Profilométerek

Profilométer Különböző sűrűségű anyagokból készült egyes alkatrészek, mechanizmusok és elemek felületi érdességének mérésére szolgáló speciális eszköz. Segít meghatározni a termék minőségét és a további feldolgozás szükségességét. A használat, és különösen a készülék kiválasztása szinte minden gyártási folyamat fontos lépése. Ezért a mérő vásárlása és üzemeltetésének megkezdése előtt részletesen tanulmányoznia kell, hogy milyen típusú profilométerek vannak, azok funkcionalitása és technológiai jellemzői.

Felületi érdesség index - ez az egyik fő műszaki jellemzője egy olyan termék minőségének, amelyet olyan zord körülmények között való használatra terveztek, amelyek a gyártási anyag súlyos kopásával járnak. Az érdesség mértéke meghatározza mind a termék általános minőségét - működési paramétereit, mind a használat időtartamát. Az érdességi index nagyon fontos például a belső égésű motorok és más hasonló alkatrészek és mechanizmusok esetében, amelyek nagyszámú mozgó alkatrészt és elemet tartalmaznak.

Működés közben folyamatos folyamatok mennek végbe az ilyen mechanizmusok munkafelületein, amelyek negatív hatással vannak az anyag szerkezetére és integritására:

• különböző méretű forgácsok, repedések és sorja kialakulása;

• az anyag mechanikai kopása;

• fém eróziója, részleges zúzódása.

A termék műszaki és működési jellemzőinek növelése, a munka minőségének javítása, valamint az eltarthatóság meghosszabbítása érdekében a további technológiai feldolgozás jelentősen segít - őrlés... A felületi érdesség mértéke ettől függ, amit a profilométer mér.

Az ilyen fellépő hibák még nagyobb hatást gyakorolhatnak a mechanizmus minőségére, mint a súlyos túlmelegedés vagy ütközések, és ennek megfelelően gyorsabb deformációt okozhatnak. Maga a fém túlmelegedése pedig leggyakrabban a túlzott súrlódás miatt következik be, amelynek oka az egyes elemek felületének túlzott érdessége.

Ezért az érdesség nagymértékben befolyásolja az anyagok olyan műszaki mutatóit, mint:

• ellenáll a korrózióképződésnek;

• általános tartósság;

• megengedett súrlódási tényező.

A működési elv szerint a profilométereket felosztják kapcsolatba lépni és érintésmentes eszközöket. Az érintkező eszközök speciális acél tollal vannak felszerelve, kemény heggyel. Meghatározza az érdesség mértékét, a termék felületén mozogva, és a leolvasott adatokat a készülék testébe szerelt képernyőnek adja meg.

Az érintésmentes vagy optikai profilométerek optikai érzékelővel és lézerrel határozzák meg az alkatrész érdességi szintjét, amely a felületet vizsgálva egy speciális miniatűr monitoron is megjeleníti a kapott adatokat. Tekintsük részletesebben mindkét típusú profilométert, működésük jellemzőit és főbb műszaki jellemzőit.

Szemléltető példaként tekintse meg az egyik legelterjedtebb érintkezési profilométert - egy 296-os modell digitális leolvasásával rendelkező eszközt. Jellemző képviselője az ebbe a méréstechnikai osztályba tartozó eszközöknek, amelyek működése induktív jelátalakításon alapul.Ezt a mérőműszert csak sík felületek érdességi szintjének mérésére tervezték. Szerkezetileg az érintkezési profilométer a következő elemekből áll:

• acél ceruza kemény, általában gyémánt hegyű;

• eszköz a szonda mozgatására;

• durvasági szint jeladó;

• digitális átalakító és teljesítményjel-erősítő;

• kijelző vagy miniatűr monitor;

• fordított érzékelők a szonda vezérlésére, mozgásának irányára;

• mérési mód kapcsoló;

• időintervallum beállítás relé.

Helyhez kötött mérőberendezésnek számít a 296 profilozó modell, valamint a hasonló módosítású eszközök, például a 130 profilozó modell. Ezeket az eszközöket elsősorban a felületek érdességének meghatározására használják csak laboratóriumi, műhelyi körülmények között.

De ezek mellett vannak mobil vagy hordozható kontaktprofilok is, amelyek kis méretűek. Például egy orosz gyártmányú TR-100 típusú mérőeszköz piezoelektromos jelátalakítóval.

A kimeneti mennyiség kijelzésének beállítása vagy a kijelzés be TR-100 modell egy speciális egység költségén hajtják végre, amely ráadásul a készülék fő működési áramkörébe van beépítve. Ezenkívül a TR-100 profilométer szélesebb mérési tartománnyal rendelkezik - 0,05 és 50 mikrométer (μm) között. Jelentős hátránya a laboratóriumi vagy műhelyi eszközökhöz képest az alacsonyabb meghatározási pontosság (a modellek közötti különbség kb. 10-12%).

Az érintkezős modellekkel ellentétben az érintésmentes profilométerek több képességgel rendelkeznek. Ezért ma sokkal elterjedtebbek, gyakrabban használják a termelésben. Legfontosabb előnyük a távoli szkennelés lehetősége, valamint az online adatátvitel funkciója, valamint az információk számítógép-monitorra vagy nyomtatóra történő automatikus továbbítása a későbbi nyomtatáshoz. A vizsgált felülettől való megengedett távolság vagy távolság a mérő konkrét modelljétől függ. Az érintkezős modellekhez hasonlóan az érintés nélküli eszközöknek is két fő típusa van - helyhez kötött és hordozható.

A kapott eredmény rögzítésére szolgáló, érintésmentes álló profilométer a következő elemeket tartalmazza:

• leszállólemez speciális hornyokkal, amelyekben a vizsgált anyag vagy termék rögzítve van;

• speciális lézerfej felületi szkenneléshez;

• egy optikai eszköz elsődleges mérőátalakítókkal - egy speciális érzékelő vagy érzékelő;

• vezetőcsatorna a hullámátvitelhez - hullámvezető;

• számítógépes csomópont megfelelő felhasználói felülettel az eszköz vezérléséhez és további rögzítő eszközök csatlakoztatásához.

Az érintésmentes optikai profilométer jól átgondolt funkcionalitása lehetővé teszi, hogy nagyon nagy, és a legtöbb esetben kimerítő mennyiségű információt határozzon meg és jelenítsen meg a monitoron. A részletes adatok segítenek a lehető legpontosabban megállapítani a felületi érdesség szintjét és a további feldolgozás szükségességét. Az így kapott információk olyan fontos mutatókat tartalmaznak, mint:

• szkennelési terület profilja - hosszanti és keresztirányú;

• adott felületre megengedett legnagyobb mérési pontosság;

• a készülék mérési lépésének diszkrétsége (szakadatlansága);

• olvasási hiba a szkennelés időpontjában, valamint a lehetséges teljes hiba.

A fő funkciók mellett az ilyen profilométerek lehetőséget biztosítanak rögzítse a kapott eredményeket egy speciális hőnyomtató tekercspapírra. Maga a felvétel profilogram formájában történik, így a készülék teljes értékű profilográfként is használható. A szkennelés vezérlése és felügyelete külön párbeszédablakban történik, ez nem a teljes terméken, hanem csak a szükséges területeken teszi lehetővé az érdességi szint újramérését.

Példaként egy hordozható vagy mobil érintésmentes profilométerre tekintse meg az ilyen típusú készülékek egyik legnépszerűbb modelljét - méter német gyártású Mahr MarSurf PS1. Ebben a kompakt készülékben a vezérlőjelet egy speciális optikai érzékelő segítségével továbbítják a megfelelő áramkörbe. A vizsgált felület és a berendezés leolvasó vevője közötti távolság véletlenszerű akaratlan ingadozásait (periodikus részleges változásait) a mérési lépést kalibráló automatikus rendszer kompenzálja.

A profilométer kényelmes digitális kijelzővel és speciális behúzható érintésmentes tollal van felszerelve. Az érdességi szint mérési tartománya in hordozható modell Mahr MarSurf PS1 5 és 15 mikrométer között van.

A mérő kiválasztása közvetlenül függ a vizsgált felület típusától és a céltól, a vizsgált tétel összetettségétől. A helyhez kötött érintkező és érintésmentes profilométerek pontosabb és részletesebb felmérést adnak az anyag érdesség szintjéről. A kemény felületek, például a magas széntartalmú acél alkatrészek érdességét gyémánt ceruzával lehet legjobban megmérni. Kényelmesebb az anyagfeldolgozás minőségének működési vagy részleges értékelését hordozható készülékkel elvégezni hordozható eszköz.

Az érintésmentes optikai mérőket csak tisztított anyagok szkennelésére tervezték – a por és szennyeződés jelentősen torzíthatja az eredményt.