Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях



Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях
Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях
Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях
Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях
Способ упрощенной оценки высоты микронеровностей (шероховатости) на плоских поверхностях

 


Владельцы патента RU 2568145:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к области материаловедения и может использоваться для оценки микронеровностей на плоских поверхностях без применения специальных дорогостоящих измерительных средств. Предлагаемый способ включает типовое измерение коэффициента f трения качения для стальных шариков разного диаметра D по наклону изучаемой поверхности и расчет глубины h лунки смятия для них по формуле h=0,25·D·f2. Высота микронеровностей оценивается в виде предела, к которому стремится расчетная глубина лунки смятия при уменьшении диаметра шариков. Технический результат - упрощение способа оценки микронеровностей. 3 ил.

 

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам определения складок. Устройство определения складок включает в себя: световой проектор, который при перемещении относительно многослойного объекта, сформированного посредством укладки электродов и сепараторов, проецирует щелевой свет на крайний внешний из сепараторов, также свет проецируется на камеру, которая выполняет съемку формы щелевого света на сепараторе; и модуль управления, который вычисляет градиент сепаратора на основе отснятой формы щелевого света и определяет наличие складки на основе вычисленного градиента.

Изобретение относится к технике проведения измерений и определения отклонений от плоскостности плоских поверхностей различной площади и протяженности, в частности поверочных, монтажных и разметочных плит, элементов технологического оборудования и устройств, требующих обеспечения плоскостности или горизонтальности установки.

Способ бесконтактного измерения параметров шероховатости поверхности объектов относится к информационно-измерительной технике. При измерении шероховатости направляют на измеряемую поверхность пучок зондирующего излучения, формируют область освещенной излучением поверхности, измеряют характеристики отраженного излучения, изменяют размер освещающего пятна х на измеряемой поверхности в диапазоне от 0 до L, определяют функцию распределения среднеквадратического отклонения высоты шероховатости зависимости Rq(x) и ее производную Rq'x(x), при этом среднеарифметическое значение высоты шероховатости определяется по формуле: R a = 1 L ∫ 0 L R q 2 ( x ) + 2 R q ( x ) R q x ' ( x ) x d x ,                           ( 1 ) причем поверхность освещают поочередно на двух длинах волн, регистрируют в направлении зеркального отражения оптические изображения освещаемых областей поверхности объекта, а среднеквадратическое значение высоты неровностей Rq определяют по формуле: R q = λ 1 λ 2 π cos ψ ⋅ − ln k 12 + ln a λ 1 2 − λ 2 2 ,                     ( 2 ) k12 - отношение видеосигналов для всех элементов; i и j изображений; uij - величины видеосигналов изображений, полученных на длинах волн λ1 и λ2; ψ - угол освещения пластины; N - число элементов в строке изображения поля зеркально отраженного излучения поверхности объекта; K - число строк в изображении поля зеркально отраженного излучения поверхности объекта.

Устройство относится к средствам контроля геометрических параметров макродефектов внутренней поверхности труб, например, нефтяного сортамента. Заявленное устройство контроля макродефектов на внутренней поверхности труб содержит излучатель, приемник излучения, цилиндрический корпус направляющую трубу, механически связанную с электроприводом и установленную вдоль оси корпуса, концевой выключатель, блок управления, блок питания, связанный через блок управления с концевым выключателем, при этом на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены симметричные пазы, в каждый из которых установлены четыре пары направляющих роликов с шагом в 90°, ось каждого ролика жестко связана с кронштейном, имеющим возможность перемещения вдоль нормали к поверхности цилиндрического корпуса, при этом каждый кронштейн подпружинен относительно цилиндрического корпуса, другой конец пружины опирается на датчик давления, направляющая труба установлена с помощью подшипников в цилиндрическом корпусе с возможностью вращательного движения, направляющая труба и цилиндрический корпус связаны между собой зубчатой парой, одно из колес которой связано с электроприводом, на одной оси с корпусом установлен с возможностью осевого перемещения шток, опирающийся на пружину, второй конец пружины опирается на датчик давления установленный на фланце цилиндрического корпуса, при этом на части штока, находящейся вне внутренности цилиндрического корпуса, концевой выключатель установлен на штоке вне корпуса и касается торца контролируемой трубы, на торце направляющей трубы укреплен излучатель, перед излучателем размещена мембрана, в которой выполнены параллельные щели, имеющая угол наклона в сторону приемника излучения, в направляющей трубе выполнено окно между мембраной и приемником излучения.

(57) Способ осуществляют при помощи устройства (10), содержащего датчик изображений, световой источник (26) освещения и средства (18, 22) относительного перемещения датчика (24) изображений, светового источника (26) и механической детали (14).

Способ визуально-оптического контроля поверхности глазом или с помощью микроскопа заключается в том, что между эталонной и контролируемой поверхностями помещают слой жидкости толщиной не более 10 мкм с показателем преломления больше, чем у контактирующих с ней оптических деталей, вводят в этот слой лазерное излучение, идущее по слою с полным внутренним отражением, и наблюдают свет, сконцентрированный и рассеянный на аномалиях и дефектах поверхности.

Способ для позиционирования объекта, топографию поверхности которого получают на сенсорной системе, имеющей комплект двигателей для вращения объекта вокруг оси двигателя, перпендикулярной оптической оси сенсорной системы, и для перемещения объекта в направлениях X, Y и Z, содержит этапы: определяют позицию оси двигателя относительно базовой позиции в базовой системе координат; позиционируют сенсорную систему и/или объект в желаемой позиции и получают рельефную карту области в зоне обзора сенсорной системы; рассчитывают нормаль, отображающую топографию рельефной карты области; определяют угловое расхождение между нормалью и оптической осью сенсорной системы и сопоставляют его с пороговым углом для определения того, перпендикулярна ли поверхность области оси сенсорной системы.

Устройство содержит источник белого света (1) в виде LED-полоски (40), коллимационный блок (4), блок спектрометра для расщепления луча белого света (30) на луч мультихроматического света (31), направляемый на тестируемое изделие (5) под заданным углом падения, и камеру (3) для записи отраженного луча монохроматического света (32), так что информация о высоте поверхности по оси z тестируемого изделия (5) может извлекаться из значения оттенка отраженного луча (32) при относительном перемещении тестируемого изделия (5) по направлению (9) сканирования по оси x.

Изобретение может быть использовано для получения изображения микрорельефа объекта, имеющего большую площадь поверхности. Устройство включает платформу, на которой расположен объект и которая способна перемещаться на двух основных и одной дополнительной аэростатических опорах вдоль первой горизонтальной оси, и портал, на котором установлен фазовый микроскоп и который способен перемещаться на двух основных и одной дополнительной аэростатических опорах вдоль второй горизонтальной оси, перпендикулярной первой горизонтальной оси.

Изобретение относится к области диагностики поверхности твердого тела и может быть использовано для прецизионного контроля изделий в машиностроении и приборостроении.

Изобретение относится к устройствам для внутритрубного контроля трубопроводов и может быть использовано для диагностики трубопроводов среднего диаметра, а также составления профиля трубопровода. Заявленное изобретение, раскрывающее профилемер, содержит корпус, чувствительные средства измерения и средства обработки, анализа и хранения данных. При этом корпус имеет сферическую форму, а чувствительные средства измерения выполнены в виде широтно-долготной оптоволоконной сетки из многомодовых оптических волокон, средства обработки, анализа и хранения данных расположены внутри корпуса. Технический результат - возможность диагностики трубопроводов среднего диаметра. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может служить для бесконтактного автоматизированного контроля неровностей внутренней вертикальной цилиндрической поверхности, например ракетной шахты. Видеоизмерительное устройство для контроля неровностей внутренней вертикальной цилиндрической поверхности содержит телекамеру и экран, неподвижно закрепляемые над контролируемой поверхностью, и перемещаемый внутри этой поверхности корпус с закрепленными на нем визирными марками, находящимися в поле зрения телекамеры. При этом в корпусе устройства установлена вертикальная полая ось и связанные с ней шаговый двигатель и датчик угла. Внутри полой оси установлен лазерный дальномер, на полой оси закреплено вращаемое зеркало и параллельно с ним, когда оно находится в исходном угловом положении, установлено неподвижное зеркало. Кроме того, когда вращаемое зеркало находится в исходном положении, луч лазерного дальномера отклоняется в горизонтальном направлении на неподвижное зеркало, отклоняющее его в вертикальном направлении на экран, а при других положениях вращаемого зеркала луч лазерного дальномера направляется в горизонтальной плоскости на контролируемую поверхность. Технический результат - повышение точности измерений. 2 ил.
Наверх