Profilere: Dispozitive Pentru Măsurarea Rugozității. Ce Este? Optice, Laser și Alte Modele Fără Contact

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 05:56

Profilometru Este un dispozitiv special pentru măsurarea rugozității suprafeței pieselor individuale, mecanismelor și elementelor realizate din materiale de densitate diferită. Ajută la determinarea calității produsului și a necesității unei prelucrări suplimentare. Utilizarea și în special selecția aparatului sunt pași importanți în aproape orice proces de producție. Prin urmare, înainte de a cumpăra și de a începe să utilizați contorul, ar trebui să studiați în detaliu ce tipuri de profilometre sunt, funcționalitatea și caracteristicile lor tehnologice.

Ce este?

Indicele de rugozitate al suprafeței - aceasta este una dintre principalele caracteristici tehnice ale calității unui produs conceput să funcționeze în condiții dure, care implică uzura severă a materialului de fabricație. Nivelul de rugozitate va determina atât calitatea generală a lucrării produsului - parametrii operaționali ai acestuia, cât și durata de utilizare. Indicele de rugozitate este foarte important, de exemplu, pentru motoarele cu ardere internă și alte componente și mecanisme similare cu un număr mare de piese și elemente mobile.

În timpul funcționării, apar procese continue pe suprafețele de lucru ale unor astfel de mecanisme care au un impact negativ asupra structurii și integrității materialului:

• formarea de așchii, fisuri și bavuri de diferite dimensiuni;
• uzura mecanică a materialului;
• eroziunea metalului, strivirea parțială a acestuia.

Pentru a crește caracteristicile tehnice și operaționale ale produsului, pentru a îmbunătăți calitatea muncii sale, precum și pentru a prelungi durata de valabilitate, prelucrarea tehnologică suplimentară ajută în mod semnificativ - măcinare … Nivelul de rugozitate al suprafeței va depinde de aceasta, care este măsurată de profilometru.

Astfel de defecte apărute pot avea un efect și mai mare asupra calității mecanismului decât supraîncălzirea severă sau impacturile și, în consecință, pot provoca deformarea acestuia mai rapid. Și supraîncălzirea metalului în sine apare cel mai adesea din cauza fricțiunii excesive, a cărei cauză este rugozitatea excesivă a suprafeței unui element individual.

Prin urmare, rugozitatea afectează în mare măsură astfel de indicatori tehnici ai materialelor precum:

• rezistență la formarea coroziunii;
• durabilitate generală;
• coeficientul de frecare permis.

Acest dispozitiv vă permite să determinați starea exactă a suprafeței materialului și, cel mai important, necesitatea procesării sale ulterioare (curățare sau măcinare).

Vizualizări

Prin principiul de funcționare, profilometrele sunt împărțite în a lua legatura și fără contact dispozitive. Dispozitivele de contact sunt echipate cu un stylus special din oțel cu vârf dur. Determină nivelul de rugozitate, deplasându-se de-a lungul suprafeței produsului și dă citirile ecranului instalat în corpul dispozitivului.

Profilometrele fără contact sau optice determină nivelul de rugozitate al piesei folosind un senzor optic și un laser, care, de asemenea, examinând suprafața, afișează datele obținute pe un monitor special în miniatură. Să luăm în considerare mai detaliat ambele tipuri de profilometre, caracteristicile funcționării lor și principalele caracteristici tehnice.

Profilometre de contact

Pentru un exemplu ilustrativ, să luăm în considerare unul dintre cele mai comune profilometre de contact - un dispozitiv cu citire digitală a modelului 296. Este un reprezentant tipic al dispozitivelor din această clasă de tehnologie de măsurare, a căror funcționare se bazează pe conversia semnalului inductiv. Acest contor este conceput pentru a măsura nivelul de rugozitate al suprafețelor plane. Structural, un profilometru de contact este format din următoarele elemente:

• stylus din oțel cu vârf dur, de obicei diamantat;
• dispozitiv pentru deplasarea sondei;
• traductor de nivel de rugozitate;
• convertor digital și amplificator de semnal de putere;
• afișaj sau monitor în miniatură;
• senzori de mers înapoi pentru a controla sonda, direcția mișcării acesteia;
• comutator mod de măsurare;
• releul de setare a intervalului de timp.

Modelul de profilare 296, precum și dispozitivele cu o modificare similară, de exemplu, modelul de profilare 130, sunt considerate echipamente de măsurare staționare. Aceste dispozitive sunt utilizate în principal pentru a determina rugozitatea suprafețelor numai în condiții de laborator, atelier.

Dar, pe lângă acestea, există și profilere de contact mobile sau portabile cu dimensiuni reduse. De exemplu, un dispozitiv de măsurare fabricat în Rusia model TR-100 cu un traductor piezoelectric.

În ciuda faptului că acest profilometru funcționează pe același principiu ca și modelele anterioare, funcționalitatea sa vă permite să determinați nivelul de rugozitate nu numai pe suprafețe plane, ci și pe suprafețe convexe și concave.

Reglarea citirii cantității de ieșire sau indicație în model TR-100 efectuată în detrimentul unei unități speciale, încorporată suplimentar în circuitul principal de funcționare al dispozitivului. În plus, profilometrul TR-100 are un domeniu de măsurare mai larg - de la 0,05 la 50 micrometri (μm). Dezavantajul său semnificativ în comparație cu dispozitivele de laborator sau de atelier este precizia de determinare mai mică (diferența dintre modele este de aproximativ 10-12%).

Profilometre fără contact

Spre deosebire de modelele de contact, profilometrele fără contact au mai multe capacități. Prin urmare, astăzi sunt mult mai răspândite, sunt mai des utilizate în producție. Principalele lor avantaje sunt posibilitatea de scanare de la distanță, precum și funcția de transfer de date online și transmiterea automată a informațiilor către un monitor de computer sau o imprimantă pentru imprimarea ulterioară . Distanța admisibilă sau distanța față de suprafața investigată va depinde de modelul specific al contorului. La fel ca în cazul modelelor de contact, dispozitivele fără contact vin, de asemenea, în două tipuri principale - staționare și portabile.

Un profilometru staționar fără contact cu funcția de înregistrare a rezultatului obținut include următoarele elemente:

• placa de aterizare cu caneluri speciale în care este fixat materialul de testare sau produsul;
• cap laser special pentru scanarea suprafeței;
• un dispozitiv optic cu traductoare de măsurare primare - un senzor special sau senzor;
• canal de ghidare pentru transmiterea undelor - ghid de undă;
• un nod computerizat cu o interfață de utilizator adecvată pentru controlul dispozitivului și conectarea dispozitivelor de înregistrare suplimentare la acesta.

Funcționalitatea bine gândită a profilometrului optic fără contact vă permite să determinați și să afișați pe monitor o cantitate foarte mare și, în majoritatea cazurilor, o cantitate exhaustivă de informații necesare. Datele detaliate ajută la stabilirea cât mai precisă a nivelului de rugozitate a suprafeței și a necesității unei prelucrări ulterioare. Informațiile rezultate includ indicatori atât de importanți precum:

• profilul zonei de scanare - longitudinal și transversal;
• precizie maximă admisibilă de măsurare pentru o anumită suprafață;
• discreția (discontinuitatea) etapei de măsurare a dispozitivului;
• eroare de citire în momentul scanării, precum și posibila eroare totală totală.

În plus față de funcționalitatea principală, astfel de profilometre oferă abilitatea înregistrați rezultatele obținute pe o rolă de hârtie specială pentru imprimare termică . Înregistrarea în sine este realizată sub formă de profilogramă, astfel încât dispozitivul să poată fi folosit și ca profilograf cu drepturi depline. Controlul și monitorizarea scanării se efectuează într-un mod de dialog separat, acest lucru permite re-măsurarea nivelului de rugozitate nu pe întregul produs, ci numai în zonele necesare.

Ca exemplu de profilometru portabil sau mobil fără contact, luați în considerare unul dintre cele mai populare modele ale acestui tip de dispozitiv - metru de producție germană Mahr MarSurf PS1 . În acest dispozitiv compact, semnalul de comandă este transmis circuitului corespunzător folosind un senzor optic special. Fluctuațiile involuntare aleatorii (modificări periodice parțiale) ale distanței dintre suprafața investigată și receptorul de citire al aparatului sunt compensate de un sistem automat de calibrare a etapei de măsurare.

Profilometrul este echipat cu un afișaj digital convenabil și un stilou retractabil special fără contact. Interval de măsurare a nivelului de rugozitate în model portabil Mahr MarSurf PS1 variază de la 5 la 15 micrometri.

La fel ca toate profilometrele mobile moderne, dispozitivul funcționează nu numai din rețeaua electrică, ci și din baterii încorporate. Există și modele cu baterii detașabile.

Cum se alege?

Alegerea contorului va depinde în mod direct de tipul suprafeței examinate și de scopul, de complexitatea articolului testat. Profilometrele staționare de contact și fără contact oferă o evaluare mai precisă și mai detaliată a nivelului de rugozitate al materialului . Rugozitatea suprafețelor dure, cum ar fi piesele din oțel cu conținut ridicat de carbon, se măsoară cel mai bine cu un stilou diamantat. Este mai convenabil să efectuați o evaluare operațională sau parțială a calității procesării materialelor cu un portabil dispozitiv portabil.

Contoarele optice fără contact sunt proiectate numai pentru scanarea materialelor curățate - praful și murdăria pot distorsiona semnificativ rezultatul.

În condiții specifice de producție, se recomandă utilizarea profilometrelor de contact cu vârf de diamant dur pentru a verifica astfel de suprafețe, altfel valoarea rugozității va fi incorectă.