Controllo del gioco in sede con "Plastigage": spiegazione dettagliata di caratteristiche e utilizzo

Durante lo smontaggio e il montaggio di un motore, è importante controllare e impostare il gioco tra i perni di banco dell'albero motore e i cuscinetti di banco. Il gioco può essere calcolato dalla differenza tra il diametro esterno del perno e il diametro interno del cuscinetto, ma può anche essere misurato utilizzando un calibro a filo chiamato Plastigage. Questo articolo spiega il significato e l'importanza del gioco interno del motore, nonché l'utilizzo e le caratteristiche del Plastigage.

Misurazione individuale e calcolo per sottrazione: micrometro + alesametro

Esempio di un basamento superiore per un motore a quattro cilindri. L'albero motore è supportato da cinque punti di appoggio e in questi punti sono installati i semicuscinetti che contattano i perni di banco dell'albero motore. Questo è per un albero motore integrato; per un albero motore scomponibile con cuscinetti a sfere, non ci sono semicuscinetti.

Vengono impostati giochi appropriati, o tolleranze, per le parti rotanti di un motore, come tra l'albero motore e il basamento, la testa di biella e l'albero motore, e l'albero a camme e la testata. Se questo gioco è inferiore al valore specificato, aumenta la perdita per attrito durante la rotazione, portando all'usura dei componenti. Al contrario, se è troppo grande, provoca gioco durante la rotazione, con conseguenti rumori anomali e danni. Pertanto, è fondamentale che il gioco rientri nell'intervallo specificato dal produttore.

Se si ha l'opportunità di revisionare un motore attraverso lavori importanti come riparazioni o restauri, è possibile controllare i giochi di queste parti rotanti e, se è necessaria una regolazione, affrontarla tramite la sostituzione dei componenti. Il primo passo essenziale in questo processo è confermare la condizione attuale. Non si può procedere senza conoscere lo stato attuale, se è necessario ridurre o aumentare il gioco.

Gli strumenti di misurazione per determinare il "diametro esterno dell'albero" e il "diametro interno del cuscinetto" sono un micrometro e un alesametro. Un micrometro, utilizzato per misurare il diametro esterno di un albero, è uno strumento per misurare la lunghezza. Mentre un calibro meccanico standard ha una lettura minima di 0,05 mm, un micrometro può leggere fino a 0,01 mm.

Al contrario, un alesametro, utilizzato per determinare il diametro interno di un cuscinetto, non è uno strumento che fornisce dimensioni assolute da solo. Per spiegarlo in modo semplice, è uno strumento per misurare la differenza in più o in meno rispetto a una dimensione di riferimento.

Ad esempio, se si imposta la dimensione di riferimento dell'alesametro a 32,00 mm e lo si inserisce nel cuscinetto, e l'indicatore a quadrante collegato all'alesametro indica +0,05 mm, si può determinare che il diametro interno del cuscinetto è 31,95 mm. Al contrario, se l'indicatore a quadrante mostra -0,04 mm, il diametro interno del cuscinetto è 32,04 mm.
Utilizzando questo metodo, il gioco può essere calcolato come: Diametro interno del cuscinetto (misurato con alesametro) - Diametro esterno dell'albero (misurato con micrometro) = Gioco.

Sebbene questo possa sembrare semplice per iscritto, in pratica, l'uso di un alesametro richiede abilità ed esperienza, e ottenere misurazioni accurate non è facile senza una notevole esperienza pratica. Inoltre, un alesametro stesso non è uno strumento economico, quindi i dilettanti potrebbero trovare difficile utilizzarlo efficacemente e finire per non usarlo.

Plastigage: gioco determinato dalla larghezza schiacciata

Il Plastigage è contenuto in una confezione di carta, e la confezione stessa presenta scale stampate che indicano la larghezza schiacciata e il gioco. Originariamente era un prodotto americano con il gioco indicato in pollici, e poiché è convertito in mm, le marcature sono dettagliate.

Durante l'uso, tagliare nell'area di misurazione con forbici o simili.

Pulire eventuali detriti o olio dalle superfici del perno e del cuscinetto, quindi posizionare il Plastigage.

La forza di serraggio influisce sulla larghezza schiacciata del calibro, quindi serrare alla coppia specificata. Inoltre, fare attenzione a non ruotare l'albero motore durante la misurazione.

Mentre la misurazione del gioco richiede tipicamente strumenti specializzati come micrometri e alesametri, esiste un articolo più semplice per misurare gli spazi: il Plastigage.

Il Plastigage è realizzato in una resina speciale formata a forma di filo. Viene posizionato nell'area da misurare, i componenti vengono assemblati e il gioco viene determinato dalla larghezza schiacciata dovuta alla coppia di serraggio. Ecco le differenze tra la misurazione con Plastigage e la misurazione con micrometro + alesametro:

● Micrometro + Alesametro
・Misura individualmente il diametro esterno dell'albero (micrometro) e il diametro interno del cuscinetto (alesametro).
・Calcola il gioco dalla differenza tra i due.
・Elevata precisione di misurazione, valutabile in µm (micron).
・Misurando più punti, è possibile valutare anche la rotondità e l'usura irregolare.

● Plastigage
・Controlla il gioco effettivo con i componenti assemblati.
・Legge il gioco utilizzando un indicatore analogico: la larghezza schiacciata.
・Precisione di circa ±0,01 - ±0,02 mm.
・Misura solo in un punto, valutando il gioco localizzato.

In sostanza, anche quando si misura lo stesso "gioco", gli approcci dei due metodi sono fondamentalmente diversi.

Inoltre, con il Plastigage, è necessario utilizzare calibri diversi a seconda delle dimensioni del gioco da misurare. Questo perché se si utilizza un calibro sottile in un gioco ampio, non si schiaccerà a sufficienza, e se si utilizza un calibro spesso in un gioco stretto, si schiaccerà troppo, riducendo l'affidabilità.

Il Plastigage utilizzato in questo caso è disponibile in tre tipi, codificati a colori in base all'intervallo di misurazione, con i seguenti intervalli di misurazione per ciascuno:

Verde: 0,025–0,076 mm
Rosso: 0,051–0,152 mm
Blu: 0,102–0,229 mm

Come si evince da queste specifiche, quando si misura il gioco con Plastigage, è essenziale controllare prima il gioco standard nel manuale di servizio. Il manuale di servizio è indispensabile per lo smontaggio e la revisione del motore.

Nel caso del motore misurato in questo articolo, il gioco standard tra il perno di banco dell'albero motore (sezione dell'albero) e il semicuscinetto di banco (diametro interno del cuscinetto) è di 0,014–0,038 mm, con un limite di servizio di 0,08 mm. Pertanto, può essere misurato con il Plastigage verde.

Inoltre, il gioco tra il semicuscinetto di biella e il perno di manovella ha un valore standard di 0,035–0,059 mm, con un limite di servizio di 0,10 mm. Anche questo può essere misurato con il calibro verde.

Cosa fare se il gioco misurato con Plastigage è troppo grande?

Allentare uniformemente i bulloni di fissaggio e rimuovere il calibro dritto verso l'alto per evitare di trascinarlo. Quindi, leggere il gioco facendo riferimento al calibro sulla confezione.

Più stretto è il gioco, più largo si schiaccia il Plastigage. Il gioco standard per questo motore è 0,014–0,038 mm, e il limite di servizio è 0,08 mm. La larghezza schiacciata è inferiore alla banda di 0,038 mm (significa gioco maggiore) ma superiore alla banda di 0,076 mm (significa gioco minore), quindi si può determinare che non ha raggiunto il limite di servizio di 0,08 mm. Se è necessario conoscere il gioco come valore assoluto, è necessario un micrometro + alesametro.

In questo motore, quando il produttore assembla un nuovo veicolo, seleziona il cuscinetto ottimale tra tre tipi di cuscinetti di diverso spessore in base alla combinazione del diametro interno della sezione del cuscinetto di banco dell'albero motore e del diametro esterno del perno di banco dell'albero motore. Se il gioco misurato supera il limite di servizio dopo l'accumulo di chilometraggio, potrebbe essere possibile ridurre il gioco utilizzando un cuscinetto più spesso di quello attuale, se tale pezzo è disponibile.

Lo spessore dei semicuscinetti è identificabile da segni di vernice sui lati. In questo motore, i semicuscinetti blu sono i più spessi dei tre tipi, e i semicuscinetti neri indicano uno spessore intermedio. Se il semicuscinetto nero attuale presenta un gioco eccessivo, la sostituzione con un semicuscinetto blu più spesso ridurrà il diametro interno e quindi il gioco.

Quando il Plastigage viene posizionato sull'albero e il cuscinetto viene serrato alla coppia specificata, il calibro si schiaccia. Confrontando la larghezza schiacciata del calibro con la larghezza delle linee stampate sulla confezione del Plastigage, è possibile determinare il gioco.

Se la larghezza schiacciata del calibro corrisponde alla larghezza stampata è in parte una questione di fortuna, e in realtà non si può conoscere il gioco esatto fino al livello di 0,001 mm. Se la larghezza schiacciata è maggiore di 0,051 mm stampato ma inferiore a 0,038 mm, si può stimare intorno a 0,04 mm.

Mentre un micrometro + alesametro può misurare in più punti attorno alla circonferenza, il Plastigage può misurare il gioco solo nel punto in cui è stato posizionato il calibro, cioè in un'unica posizione. Se sono presenti corpi estranei sul perno o sul cuscinetto e vengono misurati, ciò potrebbe comportare un gioco inferiore alla media. Inoltre, lo spessore del film d'olio può influenzare la misurazione. Pertanto, quando si utilizza il Plastigage, pulire l'olio e lavorare in condizioni asciutte.

Con l'avanzare dell'usura con l'accumulo di chilometraggio, i componenti del motore aumentano i loro giochi. Quindi, cosa fare se il gioco supera il limite di servizio?

A seconda del modello e dell'età del veicolo, la disponibilità dei pezzi varia. Tuttavia, i "semicuscinetti" installati sui perni di banco dell'albero motore e sulle teste di biella sono disponibili in diversi spessori. Questi sono pezzi utilizzati per regolare il gioco a un livello appropriato correggendo le tolleranze del diametro esterno dei perni di banco degli alberi motore prodotti in serie e del diametro interno delle sezioni dei cuscinetti di banco durante l'assemblaggio di veicoli nuovi. Vengono utilizzati anche in revisioni e riparazioni.

È necessario controllare i tipi e gli spessori dei semicuscinetti nel manuale di servizio. Utilizzando semicuscinetti di uno o due gradi più spessi di quelli attualmente in uso, il gioco può essere ridotto. Tuttavia, se il gioco è aumentato a causa di problemi con l'albero motore stesso, come il distacco della cromatura dura sulla superficie del perno di banco o del perno di manovella, l'albero motore deve essere sostituito, non solo i semicuscinetti.

Inoltre, in casi come gli alberi a camme, dove non ci sono semicuscinetti nei supporti dell'albero a camme e la testata li supporta direttamente, se la causa dell'aumento del gioco è sul lato del supporto dell'albero a camme, la testata potrebbe dover essere sostituita.

Quando è efficace il Plastigage?

Il gioco del cuscinetto di biella può essere misurato anche con Plastigage. Poiché la biella è più soggetta a movimento durante la misurazione rispetto all'albero motore, tenerla ferma e serrare i dadi del cappello.

Il gioco del cuscinetto di biella è di 0,035–0,059 mm. Controllando la confezione del Plastigage, questo corrisponde strettamente alla larghezza di banda di 0,038 mm, indicando che è all'estremità inferiore dell'intervallo standard, il che significa che non c'è usura al momento.

Per i meccanici della domenica e i dilettanti che misurano il gioco delle parti rotanti del motore, la decisione tra l'uso di un micrometro + alesametro o del Plastigage può basarsi sul costo di acquisizione degli strumenti e sulla loro frequenza d'uso.

Un micrometro + alesametro è essenziale per una misurazione precisa del gioco, ma l'acquisizione di entrambi può facilmente superare i 10.000 yen. Se questo è un compito "una tantum" nella vita della tua moto, il Plastigage, che può essere acquistato per circa 1.000 yen, è sufficientemente pratico.

I valori di gioco ottenuti da entrambi i metodi di misurazione coincidono? In conclusione, non coincidono perfettamente, ma dovrebbero essere approssimazioni vicine entro l'intervallo accettabile. Le ragioni della discrepanza sono le seguenti:

1: Differenze nelle condizioni di misurazione
・Micrometro + alesametro misura i singoli componenti senza carico.
・Plastigage misura in condizioni reali con coppia di serraggio applicata.
・Anche con la coppia corretta, la distorsione dovuta al serraggio può influire sulla misurazione.

2: Differenze nella posizione di misurazione
・Un alesametro può misurare in diverse posizioni per determinare il valore medio o minimo.
・Plastigage indica solo il gioco locale dove il calibro è stato schiacciato.

3: Differenze di risoluzione
・Micrometro + alesametro può calcolare valori in incrementi di 0,01 mm tramite calcolo.
・Plastigage si basa sul confronto visivo con larghezze di banda stampate.

Se la precisione è fondamentale, la scelta è un micrometro + alesametro. Tuttavia, i valori standard stabiliti dai produttori di motociclette stessi hanno un intervallo. Il valore standard per il gioco tra il perno di banco e il cuscinetto in questo motore è 0,014–0,038 mm, un intervallo di 0,024 mm. Il limite di servizio è 0,08 mm, lasciando un margine di 0,042 mm dal limite superiore del valore standard al limite di servizio.

D'altra parte, il Plastigage verde ha numeri da 0,025–0,076 mm stampati per quattro diverse larghezze di banda. Sulla base della relazione tra questi, la larghezza schiacciata del Plastigage utilizzato qui rientra nell'intervallo standard se è all'interno dell'intervallo del calibro, indicando che la sostituzione del cuscinetto non è necessaria.

Se l'obiettivo è standardizzare il gioco di tutti i semicuscinetti (o almeno avvicinarli a un valore uniforme), o massimizzare il gioco per ridurre la perdita per attrito, allora un micrometro + alesametro, che misura le dimensioni effettive, è più affidabile e utile. Tuttavia, per la manutenzione ordinaria, il Plastigage è sufficientemente pratico.

Misurare il gioco con Plastigage è un'attività interessante che può aumentare la curiosità e lo spirito di indagine sui motori. Tuttavia, l'usura dell'albero motore, delle bielle e degli alberi a camme è più spesso causata da una cattiva gestione dell'olio motore. Pertanto, è importante eseguire diligentemente cambi d'olio regolari per evitare la necessità di misurazioni del gioco durante le riparazioni del motore.

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