. Во время испытаний необходимо обеспечить соблюдение следующих условий:

- равномерный нагрев при температуре испытания;

- продолжительность выдержки при температуре испытания равна 4 ч;

- максимальное отклонение температуры ±5°С;

- охлаждение до контрольной температуры происходит без закалки;

- новые измерения проводят в одних и тех же точках.

В качестве определяющего значения используется среднее из отклонений наружного диаметра, полученное для всех точек измерений

3.2.20 Дефекты материалов

Недостатки, возникающие на внешней поверхности, поверхности отверстия и сердцевины (например, шлифовочные трещины, закалочные трещины, трещины напряжения, включения, шлаковые линии и волосовины)

Метод А. Магнитопорошковая дефектоскопия

Магнитопорошковая дефектоскопия применяется по ГОСТ Р ИСО 9934-1, ГОСТ Р ИСО 9934-2 и нормативному документу***. Контролируется намагниченность на поверхности в осевом и круговом направлениях при минимальной тангенциальной составляющей напряженности поля 2500 А/м. Оценку следует выполнять с помощью флуоресценции.
_______________

*** См. [10].

Область применения: выявление дефектов на поверхности и глубине до 0,2 мм относительно поверхности.

Метод Б. Ультразвуковая дефектоскопия по нормативному документу.
_______________

См. [11].

В основу этого метода положено использование поперечных ультразвуковых волн. Проверку поршневых пальцев выполняют путем эхо-зондирования с помощью контактного наклонного преобразователя (см. рисунок 9) или методом погружения.

1 - ультразвуковой зонд; 2 - распространение ультразвуковых волн; 3 - поршневой палец

Рисунок 9 - Принцип ультразвуковой дефектоскопии

Используется прямое соприкосновение или погружение в подходящую согласующую среду. Необходимо средство вращения поршневого пальца и/или преобразователя, обеспечивающего контроль всего объема.

Угол падения должен гарантировать полное преобразование мод в поперечную волну (не должен быть меньше первого критического угла).

Частота: 4-12 МГц

Диаметр преобразователя выбирают с учетом диаметра пальца:

- 50 мм:

8-10 мм;

- >50 мм:

8-15 мм

Эталоны. В качестве калибровочных эталонов необходимо использовать поршневые пальцы с определенными искусственными или естественными дефектами. Искусственные насечки на внешних и внутренних поверхностях должны обладать следующими размерами:

- ширина:

0,15 мм;

- глубина:

0,20 мм;

- длина:

20,00 мм.

Калибровка. На рисунке 9 показан случай, когда ультразвуковой зонд соприкасается с калибровочным пальцем и формируется максимальный эхо-сигнал для внутренних и наружных эталонных дефектов. Максимальная амплитуда должна выбираться равной полной высоте экрана (100%).

Возможно использование средств шумоподавления, но без полного подавления шума. Уровень подавления (пороговый уровень) должен равняться 40% высоты экрана.

Применение. Выявление дефектов во всем объеме поршневого пальца, а также на его внешних и внутренних поверхностях. Данный метод предпочтительно использовать для выявления дефектов, параллельных оси пальца (продольные дефекты).

Предел обнаружения. Уровень обнаружения сигналов, амплитуда которых превышает 40% высоты экрана.

Метод В. Контроль вихревыми токами

Исследование поршневого пальца с помощью дифференциального зонда проводят вдоль длины измерения внешней поверхности. Диапазон частот: от 200 Гц до 3 МГц.

Поршневые пальцы необходимо размагнитить перед проведением контроля вихревыми токами.

Эталоны. В качестве калибровочных эталонов необходимо использовать поршневые пальцы с определенными искусственными или естественными дефектами. Искусственные насечки на внешних поверхностях должны обладать следующими размерами:

- ширина:

0,1 мм;

- глубина:

0,1 мм;

- длина:

5,0 мм.

Калибровка. Зонд должен устанавливаться на расстоянии 0,2 мм относительно калибровочного пальца. После регулировки положения зонда сигнал, отражаемый от эталонных дефектов, должен иметь максимальную амплитуду. Максимальная амплитуда должна выбираться равной полной высоте контрольно-измерительного устройства (100%). Уровень подавления должен равняться 40% высоты контрольно-измерительного устройства.

Применение. Выявление дефектов материалов на исследуемой поверхности и глубине до 0,05 мм относительно поверхности.

Предел обнаружения. Уровень обнаружения сигналов, амплитуда которых превышает 40% высоты контрольно-измерительного устройства

3.2.21 Остаточная магнитная индукция

Остаточный магнетизм после размагничивания

Измерительное оборудование:

прибор для измерения напряженности остаточного магнитного поля.

Измерения проводят в следующих местах:

- торцевые поверхности;

- фаски наружной кромки;

- не менее трех точек на внешней поверхности.

3.2.22 Видимые дефекты

Все видимые дефекты, обнаруженные без оптических приборов контролерами, обладающими нормальным зрением (скорректированное в случае необходимости) или обнаруженные автоматически с помощью оптоэлектронных систем

Метод А. Визуальный осмотр

Проверка при ярком неослепляющем свете.

Пределы дефектов:

согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 18669-1, (9.3, таблица 19).

Метод Б. Автоматические оптоэлектронные системы

Системы, способные распознать дефекты согласно 6.3 (см. ГОСТ Р ИСО 18669-1, таблица 19) или помогающие выполнить визуальный осмотр.

Пределы регулировки/дефектов:

регулировка с использованием компонентов, обладающих естественными или искусственными дефектами согласно определению в ГОСТ Р ИСО 18669-1 (10.3, таблица 19).

3.2.23 Пережог

Локализованный перегрев на отшлифованных поверхностях, приводящий к поверхностному отпуску и/или заметному изменению поверхностной твердости при повторном нагревании

Метод А

Поверхностное травление с целью выявления дефектов термообработки по нормативному документу*.
_______________

* См. [12].

Пределы дефектов:

по нормативному документу*, таблица 4.
_______________

* См. [12].

Метод Б

Измерение остаточных механических напряжений с помощью эффекта Баркгаузена.

Пределы регулировки/дефектов:

регулировка с использованием компонентов, классифицированных по нормативному документу*,

таблица 4, аналогично пределам дефектов
_______________

* См. [12].

3.2.24 Продольные неоднородности на поверхности отверстия

Формовочные полосы на поверхности отверстия холодноштампованных контактных пальцев

Метод А

Измерение путем сканирования в продольном направлении с помощью системы, обладающей макро- или микрощупом.

Метод Б

Подготовка шлифа из поперечного сечения, содержащего продольные неоднородности, с последующим микроскопическим исследованием глубинных слоев

Обозначение ссылочного национального стандарта

Степень соответствия

Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта

ГОСТ Р 53442-2009
(ИСО 1101-2004)

MOD

ISO 1101:2004 "Геометрические характеристики изделий (GPS). Установление геометрических допусков. Допуски формы, ориентации, месторасположения и биения"

ГОСТ Р ИСО 4287-2014

IDT

ISO 4287:1997 "Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры"

ГОСТ Р ИСО 9934-1-2011

IDT

ISO 9934-1:2001 "Контроль неразрушающий. Магнитопорошковая дефектоскопия. Часть 1. Общие принципы"

ГОСТ Р ИСО 9934-2-2011

IDT

ISO 9934-2:2002 "Контроль неразрушающий. Испытание магнитными частицами. Часть 2. Средства для обнаружения"

ГОСТ 9012-59
(ИСО 410-82, ИСО 6506-81)

MOD

ISO 6506-1:1981 "Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 1. Метод испытания"

ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007

IDT

ISO 6507-1:1997 "Материалы металлические. Испытание на твердость по Виккерсу. Часть 1. Метод испытаний"

ГОСТ Р ИСО 6507-4-2009

IDT

ISO 6507-4:2005 "Материалы металлические. Измерения твердости по Виккерсу. Часть 4. Таблица значений твердости"

ГОСТ 9013-59 (ИСО 6508-86)

MOD

ISO 6508-1:1986 "Материалы металлические. Испытание на твердость по Роквеллу. Часть 1. Метод испытаний"

ГОСТ Р ИСО 18669-1

MOD

ISO 18669-1:2004 "Двигатели внутреннего сгорания. Поршневые пальцы. Часть 1. Общие технические требования"

Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов:

- IDT - идентичные стандарты;

- MOD - модифицированные стандарты.

[1]

ИСО 14253 (все части)

Геометрические характеристики изделий (GPS). Контроль обрабатываемых деталей и средств измерения при помощи измерения. (Geometrical product specifications (GPS) - Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment)

[2]

QS 9000

Требования, предъявляемые к системам проверки качества (Quality Systems Requirements)

[3]

ИСО 4288

Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Определение и параметры структуры (Geometrical product specifications (GPS) - Surface texture - Profile method - Rules and procedures for the assessment of surface texture)

[4]

ИСО 18203

Сталь. Определение толщины поверхностно-закаленных слоев (Steel - Determination of the thickness of surface-hardened layers)

[5]

ИСО 6507-2

Материалы металлические. Испытание на твердость по Виккерсу. Часть 2. Поверка испытательных машин (Metallic materials - Vickers hardness test - Part 2: Verification of testing machines)

[6]

ИСО 6507-3

Материалы металлические. Испытание на твердость по Виккерсу. Часть 3. Калибрование контрольных образцов (Metallic materials - Vickers hardness test - Part 3: Calibration of reference blocks)

[7]

ИСО 6506-2

Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 2. Поверка и калибрование испытательных машин (Metallic materials - Brinell hardness test - Part 2: Verification and calibration of testing machines)

[8]

ИСО 6508-2

Материалы металлические. Определение твердости по Роквеллу. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных приборов (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

(Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 2: Verification and calibration of testing machines (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T))

[9]

ИСО 6508-3

Материалы металлические. Определение твердости по Роквеллу. Часть 3. Калибровка контрольных образцов (шкалы A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

(Metallic materials. Rockwell hardness test. Part 3. Calibration of reference blocks (scales A, B, C, D, E, F G, H, K, N, T))

[10]

ИСО 9934-3

Контроль неразрушающий. Испытание магнитными частицами. Часть 3. Оборудование (Non-destructive testing - Magnetic particle testing - Part 3: Equipment)

[11]

ЕН 583 (все части)

Неразрушающий контроль. Ультразвуковая дефектоскопия (Non-destructive testing - Ultrasonic examination)

[12]

ИСО 14104

Передачи зубчатые. Контроль местного перегрева на шлифованной поверхности методом химического травления (Gears - Surface temper etch inspection after grinding, chemical method)

УДК 621.436:006.354

ОКС 43.060.10

Ключевые слова: двигатели внутреннего сгорания, поршневые пальцы, принципы измерения