Upload
doandat
View
233
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
MJERENJE HRAPAVOSTI
POVRŠINE
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
POPIS TERMINA
Tekstura površine
Termin tekstura površine odnosi se na fine nepravilnosti (brijegove i dolove)
dobivene na površini putem postupka oblikovanja. Prema dogovoru, tekstura se
sastoji od dvije komponente: hrapavosti i valovitosti. Radi se o odstupanjima
koja su kraćih valnih duljina od odstupanja od oblika.
Topografija površine
Topografija površine uključuje komponente teksture kao i ostale nepravilnosti,
kao što je odstupanje od oblika.
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
2
Odstupanje od oblika
Odstupanje od oblika uključuje dugovalne devijacije površine od odgovarajuće nominalne
površine. Odstupanja od oblika posljedica su dugog niza problema u proizvodnom procesu, kao
sto su greške na alatu, vodilicama, osovinama, kod stezanja ili netočnog pozicioniranja izradka, ili
nejednakog trošenja strojne opreme. Osim toga, napetosti u materijalu izazvane zagrijavanjem ili
velikim zaostalim naprezanjem mogu također dovesti do odstupanja od oblika.
Valovitost
Valovitost je komponenta teksture kojoj se dodaje hrapavost. Posljedica je svojstava stroja,
primjerice nebalansiranog brusnog kotača, nepravilnosti kod stezanja alata i općenito, posljedica
vibracija.
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
Hrapavost
Hrapavost uključuje kratkovalne nepravilnosti površine. Općenito je posljedica proizvodnog
procesa. Prouzrokovana je metodom obrade, odnosno, rezultat je postupka obrade a ne stroja.
Površinske greške
Površinske greške su nenamjerni i neželjeni problemi s površinom. Obično se termin greška
odnosi na pojedinačna i neuobičajena svojstva, kao što su ogrebotine i udubljenja.
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
3
Filtriranje
Filtriranje kod ispitivanja površine je proces odvajanja određenih komponenti frekvencija. Ovisno o
tome koju komponentu želimo, postupak filtriranja može biti:
- propuštanje komponenti kratkih valnih duljina (visoke frekvencije), pa se izdvaja hrapavost,
- propuštanje komponenti dugih valnih duljina (niske frekvencije), pa se izdvaja ili valovitosti ili
oblik,
-izdvajanje komponenti specificirane širine upotrebom oba filtera.
Kod 2D filtriranja filtriranje se provodi na profilu površine, dok se kod 3D filtriranja filtrira cijela
površina.
"Cut-off" (granična vrijednost filtera)
Pojam "cut-off" (granična vrijednost filtera) numerički određuje graničnu frekvenciju ispod ili iznad
koje su komponente izdvojene ili eliminirane.
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
ODSTUPANJA NA POVRŠINI
POVRŠINSKE GREŠKE
VALOVITOST
HRAPAVOST
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
4
HRAPAVOST POVRŠINE
VALOVITOST
ODSTUPANJE OD OBLIKA- RAVNOĆA
- OBLIK POVRŠINE
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
ISPITIVANJE HRAPAVOSTI POVRŠINA
- 2D SUSTAV
- 3D SUSTAV
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
5
ISPITIVANJE HRAPAVOSTI POVRŠINA
2D SUSTAV
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
90
L
Profil
L
OPTIMALNI IZBOR REFERENTNOG PROFILA
C
A
B
A
B
C
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
6
ODSTUPANJA NA STVARNOM PROFILU
STVARNI PROFIL
ODSTAPANJE OD OBLIKA
VALOVITOST
HRAPAVOST
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
FILTER HRAPAVOSTI
OBLIK
c
Primjer Ra,Rq,Rz
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
7
FILTER VALOVITOSTI
OBLIK
c
Primjer Wa
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
P - za primarni profil
W – za valovitost
R – za hrapavost
PREFIKS PARAMETARA
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
8
DULJINA ISPITIVANJA lt
DULJINA VREDNOVANJA ln
REFERENTNA DULJINA lr
PARAMETRI HRAPAVOSTI PROFILA
POVRŠINE
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
ubrzanje
ticala
usporenje
ticalaln
lt
lr lr lr lr lrlr
lt
lr lr lr lr
ln
PREPORUČENE REFERENTNE DULJINE I
DULJINE VREDNOVANJA
REFERENTNA
DULJINA
DULJINA
VREDNOVANJA
PERIODIČKI
PROFIL
NEPERIODIČKI
PROFIL
lr(c) u mm ln = 5×lr u mm RSm u m Rz u m Ra u m
0,08 0,4 0,013 do
0,04
do 0,1 do 0,02
0,25 1,25 0,04 do 0,13 0,1 do 0,5 0,02 do 0,1
0,8 4 0,13 do 0,4 0,5 do 10 0,1 do 2
2,5 12,5 0,4 do 1,3 10 do 50 2 do 10
8 40 1,3 do 4 50 10
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
9
PARAMETRI HRAPAVOSTI
Uzdužni parametri - opisuju varijacije uzduž profila
Amplitudni parametri - opisuju varijacije po visini
profila
Hibridni parametri - opisuju varijacije iz kombinacije
uzdužnih i amlitudnih karakteristika profila
Krivulje i srodni – opisuju varijacije na krivuljama
dobivenih iz uzdužnih i amlitudnih karakteristika
profila
Uzdužni parametri - opisuju varijacije uzduž profila
Amplitudni parametri - opisuju varijacije po visini
profila
Hibridni parametri - opisuju varijacije iz kombinacije
uzdužnih i amlitudnih karakteristika profila
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
AMPLITUDNI PARAMETRI
Najveća visina vrha profila Rp
Najveća dubina dola profila Rv
Najveća visina profila Rz
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
10
AMPLITUDNI PARAMETRI
Ukupna visina profila Rt
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
Rt
AMPLITUDNI PARAMETRI
Srednje aritmetičko odstupanje Ra
gdje je n broj ordinata Zx koraka x
lr
dxxZlr
Ra0
)(1
n
i
iZxn
Ra1
1ili
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
11
UZDUŽNI PARAMETRI
Srednji korak elemenata profila RSm
gdje je m broj elemenata profila
m
i
iXsm
RSm1
1
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
HIBRIDNI PARAMETRISrednji kvadratni nagib profila Rq
gdje je Θ nagib profila u bilo kojoj danoj točci rl
0
2
r
dx))x((l
1qR
rl
0r
dx)x(l
1
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
12
KRIVULJE I SRODNI PARAMETRI
Udio materijala u profilu Rmr(c)
Rmr(c)= Ml(c) / ln
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
KRIVULJE I SRODNI PARAMETRI
Krivulja udjela materijala profila ( Abbottova – krivulja)
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
13
KRIVULJE I SRODNI PARAMETRI
Multi –procesne površine
Gornja površina određuje
period uhodavanja
Dolovi definiraju karakteristike podmazivanja
Tijelo površine definira
karakteristike trošenja/ trajanja
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
KRIVULJE I SRODNI PARAMETRIParametri hrapavosti – krivulja udjela materijala
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
14
KRIVULJE I SRODNI PARAMETRIParametri hrapavosti – krivulja udjela materijala
Primarni:
Rpk – reducirana visina vrha profila – dio profila koji će u tijeku
eksploatacije biti prvi istrošen,
Rk – dubina jezgre hrapavosti profila – dio profila s povećanom
nosivosti koja preuzima osnovna opterećenja i bitno utječe na
karakteristike i životni vijek površine,
Rvk – reducirana dubina dolova profila – dio profila koji ima sposobnost
zadržavanja ulja u dubokim žljebova koji su stvoreni pri strojnoj obradi
površine,
Mr1 – relativni udio materijala u vrhovima,
Mr2 – relativni udio ulja u dolovima,
Sekundarni:
A1- površina materijala vrhova profila
A2 – površina maziva dolova profila.
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
PARAMETRI HRAPAVOSTI
NORMA PARAMETRI HRAPAVOSTI FILTER
P-profil R - profil W - profil
ISO 4287:1998 Pp; Pv; Pz; Pc; Pt; Pa;
Pq; Psk; Pkv; Psm;
PΔq; Pmr(c); Pδc;
Pmr
Rp; Rv; Rz; Rc; Rt;
Ra; Rq; Rsk; Rkv;
Rsm; RΔq; Rmr(c);
Rδc; Rmr
Wp; Wv; Wz; Wc; Wt;
Wa; Wq; Wsk; Wkv;
Wsm; WΔq; Wmr(c);
Wδc; Wmr
Gaussov
ISO11562:
ISO 13565-2: 1996 Rk; Rpk; Rvk; Mr1;
Mr2
Dvostruki Gaussov
ISO13565-1: 1994
Rke; Rpke; Rvke;
Mr1e; Mr2e
Motiv
ISO12085:1996
ISO13565-3: 1998 Ppq; Pvq; Pmg Rpq; Rvq; Rmg Dvostruki Gaussov
ISO13565-1: 1994
ISO12085:1996 R; Rx; AR W; Wx; AW; Wte Motiv
ISO12085:1996
- HSC; Pc; R3z 2RC; Gaussov
ISO11562:
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
15
FUNKCIJA POVRŠINE – ODABIR PARAMETARA HRAPAVOSTI
Profili površina sa približno istim Ra
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
FUNKCIJA POVRŠINE – ODABIR PARAMETARA HRAPAVOSTI
FUNKCIJAPRIMJE-
NAPROCES
PARAMETRI HRAPAVOSTI
AmplitudniUzdu-
žniHibridni
Ra Rz Rz Rp Rpm R3z Pc Rpk Rk Rvk A2 Wt
DINAMIČKA
OPTEREĆE.
Klizanje
Cilindar Honovanje ↕ ↑ ↕ ↕ ↕
Plašt klipa Kružno
brušenje ↕ ↕
Klizni ležaj Brušenje ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Umjetni
zglobovi
Brušenje/
poliranje ↑ ↑ ↕ ↓
KotrljanjeKotrljajući
ležaj
Brušenje/
poliranje ↑ ↑ ↑ ↕ ↑ ↑
STATIČKA
OPTEREĆE.Stajanje
Brtvene
površine
Glodanje/
brušenje ↕ ↑
↑ označava max dozvoljenu vrijednost za parametar hrapavosti
↕ označava dozvoljeno područje unutar max i min vrijednosti za parametar hrapavosti
↓ označava min dozvoljenu vrijednost za parametar hrapavosti
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
16
FUNKCIJA POVRŠINE – ODABIR PARAMETARA HRAPAVOSTI
FUNKCIJA PRIMJENA PROCES
PARAMETRI HRAPAVOSTI
AmplitudniUzdu-
žniHibridni
Ra Rz Rz Rp Rpm R3z Pc Rpk Rk Rvk A2 Wt
BEZ
OPTEREĆE.
Estetska
Bojene
površine -
lim
Valjanje ↕ ↕ ↑
Kalupni alat
za plastiku
Elektro-
kemijska
erozija↕ ↕
Ostalo
Površine u
prehram.
ind.
Valjanje/po
-liranje ↑ ↑
Elektro-
kontaktne
površine
Platiniranje ↑ ↑ ↑
Keramika-
porozne
površine
Sinteriranje ↑ ↑
Papir/tkanina
↕ ↕ ↕
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu
Uređaji s ticalom
Astigmatska metoda
Foucaultova metoda
Metoda kosog snopa
Metoda defect of focus
Pomak u fazi
Scanning diferential
Scanning elektronski mikroskopi
(SEM)
Scanning tunnelling mikroskopi
(STM)
Atomic force mikroskopi (AFM)
Detekcija intenziteta
Kritični kut
Konfokalna metoda
Diferencijalna detekcija
Metode na principu
fokusa
Interferometrijski uređaji
Elektronski mikroskopi
Scanning probe
mikroskopi
Scanning
mikroskopi
Uređaji za ispitivanje
hrapavosti
Optički uređaji
Prenosivi
Stacionarni
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za kvalitetu
Katedra za mjerenje i kontrolu