Kiểm tra độ đồng tâm, độ đồng trục và độ đảo

1.Tổng quan 

Vì số lượng lớn của trục truyền động bánh răng, ổ lăn và bạc lót, việc kiểm tra độ đồng tâm được áp dụngrất phổ biến trong sản xuất. Trong hoàn cảnh lệ thuộc vào dung sai, khả năng sử dụng một phương pháp kiểm tra phù hợp với chức năng vì thế đặc biệt quan trọng cho các cấu kiện này (Bảng 1). Sai lệch độ tròn có thể xảy ra vì dao động máy hay bánh mài không tròn. Hình dày đều gây ra bởi các lực kẹp trong mâm cặp ba chấu (Hình 1). Sai lệch độ trụ có thể được xem như là sự kết hợp của các sai lệch thẳng, tròn và song song. Sai lệch độ đồng trục và độ đảo hướng tâm là sự sai biệt dựa vào trục chuẩn. Trục của chi tiết có dung sai được kiểm tra sẽ xoay quanh trục chuẩn này khi đo.

2.Kiểm tra độ tròn
Phép đo hai điểm, thí dụ như với panme hay đồng hồ đo thẳng góc với bề mặt đo, chỉ xác định được sai lệch độ tròn là sự khác biệt về đường kính. Vì ở phép đo hai điểm của hình dày đều kết quả luôn luôn giữ nguyên, người ta chỉ đo được độ lệch tròn bằng phép đo ba điểm với hai điểm tựa trong khối V (Hình 1).

Độ lệch tròn có thể đo chính xác hơn bằng thiết bị đo hình dạng (Hình 1, trang 55).Trong sai lệch dạng bầu dục (số cung n = 2) và tấm đo phẳng (góc α = 1800) thì sự khác biệt hiển thị giữa đường kính lớn và nhỏ bằng hai lần độ lệch tròn (Bảng 1, trang 54). Độ lệch tròn fK  như vậy bằng hiệu số giữa hiển thị tối đa và tối thiểu chia cho trị số hiệu chỉnh k.

Phép đo ba điểm với khối V và máy ghi trị số đo như đồng hồ đo chính xác, cho thấy một thay đổi hiển thị ΔA, phụ thuộc vào góc α của khối chữ V và số cung n của sai lệch độ tròn (Bảng 1).

Số cung của hình dày đều có thể được xác định bằng cách đếm các trị số tối đa hay tối thiểu trong một vòng quay của phôi trong khối V. Thí dụ: Ở một hình bầu dục được đo trong khối V với góc α = 900, sự thay đổi hiển thị của sai lệch độ tròn tương ứng với trị số hiệu chỉnh k = 1. Trong khối V như trên với số cung là 3 hoặc 5 của hình dày đều, sự thay đổi hiển thị đo lớn gấp hai lần sai lệch độ tròn. Điều này tương ứng với trị số hiệu chỉnh k = 2. Vì thực tế không có hình dày đều lý tưởng, nên trong phép đo hai và ba điểm các sai lệch độ tròn lớn hơn trị số đo bằng thiết bị đo hình dạng.
3.Đo độ đảo
Ở một trường hợp đo độ đảo đơn giản, người ta có thể giữ chi tiết giữa 2 ụ chống tâm (Hình 1).

Để đo một trục truyền động phù hợp với chức năng hơn, người ta đặt cổ trục trong rãnh của khối V. Sai lệch độ đảo hình thành do lệch trục (không đồng trục) hay qua sai lệch độ tròn (Hình 2).

Sai lệch độ đảo fL là chênh lệch giữa số hiển thị lớn nhất Amax và nhỏ nhất Amin trong khi quay đủ một vòng.

Độ đảo fL = Amax – Amin
4.Đo độ đồng tâm
Sai lệch độ đồng trục có thể xảy ra trong trục quay hoặc trục đỡ của lỗ khoan. Phôi tiện với xylanh chuẩn của nó (C trong hình 1) được chỉnh thẳng hàng với trục của bàn quay. Để biết được sai lệch trục lớn nhất, người ta phải thực hiện đo sai lệch độ tròn ít nhất trong ba mặt phẳng. Các sai lệch độ đồng trục fKO (sai lệch trục) được xác định từ số đọc lớn nhất và nhỏ nhất. Sai lệch độ đồng tâm fKO = (Amax - Amin) /2
Vì dạng ống của vùng dung sai nên sai lệch tối đa cho phép của trục tương ứng với một nửa sai lệch độ đồng trục tKO.

5.Kiểm tra hình dạng với thiết bị đo hình dạng
Hệ thống thăm dò cảm ứng từ và trước hết là độ quay chính xác của trục đo độ tròn (trục của bàn quay) cho phép xác định các đặc điểm của hình dạng và vị trí với độ bất định nhỏ hơn 0,1 µm (Hình 1 và Bảng 1).

• Các đặc điểm hình dạng có thể đo là độ tròn, độ trụ, độ phẳng và độ côn.
• Các đặc điểm vị trí có thể đo là độ đảo, độ đồng trục và độ vuông góc.
Để đo chi tiết được lắp vào mâm cặp, việc chỉnh thẳng hàng xylanh có dung sai hoặc trục chuẩn (thẳng hàng với trục đo độ tròn) được thực hiện thông qua một bàn định tâm và quay nghiêng hoặc bằng động cơ hay bằng tay với vít điều chỉnh (Hình 1). Trước tiên bàn phải được chỉnh nghiêng và sau đó định tâm. Độ chính xác của phép đo được cải thiện đáng kể, nếu các xylanh khảo sát hoặc các trục chuẩn trước khi đo được điều chỉnh cẩn thận trong phạm vi micrômét (µm).
6. Đo độ tròn
Trong chuyển động tròn, đầu đo thăm dò đến 3600 điểm. Đồng thời dạng tròn hình thành trên màn hình. Phương pháp đánh giá: Để xác định độ lệch dạng tròn có thể lựa chọn nhiều cách đánh giá khác nhau (Hình 2). Cách đánh giá tiêu chuẩn là phương pháp vòng tròn tham khảo LSC (LSC = Least Square Circle). Vòng tham khảo có lưu ý tới tất cả các điểm prôfin đo được. Do đó, sự ảnh hưởng của các cực điểm prôfin thấp. Phương pháp LSC đánh giá độ tròn của các prôfin nhanh chóng và đáng tin cậy. Sai lệch độ tròn fK là khoảng cách của hai vòng tròn đồng tâm bọc quanh prôfin (Bảng 1 và Hình 2). Từ nhiều prôfin máy tính đánh giá có thể tính độ trụ và độ đồng trục (Bảng 1).
Tất cả các phương pháp đánh giá khả thi từ máy tính như LSC, MIC, MCC và MZC cùng phát xuất từ một prôfin tròn (Hình 2).

Trong khi máy tính ở phương pháp LSC tạo thành vòng tròn bao (vòng tròn lớn nhất) và vòng tròn lõi (vòng tròn nhỏ nhất) đồng tâm với vòng tròn tham khảo (vòng tròn thực) thì tại phương pháp MIC nó (máy tính) tạo ra vòng tròn lõi (vòng tròn nhỏ nhất) và tại phương pháp MCC vòng tròn đồng tâm với vòng tròn bao (vòng tròn lớn nhất). Tùy thuộc vào phương pháp đánh giá mà các độ lệch tròn và vị trí của tâm prôfin sẽ khác nhau trong phạm vi micrômét (µm).

7.Kiểm tra vận hành trên thiết bị đo hình dạng
Đo độ đảo Ở xylanh chuẩn được chỉnh hướng có thể đo hai hoặc nhiều prôfin tròn để xác định các tâm điểm theo phương pháp đánh giá LSC. Một đường trung bình thông qua các tâm này làm thành trục chuẩn cho phép đo độ đảo ở xylanh có dung sai (Hình 1 và hình 2).

Khi đo chi tiết được xoay quanh trục chuẩn. Khi đo ở các mặt phẳng đo khác nhau, độ đảo lớn nhất fL = Amax - Amin sẽ được so sánh với trị số dung sai tL. Đầu đo phải thẳng góc với bề mặt khi đo độ đảo và độ phẳng. Khi kiểm tra độ lệch vị trí, bộ phận chuẩn vì thế luôn luôn được điều chỉnh chứ không phải các bộ phận có dung sai trong phép đo hình dạng. Điều này phân biệt đo độ đảo với đo độ tròn. Tương tự như độ đảo, độ đảo tổng được thực hiện ở trên nhiều mặt phẳng đo khác nhau hay là đầu đo di chuyển dọc trục trên toàn bộ chiều dài của xylanh có dung sai (Hình 3). Tổng số sai lệch độ đảo fLG là sự khác biệt giữa hiển thị lớn nhất và nhỏ nhất trong khu vực của những xylanh. Đo mặt đầu chủ yếu thực hiện tại bán kính lớn nhất, vì ở đây dự kiến sẽ có sai lệch độ phẳng lớn nhất (Hình 3). Để kiểm tra sự đồng trục, độ lệch trục được xử lý và đánh giá từ máy tính trong mỗi mặt cắt đo được tại xylanh có dung sai (Hình 4 và bảng 1, trang 55). Các độ lệch trục fKO không được lớn hơn phân nửa trị số dung sai tKO. Việc đo độ lệch trục mà không có thiết bị đo hình dạng chỉ có thể đạt được gần đúng. Do đó thông thường sai lệch độ đảo được đo một cách đơn giản hơn và so sánh với dung sai độ đồng trục. Chỉ khi nào sai lệch độ đảo vượt quá độ đồng trục người ta mới phải lựa chọn một phương pháp đo chính xác khác. Nếu sai lệch độ tròn không lớn, thì sai lệch độ đồng trục fKO bằng khoảng một nửa sai lệch độ đảo fL.