Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лоповок Т.С. Волнистость поверхности и ее измерение

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.38 Mб
Скачать

Приводится следующий ряд максимальных значений вы­ сот .волн (в дюймах):

0,00002

0,00008

0,0003

0,001

0,005

0,015

0,00003

0,0001

0,0005

0,002

0,008

0,020

0,00005

0,0002

0,0008

0,003

0,010

0,030

В приложении

к стандарту

отмечается, что для особо

точ­

ных поверхностей

вращения

(какими,

например, являются

беговые дорожки

подшипников

качения)

целесообразно

оце­

нивать волнистость по средней высоте.

 

 

По австрийскому стандарту ONORM М 1115 волнистость определяется как повторяющиеся неровности измеренной по­ верхности, шаг которых составляет .величину, во много раз большую ее высоты. Высота волны определяется как рас­ стояние от высшей до низшей точки профилограммы, запи­ санной на базовой длине, из которого вычитается высота не­ ровностей, характеризующих шероховатость. Шаг волны определяется как среднее расстояние между .волнами на ба­ зовой длине. За базовую длину принимается длина профи­ лограммы, включающая 2—3 волны.

В новом французском стандарте Е 05—015 волнистость

характеризуется как

структура

поверхности

2-го порядка,

имеющая периодический характер.

 

 

Стандарт отводит

.волнистости

столь же

важную роль,

как и шероховатости. Восемнадцать различных критериев

предлагается для оценки волнистости и шероховатости.

Кри­

терии разделены на два вида

(физические — табл.

1 и

ста­

тистические — табл. 2) и три подвида

(общие

совместно

оценивающие

волнистость

и

шероховатость,

оценивающие

только волнистость или только

шероховатость).

 

 

 

 

Физические

критерии

определяются

по профилограмме.

Они представляют собой величины, не требующие

(или почти

не требующие)

вычислений. К ним относятся

максимальные

и средние арифметические

высоты

(или амплитуды)

и

шаги

(или частоты) волнистости и шероховатости.

 

 

 

 

Статистические критерии определяются как по профило­

грамме, так и по показывающим

электрическим

приборам.

Они объединяют критерии, требующие значительных вычис­

лений: относительную

опорную длину

профиля (отношение

в процентах суммы

длин отрезков,

отсекаемых на вы­

ступах профиля на определенной глубине, ко всей рассматри­ ваемой длине); глубину нивелирования (расстояния между наиболее высокой точкой выступов и средней линией про­ филя) ; среднее арифметическое отклонение к средней линии профиля.

Термин для

Геометрический па­

Буквенное

обозначе­

группы

раметр качества

ние крите­

критериев

поверхности

рия

Общаяпение вьісота общееили -откло

та

S S

или Средняясреділитуда

Общий

профиль

Pi

(сумма отклонений

 

от 1-го до 4-го по­

 

рядков)

 

 

Волнистость (от­

wt

клонения

1-го и

 

2-го порядков)

 

Шероховатость,

Rt

срывы и т. д. (сум­

 

ма отклонений 3-го

 

и 4-го порядков)

 

Волнистость (от­

w

клонения 2-го по­

 

рядка)

 

 

Шероховатость

R

(отклонения 3-го

 

порядка)

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1

Физические к р и т е р и и

 

 

 

 

 

Определение

 

со

 

 

 

 

к

Формула

Общее длл группы

Для каждого

критерия

Позиції нарис

 

критериев

 

 

 

 

 

(Yp )max

(^ p )mln

~~ (^lyOmln

 

 

 

Общего профиля,

полученного без

а

 

 

 

механической

или

электрической

 

 

 

 

фильтрации

 

 

 

 

Расстояние

меж­

 

 

 

 

 

ду

наиболее

высо­

Профиля, полученного

с механи­

б

кой

точкой высту­

пов

и наиболее

ческой'ИЛИ электрической фильтра­

 

низкой точкой впа­

цией нижних

частот

или с

обеими

 

дин

(Yft

)max

_

Профиля, полученного

с механи­

в

 

 

 

ческой или электрической фильтра­

 

 

 

 

цией верхних частот или с обеими

 

I

i=n

Среднее

из рас­ Общего профиля или профиля, по­

б

 

i = l

стояний

выступ - лученного

с механической или элек­

 

I I

впадина

ординат трической

фильтрацией нижних

час­

 

 

 

профиля (по оси Y) тот или с

обеими

 

 

 

1

i=n

 

Общего профиля или профиля, по­

в

 

 

 

лученного

с механической

или

элек­

 

 

 

 

трической

фильтрацией верхних

час­

 

 

 

 

тот или с

обеими

 

 

 

Термин для Геометрический пара­ группы метр качества поверх­ критериев ности

Буквенное

 

 

Определение

 

 

 

обозначе­

Формула

Общее для группы

 

ние крите­

Для каждого критерия

рия

 

критериев

 

 

П родолоісениа

Позиция на рис. 13

высота или

амплитуда

Максимальная

максимальная

или средняя дли­ средняя частота)

шаг (или

Средний

на волны

Волнистость (от­ Wmax клонения 2-го по­

рядка)

Шероховатость (отклонения 3-го порядка)

Волнистость (от­

AW

I

i=n

(Aw)i

2

клонения 2-го

по­

 

рядка)

 

 

I I

і = і

 

 

 

 

 

 

Шероховатость

AR

1

l=n

{AR),

S

(отклонения

3-го

 

 

n

, = 1

 

порядка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общего профиля или профиля, по­

 

 

 

лученного

с механической

или

элек­

 

 

 

трической фильтрацией нижних

час­

Максимальное

тот или с

обеими

 

 

 

 

 

 

расстояние от

вы­

 

 

 

 

ступа до

впадины

Общего профиля или профиля, по­

 

 

 

 

 

 

лученного с механической

или

элек­

 

 

 

трической

фильтрацией

верхних

 

 

 

частот или с обеими

 

 

 

 

 

Общего профиля или профиля, по­

 

 

 

лученного с механической или элек­

 

 

 

трической фильтрацией нижних час­

Среднее

из

рас­

тот или с

обеими

 

 

 

 

 

 

стоянии

выступ-

 

 

 

 

впадина

абсцисс

 

 

 

 

профиля(пооси X)

Общего профиля или профиля, по­

 

 

 

лученного с механической или элек­

 

 

 

трической

фильтрацией верхних

час­

 

 

 

тот или с

обеими

 

 

б

в

б

В

Глубина нивелиро­ Процент несущей части Термин для вания профиля риевгруппы крите­

Геометрический пара­

Буквенное обозначение критерия

метр качества поверхнос­

 

ти

 

Общий

 

профиль

Р

)

 

(сумма

отклонений

с

от 1-го до 4-го по­

 

 

 

рядков)

 

 

 

 

 

 

Волнистость

(от­

 

 

 

клонения

1-го

и

 

 

 

2-го

порядков)

 

(Tw

) с

Шероховатость,

 

 

 

срыва и т. д. (сум­

я

)

 

ма

отклонений

3-го

с

и 4-го порядков)

 

 

 

Общий

 

профиль

 

 

 

(сумма

отклонений

 

 

 

от 1-го до 4-го

по­

РР

 

 

рядков)

 

 

 

 

 

 

Волнистость

(от­

 

 

 

клонения

2-го

по­

WP

 

 

рядка)

 

 

 

 

 

 

Статистические к р и т е р и и

 

 

 

 

 

Т а

б л и ц а

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение

 

 

 

 

 

па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула

Общее

для группы

Для

к а ж д о г о критерия

 

Позиция

13рис.

 

 

 

критериев

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общего

профиля,

получен­

а

 

 

 

ного без

механической

или

 

 

 

 

 

1=1

с

 

электрической

фильтрации

 

 

1 п п « = "

Относительная

Профиля,

полученного

с

 

 

опорная

длина про­

механической

или

электри­

б

и ,-=1

филя в

процентах

ческой

фильтрацией

нижних

 

 

 

 

 

частот

пли

с

обеими

 

 

 

 

 

 

Профиля,

полученного

с

 

 

 

 

 

механической

или

электри­

8

 

 

 

 

ческой

фильтрацией верх­

 

 

 

 

 

них частот

или с обеими

 

 

±-\(Yp)dX

L о P

 

 

Общего

профиля, получен­

г

 

 

ного без

механической

или

Расстояние между

электрической

фильтрации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наиболее

высокой

 

 

 

 

 

 

 

 

точкой выступов и

Профиля,

полученного

с

 

средней

линией

 

профиля

 

механической

или

электри­

 

 

ческой

фильтрацией

нижних

 

 

 

частот

или

с

обеими

 

 

 

at

 

 

_ н

 

Буквенное обозначен!! критерия

ТерминДЛ!

группыкрн

риев

пара­

 

 

Геометрический

 

 

 

метр качества поверхнос­

 

 

 

ти

 

 

Глубина нивелиро­ вания

Шероховатость

 

 

 

(отклонения 3-го по­

RP

 

 

рядка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий

профиль

 

тклонеииеОифметическоеарСреднее

профиляілишисреднейтоотносителы

(сумма отклонений

Ра

от 1-го до 4-го по­

рядков)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волнистость

(от­

 

 

 

клонения

2-го по­

Wa

 

 

рядка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шероховатость

 

 

 

(отклонения

3-го

 

 

 

порядка)

 

 

 

Формула

^il(YP-P„)ldXp

LilJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

 

 

 

 

 

 

Определение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

Общее

для группы

 

Для

каждого критерия

 

Позиция рис.13

 

критериев

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние

между

Профиля,

полученного

с

 

наиболее

высокой

механической

или

электри­

д

точкой

выступов

и

ческой

фильтрацией

верхних

 

средней

 

 

линией

частот

или с

обеими

 

 

профиля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общего

профиля,

получен­

 

 

 

 

 

 

 

ного без

механической

или

г

 

 

 

 

 

 

электрическойфильтрации

 

 

 

 

 

 

 

Среднее

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

ординат,

 

определен­

Профиля,

полученного

с

 

ных

от средней ли­

 

механической

или

электри­

нии

профиля

(орди­

ческой

фильтрацией

нижних

наты

выражены

в

 

частот

или с обеими

 

 

абсолютных

величи­

 

 

нах)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Профиля,

полученного

с

 

 

 

 

 

 

 

механической

или

электри­

д

 

 

 

 

 

 

ческой

фильтрацией

верхних

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частот

или с

обеими

 

 

Каждый из указанных критериев определяется для общего профиля, волнистости и шероховатости отдельно.

Применяются следующие буквенные условные обозначе­ ния: W — для волнистости; R — для шероховатости; А — для шагов неровностей; Р — для профиля.

Приводятся определения для каждого критерия, связан­ ные с условиями его получения: 'без фильтрации; с механи­ ческой фильтрацией (т. е. с помощью щупов, имеющих ради­ усы закруглений 'порядка >2,'5—10 мм и более); с электричес­ кой фильтрацией (т. е. с помощью электрических волновых фильтров щуповых приборов).

Табл. 1 и 2 содержат достаточно полную характеристику каждого из предлагаемых критериев.

Например, средняя высота или средняя амплитуда -волнис- тостл (отклонение 2-го порядка) определяется формулой:

1 / = п

W=s— 2 W

иявляется средним расстоянием от выступов до впадин на общем профиле или профиле, полученном с механической либо электрической фильтрацией, либо обеими.

Критерии иллюстрируются профилограммами, для кото­ рых принята единая система координат: ось абсцисс прохо­ дит через наиболее высокие точки поверхности, а ось орди­

нат— через нулевое значение оцениваемой

длины

профило-

граммы.

 

 

 

 

 

 

 

На

рис. 13, а представлена

профилограмма,

на

которой

можно

определить:

 

 

 

 

 

 

 

высоту общего профиля Pf

(таїбл. 1) и

процент

несущий

части

профиля поверхности Р)С

(табл. 2).

 

 

 

до са­

Р% определяется как расстояние

от самой высокой

мой низкой точки профилограм.мы. Учитывая масштаб

(дан в

левом

верхнем углу рис. 13, а),

а также то, что

 

(YP)mia=0,

числовое значение по профилограмме определим как

 

 

 

^ = ( і / я ) ш а х = 5 , 2 5

MKM.

 

 

 

 

(Тр)с

определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

Р)С

= !°°'І? (LP

) , .

 

 

 

 

 

 

L ,-=l

с

 

 

 

 

Для глубины разреза

С =1,25 мкм я)і,25

= 22,7%

* В этой формуле п является числом неровностей. Дл я практического применения французским стандартом Е 05—015 рекомендуется п > 3 для волнистости и п > 8 для шероховатости.

На рис. 13, б представлена профилограмма, полученная с механической или электрической фильтрацией нижних частот (т. е. с отфильтрованными верхними частотами), по .которой можно определить общую высоту волнистости Wt, макси­ мальную высоту волнистости Wmax, среднюю высоту волнис-

250 Хр

15,\ мим

 

 

 

Mi

 

 

Mi

 

мам

 

 

4 - І

гнил і

 

=:

-<

 

L

<:

 

 

- Н - т

2.5

 

/?

 

 

р

і

20

\ 1Ш ЛІМІ Мій М И І М Й тії «Ивь. ( Ц „ту ПГі вві

їв,

 

ні ^

JOB

 

 

Рис. 13. Профнлограммы

поверхности:

 

 

 

 

 

с .

г — з а п и с а н н ы е

без

фильтрации;

б — з а п и с а н н а я

с фильтрацией

Н И Ж Н И Х

частот;

 

в.

д — записанные

с фильтрацией

верхних частот

 

 

 

 

 

тости W, средний шаг волнистости

Aw

(табл.

 

1)

и

процент

несущей части

профиля

волнистости

(Tvcjc

 

(табл.

2).

Wt

и W т а х

определяются

с учетом масштаба

величинами

Wt=

(Ктл-)тах —3,9

МКМ; її7тах

= 3,5

MKM; W И Лцг

вычисля­

ются как средние значения из всех

W£

 

н Лц/г

на

всей

длине

профнлограммы (предполагается, что на рис. 13, б приведена только часть профнлограммы).

{Tw)c

определяется по

формуле

 

 

 

 

100'="

 

 

 

(7V)C

= ^ 2 {Lwv

.

Для

глубины

разреза

С=1,( 25 мкм

(7V)i.25 =41,2%.

На рис. 13, в

представлена профилограмма, полученная с

механической или электрической фильтрацией верхних частот (т. е. с отфильтрованными нижними частотами), по которой

можно' определить общую высоту шероховатости Rt

, мак­

симальную высоту шероховатости RmaK,

среднюю высоту

ше­

роховатости R, средний шаг шероховатости An

(табл.

1) и

процент

несущей части

профиля

шероховатости

 

{TR)C

(табл. 2):

# < = і ( У л ) І п а х = 4

мкм; Яшах = 2,5 мкм;

R

и AR

вы­

числяются

как средние

значения

из всех

Ri

и

 

в){;

( T r ) c определяется по формуле

 

 

 

 

к

~

2 (LR)t

.

Для

глубины

разреза

С =1,25 .мкм

(7>)i,25=35,8%.

На

рис. 13, г

представлена

профилограмма, полученная

без фильтрации, по которой можно определить глубину ни­ велирования общего профиля Рр и среднее арифметическое

отклонение

общего профиля

от средней линии

Ра

(табл. 2);

Dm— средняя линия

(прямая, параллельная

оси

абсцисс), положение которой для практических целей опре­

деляется равенством

сумм

заштрихованных (S3 ) и неза-

штрихованных

(5Н З ) площадей, т. е.

 

 

і =і

 

і=л

На

профилограмме

Рр = 9

мкм, Pa=Q,7 мкм.

На

рис. 13,

д представлена профилограмма, полученная

с механической или электрической фильтрацией верхних час­ тот, по которой можно определить глубину нивелирования

шероховатости

Rp

и среднее арифметическое

отклонение

шероховатости

от средней

линии профиля

Ra

(табл.

2):

Rp=

15 мкм и Ra=4,6

мкм.

значения Wp

 

Wa по

 

 

Аналогично

определяются

и

про­

филограмме, полученной с фильтрацией нижних частот.

 

 

Во французском стандарте Е 05—015 подчеркивается, что

ни один из приведенных критериев не является

основным, и

что

в каждом

отдельном случае надлежит

выбирать крите­

рий исходя из условий функционирования поверхности и воз­ можностей контроля.

*.

се

Т а б л и ц а З

Сводные данные стандартизованных критериев волнистости и шероховатости поверхности

Стандартизуемый критерий

Высота'общего профиля Высота волнистости Высота шероховатости

Средняя высота волнистости

Средняя высота шероховатости

Максимальная высота волнистости Максимальная высота шероховатости Средний шаг волнистости

Средний шаг шероховатости Процент несущей поверхности

Франция Е 05-015(1970)

Pi

W,

Rt w

R

^max

Av

Ar

1

S2(1963)

O)

 

Ю

 

CO

T

СЧ

 

о

 

•ЗО

 

O . J

 

U H

 

Rt

Rz

Rz

Rmax

 

S* ;S*

AR

rn

 

eP

 

t - Z € P

Rt

w

AR

ГЄІ1ТШ M 506 1965)

o.<

Ар/

•<

 

О

CO

LO

cn

стрия

в ?

 

 

4 D

W+Rt

 

Rt

^max

w

R

 

 

R Z

A W

faP

LO

Oi

« UJ

=7 о Ai

S D

H

1962)

ID

t l

Глубина

нивелирования

общего профиля

Pp

Глубина

нивелирования

волнистости

Wp

Глубина

нивелирования^шероховатости

RP

Среднее арифметическое отклонение обще­

Pa

го профиля

 

 

Среднее

арифметическое

отклонение вол­

Wa

нистости

 

 

Среднее арифметическое отклонение шеро­

Ra

ховатости

 

 

*Папаметоы по проекту стандарта на шероховатость,

RP

RP

Ru

Ra

Ra

Ra

Ra

Ra

S— средний

шаг неровностей

по

вершине.

 

Стандартизуемый критерии

Венгрия 4721(1958)MSZ

Италия 3963UNI(1960)

Япония 0601(1955)ВJIS

 

 

 

 

Высота

общего

профиля

 

 

 

Высота

волнистости

 

 

 

Высота

шероховатости

Rmax.

 

w

Средняя

высота

волнистости

 

 

Средняя

высота

шероховатости

 

R

 

Максимальная высота волнистости Максимальная высота шероховатости Средний шаг волнистости

Средний

шаг шероховатости

 

 

Процент

несущей поверхности

h

 

Глубина

нивелирования

общего профиля

 

Глубина

нивелирования

волнистости

 

 

Глубина

нивелирования

шероховатости

Ri

Re

Среднее

арифметическое

отклонение

общего

 

профиля

 

 

 

 

Среднее

арифметическое

отклонение волнис­

 

тости

 

 

 

 

Среднее арифметическое отклонение шерохо­

 

ватости

 

 

Ra

Ra

 

t--

Польша 58/MPN-04250

Румыния 5730—66STAS

cZZ

 

CO

 

 

к

v

 

 

~ О

 

 

r* CO

 

 

— о

 

 

Rma\ Rma\

Rz Rz

Ra Ra

Продолжение

Великобритания BS 1134(1961)

Швеция SMS 671 (1964)

Швейцария VSM 58300(1960)

Чехословакия

CSN 01 4450(1960)

Яз

 

 

 

 

 

Rmax

 

•Rmax

Я 2

 

 

 

 

Иг

H

%О

Rz

 

 

 

 

^max

A

AV

As

*c a RP

CLA Ra Ra Ra

В табл. 3 приведены сводные данные о стандартизован­ ных критериях волнистости и шероховатости поверхности, принятых в ряде стран. За основу приняты критерии, разра­ ботанные во французском стандарте Е 05—015, поскольку они наиболее полно отражают состояние нормирования шерохо­ ватости и волнистости. В таблицу вошли только те критерии,

которые получили условные буквенные обозначения в

со­

ответствующих стандартах.

'

Критерии, принятые в различных странах, имеющие оди­

наковое название и обозначение (приведенное в первой

гра­

фе табл. 3), не однозначны. Их можно рассматривать только как приближенно соответствующие друг другу величины.

В проекте

стандарта

США SI В.46.5

на шероховатость

и волнистость

поверхности

за волнистость

принимается фор-

Рис. 14. Геометрические параметры профиля (по проек­ ту стандарта США SI В. 46.5)

ма составляющей профиля, даваемая средней линией, опре­

деляемой двухзвенным /?С-фильтром. О возможности

тако­

го определения волнистости указывалось еще >в работе

[12],

но нормирование этой составляющей профиля предложено впервые*.

В стандарте заметно стремление связать геометрические параметры поверхности с функциональными характеристика­ ми деталей машин. Поскольку в начале .процесса эксплуата­ ции (в период приработки) вершины неровностей начнут быстро истираться, то предлагается учесть этот первоначаль­ ный износ. Он оценивается в 10% от всей высоты неровнос­ тей и определяет собой «допуск на выступы» 2 (рис. 14).

После окончания всего периода эксплуатации остается небольшая часть неровностей, высота которых оценивается в 10% от всей высоты неровностей и определяет собой «до­ пускна впадины» 6.

* Ниже будут изложены основные положения и метрологические воз­ можности определения волнистости по средней линии профиля с помощью двухзвенного /?С?-фильтра.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ