Perfilómetros

Perfilómetro Es un dispositivo especial para medir la rugosidad de la superficie de piezas, mecanismos y elementos individuales hechos de materiales de diferentes densidades. Ayuda a determinar la calidad del producto y la necesidad de procesamiento adicional. El uso, y especialmente la selección del aparato, son pasos importantes en casi cualquier proceso de producción. Por lo tanto, antes de comprar y comenzar a operar el medidor, debe estudiar en detalle qué tipos de perfilómetros son, su funcionalidad y características tecnológicas.

Índice de rugosidad superficial - esta es una de las principales características técnicas de la calidad de un producto diseñado para trabajar en duras condiciones, que implican un severo desgaste del material de fabricación. El nivel de rugosidad determinará tanto la calidad general del trabajo del producto, sus parámetros operativos y la duración del uso. El índice de rugosidad es muy importante, por ejemplo, para motores de combustión interna y otros componentes y mecanismos similares con una gran cantidad de piezas y elementos móviles.

Durante la operación, ocurren procesos continuos en las superficies de trabajo de tales mecanismos que tienen un impacto negativo en la estructura y la integridad del material:

• la formación de astillas, grietas y rebabas de varios tamaños;

• desgaste mecánico del material;

• erosión del metal, su aplastamiento parcial.

Para aumentar las características técnicas y operativas del producto, para mejorar la calidad de su trabajo, así como para extender la vida útil, el procesamiento tecnológico adicional ayuda significativamente: molienda... El nivel de rugosidad de la superficie dependerá de ello, que se mide con el perfilómetro.

Tales defectos que surgen pueden tener un efecto aún mayor en la calidad del mecanismo que un sobrecalentamiento o impactos severos y, en consecuencia, causar su deformación más rápidamente. Y el sobrecalentamiento del metal en sí ocurre con mayor frecuencia debido a una fricción excesiva, cuya causa es la rugosidad excesiva de la superficie de un elemento individual.

Por lo tanto, es la rugosidad la que afecta en gran medida a indicadores técnicos de materiales como:

• resistencia a la formación de corrosión;

• durabilidad general;

• Coeficiente de fricción admisible.

Según el principio de funcionamiento, los perfilómetros se dividen en contacto y sin contacto dispositivos. Los dispositivos de contacto están equipados con una aguja de acero especial con una punta dura. Determina el nivel de rugosidad, moviéndose a lo largo de la superficie del producto, y transmite las lecturas a una pantalla instalada en el cuerpo del dispositivo.

Los perfilómetros ópticos o sin contacto determinan el nivel de rugosidad de la pieza mediante un sensor óptico y un láser, que además, examinando la superficie, muestra los datos obtenidos en un monitor miniatura especial. Consideremos con más detalle ambos tipos de perfilómetros, las características de su funcionamiento y las principales características técnicas.

Para un ejemplo ilustrativo, consideremos uno de los perfilómetros de contacto más comunes: un dispositivo con una lectura digital del modelo 296. Es un representante típico de los dispositivos de esta clase de tecnología de medición, cuyo funcionamiento se basa en la conversión de señal inductiva.Este medidor está diseñado para medir el nivel de rugosidad de superficies planas únicamente. Estructuralmente, un perfilómetro de contacto consta de los siguientes elementos:

• aguja de acero con una punta dura, generalmente de diamante;

• dispositivo para mover la sonda;

• transductor de nivel de rugosidad;

• convertidor digital y amplificador de señal de potencia;

• pantalla o monitor en miniatura;

• sensores de retroceso para controlar la sonda, la dirección de su movimiento;

• interruptor de modo de medición;

• relé de ajuste de intervalo de tiempo.

El perfilador modelo 296, así como los dispositivos de una modificación similar, por ejemplo, el perfilador modelo 130, se consideran equipos de medición estacionarios. Estos dispositivos se utilizan principalmente para determinar la rugosidad de superficies solo en condiciones de laboratorio o taller.

Pero, además de ellos, también existen perfiladores de contactos móviles o portátiles, que tienen unas dimensiones reducidas. Por ejemplo, un dispositivo de medición de fabricación rusa modelo TR-100 con un transductor piezoeléctrico.

Ajuste de la lectura de la cantidad de salida o indicación en modelo TR-100 llevado a cabo a expensas de una unidad especial, adicionalmente integrada en el circuito operativo principal del dispositivo. Además, el perfilómetro TR-100 tiene un rango de medición más amplio, de 0,05 a 50 micrómetros (μm). Su desventaja significativa en comparación con los dispositivos de laboratorio o taller es la menor precisión de determinación (la diferencia entre los modelos es de aproximadamente un 10-12%).

A diferencia de los modelos de contacto, los perfilómetros sin contacto tienen más capacidades. Por lo tanto, hoy en día están mucho más extendidos, se utilizan con más frecuencia en la producción. Sus principales ventajas son la posibilidad de escaneo remoto, así como la función de transferencia de datos en línea y salida automática de información a un monitor de computadora o impresora para su posterior impresión. La distancia permitida o la distancia desde la superficie investigada dependerá del modelo específico del medidor. Como en el caso de los modelos de contacto, los dispositivos sin contacto también vienen en dos tipos principales: estacionarios y portátiles.

Un perfilómetro estacionario sin contacto con la función de registrar el resultado obtenido incluye los siguientes elementos:

• placa de aterrizaje con ranuras especiales en las que se fija el material o producto de prueba;

• cabezal láser especial para escaneo de superficies;

• un dispositivo óptico con transductores de medición primarios: un sensor o sensor especial;

• canal de guía para la transmisión de ondas - guía de ondas;

• un nodo informatizado con una interfaz de usuario adecuada para controlar el dispositivo y conectarle dispositivos de grabación adicionales.

La funcionalidad bien pensada de un perfilómetro óptico sin contacto le permite determinar y mostrar en el monitor una cantidad muy grande, y en la mayoría de los casos, una cantidad exhaustiva de información necesaria. Los datos detallados ayudan a establecer con la mayor precisión posible el nivel de rugosidad de la superficie y la necesidad de un procesamiento adicional. La información resultante incluye indicadores tan importantes como:

• perfil del área de escaneo - longitudinal y transversal;

• precisión de medición máxima permitida para una superficie específica;

• discreción (discontinuidad) del paso de medición del dispositivo;

• error de lectura en el momento del escaneo, así como el posible error total total.

Además de la funcionalidad principal, estos perfilómetros proporcionan la capacidad registrar los resultados obtenidos en un rollo de papel especial para impresión térmica. La grabación en sí se realiza en forma de perfilgrama, de modo que el dispositivo también se puede utilizar como un perfilógrafo completo. El control y seguimiento del escaneo se lleva a cabo en un modo de diálogo separado, esto permite volver a medir el nivel de rugosidad no en todo el producto, sino solo en las áreas requeridas.

Como ejemplo de perfilómetro sin contacto portátil o móvil, considere uno de los modelos más populares de este tipo de dispositivo: metro de producción alemana Mahr MarSurf PS1. En este dispositivo compacto, la señal de control se transmite al circuito correspondiente utilizando un sensor óptico especial. Las fluctuaciones involuntarias aleatorias (cambios parciales periódicos) de la distancia entre la superficie investigada y el receptor de lectura del aparato son compensadas por un sistema automático para calibrar el paso de medición.

El perfilómetro está equipado con una cómoda pantalla digital y una aguja especial retráctil sin contacto. Rango de medición del nivel de rugosidad en modelo portátil Mahr MarSurf PS1 varía de 5 a 15 micrómetros.

La elección del medidor dependerá directamente del tipo de superficie que se esté examinando y el propósito, la complejidad del artículo que se esté probando. Los perfilómetros estacionarios de contacto y sin contacto proporcionan una evaluación más precisa y detallada del nivel de rugosidad del material. La rugosidad de las superficies duras, como las piezas de acero con alto contenido de carbono, se mide mejor con una aguja de diamante. Es más conveniente realizar una evaluación operativa o parcial de la calidad del procesamiento del material con un portátil. dispositivo portátil.

Los medidores ópticos sin contacto están diseñados solo para escanear materiales limpios; el polvo y la suciedad pueden distorsionar significativamente el resultado.