表面粗糙度的測量方法和其故障排除方法的探討

表面粗糙度的測量方法和其檢測儀器常見故障排除方法的探討

眾所周知，表面粗糙度表征了機(jī)械零件表面的微觀幾何形狀誤差。對(duì)粗糙度的評(píng)定，主要分為定性和定量兩種評(píng)定方法，所謂定性評(píng)定就是將待測表面和已知的表面粗糙度比較樣塊相互比較，通過目測或者借助于顯微鏡來判別其等級(jí)；而定量評(píng)定則是通過某些測量方法和相應(yīng)的儀器，測出被測表面的粗糙度的主要參數(shù)，這些參數(shù)是Ra，Rq，Rz，Ry ；
他們代表的意義是：
Ra  是輪廓的算術(shù)平均偏差，即在取樣長度內(nèi)被測輪廓偏距絕對(duì)值之和的算術(shù)平均值。
Rq  是輪廓的均方根偏差：在取樣長度內(nèi)輪廓偏距的均方根值。
Rz  是微觀不平度的10點(diǎn)高度：在取樣長度內(nèi)5個(gè)最大的輪廓峰高與5個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和。
Ry  是輪廓的最大高度：在取樣長度內(nèi)輪廓的峰頂線與輪廓谷底線中線的最大距離。
目前常用的表面粗糙度測量方法主要有樣板比較法，光切法，干涉法，觸針法等。
1. 比較法  它是在工廠里常用的方法， 用眼睛或放大鏡，對(duì)被測表面與粗糙度樣板比較，或用手摸靠感覺來判斷表面粗糙度的情況；這種方法不夠準(zhǔn)確，憑經(jīng)驗(yàn)因素較大，只能對(duì)粗糙度參數(shù)值較大情況，給個(gè)大概范圍的判斷。
2. 光切法  它是利用光切原理來測量表面粗糙度的方法。在實(shí)驗(yàn)室中用光切顯微鏡或者雙管顯微鏡就可實(shí)現(xiàn)測量，它的測量準(zhǔn)確度較高，但它是與對(duì)Rz，Ry 以及較為規(guī)則的表面測量，不適用于對(duì)測量粗糙度較高的表面及不規(guī)則表面的測量。
3. 干涉法  它是利用光學(xué)干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。這種方法要找出干涉條紋，找出相鄰干涉帶距離和干涉帶的彎曲高度，就可測出微觀不平度的實(shí)際高度；這種方法調(diào)整儀器比較麻煩，不太方便，其準(zhǔn)確度和光切顯微鏡差不多；
4. 觸針法  它是利用儀器的測針與被測表面相接觸，并使測針沿其表面輕滑過測量表面粗糙度的測量方法。采用這種方法的儀器最廣泛的就是電動(dòng)輪廓儀，它的特點(diǎn)是：顯示數(shù)值直觀，可測量許多形狀的被測表面，如軸類，孔類，錐體，球類，溝槽類工件，測量時(shí)間少，方便快捷。
它可分為便攜式和臺(tái)式電動(dòng)輪廓儀， 便攜式儀器可在現(xiàn)場進(jìn)行測量，攜帶方便；帶記錄儀的電動(dòng)輪廓儀，可繪制出表面的輪廓曲線，帶微機(jī)的輪廓儀可顯示輪廓的形狀情況，并有打印機(jī)打印出數(shù)據(jù)和表面的輪廓線，便于分析和比較。它的測量范圍較大：Ra 值一般在0.02—50μm 。
這里我們對(duì)電動(dòng)輪廓儀的原理和儀器常見的故障排除方法進(jìn)行討論；
電動(dòng)輪廓儀的工作原理采用的是觸針法。儀器利用驅(qū)動(dòng)箱拖動(dòng)電感傳感器在工件表面上以一定的速度滑行，電感傳感器觸針隨同被測表面輪廓的峰谷起伏，產(chǎn)生上下位移，這個(gè)線值位移量引起傳感器內(nèi)測量橋路兩臂中電感量的變化，從而使得電橋輸出與觸針位移成比例的條幅信號(hào)，這個(gè)微弱的電信號(hào)經(jīng)過電子裝置放大整流后，成了代表工件截面輪廓的信號(hào)。
將它輸入記錄儀，就得到了截面輪廓的放大圖；或者把信號(hào)通過適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)進(jìn)行濾波和計(jì)算后，由電表直接讀出Ra 參數(shù)評(píng)定的表面粗糙度的值。
電動(dòng)輪廓儀由底座，驅(qū)動(dòng)箱，傳感器，控制器，放大器或電子裝置，記錄儀等附件組成。
使用電動(dòng)輪廓儀測量前，要對(duì)儀器預(yù)熱，對(duì)一般測量件，預(yù)熱5分鐘左右；對(duì)精密件，預(yù)熱約20-30分鐘。對(duì)于不同形狀的工件表面，選用不同的測量附件，例如對(duì)平和外圓柱表面，采用基本傳感器，控制器，V型塊和合適的滑塊，并選好合適的行程長度，截止轉(zhuǎn)換開關(guān)位置等。 對(duì)于階梯表面的測量，選用凹坑傳感器；滑塊選用凹坑專用滑塊；對(duì)于曲軸表面的測量，選用傳感器和控制器是基本的；滑塊用直角附件中的專用滑塊；這里不一一列舉了。
在掌握了它的測量方法的同時(shí)，對(duì)該儀器設(shè)備的維護(hù)也是非常重要的，對(duì)底座上的立柱位置，驅(qū)動(dòng)箱，傳感器，控制器，放大器電子裝置的相關(guān)位置定期檢查，對(duì)儀器出現(xiàn)的常見故障也能夠排除；常見的故障如下：
1. 儀器的指示燈不亮，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，整個(gè)儀器無法工作；
產(chǎn)生的原因是：放大器或者電子裝置的部件向的電元寶顯示燒毀；或是電源插頭連接不良；
處理方法: 更換保險(xiǎn)絲或者檢修電源插頭；
2. 儀器燈亮了，可直線記錄器或驅(qū)動(dòng)箱不工作；
產(chǎn)生原因是：各部件間的連接導(dǎo)線插頭插得不牢固； 或是放大器（或電子裝置）部件箱的高壓保險(xiǎn)絲燒毀；
處理方法：檢查同時(shí)插好各部件間的連接導(dǎo)線插頭；更換高壓保險(xiǎn)絲；
3. 驅(qū)動(dòng)箱電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能帶動(dòng)傳感器移動(dòng)。
產(chǎn)生原因是：驅(qū)動(dòng)箱上保護(hù)桿沒有松開；
處理方法：將保護(hù)桿沿著逆箭頭方向松開；
4. 記錄筆無反應(yīng)
產(chǎn)生原因是：接通記錄儀的插頭接觸不良；放大器（電子裝置）部件故障；
記錄筆機(jī)構(gòu)內(nèi)的線圈電阻下降；記錄器線圈斷路；記錄器變換電阻的插銷接觸不良。
處理方法：對(duì)于記錄筆機(jī)構(gòu)內(nèi)的線圈電阻下降；記錄器線圈斷路故障，可以更換記錄筆機(jī)構(gòu)；
其他故障均可設(shè)法排除。
以上只是一些常見故障的排除，對(duì)于復(fù)雜的故障，最好請專業(yè)維修技術(shù)人員處理。