Profilometri

Profilometar Predstavlja poseban uređaj za merenje hrapavosti površine pojedinih delova, mehanizama i elemenata izrađenih od materijala različite gustine. Pomaže u određivanju kvaliteta proizvoda i potrebe za dodatnom obradom. Upotreba, a posebno izbor aparata, važni su koraci u gotovo svakom proizvodnom procesu. Stoga, pre kupovine i početka rada sa meračem, trebalo bi da detaljno proučite koje su vrste profilometara, njihovu funkcionalnost i tehnološke karakteristike.

Indeks hrapavosti površine - ovo je jedna od glavnih tehničkih karakteristika kvaliteta proizvoda dizajniranog za rad u teškim uslovima, koji uključuju ozbiljno habanje materijala proizvodnje. Nivo hrapavosti će odrediti kako ukupan kvalitet rada proizvoda - njegove operativne parametre, tako i trajanje upotrebe. Indeks hrapavosti je veoma važan, na primer, za motore sa unutrašnjim sagorevanjem i druge slične komponente i mehanizme sa velikim brojem pokretnih delova i elemenata.

Tokom rada, na radnim površinama takvih mehanizama nastaju kontinuirani procesi koji negativno utiču na strukturu i integritet materijala:

• formiranje strugotina, pukotina i neravnina različitih veličina;

• mehaničko habanje materijala;

• erozija metala, njegovo delimično drobljenje.

Da bi se povećale tehničke i operativne karakteristike proizvoda, poboljšao kvalitet njegovog rada, kao i produžio rok trajanja, dodatna tehnološka obrada značajno pomaže - mlevenje... Od toga će zavisiti nivo hrapavosti površine, koji se meri profilometrom.

Takvi nastali defekti mogu imati još veći uticaj na kvalitet mehanizma od jakog pregrevanja ili udara, i, shodno tome, brže izazivaju njegovu deformaciju. A do pregrevanja samog metala najčešće dolazi zbog prekomernog trenja, čiji je uzrok prekomerna hrapavost površine pojedinog elementa.

Dakle, hrapavost u velikoj meri utiče na takve tehničke pokazatelje materijala kao što su:

• otpornost na stvaranje korozije;

• opšta izdržljivost;

• dozvoljeni koeficijent trenja.

Prema principu rada, profilometri se dele na контакт и beskontaktno uređaja. Kontaktni uređaji su opremljeni specijalnom čeličnom olovkom sa tvrdim vrhom. Određuje nivo hrapavosti, krećući se duž površine proizvoda, i daje očitavanja na ekranu instaliranom u telu uređaja.

Beskontaktni ili optički profilometri određuju nivo hrapavosti dela pomoću optičkog senzora i lasera, koji takođe, ispitujući površinu, prikazuje dobijene podatke na posebnom minijaturnom monitoru. Razmotrimo detaljnije oba tipa profilometara, karakteristike njihovog rada i glavne tehničke karakteristike.

Za ilustrativni primer, razmotrite jedan od najčešćih kontaktnih profilometara - uređaj sa digitalnim očitavanjem modela 296. To je tipičan predstavnik uređaja ove klase merne tehnike, čiji se rad zasniva na induktivnoj konverziji signala.Ovaj merač je dizajniran da meri nivo hrapavosti samo ravnih površina. Strukturno, kontaktni profilometar se sastoji od sledećih elemenata:

• čelična olovka sa tvrdim, obično dijamantskim vrhom;

• uređaj za pomeranje sonde;

• pretvarač nivoa hrapavosti;

• digitalni pretvarač i pojačavač signala snage;

• displej ili minijaturni monitor;

• obrnuti senzori za kontrolu sonde, pravac njenog kretanja;

• prekidač režima merenja;

• relej za podešavanje vremenskog intervala.

Profiler model 296, kao i uređaji slične modifikacije, na primer, profiler model 130, smatraju se stacionarnom mernom opremom. Ovi uređaji se uglavnom koriste za određivanje hrapavosti površina samo u laboratorijskim, radioničkim uslovima.

Ali, pored njih, postoje i mobilni ili prenosivi profileri kontakata, koji imaju male dimenzije. Na primer, merni uređaj ruske proizvodnje model TR-100 sa piezoelektričnim pretvaračem.

Podešavanje očitavanja izlazne količine ili indikacije u model TR-100 izvedeno na račun posebne jedinice, dodatno ugrađene u glavno radno kolo uređaja. Pored toga, profilometar TR-100 ima širi opseg merenja - od 0,05 do 50 mikrometara (μm). Njegov značajan nedostatak u poređenju sa laboratorijskim ili radioničkim uređajima je niža tačnost određivanja (razlika između modela je oko 10-12%).

Za razliku od kontaktnih modela, beskontaktni profilometri imaju više mogućnosti. Stoga su danas mnogo rasprostranjeniji, češće se koriste u proizvodnji. Njihove glavne prednosti su mogućnost daljinskog skeniranja, kao i funkcija onlajn prenosa podataka i automatskog izlaza informacija na kompjuterski monitor ili štampač za naknadno štampanje. Dozvoljeno rastojanje ili rastojanje od ispitivane površine zavisiće od konkretnog modela merača. Kao iu slučaju kontaktnih modela, beskontaktni uređaji takođe dolaze u dva glavna tipa - stacionarni i prenosivi.

Beskontaktni stacionarni profilometar sa funkcijom snimanja dobijenog rezultata uključuje sledeće elemente:

• ploča za sletanje sa posebnim žlebovima u kojima je fiksiran ispitni materijal ili proizvod;

• specijalna laserska glava za površinsko skeniranje;

• optički uređaj sa primarnim mernim pretvaračima - specijalni senzor ili senzor;

• vodeći kanal za prenos talasa - talasovod;

• kompjuterizovani čvor sa odgovarajućim korisničkim interfejsom za upravljanje uređajem i povezivanje dodatnih uređaja za snimanje na njega.

Dobro osmišljena funkcionalnost beskontaktnog optičkog profilometra omogućava vam da odredite i prikažete na monitoru veoma veliku, iu većini slučajeva, iscrpnu količinu potrebnih informacija. Detaljni podaci pomažu da se što preciznije utvrdi nivo hrapavosti površine i potreba za daljom obradom. Dobijene informacije uključuju takve važne indikatore kao što su:

• profil područja skeniranja - uzdužni i poprečni;

• maksimalna dozvoljena tačnost merenja za određenu površinu;

• diskretnost (diskontinuitet) mernog koraka uređaja;

• greška čitanja u vreme skeniranja, kao i moguća ukupna greška.

Pored glavne funkcionalnosti, takvi profilometri pružaju mogućnost zabeležite dobijene rezultate na posebnom papiru za termičku štampu. Samo snimanje se vrši u vidu profilograma, tako da se uređaj može koristiti i kao punopravni profilograf. Kontrola i praćenje skeniranja se vrši u posebnom režimu dijaloga, što omogućava ponovno merenje nivoa hrapavosti ne na celom proizvodu, već samo u potrebnim oblastima.

Kao primer prenosivog ili mobilnog beskontaktnog profilometra, razmotrite jedan od najpopularnijih modela ovog tipa uređaja - metar nemačke proizvodnje Mahr MarSurf PS1. U ovom kompaktnom uređaju, kontrolni signal se prenosi na odgovarajuće kolo pomoću specijalnog optičkog senzora. Slučajne nevoljne fluktuacije (periodične delimične promene) rastojanja između ispitivane površine i prijemnika očitavanja aparata kompenzuju se automatskim sistemom za kalibraciju koraka merenja.

Profilometar je opremljen zgodnim digitalnim displejom i posebnom beskontaktnom olovkom koja se uvlači. Opseg merenja nivoa hrapavosti u prenosivi model Mahr MarSurf PS1 kreće se od 5 do 15 mikrometara.

Izbor merača će direktno zavisiti od vrste površine koja se ispituje i namene, složenosti predmeta koji se ispituje. Stacionarni kontaktni i beskontaktni profilometri daju precizniju i detaljniju procenu nivoa hrapavosti materijala. Hrapavost tvrdih površina, kao što su delovi od čelika sa visokim sadržajem ugljenika, najbolje se meri dijamantskom olovkom. Pogodnije je izvršiti operativnu ili delimičnu procenu kvaliteta obrade materijala sa prenosnim prenosivi uređaj.

Optički beskontaktni merači su dizajnirani samo za skeniranje očišćenih materijala - prašina i prljavština mogu značajno iskriviti rezultat.