Контактные средства измерения шероховатости

 

Принцип действия контактных приборов для измерения шероховатости поверхности заключается в том, что по измеряемой поверхности перемещается игла с малым радиусом закругления и вертикальные колебания иглы, вызванные поверхностными неровностями, преобразуются в колебания напряжения электрического тока с помощью индуктивных, емкостных, пьезоэлектрических и других датчиков.

По виду выдаваемой информации эти приборы разделяют на профилографы-профилометры и профилометры.

Профилометром называется прибор для измерения поверхностных неровностей в нормальном сечении и представлении результатов измерения на шкале прибора в виде значения одного из параметров, используемых для оценки шероховатости поверхностей.

Профилографом называется прибор для записи величин неровностей поверхности в нормальном к ней сечении в виде профилограммы, обработкой которой определяют параметры, характеризующие шероховатость и волнистость поверхности.

Профилографом-профилометром называется прибор, состоящий из двух приборов по характеру выдаваемой измерительной информации - профилографа и профилометра. Применяют профилограф-профилометр в том случае, когда необходимо оценить шероховатость по разным параметрам или для того, чтобы иметь представление о виде этих неровностей. В производственных условиях достаточно бывает определить шероховатость только по параметру .

 

Профилограф-профилометр модели 201 ПС

 

Работа профилографа-профилометра основана на индуктивном способе преобразования колебания иглы в колебания напряжения тока. Прибор состоит из датчика 4 с мотоприводом, электронного блока с показывающим прибором 3, записывающего устройства 1, плиты со столиком и стойкой 2, на которой расположен мотопривод с датчиком (рис. 10.2).

 

 

Рис. 10.2. Профилограф-профилометр

 

Изменения напряжения преобразуются в параметры шероховатости в случае работы прибора как профилометра и передаются на цифровое отсчетное устройство. Если прибор работает, как профилограф, то после усиления напряжение передается на записывающее устройство.

При измерении деталь устанавливают на стол прибора и датчик, касаясь детали опорой 5, перемещается по измеряемой поверхности на длину не более 40 мм. Масса измеряемых деталей не должна быть более 5 кг. Измерительное усилие, т.е. усилие иглы на измеряемую поверхность, не более 0.1 сН, что дает возможность измерять поверхности относительно мягких материалов.

При работе прибора в режиме профилографа регистрируются поверхностные неровности в диапазоне от 0.02 до 500 мкм с увеличением от 1000 до 200000 раз (8 ступеней). Горизонтальное увеличение записи т.е. увеличение перемещения бумаги по сравнению с перемещением датчика от 2 до 4000 раз (18 ступеней). Запись осуществляется на электротермической бумаге в прямоугольных координатах.

 

Технические характеристики прибора

 

1. Тип прибора по ГОСТ 9504-80 ПГ-5 и П-7

2. Пределы измерения, класс по ГОСТ 2789-73

2.1. по показывающему прибору             

2.2. по записи профилограммы               

3. Критерий оценки                           ГОСТ 2789-73

4. Погрешность показаний по показывающему прибору, % до

5. Радиус закругления ощупывающей иглы, мм  0.010

6. Величины базовых длин (отсечка шага), мм - 0.08, 0.25, 0.8, 2.5

7. Длина трассы интегрирования для показывающего прибора, мм - 1.6, 3.2, 6

8. Скорость трассирования профилографа, мм/мин - 0.205, 1.03, 10.3

9. Скорость трассирования профилометра, мм/сек - 0.695

10. Наименьший диаметр проверяемого отверстия мм:

при глубине до 10 мм                          8

при глубине до 100 мм                        20

при глубине до 125 мм                        45

11. Габариты основных блоков, мм

стойки                                                  

записывающего прибора        

электронного прибора            

12. Масса прибора, кг                                         80

13. Питание прибора - от сети переменного тока, напряжение, В -127 или , частота, Гц – 50

 

Порядок выполнения работы.

 

Средства измерения - профилограф-профилометр 201 ПС, образцы сравнения шероховатости поверхности.

Объект измерения – деталь с плоской или цилиндрической поверхностью.

 

Задание 1

 

Определить шероховатость рабочей поверхности контролируемых деталей сравнением с образцами шероховатости.

1. Изучить методику определения шероховатости по образцам сравнения, раздел (1.2.1).

2. Определить метод обработки контролируемой поверхности (табл. 10.2).

3. Полученные значения шероховатости занести в таблицу 10.3.

 

 

Таблица 10.2.

Шероховатость рабочей поверхности при различных методах обработки.

Вид обработки		Параметр шероховатости Ra, мкм
Точение	черновое	50-6.3
	получистовое чистовое	25-1.6 6.3-0.4
	тонкое	1.6-0.2
Строгание	черновое	50-12.5
	получистовое	25-3.2
	чистовое	3.2-1.6
	тонкое	1.6-0.8
Фрезерование	черновое	12.5-6.3
	получистовое чистовое	6.3-1.6 1.6-0.8
	тонкое	1.6-0.2
Шлифование	предварительное	6.3-0.4
	чистовое	3.2-0.2
	тонкое	1.6-0.1

 

 

Таблица 10.3.

Результаты измерений

Измеряемая деталь	, мкм	Метод обработки
№ 1, поверхность 2	25	Черновое точение

Задание 2

 

Выполнить измерение параметров шероховатости на поверхностях контролируемой детали профилографом-профилометром.

 

Порядок выполнения работы.

 

1. Изучить правила работы, устройство и принцип действия профилографа-профилометра.

2. Выполнить эскиз детали с указанием параметра шероховатости на поверхности.

3. Измерить шероховатость поверхности контролируемых деталей в соответствии с заданием.

4. Включить прибор в сеть с напряжением 220 вольт и произвести настройку прибора по аттестованным образцам шероховатости с регулярным профилем.

5. Установить на стол прибора образец с известным параметром шероховатости

6. Опустить датчик 4 с мотоприводом по стойке 2 (рис. 10.2) касаясь образца опорой 5, затем переместить датчик по измеряемой поверхности на длину 5-6 мм.

7. Поставить переключатель диапазонов на электронно-измерительном блоке в положение значения шероховатости поверхности измеряемого образца.

8. Нажать кнопку «Сеть» на электронном блоке и кнопкой «Установка нуля» настроить прибор.

9. Выполнить измерение параметра шероховатости  на поверхностях измеряемых деталей профилометром.

10.  Выполнить запись профилограммы.

11.  Обработать профилограмму для определения числовых значений параметров шероховатости поверхности в следующей последовательности:

 

1. Выбрать величину базовой длины ;

2. Нанести на профилограмму длину базы ;

3. Провести на профилограмме линию выступов и линию впадин;

4. Определить числовые значения параметров шероховатости.

Определение числового значения

Находят на профилограмме пять наивысших точек выступов профиля и пять низших точек впадин и в пределах базовой длины L отмечают их вершины. Измеряют линейной расстояния  от каждой из этих точек до базовой линии в миллиметрах, подсчитывают сумму расстояний ,  и пересчитывают ее числовое значение в микрометрах, поделив ее на вертикальное увеличение , указанное на профилограмме. Подсчитывают числовое значение  по формуле (10.2)

 

Определение параметра

Измеряют на профилограмме расстояние между линией выступов и линией впадин в миллиметрах. Измеренный размер пересчитывают в микрометры, поделив ее на вертикальное увеличение.

Определение параметра

1. Определяют величину  - высоту уровня сечений профиля неровностей на профилограмме (число p задано на профилограмме). , где  указывается в масштабе записи на профилограмме.

2. Проводят линию уровня сечений профиля неровностей параллельно средней линии на расстоянии  от линии выступов профиля.

3. Измеряют длины опорных площадок профиля , образованных сечением линией уровня на всей длине . Затем определяют опорную длину профиля , относительную опорную длину профиля , где  - горизонтальное увеличение, при котором записана профилограмма.

Результаты измерений заносят в таблицу 10.4

 

Таблица 10.4.

Результаты измерений шероховатости поверхности.

Наименование средства измерения
Параметры наладки прибора
Радиус иглы	Трасса	L, мм						p, %
Результаты обработки профилограммы
, мкм	, мкм		, мкм	, мкм			,%

Контрольные вопросы

 

1. Что такое шероховатость поверхности.

2. Нормируемые параметры шероховатости и их определение.

3. В чем заключается способ определения шероховатости по образцам.

4. Что такое профилометр и профилограф. Их эксплуатационные возможности.

5. Обозначение на чертежах параметров шероховатости.

 

Лабораторная работа № 11

Измерение цилиндрических зубчатых колёс.

Цель работы: ознакомиться с системой нормирования показателей точности зубчатых колёс. Измерить величину радиального биения зубчатого венца и длину общей нормали.