Los cigüeñales son una de las piezas más comunes que pueden analizarse con el método del ruido de Barkhausen.
Los cigüeñales constan de cuatro partes principales: apoyos, brazos, contrapesos y muñequillas. Normalmente, sólo las muñequillas se someten a procesos de rectificado. Cuando hay problemas en el proceso de rectificado de las muñequillas, pueden aparecer quemaduras por rectificado en el diámetro exterior, el radio o las superficies frontales de las muñequillas. Todas estas superficies pueden analizarse fácilmente para detectar posibles quemaduras por rectificado con el método del ruido de Barkhausen.
Parámetros de análisis del cigüeñal
Área de exploración
El sensor de diámetro exterior del cigüeñal establece un contacto tangencial en forma de línea con la superficie que se va a explorar. El sensor de radio del cigüeñal hace un contacto en forma de punto, y el sensor de superficie de la cara del cigüeñal hace un área rectangular de contacto. Las superficies del diámetro exterior de la muñequilla pueden explorarse con una o varias exploraciones circunferenciales. En las superficies frontales y radiales, normalmente se requiere una exploración circunferencial. El área de medición efectiva del sensor es casi tan ancha como el propio sensor, con la máxima sensibilidad cerca de su centro.
Velocidad de exploración
La velocidad de exploración típica recomendada para los cigüeñales es de unos 50 mm/s. Esto se traduce en distintas velocidades angulares en función del diámetro de la muñequilla y del tiro del cigüeñal en el caso de los bulones. La velocidad máxima depende del material y del tipo de sensor. Para cumplir los requisitos de tiempo de ciclo, se pueden añadir dos sensores en un único soporte para mediciones de dos canales. Normalmente, una unidad está equipada con un sensor de diámetro exterior y un sensor para medir el radio o la cara.
Por ejemplo, un sistema robotizado para cigüeñales de camiones (diámetros entre 69 y 125 mm) puede medir 13 superficies de diámetro exterior (7 muñones + 6 muñequillas) y todas las superficies de radio y cara en menos de 8 minutos de tiempo de ciclo. En estas mediciones, se escanean todas las superficies de diámetro exterior, radio y cara. Este tiempo de ciclo también incluye la sujeción/liberación automatizada de la pieza y la indexación.
Resultados
Dado que el análisis del ruido de Barkhausen es un método comparativo, los usuarios deben determinar los valores de medición aceptables para sus productos con el procedimiento de la muestra patrón. El procedimiento de la muestra patrón puede validarse, por ejemplo, con mediciones de difracción de rayos X o ataque nital.
Los resultados del ruido de Barkhausen pueden presentarse numérica o gráficamente. Las líneas presentadas en las imágenes siguientes corresponden a un barrido circunferencial en la superficie del cigüeñal. En el primer ejemplo, no se detecta ninguna quemadura de rectificado.
En el segundo ejemplo, se detectan fuertes quemaduras:
Sensores de ruido Barkhausen para cigüeñales
Existen útiles para sistemas semiautomatizados y sistemas robotizados. Los sensores de cigüeñales para sistemas robotizados están diseñados con cambio automático de sensor y posicionamiento automático de la herramienta para permitir que los sensores de un solo lado midan en ambos lados del muñón del cigüeñal.
Los sensores de cigüeñal para sistemas RoboScan están diseñados con una fijación de autoalineación. Con los sistemas semiautomatizados, como el CrankScan 300, las mediciones requieren la asistencia de un operario.
Sensor de diámetro exterior del cigüeñal
- Contacto en forma de línea.
- El ancho de captación del sensor se define caso por caso.
- El sensor y la fijación se adaptan a una gama de diámetros. En algunos casos, se necesita una «zapata» específica para la geometría.
- Sensor y fijación autoalineables.
Sensor de cara del cigüeñal
- Contacto de forma rectangular
- El sensor y la fijación se adaptan a diversos diámetros. En algunos casos, se necesita una «zapata» específica para la geometría.
Sensor de radio del cigüeñal
- Contacto en forma de punta
- Los sensores tienen diferentes radios. Un sensor puede cubrir una gama de radios.
- El sensor y la fijación se adaptan a diversos diámetros. En algunos casos, se necesita una «zapata» específica para la geometría.
Sistemas de detección de quemaduras de rectificado para cigüeñales
RoboScan
Los RoboScan M-XL son adecuados para mediciones de cigüeñales. RoboScan puede automatizarse por completo e integrarse en la línea de producción.
CrankScan 200
CrankScan 200 es un sistema semiautomatizado de detección de defectos de rectificado, quemado y tratamiento térmico de cigüeñales de gran tamaño. Está diseñado para las necesidades de control de calidad de cigüeñales de tamaño mediano a grande.
CrankScan 300
CrankScan 300 es un sistema semiautomatizado de detección de defectos de quemado por rectificado y tratamiento térmico. Está diseñado para las necesidades de control de calidad de cigüeñales de tamaño pequeño a mediano.