Прибор для определения шероховатости поверхности металла

Контроль шероховатости

Параметры шероховатости поверхности — один из самых важных показателей качества продукции, работающей с большим износом.

Шероховатость — это одна из самых важных эксплуатационных характеристик движущихся механизмов, изделий, двигателей внутреннего сгорания.

Именно от шероховатости зависит коэффициент трения, коррозионная стойкость, износостойкость, и другие механические характеристики деталей.

Приборы для измерения шероховатости. Профилометры, профилографы и их модификации

Таким образом, на поверхностях рабочих деталей постоянно происходят процессы, которые могут оказывать на них негативное влияние.

К таким процессам относят: появление трещин, механический износ, обуславливаемый трением, эрозия, коррозия металла, смятие, появление заусенцев.

Такие дефекты могут оказывать даже большее негативное влияние на работу всего механизма, чем деформация тел, в результате перегрева или гидроудара. Кстати, перегрев может возникать и от усиленного трения, в том числе, вызванного повышенной шероховатостью.

Значения параметров поверхности детали, которые смогли бы обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики, можно повысить путём технологической обработки поверхности — т.е. шлифования. Измерить качество уже обработанной поверхности можно при помощи приборов, измеряющих шероховатость: профилометра и профилографа.

Отметим, что разница в техническом устройстве и принципе действия у данных приборов невелика. Отличаются они, по-сути, только способом предоставления результатов.

Профилометр отображает значения измеряемого параметра шероховатости на специальном индикаторе (встроенном дисплее или шкале).

Профилограф, в свою очередь, представляет результаты измерений в конце всей процедуры в виде графика — так называемой профилограммы, которая представляет собой кривую линию. Профилограмма, обычно, нуждается в анализе и расшифровке.

Рассмотрим эти приборы более подробно

1) Профилометр — прибор, который предназначается для измерения шероховатости контактным методом. Контактный метод означает, что по исследуемой поверхности перемещается специальная алмазная игла, колеблющаяся от неровностей поверхности.

Такие колебания иглы передаются на датчик, где преобразуются в малые электрические токи, которые, в свою очередь, усиливаются гальванометром и регистрируются. Показания выводятся на дисплей прибора и дают представление о характере неровностей исследуемой поверхности — их высоте и глубине.

Часто, для оценки шероховатости выбираются другие параметры — средневзвешенные, амплитудные, суммарные и деленые на длину поверхности.

Итак, как и в любом измерительном устройстве, у профилометра должен быть объект измерения, измерительный источник сигналов (генератор сигналов), блок обработки сигналов и блок вывода результатов измерений. Объектом, в данном случае, является поверхность, шероховатость которой необходимо измерить.

В качестве генератора сигналов, используется тонко заточенная игла, чаще всего — алмазная, но встречаются профилометры с иглами из твердых сплавов. Игла перемещается вдоль поверхности, перпендикулярно её плоскости, при этом, на шероховатой поверхности, неизбежно, возникают колебания иглы.

Такие механические колебания являются первичным сигналом, который при помощи преобразователя — индуктивного, ёмкостного или пьезоэлектрического — преобразуется в токовый. После этого, электрический сигнал поступает на электронный усилитель, после чего  интегрируется и визуализируется.

Таким образом, на дисплее можно увидеть уже усредненный параметр, характеризующий не только количественные, но и качественные показатели неровности и шероховатости поверхности.

Профилометры принято различать в зависимости от вида трассы интегрирования.

По этому признаку выделяют приборы:

— Профилометр с постоянной трассой интегрирования, трасса ощупывания в которых, равна, по длине, трассе интегрирования. Таким образом, результаты измерений можно увидеть только в конце, при завершении процедуры.

— Профилометр обладающий скользящей трассой интегрирования, в котором трасса ощупывания в несколько раз длиннее трассы интегрирования. Таким образом, отсчет показаний и результатов измерения производится одновременно с перемещением иглы по поверхности.

К тому же, существуют профилометры с механотронными преобразователями, которые измеряют параметры неровностей, указывая среднее арифметическое значение отклонения профиля — Ra.

Большинство приборов оснащены анализатором, который позволяет судить о неровностях поверхности по гармоническим колебаниям сигнала от иглы.

Погрешность профилометра обычно колеблется впределах от ±25%, до ±10%.

В качестве примера профилометра можно привести  профилометр модели 130 . Данный прибор внесен в Госреестр средств измерений. Работает путем подключения к компьютеру и настройкой специальной программой. Профилометр модели 130 является лабораторным стационарным прибором высокой точности.

Также стоит выделить профилометр « СЕЙТРОНИК-ПШ8-1 » из линейки профилометров СЕЙТРОНИК. Эти приборы являются переносными, имеют подключение к компьютеру через порт RS232, и позволяют производить основные измерения параметров шероховатости с достаточной точностью.

2) Профилограф — это прибор, который, идентично профилометру, предназначается для контроля параметров шероховатости поверхности, однако, имеет от него отличия в плане вывода результатов измерений. В профилографе результаты измерений представляются в виде кривой — профилограммы, определяющей волнистость и шероховатость. Обработка результатов производится графоаналитическим методом.

Конструктивно, профилограф состоит из нескольких блоков, а именно: измерительного, преобразовательного и записывающего.

Первый блок — называется измерительным, поскольку именно в нем получается сигнал, который является основой всего измерения. На основании этого сигнала и строится, в последствии, кривая, характеризующая микронеровности. Данный блок состоит, как правило, из иглы, привода иглы и измерительного столика.

Третий блок — записывающий, на который поступает обработанный сигнал со второго блока. Обработанный сигнал, при помощи записывающего устройства, аналогового или электронного, преобразуется в профилограмму в увеличенном масштабе. При этом, в качестве материала для вычерчивания профилограммы может выступать металлизированная бумага, светочувствительная бумага или специальная пленка.

Таким образом, принцип действия профилографа, мало чем отличается от принципа действия профилометра, единственным отличием, здесь, является отображение результатов не на экране в виде числовых значений, а графически.

Профилограмма записывается устройством в увеличенном масштабе, при этом, по горизонтали увеличение достигает 100 000 раз, а по вертикали от 400 до 200 000 раз. Благодаря увеличению, расшифровку делать становится гораздо удобнее.

Погрешность профилографа не выходит за рамки ±5-10 %.

Помимо перечисленных устройств: профилометров и профилографов, существуют комбинированные приборы, называемые профилографы-профилометры.

3) Профилограф-профилометр — приборы данного типа предназначаются для записи измеренных параметров микронеровностей поверхности на бумажный носитель (например, электротермическую бумагу), и одновременного наблюдения, в режиме реального времени, за результатами проводимых измерений при помощи показывающего устройства — цифрового или аналогового.

Самыми распространёнными профилографами-профилометрами являются приборы «Сейтроник-ПШ8» различных модификаций. Так, например, выпускаются модели СЕЙТРОНИК-ПШ8-4 СЕЙТРОНИК-ПШ8-3 СЕЙТРОНИК-ПШ8-2 , которые отличаются шагом длины трассы ощупывания, наличием/отсутствием встроенного принтера, параметрами увеличения.

Принцип действия профилографа-профилометра идентичен принципам действия приборов, входящих в его название. Также, как и вышеописанные приборы, он работает путем ощупывания контролируемой поверхности заточенной иглой с малым радиусом закругления и преобразовании колебаний от иглы в электрический сигнал, а также последующего мониторинга и записи результатов.

Pereosnastka.ru

Эталоны и приборы для определения шероховатости поверхности

Категория:

Покрытия литейных форм

Эталоны и приборы для определения шероховатости поверхности

Качественный метод основан на сравнении исследуемой поверхности с эталоном. Количественный метод предусматривает измерение микропрофиля поверхности приборами, которые позволяют определять основные параметры шероховатости.

Эталоны шероховатости представляют собой набор плиток с заранее установленной шероховатостью. Шероховатость исследуемой поверхности сравнивают с эталоном путем визуального сопоставления; сопоставления ощущений, полу-ченых при ощупывании сравниваемой поверхности и эталона; сопоставления шероховатости сравниваемой поверхности с эталоном с помощью приборов.

В области обработки металлов резанием чистоту поверхности изделий уже более десяти лет определяют по эталонам согласно ГОСТ 9378—60.

В ряде зарубежных стран эталоны разработаны и для оценки шероховатости поверхностей после литья, а также подвергнутых очистке струйными способами и в барабанах.

В Советском Союзе эталоны литых поверхностей изготовляют отдельные научно-исследовательские институты для собственных нужд.

Определение шероховатости поверхностей с помощью эталонов удобно для текущего контроля производства, тем более, что большинство известных приборов непригодно для измерения шероховатости сравнительно грубых литых поверхностей.

По этим образцам выполняют пластмассовые негативные слепки, а по ним уже изготовляют гальванопластическим способом (блестящим хромированием) копии, которые служат эталонами.

Исследуемую и эталонную поверхность ощупывают пальцем или ногтем. Применять для этой цели твердые предметы во избежание повреждения эталонов воспрещается.

Шведские эталоны разработаны для определения шероховатости как литых поверхностей первого типа, так и обработанных в барабанах или струйным способом, т. е. для поверхностей первого и второго типов.

Эталоны предназначены для оценки шероховатости поверхности чугунных отливок, полученных в песчаных формах. Для определения шероховатости кокильных отливок эти эталоны не рекомендуются.

За основной критерий шероховатости поверхности принята высота выступов Н.

Английские эталоны изготовляют путем заливки типографского сплава на наждачное полотно различной зернистости.

Визуально или ощупыванием можно уверенно определять шероховатость поверхности отливок не выше 6-го или 7-го классов шероховатости по ГОСТ 2789—73.

Качественную оценку поверхности более высоких классов рекомендуют давать, сравнивая поверхность отливок с эталонами шероховатости с помощью приборов.

Щуповые контактные приборы. Особенностью щупового метода количественного определения шероховатости поверхности является непосредственное соприкосновение прибора с измеряемой поверхностью. Исследуемый микропрофиль на выбранной базовой длине ощупывают иглой.

Сообщаемое при этом игле осевое перемещение фиксируется индикатором часового типа или преобразуется в электрические или световые сигналы.

Последние после усиления выдают результаты обмера микропрофиля по шкале показывающего прибора или в виде профилограммы в увеличенном масштабе. Точность отсчета контактных приборов зависит от радиуса наконечника ощупывающей иглы.

Чем больше он заострен, тем выше точность определений. При недостаточной остроте игла зависает в углублениях неровностей, не доставая до дна, и дает заниженные показатели шероховатости измеряемой поверхности.

Типы, основные параметры и нормы точности щуповых приборов, выпускаемых отечественной промышленностью, регламентируются ГОСТ 19300—73. Стандарт распространяется на щупо-вые приборы: профилометры, непосредственно показывающие среднее арифметическое отклонение профиля поверхности Ra, и профилографы, записывающие профиль поверхности в виде профилограмм.

Типы, основные параметры и нормы точности бесконтактных оптических приборов для определения шероховатости поверхности, выпускаемые отечественной промышленностью, регламентируются ГОСТ 9847—61. Оптические приборы типов ПСС и ПТС пригодны для определения шероховатости литых поверхностей.

По принципу светового сечения работают двойные микроскопы, предложенные акад. В. П. Линником. Эти приборы позволяют определять параметры Ra и Rz визуальным методом с помощью окулярного винтового микрометра, а также фотографировать профилограммы микрофотонасадками. Двойным микроскопом МИС-11 можно измерять шероховатость поверхностей от 4-го по 10-й класс ГОСТ 2789—73.

В Московском лесотехническом институте создан прибор ТСП-4, работающий по принципу светового сечения. Он состоит из осветителя и микроскопа наблюдения, оси которых составляют 90°; биссектриса этого угла совпадает с нормалью к измеряемой поверхности.

Изображение профиля микронеровности рассматривают через микроскоп наблюдения, а координаты измеряют окулярным винтовым микрометром.

Оптические приборы, построенные по принципу теневого сечения, наиболее удобны для измерения шероховатости поверхностей 1—3-го классов. Для измерения шероховатости поверхности грубее 1-го класса, например крупных отливок, в Ленинградском оптико-механическом объединении разработан прибор П1С-1.

Прибор построен по принципу теневого сечения и состоит из проецирующего микроскопа и микроскопа наблюдения, расположенных под углом 90°.

Для исследования поверхности крупных отливок прибор выполнен переносным; при определении шероховатости его устанавливают на исследуемую поверхность, поэтому прибор называют накладным. Прибор позволяет определять параметры шероховатости Ra я Rz с помощью окулярного микрометра.

При использовании моноокуляра со специальной сеткой, определяющей зоны, соответствующие классам шероховатости поверхностей, прибор можно применять для визуальной оценки шероховатости по видимому изображению профиля.

Измерение микропрофиля поверхности на шлифах. Метод состоит в том, что отливку режут перпендикулярно измеряемой поверхности. Из вырезанной части отливки приготовляют металлографический шлиф, на котором измеряют микронеровности поверхности. Чтобы не исказить микропрофиль при шлифовании, образец покрывают пластмассой или хромируют.

После этого шлиф протравливают и с границы покрытия и металла отливки делают фотоснимок, который представляют собой профилограмму поверхности с увеличением до 8000 раз. Этим методом определяют параметры Ra или Rz. Однако он очень трудоемкий и ввиду разрушения контролируемой отливки неприменим для текущего контроля производства.

Для исследования шероховатости поверхности крупных отливок, а также поверхностей, расположенных в труднодоступных местах, где нельзя воспользоваться переносными приборами, в отечественной и зарубежной практике применяют метод слепков.

Слепки из мягких материалов, например воска или масляно-гуттаперчевой массы, исследуют бесконтактными приборами.

Слепки, изготовленные из легкоплавких сплавов или целлулоида, как более твердые, можно исследовать щуповыми приборами, обладающими небольшим измерительным усилием, например профилографами-профилометрами мод. 201 или 202 завода «Калибр».

Реклама:

Дефекты литой поверхности и способы их предупреждения

Прибор для определения шероховатости поверхности металла

Измеритель шероховатости (профилометр) – устройство, которое предназначено для определения неровности поверхности. Результаты представляются в виде кривой линии – профилограммы. Для оценки данного параметра используется показатель шероховатости, исчисляемый в микрометрах (мкм).

Стандартный прибор имеет шкалу, на которой отсчитываются значения данного показателя.

Устройства применяются для измерений неровностей поверхности изделий в метрологических центрах, лабораториях, центрах экспертизы, научно-исследовательских институтах, а также на приборостроительных, машиностроительных и других предприятиях.

Поверка профилометра Surftest SJ-210 Mitutoyo

Цифровой портативный профилометр Surftest SJ-210 с цветным ЖК-индикатором, с сохранением 10000 результатов измерений на карте памяти, с подсветкой и большим шрифтом. Отображение считывания в любой ориентации, что делает очень удобной эксплуатацию прибора. …

Поверка профилометра Surftest SJ-301 MITUTOYO

Цифровой портативный профилометр Surftest SJ-301 оснащен грязезащитным чехлом, сенсорной панелью управления и встроенным принтером. Результаты измерения и аналитические графики отображаются на большом жидкокристаллическом дисплее. Профилометр SJ-301 …

Поверка измерителя шероховатости TR100

Измеритель шероховатости TR 100 портативный прибор для измерения шероховатости поверхности из серии приборов нового поколения, разработанных TIME Group Inc., имеет высокую точность, широкий диапазон применения, прост и надежен в эксплуатации.

Поверка измерителя шероховатости TR200

Измеритель шероховатости TR 200 производит расчёт параметров шероховатости в соответствии с выбранной методикой и чётко отображает на жидкокристаллическом экране график профиля и все измеренные параметры.

Поверка измерителя шероховатости поверхности TR210

Измеритель шероховатости поверхности TR210 — упрощенная модель профилометра TR 200 для измерения шероховатости по 4 параметрам. Простота в эксплуатации. Профилометр TR-210 дополнительно комплектуется датчиком для измерения бороздок/каналов и отверстий. …

Поверка измерителя шероховатости TR220

Измеритель шероховатости TR 220 — усовершенствованная модель профилометра TR200. Измеряемые параметры: Ra, Rz, Rq, Rt, Rp, Rv, Rz (JIS), R3z, Rmax, RSk, RPc, Rk, Rpk, R,Mr1, Mr2.

Поверка измерителя шероховатости TR300

TR300 удобный профилометр с цифровым графическим LCD дисплеем для измерения шероховатости, волнообразности профиля поверхности. Оснащен 55 параметрами шероховатости, соответствующими стандартам ISO, DIN, ANSI и JIS.

Профилометры. Купить по низкой цене

Одной из важнейших характеристик некоторых видов продукции является шероховатость поверхности. От значения этого параметра зависит ряд свойств, потребительских качеств данных изделий: сила трения, износостойкость, восприимчивость к коррозии, другие механические характеристики.

Для обеспечения необходимой степени шероховатости, поверхности изделий подвергают различным операциям обработки. Чаще всего это шлифовка.

Качество готовой поверхности контролируется при помощи специального прибора неразрушающего контроля – профилометра, купить его вы можете, воспользовавшись нашим онлайн-сервисом.

Назначение и устройство прибора

Профилометр – это небольшой, легкий компактный прибор, предназначенный для определения степени шероховатости поверхности, важного геометрического показателя, имеющего существенное значение при создании высокоточных приборов, установок, в процессе обработки металлов и других материалов, в машиностроении. При этом должны учитываться неровности, имеющие микроскопические размеры.

Существует два способа тестирования шероховатости поверхности:

• непосредственный (контактный);
• косвенный.

Именно контактный метод исследования и положен в основу действия профилометра. Прибор оснащен тонко заточенной, обычно алмазной, иглой. Она медленно и равномерно перемещается по контролируемой поверхности перпендикулярно к ней. Имеющиеся неровности, шероховатости оказывают на иглу механическое воздействие, вызывающее ее колебания.

Полученный сигнал от иглы передается преобразователю (пьезоэлектрическому, индуктивному, емкостному). Механическое воздействие преобразуется в электрический сигнал и далее поступает на специальный электронный усилитель.

Здесь он усиливается, интегрируется, регистрируется и анализируется, полученная информация передается на дисплей (экран) прибора в виде усредненных числовых значений (в микрометрах). Результирующие данные позволяют судить о высоте микронеровностей на исследуемом участке поверхности.

Пользователь получает количественную и качественную оценку обработки поверхности объекта.

Виды профилометров

Определяющим моментом в выделении различных видов профилометров является трасса интегрирования. По этому признаку выделяют два класса приборов:

• с постоянной трассой, равной длине пути ощупывания, пройденного иглой, такие приборы отображают результат по окончании процедуры диагностики;
• со скользящей трассой, в этом случае трасса ощупывания короче, все вычисления, расчет показаний проводятся в процессе тестирования и выводятся на дисплей. Оператор может снимать показания непосредственно в ходе выполнения исследования.

Отдельным классом, являются приборы, оснащенные механотронным преобразователем. В этом случае шероховатость поверхности, измеренная профилометром, оценивается на основании рассчитанного прибором параметра Ra – среднее арифметическое значение отклонения профиля.

Некоторые приборы имеют встроенный анализатор, который выдает информацию на основании гармонических составляющих сигнала, передаваемого иглой.

Современные профилометры позволяют достаточно точно судить о неровности, шероховатости поверхности. Их погрешность колеблется в пределах ±10 – ±25 %.

Сфера использования

Профилометры представляют собой специализированное оборудование, не имеющее широкого распространения в быту.

Их применяют в научно-исследовательских и производственных лабораториях, в цехах предприятий машино- и приборостроения, мастерских, когда технологический процесс изготовления, ремонта требует мониторинга степени шероховатости изделий, деталей после их обработки различными способами, при помощи разнообразных приборов, материалов, компонентов.

Повышенный уровень шероховатости может негативно влиять на работу различных механизмов, агрегатов, увеличивая износ деталей, вызывая эрозию поверхности, приводя к нарушению рабочего цикла, преждевременному разрушению. Обнаружить неисправности как можно раньше, оценить величину неровностей, исправить имеющиеся недостатки помогают экспертные центры, ремонтные мастерские, использующие профилометры.

Некоторые модели

Основная деталь, оказывающая наибольшее влияние на цену профилометра, используемый датчик. В каталоге на странице нашего сайта представлено современное оборудование, обладающее такими качествами как широкий рабочий диапазон, коэффициент точности трассирования, совместимость с ПК, возможность обработки информации специальными компьютерными программами.

Одним из лидеров в этом сегменте рынка является компания TIME GROUP Inc. (КНР), представляющая профилометры серии tr.

Профилометр tr100

небольшой по размерам цифровой прибор, позволяющий измерять шероховатость плоских, цилиндрических, наклонных поверхностей. Имеет две шкалы: Ra и Rz. Может использоваться для всех видов материалов: неметаллов и металлов.

Профилометр tr 200

Это относительно новая модель серии. Ее отличает простое, удобное, информативное меню, жидкокристаллический дисплей, оснащенный подсветкой. Результаты диагностирования можно передать на ПК, распечатать на принтере. В комплекте с прибором поставляется датчик для замера отверстий, каналов, бороздок.

Измеритель шероховатости TR220

Измеритель шероховатости TR 220 — усовершенствованная модель профилометра TR200. Измеряемые параметры: Ra, Rz, Rq, Rt, Rp, Rv, Rz (JIS), R3z, Rmax, RSk, RPc, Rk, Rpk, R,Mr1, Mr2.

Позвонить для запроса цены

Отзывов: 0

Цифровой измеритель шероховатости Elcometer 7060 Surftest SJ-301

Профилометр Elcometer 7060/4 Surftest SJ-301 с цифровым дисплеем. Рабочая нагрузка 4 мН. Диапазон измерений: шкала Ra 0,01 … 75 мкм, шкала Ry/Rz … 0.02 – 30 мкм. Доступные шкалы: Rpk, R, Rk, Mr1, Mr2, Lo, Ppi, R, AR, Rx, Ra, Ry, Rz, Rt, Rq, Rv, Sm, S, …

Позвонить для запроса цены

Отзывов: 0

Профилемер ELCOMETER 224

Цифровой профилемер поверхности Elcometer 224 сочетает в себе новейшие технологии измерения профиля поверхности и удобную систему управления. Точный и дружественный пользователю профилометр Elcometer 224 поставляется в базовой версии — Elcometer 224B и в топ …

Отзывов: 0

Измеритель шероховатости (профилометр) SRT 6100

Измеритель шероховатости SRT-6100 (профилометр) — это портативный прибор для измерения шероховатости поверхности из серии приборов нового поколения, который имеет высокую точность, широкий диапазон применения, прост и надежен в повседневной эксплуатации.

Отзывов: 0

Измеритель шероховатости (профилометр) SRT-100

Измеритель шероховатости SRT-100 (профилометр) — это портативный прибор для измерения шероховатости поверхности из серии приборов нового поколения, который имеет высокую точность, широкий диапазон применения, прост и надежен в повседневной эксплуатации.

Отзывов: 0

Измеритель шероховатости (профилометр) SRT-110

Измеритель шероховатости SRT-110 (профилометр) — это портативный прибор для измерения шероховатости поверхности из серии приборов нового поколения, который имеет высокую точность, широкий диапазон применения, прост и надежен в повседневной эксплуатации.

Профилометры: виды и применение

Точная и оперативная оценка шероховатости деталей – залог качественной сборки и последующего функционирования техники. С этой целью в производственной практике применяются различного рода профилометры и профилографы (последние, кроме измерений, могут позволять и запись полученного результата).

Принцип действия профилометров

Рассматриваемые приборы могут замерить показатели шероховатости контактным и бесконтактным способом.

В первом случае по измеряемой поверхности перемещается измерительный щуп, который заканчивается твёрдым наконечником.

Амплитуда вибраций щупа усиливается, и, преобразуясь в электрический сигнал, замеряет показатель шероховатости. К этому варианту может относиться технология оптического или лазерного сканирования поверхности.

Профилометр ПМ-80 МИКРОТЕХ.

Большинство методов исследований ориентируется именно на контактные профилометры.

В то же время, при использовании оптических профилометров бесконтактного типа требуется работать только с образцами, поверхность которых очищена от всех поверхностных загрязнений, искажающих результат замеров.

В зависимости от поставленных контактные профилометры могут замерять трассу  с постоянной или переменной длиной. Способ преобразования сигнала — пьезоэлектрический, индуктивный или механотронный.

Последовательность измерений шероховатости определяют ГОСТ 2789 и ГОСТ 19300. Точность действия профилометров находится в диапазоне ±10…±20 %.

Приборы контактного действия

Принципиальная схема контактного профилометра с индуктивным преобразованием сигнала включает в себя:

1. Щуп с алмазным наконечником.
2. Преобразователь.
3. Механизм перемещения щупа.
4. Усилитель электрического сигнала.
5. Аналогово-цифровой преобразователь.
6. Дисплей, либо стрелочный индикатор.
7. Датчики обратной связи, управляющие движением щупа.
8. Реле времени.
9. Переключатель диапазонов измерения.

Типовым представителем этого класса измерительной техники считается профилометр модели 296, которым можно замерить шероховатость плоских поверхностей. Основные технические характеристики устройства приведены ниже:

• SJ-210 Surfest.
• Измерительный диапазон шероховатости, мкм – 0,02…10,0;
• Количество рабочих диапазонов оценки – 3;
• Систематическая погрешность, % — 2;
• Параметр шага, мм – 0,004…2,5;
• Скорость отслеживания результата, мм/с – 1;
• Питание – от сети переменного тока.

Измеритель типа 296 и им подобные (например, модели 130) из-за больших  габаритов позволяют определять шероховатость изделий в условиях цеховых лабораторий.

Профилометром портативного типа, который работает по тому же принципу, является российский прибор модели ТR-100, включающий в себя пьезоэлектрический преобразователь.

Он позволяет контроль шероховатости, если деталь имеет не только плоские, но и на выпуклые/вогнутые поверхности. Калибровка показаний для готовности прибора к работе производится узлом, встроенным в основную схему.

ТR-100 обладает увеличенным диапазоном (0,05…50 мкм), но при тех же значениях производительности отличается несколько меньшей точностью — ±12 %.

Измерители, описываемые далее, характеризуются дополнительными возможностями: дистанционным сканированием – оптическим или лазерным — поверхности, а также оперативной передачей данных на компьютер и принтер.

Средство для бесконтактного измерения и записи результата включает в себя:

1. Плиту с Т-образными пазами, в которых закрепляется металл изделия.
2. Лазерную сканирующую головку.
3. Оптический датчик.
4. Волновод.
5. Устройство управления с интерфейсом для подключения регистрирующих устройств.

Оптический измерительный датчик обладает характеристиками, которые позволяют измерять и выводить на монитор достаточно большой объём информации: продольный и поперечный профили трассы сканирования, точность, дискретность шага измерений, текущую и суммарную погрешность отсчёта и пр.

Принцип записи профилограммы на термопечатающую рулонную бумагу превращает данное устройство в полнофункциональный профилограф. Процесс и производство измерений управляются в диалоговом режиме.

Таким образом, можно позволять повторное отслеживание шероховатости на некоторых участках измеряемого образца.

Возможные колебания расстояния между приёмником и измеряемой поверхностью автоматически компенсируются системой отсечки шага.  Устройство использует как сетевое питание, так и от встроенного аккумуляторного привода.

Паспорт профилометра Mahr снабжён подробным описанием методики применения данного прибора. Бесконтактный профилометр Mahr имеет диапазон измерения шероховатости в пределах 5…15 мкм.

Профилометр Mahr Marsurf PS1

Принципы выбора типоразмера техники для измерения шероховатости

Для более точной оценки, причём отдельно по показателям Rz и Ra, используются стационарные устройства контактного способа действия.

Шероховатость поверхности из твёрдых материалов (например, из высокоуглеродистых сталей) целесообразно определить профилометрами, оснащёнными алмазным щупом.

Результаты удобно фиксировать либо программным способом на компьютере, либо распечаткой на бумажный носитель. По анализу результатов измерений можно вносить необходимые коррективы в технологический процесс изготовления деталей.

Для оперативной оценки качества обработки непосредственно на месте (для крупных деталей) полезнее переносные профилометры. Полученные ими данные являются основой для внесений изменений в настройку станков и систем их ЧПУ.

Следует отметить, что профилометры всех типов периодически должны подвергаться поверке, содержание и периодичность которой устанавливается МИ 1850-88.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Прибор измеряющий шероховатость поверхности

Средства измерения шероховатости поверхности

Категория:

Помощь рабочему-инструментальщику

Средства измерения шероховатости поверхности

Оценка шероховатости поверхности осуществляется качественным и количественным методами. Первый основан на сравнении обработанной поверхности с образцами, а второй — на измерении неровностей специальными приборами.

Качественный метод оценки шероховатости поверхности широко применяется в промышленности.

Образцы шероховатости поверхности, изготовляемые по ГОСТу 9378—75, представляют собой наборы стальных или чугунных пластин размерами оОХ20 мм.

Плоская или цилиндрическая рабочая поверхность образцов обрабатывается различными способами при определенных режимах и по результатам измерения неровностей образцы относятся к соответст-ующим классам. Высота неровностей должна соответствовать 0,8Ra данного класса с допустимым отклонением ±20%.

Образцы, обработанные точением, строганием, фрезерованием и развертыванием, изготовляются незакалениыми, а шлифованием, полированием или доводкой — закаленными.

В цеховых условиях кроме стандартных образцов шероховатости поверхности используют образцовые (эталонные) детали, шероховатость поверхности которых измеряется количественным методом.

При контроле деталей шероховатость их поверхностей сравнивают с шероховатостью поверхности образца определенного класса.

Сравнение производят визуально невооруженным глазом или путем осязания, проводя ногтем поперек следов обработки. Сравнение обеспечивает надежную оценку шероховатости поверхности Ra = 40…20 — Я„ = 1,25… 0,63 мкм.

Качество оценки шероховатости поверхностей Ra = 0,63…0,32 — Ra = 0,16…0,08 мкм зависит от опыта контролера.

Применение микроскопов сравнения значительно повышает точность оценки шероховатости поверхности. Они дают возможность одновременно рассматривать проверяемую деталь и образец, которые в иоле зрения микроскопа расположены рядом, одинаково увеличены и освещены.

Сущность действия контактных (щуповых) приборов заключается в том, что по контролируемой поверхности перемещается («ощупывает» ее) алмазная или стальная игла.

Вертикальные перемещения ее, соответствующие высоте микронеровностей, увеличиваются электрическим, оптическим, пневматическим или механическим способами и регистрируются отсчетными устройствами.

К приборам, измеряющим величину шероховатости контактным методом, относятся профилометры и профило-графы.

Рис. 1. Образцы шероховатости поверхности.

Профилометры автоматически обрабатывают данные измерения и показывают конечный результат на циферблате. Профилографы записывают профиль контролируемой поверхности в виде профилограммы, по которой можно определить различные параметры шероховатости поверхности. Существуют также комбинированные приборы, выполняющие одновременно функции профилометра и профилографа.

Рис. 2. Профилометр цеховой модели 240.

Рис. 3. Профилограф-профилометр модели 201.

В настоящее время применяются профилометры-профилографы моделей 201 и 202, цеховой профилометр модели 240 и портативный модели 253.

Основными частями прибора являются датчик, электронный блок с показывающим прибором и стойка. Датчик состоит из измерительной головки, которая преобразует вертикальные перемещения иглы в электрическое напряжение, и привода с электродвигателем, редуктором, ходовым винтом и ползуном. Привод обеспечивает перемещение измерительной головки с постоянной скоростью, равной 1,06 мм/с.

Датчик крепится на стойке в кронштейне, который может перемещаться в вертикальном направлении и повертываться вокруг горизонтальной оси при установке датчика параллельно плоскости проверяемой детали.

На передней панели электронного блока расположены показывающий и контрольный приборы, тумблер и сигнальная лампа включения сети, переключатель пределов измерения ручка двух потенциометров «Настройка» и кнопка включения привода датчика.

Прибор применяется в цеховых контрольных пунктах, а также непосредственно на рабочих местах.

Профилограф-профилометр модели 201 служит для определения шероховатости и волнистости поверхностей деталей из любых материалов.

Он позволяет проверять наружные и внутренние поверхности деталей, сечение которых в плоскости измерения представляет прямую линию. Действие его аналогично действию прибора модели 240, однако он более совершенный.

Определение величин и профиля микронеровностей поверхности производится по профилограмме, записанной в прямоугольных координатах. Пределы измерений при записи профилограмм — 20… 10 — а = 0,040… 0,020 мкм. По показаниям прибора определяется величина шероховатости поверхности в указанных пределах.

Прибор позволяет производить измерения шероховатости поверхности с различными длинами трассы интегрирования, что значительно расширяет его эксплуатационные возможности.

Длина трассы ощупывания до 40 мм дает возможность проверять волнистость поверхности с большим шагом.

Прибор укомплектован набором твердосплавных опор к датчику (для различных видов работ), приспособлением для проверки волнистости и диаграммной бумагой для записи.

Оптико-механические приборы контролируют шероховатость поверхности бесконтактным методом. Действие их основано на различных принципах: светового сечения (приборы модели ПСС), теневого сечения (ПТС) и интерференции света (МИИ).

Профилометры: виды и применение

Точная и оперативная оценка шероховатости деталей – залог качественной сборки и последующего функционирования техники. С этой целью в производственной практике применяются различного рода профилометры и профилографы (последние, кроме измерений, могут позволять и запись полученного результата).

Приборы для измерения шероховатости

Среди показателей качества продукции первостепенное значение имеют параметры шероховатости поверхности, являющейся одной из важнейших эксплуатационных характеристик. От неё зависит не только коэффициент трения изделий, но и множество других свойств – коррозионная и износостойкость, ряд механических характеристик.

Если говорить предметнее, на поверхностях деталей проистекают процессы, оказывающие на них негативное влияние: зарождение трещин, износ, обусловленный трением, эрозионные и коррозионные разрушения, смятие.

Часто такие дефекты материалов, оказывают не меньшее влияние чем деформация тел.

Придание же поверхности определённых микрогеометрических свойств способствует повышению сопротивляемости детали внешним воздействиям и, как следствие, возрастанию прочности и надёжности. Поэтому параметры шероховатости поверхности

Значение параметров поверхности, обеспечивающих достаточные эксплуатационные характеристики,  регулируются путём проведения операций обработки, как правило – шлифования. Качество же уже «подготовленной» поверхности контролируется с помощью приборов для измерения шероховатости. О двух из них – профилометре и профилографе, реализующих контактный метод измерения – пойдёт речь.

Сразу стоит отметить тот факт, что разница в устройстве и принципе действия данных СИТ невелика. Отличие заключается лишь в способе представления результатов.

Профилометр отражает величину параметра, характеризующего шероховатость, на специальной шкале или индикаторе, а профилограф «выдаёт» результаты после окончания процесса измерения в виде графика (профилограммы), который представляет собой кривую линию, нуждающуюся в расшифровке.

Профилометр

Профилометр, как уже было сказано выше, представляет собой прибор для измерения шероховатости контактным методом: по оцениваемой поверхности перемещается игла, колеблющаяся в местах неровностей. Эти колебания вызывают возбуждение ЭДС и, соответственно, малых токов.

Они усиливаются и регистрируются с помощью гальванометра, показания которого выводятся на дисплей прибора и позволяют судить о характере исследуемой поверхности – высоте микронеровностей.

Однако нередко для оценки шероховатости выбирается не высота, а другой параметр шероховатости (подробнее о них рассказано в статье http://www.devicesearch.ru.com/article/8487).

Устройство и принцип действия профилометра

Генератором сигнала в профилометре является тонко заточенная – чаще всего алмазная – игла. Она перемещается по нормали к поверхности, шероховатость которой оценивается.

Выработанный сигнал – механический – преобразуется в токовый с помощью преобразователя, который может быть пьезоэлектрическим, ёмкостным или индуктивным.

Затем сигнал поступает на электронный усилитель, а затем интегрируется и визуализируется – на экране прибора, таким образом, виден уже усреднённый параметр, который характеризует поверхностные неровности на участке определённой длины не только количественно, но и качественно.

В зависимости от вида трассы интегрирования выделяют несколько типов профилометров.

• С постоянной трассой интегрирования. В таких приборах трасса интегрирования по длине равна трассе ощупывания. Результат измерений в данном случае доступен только после завершения процедуры.

• Со скользящей трассой интегрирования. В СИТ данного типа трасса интегрирования в несколько раз короче трассы ощупывания, а отсчёт показаний выполняется параллельно с перемещением иглы по поверхности.

В отдельную группу выделяют профилометры с механотронным преобразователем, измеряющие параметры неровности с указанием Ra – среднего арифметического значения отклонения профиля.

Многие приборы оснащаются анализатором, позволяющим по гармоническим составляющим  поступающего от иглы сигнала (вернее, по характеризующей их прямой) судить от неровностях поверхности.

Погрешность профилометров не выходит за пределы ±25 %, а у многих современных приборов — ±10 %.

Профилограф

Профилограф, также как и профилометр, служит для контроля параметров шероховатости поверхности, однако, результаты измерений представляется в виде кривой, которая характеризует волнистость и шероховатость. Обработку кривой – профилограммы – проводят графоаналитическим методом.

Устройство и принцип действия профилографа

Прибор состоит из трёх основных блоков. Первый – измерительный, включающий иглу, её привод и измерительный столик – позволяет получить сигнал, на основе которого в последствие будет построена характеризующая микронеровности кривая.

Второй – электронный – блок позволяет усилить и преобразовать сигнал, который затем поступает в третий блок – записывающее устройство, вычерчивающее профилограмму в увеличенном масштабе на металлизированной бумаге, светочувствительную бумагу или специальную плёнку.

Погрешность прибора не превышает ±5-10 %.

Профилограмма записывается в увеличенном масштабе (увеличение по горизонтали до 100000 раз, по вертикали 400-200000 раз) – это делает её расшифровку гораздо удобнее.

Профилограф-профилометр

Для оценки шероховатости и волнистости поверхности также используют комбинированные приборы – профилографы-профилометры.

Они позволяют одновременно проводить запись параметров микронеровностей поверхности на носитель – электротермическую бумагу или др.

, и наблюдать за результатами проведения измерений в режиме реального времени – с помощью показывающего прибора, который может быть аналоговым или цифровым.

Действие профилографа-профилометра, как и выше описанных СИТ, основано на ощупывании контролируемой поверхности заточенной иглой с малым радиусом закругления и преобразовании её колебаний в электрический сигнал индуктивным или другим методом.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже