ispitivanje hrapavosti povrŠine - fsb.unizg.hr · poliranje ↑ ↑ ↕ ... elektro-kontaktne...

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.



Zavod za kvalitetu


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.



Zavod za kvalitetu


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.



Zavod za kvalitetu


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.



Zavod za kvalitetu


ODSTUPANJA NA POVRŠINI

POVRŠINSKE GREŠKE

VALOVITOST

HRAPAVOST



Zavod za kvalitetu


4

HRAPAVOST POVRŠINE

VALOVITOST

ODSTUPANJE OD OBLIKA- RAVNOĆA

- OBLIK POVRŠINE



Zavod za kvalitetu


ISPITIVANJE HRAPAVOSTI POVRŠINA

- 2D SUSTAV

- 3D SUSTAV



Zavod za kvalitetu


5

ISPITIVANJE HRAPAVOSTI POVRŠINA

2D SUSTAV



Zavod za kvalitetu


90

L

Profil

L

OPTIMALNI IZBOR REFERENTNOG PROFILA

C

A

B

A

B

C



Zavod za kvalitetu


6

ODSTUPANJA NA STVARNOM PROFILU

STVARNI PROFIL

ODSTAPANJE OD OBLIKA

VALOVITOST

HRAPAVOST



Zavod za kvalitetu


FILTER HRAPAVOSTI

OBLIK

c

Primjer Ra,Rq,Rz



Zavod za kvalitetu


7

FILTER VALOVITOSTI

OBLIK

c

Primjer Wa



Zavod za kvalitetu


P - za primarni profil

W – za valovitost

R – za hrapavost

PREFIKS PARAMETARA



Zavod za kvalitetu


8

DULJINA ISPITIVANJA lt

DULJINA VREDNOVANJA ln

REFERENTNA DULJINA lr

PARAMETRI HRAPAVOSTI PROFILA

POVRŠINE



Zavod za kvalitetu


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



Zavod za kvalitetu


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



Zavod za kvalitetu


AMPLITUDNI PARAMETRI

Najveća visina vrha profila Rp

Najveća dubina dola profila Rv

Najveća visina profila Rz



Zavod za kvalitetu


10


Ukupna visina profila Rt



Zavod za kvalitetu


Rt


Srednje aritmetičko odstupanje Ra

gdje je n broj ordinata Zx koraka x

lr

dxxZlr

Ra0

)(1

n

i

iZxn

Ra1

1ili



Zavod za kvalitetu


11

UZDUŽNI PARAMETRI

Srednji korak elemenata profila RSm

gdje je m broj elemenata profila

m

i

iXsm

RSm1

1



Zavod za kvalitetu


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



Zavod za kvalitetu


12

KRIVULJE I SRODNI PARAMETRI

Udio materijala u profilu Rmr(c)

Rmr(c)= Ml(c) / ln



Zavod za kvalitetu



Krivulja udjela materijala profila ( Abbottova – krivulja)



Zavod za kvalitetu


13


Multi –procesne površine

Gornja površina određuje

period uhodavanja

Dolovi definiraju karakteristike podmazivanja

Tijelo površine definira

karakteristike trošenja/ trajanja



Zavod za kvalitetu


KRIVULJE I SRODNI PARAMETRIParametri hrapavosti – krivulja udjela materijala



Zavod za kvalitetu


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.



Zavod za kvalitetu



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:



Zavod za kvalitetu


15

FUNKCIJA POVRŠINE – ODABIR PARAMETARA HRAPAVOSTI

Profili površina sa približno istim Ra



Zavod za kvalitetu



FUNKCIJAPRIMJE-

NAPROCES


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



Zavod za kvalitetu


16


FUNKCIJA PRIMJENA PROCES


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

↕ ↕ ↕



Zavod za kvalitetu


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



Zavod za kvalitetu


ispitivanje hrapavosti povrŠine - fsb.unizg.hr · poliranje ↑ ↑ ↕ ... elektro-kontaktne...

Documents