PL108725B1 - Method of determining wear degree change of a part withdefinite magnetic properties being in sliding contact with other part - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób, oznaczania zmiany -stopnia zuzycia czesci o okreslonych wlasnosciach magne¬ tycznych, znajdujacej sie w styku slizgowym z druga czescia, a zwlaszcza pierscienia tlokowego silnika spalino¬ wego z tlokami o ruchu posuwisto-zwrotnym, wspólpra¬ cujacego z tuleja cylindrowa.Przedmiot wynalazku wchodzi w zakres ogólnych za¬ gadnien wynikajacych z nadzoru i koniecznosci utrzymania -sprawnosci czesci podlegajacych zmianom takim jak zuzy¬ cie pod wplywem np. cisnienia, temperatury i innym uszkodzeniom, które to czesci wymagaja w pewnej chwili wymiany.To zagadnienie nadzoru i utrzymania sprawnosci na¬ biera znaczenia wówczas, gdy rozpatrywane czesci sa czesciami skladowymi zespolu, który uniemozliwia dostep do tych czesci bez równoczesnego unieruchamiania ze¬ spolu na czas stosunkowo dlugi, w celu wykonania naprawy lub zadanej wymiany. Równiez jest rzecza pozadana, aby wykonac kazdy zabieg jedynie w przypadku calkowitej pewnosci wadliwosci czesci. Zagadnienie to odnosi sie zwlaszcza do pierscieni tlokowych silników spalinowych z tlokami o ruchu posuwisto-zwrotnym.Wedlug pierwszego ze znanych sposobów, zagadnienie zuzycia pierscieni tlokowych zostaje rozwiazane przez sta¬ tystyczne ustalenie liczby godzin pracy silnika, po uplywie których nalezy sprawdzic stan omawianych pierscieni.Ten sposób okreslenia ma te glówna niedogodnosc, ze stwarza pewien stopien niepewnosci, która moze spowo¬ dowac, badz interwencje niepotrzebna, badz tez inter- -wencje spózniona. 10 15 20 25 2 Wedlug sposobu drugiego, starano sie zmniejszyc te niepewnosc przez wykonywanie pomiarów niektórych pa¬ rametrów w czasie pracy silnika, które ukazywano w po¬ staci impulsów widocznych np. na oscyloskopie, a które reprezentowalyby stan nadzorowanej czesci. W przypadku nadzoru pierscieni tlokowych silnika spalinowego stosuje sie zmiany indukcyjnosci, co najmniej jednego stalego czujnika indukcyjnego, powodowane przez pierscienie w chwili gdy tloki przesuwaja sie przed tymi czujnikami, w celu okreslenia stanu pierscieni w stosunku do stanu odniesienia odpowiadajacego pracy normalnej. Sposób ten jest w istocie sposobem jakosciowym, poniewaz w rze¬ czywistosci nie mierzy sie stopnia zuzycia pierscieni, lecz stan pierscieni przez badanie ksztaltu impulsów i ich po¬ lozenia w stosunku do poziomu odniesienia impulsów, które przedstawiaja zmiany indukcji czujników. Sposób ten ma te niedogodnosc, ze nie daje zadnej wskazówki co do przebiegu stopnia zuzycia pierscieni i umozliwia jedy¬ nie stwierdzenie stanu pracy zespolu pierscieni tlokowych.Celem wynalazku jest zapobiezenie wspomnianym nie¬ dogodnosciom i zastosowanie sposobu pomiaru ilosciowego stopnia zuzycia pierscieni tlokowych silnika spalinowego, który umozliwialby bezbledne okreslenie chwili, w której sluzby konserwacyjne, powinny zainterweniowac, to znaczy chwili, gdy granica dopuszczalnego maksymalnego zuzycia zostaje osiagnieta.Cel ten osiagnieto przez opracowanie sposobu oznacza¬ nia zmiany stopnia zuzycia czesci o okreslonych wlasnos¬ ciach magnetycznych, znajdujacej sie w styku slizgowym z druga czescia, który zgodnie z wynalazkiem polega na 108 725108 725 Przedmiot zalaczonych tym, ze powleka sie pierwsza czesc powloka z materialu, którego przenikalnosc magnetyczni jest mala w stosunku do przenikalnosci materialu stanowiacego te czesc, ustala sie poziom odniesienia odpowiadajacy maksymalnemu dopuszczalnemu stopniu zuzycia pierwszej czesci, mierzy sie za pomoca co najmniej jednego czujnika indukcyjnego podczas ruchu pierwszej czesci wzgledem drugiej czesci, zmiany reluktancji magnetycznej obwodu magnetycznego zawierajacego pierwsza czesc i czujnik indukcyjny, oraz porównuje sie z wybranym poziomem odniesienia, korzyst¬ nie za pomoca urzadzenia do wizualizacji, z sygnalami wyjsciowymi czujnika indukcyjnego, które sa propórcjonal- ne do zjni?" lylnfctgnrji obwodu magnetycznego. Ko- jest utworzona przez warstwe chromu, alazku jest wyjasniony w odniesieniu do ;ów, na których fig. 1 przedstawia przekroju czesciowym, dla przypadku cia jego pierscieni tlokowych, fig. 2 .— pierscien tlokowy, pierwszy od strony komory spalania, czesciowo w przekroju, fig. 3 — wykres uwidaczniajacy w postaci impulsów, oznaczanie stopnia zuzycia pierscieni.W celu dobrego przedstawienia sposobu wedlug wy¬ nalazku, zastosowano go do pomiaru stopnia zuzycia pierscieni tlokowych silnika spalinowego, a zwlaszcza pierwszego pierscienia od strony komory spalania.Silnik spalinowy 1 (fig. 1) ma tlok 2 zawierajacy glowice 3 ze stali, kadlub 4 z aluminium, piec pierscieni 5, przy czym tlok jest zmontowany w tulei cylindrowej 6 kadluba 7 silnika. Pierwszy otwór 8 i drugi otwór 9 znajdujace sie jeden naprzeciwko drugiego, sa wykonane odpowiednio w kadlubie 7 silnika i w tulei cylindrowej 6 w ten sposób, aby mozna bylo umiescic czujnik indukcyjny 10, którego jeden koniec styka sie z powierzchnia wewnetrzna tulei cylindrowej 6. Polozenie czujnika 10 w stosunku do tloka 2 jest takie, ze w czasie ruchu posuwisto-zwrotnego tego ostatniego, wszystkie pierscienie 5 przesuwaja sie kolejno przed Otworem, w którym jest umieszczony czujnik 10.Wyjscie czujnika jest polaczone z obwodem przetwarzania 11 sygnalów, zawierajacym np. jeden stopien wzmacnia¬ jacy prad oraz jeden filtr. Obwód przetwarzania 11 jest polaczony z drugiej strony z urzadzeniem sygnalizacyjnym 12 do sledzenia sygnalów nadanych przez czujnik 10.Na fig, 2 przedstawiono szczegól pierscienia tlokowego 5a, pierwszego od strony komory Spalania, który jest zwykle wykonany ze stali, posiadajacego te ceche, ze ma powloke Chromowa 13* W celu zwiekszenia twardosci pierscienia.Cecha ta umozliwia lepsze wyeksponowanie zalet stoso¬ wania sposobu wedlug wynalazku.Gdy zaden z pierscieni 5 (fig. 3) nie znajduje sie na wprost czujnika 10 i zakladajac, ze tlok 2 znajduje sie w polozeniu górnym, wówczas czujnik 10 nadaje na wyjsciu sygnal staly lub sygnal poziomu Si. W chwili, gdy pierwszy pierscien zgarniajacy 5e bedzie sie przesuwal przed czuj¬ nikiem* na oscyloskopie ukaze Sie impuls II, bedacy wy¬ nikiem zmiany indukcji w czujniku 10. W istocie bowiem "pierscien 5e bedac wykonany z materialu posiadajacego, tak jak i wszystkie inne pierscienie, wlasciwosci magnetycz¬ ne, wytworzy obwód magnetyczny, który spowoduje zmiane indukcji w czujniku HO, a w konsekwencji zmiane pradu na jego wyjsciu, który na oscyloskopie ukaze sie jako impuls II. Pomiedzy pierscieniami 5e i 5d czujnik wytwarza ponownie sygnal staly SI i tak dalej w czasie przesuwania sie tloka 2 w dól, dla pierscieni 5d, 5c, 5b, 5a dajacych odpowiednio impulsy 12, 13, 14,15.Na wykresie (fig. 3) mozna w istocie zauwazyc istnienie poziomu stalego S2 rózniacego sie od poziomu stalego SI, jest to spowodowane po prostu tym, ze trzy pierscienie 5a, 5b, 5c sa umieszczone w glowicy tloka 2 wykonanej ze stali podczas, gdy pierscienie 5d, 5e sa umieszczone 5 w korpusie tloka wykonanym z aluminium, powoduje to niewielka zmiane indukcji wytworzonej przez czujnik 10.W przypadku pierscienia 5a lub pierscienia od strony komory spalania, którego powierzchnia zewnetrzna jest pokryta warstwa chromu, mozna z duza dokladnoscia 10 sledzic stopien zuzycia tego pierscienia. W istocie bowiem chrom ma maly wspólczynnik przenikalnosci magnetycz¬ nej, powoduje to zmniejszanie sie, w miare zuzywania sie pokrycia chromowego, w wiekszym stopniu opornosci magnetycznej tego pierscienia^ w porównaniu z pierscie- 15 niem nie chromowanym, którego material bedacy w za¬ sadzie stala, posiada wieksza przenikalnosc magnetyczna.Ze wzgledu na to, ze pradowy sygnal wyjsciowy czujnika- 10 jest proporcjonalny do zmian opornosci magnetycznej, a wiec im warstwa chromu 13 jest bardziej zuzyta, tym 20 prad wyjsciowy wzrasta i z tego powodu otrzymuje sie wzrost czasowy amplitudy impulsu 15 dotyczacej pierscie¬ nia chromowanego. Na fig. 3 uwidoczniono to za pomoca impulsów 15,1"5.Przy odpowiednim wycechowaniu oscyloskopu mozna 25 okreslic próg, który wyznacza maksymalna dopuszczalna amplitude dla impulsu 15, odpowiadajaca dopuszczalnemu stopniowi zuzycia maksymalnego. W ten sposób wykonanie jednego pierscienia tlokowego 5a ze stali powleczonej warstwa chromu umozliwia, wedlug wynalazku, pomierze- 30 nie w sposób dokladny, stopnia zuzycia pierscienia przez to, ze przenikalnosc magnetyczna chromu jest znacznie mniejsza od przenikalnosci magnetycznej stali, powoduje to wieksze zmiany sygnalu wyjsciowego czujnika 10 i umo¬ zliwia pomiar stopnia zuzycia pierscienia 5a. 35 Stosujac co najmniej dwa czujniki umieszczone w cy¬ lindrze na tym samym poziomie, lecz naprzeciwko siebie, mozna okreslic odksztalcenie pierscienia wówczas, gdy nie ma zgodnosci pomiedzy dwoma impulsami wytworzonymi odpowiednio przez oba czujniki. 40 Celem uzyskania uproszczonego odczytu stopnia stanu zuzycia pierscienia od strony komory spalania, korzystnie jest wyeliminowac, na poziomie obwodów przetwarzania 11, za pomoca filtrów, impulsy odnoszace sie do innych pierscieni, i zachowac tylko ten impuls, który odnosi sie/ *5 do pierscienia od strony komory spalania. Poza tym, dla lepszej czytelnosci odczytu sygnal mozna wzmocnic i na¬ lozyc go na wykres wzorcowy, okreslajacy dopuszczalne wartosci graniczne.A wiec, w celu dokonania pomiaru stopnia zuzycia jed- 50 nej czesci znajdujacej sie w styku slizgowym z druga czescia,, jest korzystne wykonanie tej czesci z dwóch materialów o bardzo róznych przenikalnosciach magnetycznych, przy czym ten material, który ma podlegac zuzyciu, powinien posiadac mniejsza przenikalnosc magnetyczna. 55 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oznaczania zmiany stopnia zuzycia czesci,, o okreslonych wlasnosciach magnetycznych, znajdujacej 60 sie w styku slizgowym, z druga czescia, znamienny tym, ze powleka sie pierwsza czesc powloka z materialu, którego przenikalnosc magnetyczna jest mala w stosunku do prze¬ nikalnosci materialu stanowiacego te czesc, ustala sie po¬ ziom odniesienia odpowiadajacy maksymalnemu dopusz- 65 czarnemu stopniu zuzycia pierwszej czesci, mierzy sie za108 725 pomoca co najmniej jednego czujnika indukcyjnego, pod¬ czas ruchu pierwszej czesci wzgledem drugiej czesci, zmiany reluktancji magnetycznej obwodu magnetycznego zawierajacego pierwsza czesc i czujnik indukcyjny, oraz porównuje sie z wybranym poziomem odniesienia, korzyst- 6 nie za pomoca urzadzenia do wizualizacji, z sygnalami wyjsciowymi czujnika indukcyjnego, które sa proporcjonal¬ ne do zmian reluktancji obwodu magnetycznego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze po¬ wloka jest utworzona przez warstwe chromu. frigM /fin/g. 15., PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.