Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях

Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области материаловедения и может применяться для оценки высоты микронеровностей (ВМ) на плоских поверхностях без использования специальных дорогостоящих средств.

Известны способы оценки ВМ как путем прямого измерения (при помощи микроскопов, профилометров, профилографов), так и косвенными способами (по расходу воздуха из калиброванного сопла, прижатого к проверяемой поверхности, или путем визуального сравнения поверхности с образцами-эталонами, обработанными соответствующим способом, что тоже связано с дорогостоящими материальными затратами и большим напряжением зрения и внимания).

Технический результат уменьшение стоимости измерительных средств и упрощение измерительных процедур.

Технический результат достигается тем, что способ для оценки высоты микронеровностей на плоских поверхностях, включающий типовое определение коэффициента трения качения f для шариков разного диаметра D на основе измерения уклона изучаемой поверхности, при этом по величине коэффициента трения f и диаметру шарика D рассчитывается глубина лунки смятия h=0,25·D·f², а высота микронеровностей оценивается в виде предела, к которому стремится расчетная глубина лунки смятия при уменьшении диаметра шарика.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано расположение шарика на плоской поверхности с обозначением параметров; на фиг. 2 - расположение шарика на дне впадины; на фиг.3 представлен график зависимости глубины лунки смятия от диаметра шарика.

Для измерительных процедур предлагается использовать зависимость коэффициента трения качения от высоты микронеровностей поверхности и диаметра тел качения, причем в качестве тел качения предлагается использовать стандартные стальные шарики от подшипников качения, а измерительные процедуры ограничиваются типовыми измерениями диаметров шариков и уклонов проверяемой поверхности, соответствующих началу качения для шариков разного диаметра (фиг. 1), где:

G - вес шарика;

F=-G·sinα - сила трения;

α - угол трения;

sin α = H L - уклон наклонной плоскости;

N=-G·cosα - сила нормального давления;

f = F N = t g α - коэффициент трения;

R = D 2 - радиус шарика; D - диаметр; h=ВС - глубина лунки смятия;

Из ΔАВО (фиг. 1):

AB=r+R·sinα - радиус лунки смятия;

С учетом ф-лы (1):

При малых значениях угла трения α значения sinα≈tgα=f, поэтому вместо sinα можно использовать значения f, если калибровка уклона на типовом устройстве дана в значениях f:

При уменьшении диаметра и веса шариков смятие поверхности ограничивается все меньшим смятием вершин микронеровностей и все большей глубиной h, а достаточно маленькие шарики могут вообще размещаться на дне впадин (фиг. 2).

При этом расчетная глубина h лунки смятия возрастает ограниченно, стремясь в пределе к высоте микронеровностей.

Такая зависимость представлена графически на примере качения стальных шариков по оконному стеклу (фиг. 3).

Способ для оценки высоты микронеровностей на плоских поверхностях, включающий типовое определение коэффициента трения качения для шариков разного диаметра на основе измерения уклона изучаемой поверхности, отличающийся тем, что по величине коэффициента трения и диаметру шарика рассчитывается глубина лунки смятия по следующей зависимости:h=0,25·D·f², где h - глубина лунки смятия;D - диаметр шарика;f - коэффициент трения,а высота микронеровностей оценивается в виде предела, к которому стремится расчетная глубина лунки смятия при уменьшении диаметра шарика.