В ходе проведении исследования реализованы следующие основные задачи:

• Исследование коленчатого вала, на наличие повреждений, неисправностей, дефектов (метод органолептического осмотра).
  
• Инструментальный контроль геометрических парметров коленчатого вала
  
• Анализ результатов исследования.
  

При проведении осмотра на наличие дефектов производства была выявлена раковина на поверхности первой коренной шейки размерам 3×6 мм (рисунок 1). Указанный дефект является литейным, возникшим при отливке коленчатого вала. Механические повреждения поверхностей коленчатого вала при исследовании не рассматривались, поскольку непосредственного отношения к качеству изготовления не имеют.

Рисунок 1. Раковина на рабочей поверхности первой коренной шейки коленчатого вала.

Выбор средств измерений для контроля геометрических параметров коленчатого вала проводился в соответсвии с регламентирующими стандартами СТ СЭВ 303-76 и ГОСТ 8.051-81. В качестве основного измерительного средства был принят микрометр гладкий МК 25-50 с ценой деления шкалы барабана 0,01 мм.

Измерения шеек коленчатого вала проводились согласно методике проведения измерений деталей типа «вал». Измерения каждой шейки проводились в трех сечениях и двух плоскостях. Схема измерения шейки представлена на рисунок 2.

Рисунок 2. Схема проведения измерения измерений шейки коленчатого вала.

Результаты инструментального контроля коленчатого вала представлены в таблицах 1-2.

Таблица 1. Результаты замеров коренных шеек коленчатого вала

Таблица 2. Результаты замеров шатунных шеек коленчатого вала

Примечание: жирным курсивом
выделены значения размеров и отклонений формы поверхности (овальность и конусность) выходящие за предельные значения.

Заключение по коленчатому валу:
коленчатый вал, каталожный номер 21213 1005015 имеет заводской брак в размерах, как коренных, так и шатунных шеек. Диаметр шатунных шеек превышает размер установленный заводом изготовителем на величину от 0,02 до 0,05 мм [1-4]. В то время как величина зазора в сопряжении «вал – вкладыш» составляет 0,02 – 0,04 мм. В данном случае коленчатый вал устанавливался без зазора, следовательно, он будет зажат во время процесса сборки, что сделает невозможным его эксплуатацию.

Диаметр коренных шеек также превышает размер установленный заводом изготовителем на величину до 0,015 мм. Данное значение не критично, поскольку не превышает минимального значения зазора в сопряжении (0,02 мм), поэтому при правильной сборке коленчатый вал должен проворачиваться в постелях блока [5].

Согласно техническим требованиям на дефектацию коленчатого вала, если один показатель при дефектации выходит за границы установленных предельных размеров, допусков, показателей твердости, шероховатости поверхности, данная деталь является не годной для эксплуатации и подлежит замене или восстановлению до работоспособного состояния методом ремонтных размеров [1-4].

Коленчатый вал ВАЗ 21213, номер по каталогу 1005015 не соответствует требованиям нормативно-технической документации, что делает невозможным его использование.

Исследование дефектов термической обработки [1,2], причин их возникновения [3,4], и микроструктурное исследование [5], позволило сделать вывод, что одной из причин, снижающих твердость и износостойкость, является снижение скорости охлаждения, что в свою очередь связано потерей охлаждающей способности жидкости, применяемой при закалке.

Избежать, или, по крайней мере, снизить вероятность такого дефекта поможет мониторинг условий проведения операций термической обработки с регистрацией случаев возникновения брака. При проведении мониторинга необходима фиксация режимов термообработки и продолжительности использования охлаждающей среды. Пример учетной ведомости режимов термообработки выпускаемой продукции, рисунок 1.

Рисунок 1. Фрагмент учетной ведомости режимов термической обработки.

Реализация учетной ведомости возможна с использованием табличного процессора Excel, использование функции фильтрации (рисунок 2 а) в котором позволит выделять случаи возникновения брака и фиксировать условия его возникновения (рисунок 2 б).

а)

б)

Рисунок 2. Использование табличного процессора при мониторинге качества продукции подшипникового производства.

а) – настройка параметров фильтрации; б) – выбор случаев возникновения брака

Рассматривая фрагмент таблицы с результатом фильтрации (рисунок 2б) можно отметить, что данный метод позволит выявить начало потери свойств охлаждающей жидкостью в условиях конкретного подшипникового производства, и при дальнейшем использовании жидкости такой марки при приближении времени использования к критическому, произвести её замену, снизив вероятность возникновения брака подшипников. Используя фильтрацию по агрегатам термообработки, появляется возможность отслеживать случаи увеличения количества брака в той или иной печи, что может быть следствием изменением технического состояния агрегата, своевременный ремонт которого поможет снизить процент брака в выпускаемой продукции.

Мониторинг режимов и условий проведения термической обработки позволит повысит качество продукции и производительность труда.