Perfils: Dispositius Per Mesurar La Rugositat. Què és Això? Models òptics, Làser I Altres Sense Contacte

2024 Autora: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 05:29

Profilòmetre És un dispositiu especial per mesurar la rugositat superficial de peces, mecanismes i elements individuals de materials de diferent densitat. Ajuda a determinar la qualitat del producte i la necessitat d’un processament addicional. L'ús, i sobretot la selecció de l'aparell, són passos importants en gairebé qualsevol procés de producció. Per tant, abans de comprar i començar a utilitzar el mesurador, hauríeu d’estudiar detalladament quins tipus de perfilòmetres són, la seva funcionalitat i característiques tecnològiques.

Què és això?

Índex de rugositat superficial - Aquesta és una de les principals característiques tècniques de la qualitat d’un producte dissenyat per treballar en condicions dures, que comporten un desgast sever del material de fabricació. El nivell de rugositat determinarà tant la qualitat general del treball del producte: els seus paràmetres operatius com la durada d’ús. L’índex de rugositat és molt important, per exemple, per als motors de combustió interna i altres components i mecanismes similars amb un gran nombre de peces i elements mòbils.

Durant el funcionament, es produeixen processos continus a les superfícies de treball d’aquests mecanismes que afecten negativament l’estructura i la integritat del material:

• la formació de patates fregides, esquerdes i rebaves de diverses mides;
• desgast mecànic del material;
• erosió del metall, el seu trituració parcial.

Per augmentar les característiques tècniques i operatives del producte, millorar la qualitat del seu treball i ampliar la vida útil, el processament tecnològic addicional ajuda significativament: mòlta … El nivell de rugositat superficial en dependrà, que es mesura amb el perfilòmetre.

Aquests defectes sorgits poden tenir un efecte encara més gran sobre la qualitat del mecanisme que un sobrecalentament o impactes greus i, en conseqüència, causen una deformació més ràpida. I el sobreescalfament del metall es produeix amb més freqüència a causa d’una fricció excessiva, la causa de la qual és la rugositat excessiva de la superfície d’un element individual.

Per tant, és la rugositat la que afecta en gran mesura indicadors tècnics de materials com:

• resistència a la formació de corrosió;
• durabilitat general;
• coeficient de fricció permès.

Aquest dispositiu permet determinar l’estat exacte de la superfície del material i, el més important, la necessitat d’un posterior processament (neteja o rectificat).

Vistes

Pel principi de funcionament, els perfilòmetres es divideixen en contacte i sense contacte dispositius. Els dispositius de contacte estan equipats amb un llapis d’acer especial amb punta dura. Determina el nivell de rugositat que es mou al llarg de la superfície del producte i dóna les lectures a la pantalla instal·lada al cos del dispositiu.

Els perfilòmetres sense contacte o òptics determinen el nivell de rugositat de la peça mitjançant un sensor òptic i un làser, que també, examinant la superfície, mostra les dades obtingudes en un monitor especial en miniatura. Considerem amb més detall els dos tipus de perfilòmetres, les característiques del seu funcionament i les principals característiques tècniques.

Perfilòmetres de contacte

Per obtenir un exemple il·lustratiu, considerem un dels perfilòmetres de contacte més comuns: un dispositiu amb una lectura digital del model 296. És un representant típic dels dispositius d’aquesta classe de tecnologia de mesura, el funcionament dels quals es basa en la conversió de senyal inductiva. Aquest mesurador està dissenyat per mesurar només el nivell de rugositat de les superfícies planes. Estructuralment, un perfilòmetre de contacte consta dels elements següents:

• llapis d’acer amb una punta dura, generalment de diamant;
• dispositiu per moure la sonda;
• transductor de nivell de rugositat;
• convertidor digital i amplificador de senyal de potència;
• pantalla o monitor en miniatura;
• sensors inversos per controlar la sonda, la direcció del seu moviment;
• interruptor de mode de mesura;
• relé de configuració de l'interval de temps.

El model de perfilador 296, així com els dispositius d’una modificació similar, per exemple, el model de perfilador 130, es consideren equips de mesura estacionaris. Aquests dispositius s’utilitzen principalment per determinar la rugositat de les superfícies només en condicions de laboratori i taller.

Però, a més d’ells, també hi ha perfils de contacte mòbils o portàtils de petites dimensions. Per exemple, un dispositiu de mesura de fabricació russa model TR-100 amb un transductor piezoelèctric.

Tot i que aquest perfilòmetre funciona sobre el mateix principi que els models anteriors, la seva funcionalitat permet determinar el nivell de rugositat no només en superfícies planes, sinó també en superfícies convexes i còncaves.

Ajust de la lectura de la quantitat de sortida o indicació a model TR-100 es realitza a costa d'una unitat especial, integrada addicionalment al circuit principal de funcionament del dispositiu. A més, el perfilòmetre TR-100 té un rang de mesura més ampli: de 0,05 a 50 micròmetres (μm). El seu desavantatge significatiu en comparació amb els dispositius de laboratori o de taller és la precisió de determinació més baixa (la diferència entre els models és del 10-12% aproximadament).

Perfilòmetres sense contacte

A diferència dels models de contacte, els perfilòmetres sense contacte tenen més funcions. Per tant, avui en dia estan molt més esteses, s’utilitzen més sovint en la producció. Els seus principals avantatges són la possibilitat d’escaneig remot, així com la funció de transferència de dades en línia i sortida automàtica d’informació a un monitor o impressora d’ordinador per a la seva posterior impressió . La distància admissible o la distància de la superfície investigada dependrà del model específic del comptador. Com en el cas dels models de contacte, els dispositius sense contacte també es presenten en dos tipus principals: estacionaris i portàtils.

Un perfilòmetre estacionari sense contacte amb la funció de registrar el resultat obtingut inclou els elements següents:

• placa d'aterratge amb ranures especials en què es fixa el material o producte de prova;
• cap làser especial per escanejar superfícies;
• un dispositiu òptic amb transductors de mesura primaris: un sensor o sensor especial;
• canal de guia per a la transmissió d'ones: guia d'ones;
• un node informatitzat amb una interfície d'usuari adequada per controlar el dispositiu i connectar-hi dispositius de gravació addicionals.

La funcionalitat ben pensada del perfilòmetre òptic sense contacte permet determinar i mostrar al monitor una quantitat molt gran i, en la majoria dels casos, d’una quantitat exhaustiva d’informació necessària. Les dades detallades ajuden a establir amb la màxima precisió possible el nivell de rugositat superficial i la necessitat d’un processament posterior. La informació resultant inclou indicadors tan importants com:

• perfil d'àrea d'exploració: longitudinal i transversal;
• precisió de mesura màxima permesa per a una superfície específica;
• discreció (discontinuïtat) del pas de mesura del dispositiu;
• error de lectura en el moment de l'escaneig, així com el possible error total total.

A més de la funcionalitat principal, aquests perfilòmetres proporcionen la possibilitat anoteu els resultats obtinguts en un rotlle de paper d’impressió tèrmica especial . La gravació en si es realitza en forma de perfilograma, de manera que el dispositiu també es pot utilitzar com a perfilògraf de ple dret. El control i la supervisió de l'escaneig es realitzen en un mode de diàleg separat, cosa que permet tornar a mesurar el nivell de rugositat no en tot el producte, sinó només a les zones requerides.

Com a exemple d’un perfilòmetre portàtil o mòbil sense contacte, tingueu en compte un dels models més populars d’aquest tipus de dispositius: metre de producció alemanya Mahr MarSurf PS1 . En aquest dispositiu compacte, el senyal de control es transmet al circuit corresponent mitjançant un sensor òptic especial. Les fluctuacions involuntàries aleatòries (canvis parcials periòdics) de la distància entre la superfície investigada i el receptor de lectura de l’aparell es compensen mitjançant un sistema automàtic per calibrar el pas de mesura.

El perfilòmetre està equipat amb una còmoda pantalla digital i un llapis retràctil especial sense contacte. Rang de mesura del nivell de rugositat en model portàtil Mahr MarSurf PS1 oscil·la entre 5 i 15 micròmetres.

Com tots els perfilòmetres mòbils moderns, el dispositiu funciona no només des de la xarxa elèctrica, sinó també des de bateries incorporades. També hi ha models amb bateries extraïbles.

Com triar?

L’elecció del comptador dependrà directament del tipus de superfície que s’examini i de la finalitat, de la complexitat de l’element que s’està provant. Els perfilòmetres estacionaris de contacte i sense contacte proporcionen una avaluació més precisa i detallada del nivell de rugositat del material . La rugositat de les superfícies dures, com ara les parts d’acer amb alt contingut de carboni, es mesura millor amb un llapis de diamant. És més convenient realitzar una avaluació operativa o parcial de la qualitat del processament de materials amb un dispositiu portàtil dispositiu portàtil.

Els comptadors òptics sense contacte estan dissenyats només per escanejar materials nets: la pols i la brutícia poden distorsionar significativament el resultat.

En condicions de producció específiques, es recomana utilitzar profilòmetres de contacte amb punta de diamant dur per comprovar aquestes superfícies, en cas contrari el valor de rugositat serà incorrecte.