Tomografia komputerowa w technologii pomiaru przekładni

W artykule podkreślono zastosowanie tomografii komputerowej (CT) w technologii pomiaru przekładni i zwrócono szczególną uwagę na bezpośrednie porównanie parametrów przekładni z dotykowymi urządzeniami pomiarowymi. Celem jest zademonstrowanie imponujących możliwości technologii CT w dziedzinie technologii pomiaru przekładni oraz pokazanie głównych zalet tomografów komputerowych eXact w technologii pomiaru przekładni.

Przemysłowa tomografia komputerowa od kilku lat zajmuje mocne miejsce w technologii pomiaru wymiarów. Szczególnie przy określaniu złożonych geometrii, które w innym przypadku są niedostępne dla metod optycznych lub sondowania, jest to często jedyny sposób sprawdzenia tolerancji geometrycznej komponentów. Główną zaletą tej technologii jest to, że oprócz testów geometrycznych materiał komponentu jest również testowany pod kątem błędów w celu uniknięcia powiązanej awarii komponentu.

‍

Analiza zdolności technologii CT do pomiaru na przekładniach
Możliwe zastosowanie tomografii komputerowej w technologii pomiaru kół zębatych jest jednak nadal stosunkowo nieznane. Powodem tego była niedostępna wcześniej opcja oceny danych pomiarowych CT zgodnie z istniejącymi normami technologii pomiaru przekładni. Spowodowało to brak repatriacji. Brak dowodów kompetencji uniemożliwiał dotychczas stosowanie w zapewnianiu jakości. Z tego powodu WENZEL, jako wieloletni producent precyzyjnych przekładni pomiarowych i szybkich urządzeń do pomiaru tomografii komputerowej, ostatnio skupił się na łączeniu tych technik.

Dzięki bezpośredniemu porównaniu parametrów przekładni, określanych za pomocą pomiarów dotykowych i tomografii komputerowej, po raz pierwszy można przeanalizować zdolność technologii CT do pomiaru kół zębatych. Ten artykuł ma na celu poinformowanie menedżerów jakości w dziedzinie technologii pomiaru kół zębatych o aktualnym stanie techniki, a tym samym przyczynienie się do wzmocnienia roli CT jako technologii pomiarowej kół zębatych.

‍

Zalety i trudności przekładni z tworzyw sztucznych
Ze względu na aspekty oszczędzania energii, przemysł koncentruje się na materiałach do komponentów maszyn coraz bardziej przesuwa się od cięższych stopów metali na lekkie tworzywa sztuczne. Jednakże, oprócz sprawdzenia geometrycznej specyfikacji produktu, wymaga to również dodatkowych badań potencjalnej trwałości elementów niemetalicznych. Powszechnie wiadomo, że trwałość elementów maszyn wykonanych z tworzyw sztucznych cierpi bardziej z powodu wad materiałowych niż ich odpowiedniki wykonane z twardszych stopów metali. Przemysłowe tomografy komputerowe WENZEL pozwalają, że nie zawsze musi to wiązać się ze wzrostem kosztów.

Przemysłowa tomografia komputerowa z wykorzystaniem promieni rentgenowskich jest idealna do badań nieniszczących tworzyw sztucznych. Aby ustanowić technologię CT jako niezawodną metodę pomiaru kół zębatych, porównuje się ze sobą różne pomiary parametrów przekładni. Skany CT są oceniane za pomocą dotykowych pomiarów referencyjnych. Przedstawiona metoda identyfikowalnego pomiaru wymiarów kół zębatych za pomocą CT opiera się na sprawdzonych ogólnych wytycznych ISO 10360 oraz VDI/VDE 2612/13 specjalnie dla pomiarów na gwintach i przekładniach.

‍

Przeprowadzone dochodzenia
Jako obiekt testowy wybrano przekładnię prostą o średnicy z normalnym modułem 1,2 mm wykonanym z tworzywa sztucznego.

Wielkość obiektu pomiarowego jest bardzo ważnym parametrem dla tomografii komputerowej. Seria tomografii komputerowej eXact firmy WENZEL została zaprojektowana do precyzyjnego pomiaru bardzo małych lub opcjonalnie dużych komponentów. Decydującą zaletą pod względem oszczędności kosztów jest to, że zastosowany eXact L 225, z wyjątkową wydajnością max. 225 kV, oferuje również możliwość pomiaru kilku obiektów jednocześnie

‍

Jest to możliwe, gdy rozmiar obiektu pomiarowego jest w pewnym związku z jego charakterystycznymi rozmiarami lub odwrotnie. W przypadku kół zębatych jest to średnica przekładni i modułu. Wybrane koło zębate o średnicy ok. 45 mm i moduł 1,2 mm spełnia te wymagania i dlatego może być wykorzystywane w przyszłości do dalszych badań wieloczęściowych pomiarów palet.

Urządzenie pomiarowe GT 450 firmy WENZEL używane jako odniesienie jest precyzyjną maszyną do pomiaru przekładni. Twoje zalety leżą w dokładnym i szybkim pomiarze biegów w przekładniach. Kolejną szczególną cechą GT 450 jest używane oprogramowanie WM | Gear. Oprogramowanie umożliwia zarówno sterowanie maszyną, jak i ocenę punktów kontaktowych. WM | Gear obsługuje gwintowanie sondy mechanicznej w przekładnię, rejestrując punkty styku i oceniając chmurę punktów dotykowych zgodnie ze standardami.

Wszelkie przekładnie, proste, kątowe i śrubowe mogą być analizowane w ich wariantach wewnętrznych lub zewnętrznych. Oprogramowanie posiada ekskluzywny interfejs WENZEL zwany „wirtualną maszyną pomiarową współrzędnych”. Dzięki temu nie można już przeprowadzać pomiarów za pomocą sterowania CNC współrzędnościowej maszyny pomiarowej WENZEL, ale wykonywać je praktycznie 1:1 w pamięci komputera przy użyciu danych CT z tomografu komputerowego WENZEL.

‍

Ilustracje przedstawiają wyniki raportów z badań przekładni plastikowej prostej. Niebieskie linie reprezentują punkty pomiaru, podczas gdy czarne proste reprezentują teoretyczny zarys. W tym ustawieniu czarny kwadrat na czeku papieru raportu odpowiada odchyleniu 0,25 µm. Wyniki pomiarów wykazują bardzo dobrą zgodność.

Ogólnie stwierdzono maksymalne odchylenie mniejsze niż 5 mikrometrów dla wszystkich parametrów przekładni. Średnie odchylenia są nawet mniejsze niż trzy mikrometry. Chociaż są to początkowe wyniki, osiągnięta dokładność jest doskonała. Wyniki dowodzą, że seria WENZEL EXACT nadaje się jako urządzenie pomiarowe przed przekładniami z tworzyw sztucznych.

Zwykłe wymagane klasy jakości 5 - 10 dla kół z tworzyw sztucznych można niezawodnie przetestować metodą CT. Wynika to przede wszystkim z faktu, że w przeciwieństwie do obszaru dotykowego, w metodzie CT rozmiar sondy może być praktycznie tak mały, jak chcesz.

Wniosek: Tomografy komputerowe WENZEL eXact umożliwiają szybki i bardzo dokładny pomiar kół zębatych i innych elementów z tworzyw sztucznych. W porównaniu z tradycyjnymi metodami urządzenia oferują znaczną oszczędność czasu i kilka najważniejszych cech: kontrola wewnętrznych i zewnętrznych przekładni, badanie gęstości i struktury materiału oraz tworzenie modeli 3D do dalszych analiz. Technologia CT firmy WENZEL umożliwia firmom z branży przekładni identyfikowanie wad produktu na wczesnym etapie, podniesienie jakości produktu i zwiększenie wydajności procesu produkcyjnego.

‍

Autor: Dr. Uwe Hilpert, Kierownik Produktu CT

‍

‍