In-Situ Clearance Check with "Plastigage": A Thorough Explanation of Features and Usage

Wanneer een motor wordt gedemonteerd en geassembleerd, is het belangrijk om de speling tussen de krukaslagers (schachtdelen) en de motorbloklagers te controleren en in te stellen. De speling kan worden berekend uit het verschil tussen de buitendiameter van de krukas en de binnendiameter van het lager, maar kan ook worden gemeten met behulp van een draadvormige voelerbank genaamd Plastigage. Dit artikel legt de betekenis en het belang van de interne speling van de motor uit, evenals het gebruik en de kenmerken van Plastigage.

Individuele Meting en Berekening door Aftrekking: Micrometer + Boorgage

Een voorbeeld van een bovenste motorblok voor een viercilindermotor. De krukas wordt ondersteund door vijf lagers, en in deze lagers zijn lagerschalen gemonteerd die contact maken met de hoofdaslagers van de krukas. Dit is voor een geïntegreerde krukas; voor een opgebouwde krukas met kogellagers zijn er geen lagerschalen.

Passende spelingen, of klaringen, worden ingesteld voor de roterende delen van een motor, zoals tussen de krukas en het motorblok, het grote uiteinde van de drijfstang en de krukas, en de nokkenas en de cilinderkop. Als deze speling kleiner is dan de gespecificeerde waarde, neemt het wrijvingsverlies tijdens rotatie toe, wat leidt tot slijtage van onderdelen. Omgekeerd, als deze te groot is, veroorzaakt dit speling tijdens rotatie, wat resulteert in abnormaal geluid en schade. Daarom is het cruciaal dat de speling binnen het door de fabrikant gespecificeerde bereik valt.

Als u de gelegenheid heeft om een motor te reviseren door middel van groot onderhoud, zoals reparaties of restauraties, kunt u de spelingen van deze roterende delen controleren en, indien aanpassing nodig is, dit aanpakken door middel van vervanging van onderdelen. De essentiële eerste stap in dit proces is het bevestigen van de huidige toestand. U kunt niet verder zonder de huidige staat te kennen, of u de speling moet verkleinen of vergroten.

De meetinstrumenten voor het bepalen van de "buitendiameter van de schacht" en de "binnendiameter van het lager" zijn een micrometer en een boorgage. Een micrometer, gebruikt om de buitendiameter van een schacht te meten, is een instrument voor het meten van lengte. Hoewel een standaard mechanische schuifmaat een minimale afleesbaarheid heeft van 0,05 mm, kan een micrometer tot op 0,01 mm aflezen.

Daarentegen is een boorgage, gebruikt om de binnendiameter van een lager te bepalen, geen instrument dat op zichzelf absolute afmetingen geeft. Simpel gezegd is het een instrument voor het meten van het plus- of minverschil ten opzichte van een referentiedimensie.

Als u bijvoorbeeld de referentiedimensie van de boorgage instelt op 32,00 mm en deze in het lager steekt, en de wijzerplaat die aan de boorgage is bevestigd +0,05 mm aangeeft, kunt u vaststellen dat de binnendiameter van het lager 31,95 mm is. Omgekeerd, als de wijzerplaat -0,04 mm aangeeft, is de binnendiameter van het lager 32,04 mm.
Met deze methode kan de speling worden berekend als: Binnendiameter van lager (gemeten met boorgage) - Buitendiameter van schacht (gemeten met micrometer) = Speling.

Hoewel dit eenvoudig lijkt als het op schrift staat, vereist het gebruik van een boorgage in de praktijk vaardigheid en ervaring, en het verkrijgen van nauwkeurige metingen is niet gemakkelijk zonder aanzienlijke praktische ervaring. Bovendien is een boorgage zelf geen goedkoop gereedschap, dus amateurs kunnen het moeilijk effectief vinden en het ongebruikt laten.

Plastigage: Speling Bepaald door Verpletterde Breedte

Plastigage wordt geleverd in een papieren verpakking, en de verpakking zelf heeft gedrukte schalen die de verpletterde breedte en speling aangeven. Het was oorspronkelijk een Amerikaans product met speling aangegeven in inches, en aangezien het is omgezet naar mm, zijn de markeringen gedetailleerd.

Bij gebruik knipt u het op maat voor het meetgebied met een schaar of iets dergelijks.

Veeg vuil of olie van de krukaslagers en lageroppervlakken, plaats vervolgens de Plastigage.

De aanhaalspanning beïnvloedt de verpletterde breedte van de voelerbank, dus draai vast met het gespecificeerde koppel. Pas ook op dat u de krukas niet roteert tijdens de meting.

Hoewel de meting van de speling doorgaans gespecialiseerde gereedschappen zoals micrometers en boorgages vereist, is er een eenvoudiger middel voor het meten van spelingen: Plastigage.

Plastigage is gemaakt van een speciale hars gevormd tot een draadvormige structuur. Het wordt in het te meten gebied geplaatst, de onderdelen worden gemonteerd en de speling wordt bepaald door de verpletterde breedte als gevolg van het aanhaalmoment.

Hier zijn de verschillen tussen meting met Plastigage en meting met een micrometer + boorgage:

● Micrometer + Boorgage
・Meet individueel de buitendiameter van de schacht (micrometer) en de binnendiameter van het lager (boorgage).
・Berekent de speling uit het verschil tussen de twee.
・Hoge meetnauwkeurigheid, evalueerbaar in μm (micrometer).
・Door meerdere punten te meten, kunnen ook rondheid en ongelijke slijtage worden beoordeeld.

● Plastigage
・Controleert de werkelijke speling met de onderdelen gemonteerd.
・Leest de speling af met een analoge indicator: de verpletterde breedte.
・Nauwkeurigheid is ongeveer ±0,01 tot ±0,02 mm.
・Meet slechts op één punt, beoordeelt de lokale speling.

In wezen zijn, zelfs bij het meten van dezelfde "speling", de benaderingen van de twee methoden fundamenteel verschillend.

Bovendien is het bij Plastigage noodzakelijk om verschillende voelerbanken te gebruiken, afhankelijk van de grootte van de te meten speling. Dit komt omdat als een dunne voelerbank in een grote speling wordt gebruikt, deze niet voldoende verpletterd wordt, en als een dikke voelerbank in een nauwe speling wordt gebruikt, deze te veel verpletterd wordt, wat de betrouwbaarheid vermindert.

De hier gebruikte Plastigage is verkrijgbaar in drie typen, kleurgecodeerd op meetbereik, met de volgende meetbereiken voor elk:

Groen: 0,025–0,076 mm
Rood: 0,051–0,152 mm
Blauw: 0,102–0,229 mm

Zoals te zien is aan deze specificaties, is het bij het meten van de speling met Plastigage essentieel om eerst de standaardspeling in het servicemanuaal te controleren. Het servicemanuaal is onmisbaar voor demontage en revisie van motoren.

In het geval van de motor die in dit artikel wordt gemeten, is de standaardspeling tussen het hoofdaslager van de krukas (schachtdeel) en de hoofdaslagerschaal (lagerbinnendiameter) 0,014–0,038 mm, met een servicelimiet van 0,08 mm. Daarom kan deze worden gemeten met de groene Plastigage.

Bovendien heeft de speling tussen de lagerschaal van het grote uiteinde van de drijfstang en de krukpen een standaardwaarde van 0,035–0,059 mm, met een servicelimiet van 0,10 mm. Dit kan ook worden gemeten met de groene voelerbank.

Wat te Doen als de Speling Gemeten met Plastigage Te Groot is?

Draai de bevestigingsbouten gelijkmatig los en verwijder de voelerbank recht omhoog om slepen te voorkomen. Lees vervolgens de speling af door de voelerbank op de verpakking te raadplegen.

Hoe kleiner de speling, hoe breder de Plastigage verplettert. De standaardspeling voor deze motor is 0,014–0,038 mm, en de servicelimiet is 0,08 mm. De verpletterde breedte is smaller dan de band van 0,038 mm (wat een grotere speling betekent), maar breder dan de band van 0,076 mm (wat een kleinere speling betekent), dus kan worden vastgesteld dat deze de servicelimiet van 0,08 mm niet heeft bereikt. Als u de speling als absolute waarde wilt weten, is een micrometer + boorgage noodzakelijk.

In deze motor selecteert de fabrikant bij de montage van een nieuw voertuig de optimale lager uit drie typen lagers met verschillende diktes, gebaseerd op de combinatie van de binnendiameter van het hoofdlagergedeelte van het motorblok en de buitendiameter van de hoofdas van de krukas. Als de gemeten speling na het oplopen van kilometers de servicelimiet overschrijdt, kan het mogelijk zijn de speling te verminderen door een dikker lager te gebruiken dan het huidige, indien een dergelijk onderdeel beschikbaar is.

De dikte van de lagerschalen is te herkennen aan verfmarkeringen aan de zijkanten. In deze motor zijn de blauwe lagerschalen de dikste van de drie typen, en de zwarte lagerschalen geven een tussenliggende dikte aan. Als de huidige zwarte lagerschaal een overmatige speling heeft, zal het wisselen naar een dikkere blauwe lagerschaal de binnendiameter en dus de speling verminderen.

Wanneer Plastigage op de schacht wordt geplaatst en het lager met het gespecificeerde koppel wordt vastgedraaid, wordt de voelerbank verpletterd. Door de verpletterde breedte van de voelerbank te vergelijken met de breedte van de lijnen op de Plastigage-verpakking, kan de speling worden bepaald.

Of de verpletterde voelerbankbreedte overeenkomt met de gedrukte breedte is enigszins toeval, en in werkelijkheid kunt u de exacte speling niet tot op 0,001 mm nauwkeurig weten. Als de verpletterde breedte breder is dan de gedrukte 0,051 mm maar smaller dan 0,038 mm, kunt u schatten dat deze rond de 0,04 mm ligt.

Hoewel een micrometer + boorgage op meerdere punten rond de omtrek kan meten, kan Plastigage alleen de speling meten op het punt waar de voelerbank is geplaatst, d.w.z. op één locatie. Als er vreemd materiaal op de krukas of het lager aanwezig is en wordt gemeten, kan dit resulteren in een smallere speling dan het gemiddelde. Ook de dikte van de oliefilm kan de meting beïnvloeden. Werk daarom bij gebruik van Plastigage in droge toestand en veeg de olie weg.

Naarmate de slijtage toeneemt met de opgelopen kilometers, vergroten de motoronderdelen hun spelingen. Dus, wat moet er gebeuren als de speling de servicelimiet overschrijdt?

Afhankelijk van het voertuigmodel en de leeftijd variëren de beschikbaarheid van onderdelen. Echter, "lagerschalen" die op de hoofdaslagers van de krukas en de grote uiteinden van de drijfstangen zijn gemonteerd, zijn verkrijgbaar in verschillende diktes. Dit zijn onderdelen die worden gebruikt om de speling aan te passen aan een passend niveau door correctie voor toleranties in de buitendiameter van de hoofdas van in massa geproduceerde krukassen en de binnendiameter van de hoofdlagergedeelten van het motorblok tijdens de montage van nieuwe voertuigen. Ze worden ook gebruikt bij revisies en reparaties.

Het is noodzakelijk om de typen en diktes van de lagerschalen te controleren in het servicemanuaal. Door lagerschalen te gebruiken die één of twee maten dikker zijn dan de momenteel gebruikte, kan de speling worden verminderd. Echter, als de speling is toegenomen als gevolg van problemen met de krukas zelf, zoals het afbladderen van de hardchroomlaag op het oppervlak van de hoofdas of krukpen, moet de krukas worden vervangen, niet alleen de lagerschalen.

Verder, in gevallen zoals nokkenassen, waar er geen lagerschalen in de nokkenashouders zijn en de cilinderkop deze direct ondersteunt, als de oorzaak van de toegenomen speling aan de kant van de nokkenashouder ligt, moet mogelijk de cilinderkop worden vervangen.

Wanneer is Plastigage Effectief?

De speling van het lager van het grote uiteinde van de drijfstang kan ook met Plastigage worden gemeten. Aangezien de drijfstang gevoeliger is voor beweging tijdens de meting dan de krukas, houd deze op zijn plaats en draai de kapmoeren vast.

De speling van het lager van het grote uiteinde van de drijfstang is 0,035–0,059 mm. Bij controle van de Plastigage-verpakking komt dit nauw overeen met de bandbreedte van 0,038 mm, wat aangeeft dat het aan de onderkant van het standaardbereik ligt, wat betekent dat er momenteel geen slijtage is.

Voor hobbyisten en amateurs die de speling van roterende motoronderdelen meten, kan de keuze tussen het gebruik van een micrometer + boorgage of Plastigage gebaseerd zijn op de kosten van de aanschaf van de gereedschappen en de frequentie van gebruik.

Een micrometer + boorgage is essentieel voor nauwkeurige spelingmeting, maar de aanschaf van beide kan gemakkelijk meer dan 10.000 yen kosten. Als dit een "eens in je leven" taak is in je motorcarrière, is Plastigage, dat voor ongeveer 1.000 yen kan worden aangeschaft, voldoende praktisch.

Komen de spelingwaarden verkregen uit beide meetmethoden overeen? Concluderend, ze komen niet perfect overeen, maar ze zouden nauwe benaderingen moeten zijn binnen het acceptabele bereik. De redenen voor de afwijking zijn als volgt:

1: Verschillen in Meetomstandigheden
・Micrometer + boorgage meet individuele componenten zonder belasting.
・Plastigage meet onder werkelijke omstandigheden met toegepast aanhaalmoment.
・Zelfs met het juiste koppel kan vervorming door het aandraaien de meting beïnvloeden.

2: Verschillen in Meetpositie
・Een boorgage kan op verschillende locaties meten om de gemiddelde of minimale waarde te bepalen.
・Plastigage geeft alleen de lokale speling aan waar de voelerbank is verpletterd.

3: Verschillen in Resolutie
・Micrometer + boorgage kan waarden berekenen in stappen van 0,01 mm door middel van berekening.
・Plastigage is afhankelijk van visuele vergelijking met gedrukte bandbreedtes.

Als nauwkeurigheid van het grootste belang is, is een micrometer + boorgage de keuze. De standaardwaarden die door motorfietsfabrikanten zelf zijn ingesteld, hebben echter een bereik. De standaardwaarde voor de speling tussen de hoofdas en het lager in deze motor is 0,014–0,038 mm, een bereik van 0,024 mm. De servicelimiet is 0,08 mm, wat een marge van 0,042 mm overlaat van de bovengrens van de standaardwaarde tot de servicelimiet.

Aan de andere kant heeft de groene Plastigage nummers van 0,025–0,076 mm gedrukt voor vier verschillende bandbreedtes. Op basis van de relatie hiertussen valt de verpletterde breedte van de hier gebruikte Plastigage binnen het standaardbereik als deze binnen het bereik van de voelerbank valt, wat aangeeft dat vervanging van het lager niet nodig is.

Als het doel is om de speling van alle lagerschalen te standaardiseren (of in ieder geval dicht bij een uniforme waarde te brengen), of om de speling te maximaliseren om wrijvingsverlies te verminderen, dan is een micrometer + boorgage, die werkelijke afmetingen meet, betrouwbaarder en nuttiger. Voor routineonderhoud is Plastigage echter voldoende praktisch.

Het meten van de speling met Plastigage is een interessante taak die nieuwsgierigheid en een onderzoekende geest naar motoren kan vergroten. Slijtage aan de krukassen, drijfstangen en nokkenassen wordt echter meestal veroorzaakt door slecht motoroliebeheer. Daarom is het belangrijk om ijverig regelmatig olieverversingen uit te voeren om de noodzaak van spelingmetingen tijdens motorreparaties te vermijden.

Ga naar Galerij  (11)