Способ контактного измерения шероховатости поверхности однопрофильной конструкции

 

Использование: техническая диагностика. Цель: повышение точности измерения, снижение трудоемкости и повышение производительности измерений неровностей контролируемой поверхности. Сущность изобретения: на гибкую упругую металлическую пластину наклеивают эластичную прокладку, толщина которой превышает высоту ожидаемого максимального выступа поверхности, с нанесенной на нее координатной сеткой. На нее наносят калиброванный объем однородной эморфной массы с красителем, прижимают эту массу к контролируемой поверхности равномерным нажатием на поверхность пластины до упора в контролируемую поверхность при полном сжатии прокладки. Затем отделяют пластину, измеряют площадь отпечатка массы на прокладке, а интегральную оценку высоты неровностей контролируемой поверхности производят по отношению калиброванного объема массы к площади отпечатка. 4 ил.

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для контроля несущих толщин однопрофильных конструкций, поверхность которых подвержена коррозии или другим аналогичным факторам.

Известен способ контроля шероховатости, например, толщины коррозированного слоя конструкции путем очистки поверхности от отслаивающейся окалины и измерения несущей толщины конструкции, например посредством ультразвукового толщиномера. При этом используют точечный преобразователь, устанавливаемый на зачищенной поверхности, а о значении толщины коррозионного слоя судят по разности номинального значения толщины конструкции и измеренного значения [1].

Известен также способ контактного измерения шероховатости поверхности однопрофильной конструкции методом слепка, заключающийся в том, что формируют слепок путем прижатия массы аморфного материала с равномерно распределенным усилием к контролируемой поверхности, затем отделяют сформированный слепок и по неровностям его контактной поверхности определяют параметры шероховатости контролируемой поверхности [2].

Однако этот способ искажает действительный рельеф поверхности при шероховатости типа коррозии и является источником неточности, требует для своей реализации значительной трудоемкости и длительности при изготовлении слепка и измерения неровностей для оценки их интегральной высоты. Искажение рельефа происходит из-за того, что частицы массы незастывшего слепка, проникая в углубления и впадины коррозированной поверхности, частично или полностью остаются в них после снятия слепка из-за сцепления с конструкцией, заусенцами и козырьками. Это снижает точность измерений, а в большом ряде случаев совершенно неэффективно. Трудоемкость и длительность изготовления слепка и проведения измерений определяется необходимостью двух состояний массы - мягкого и твердого, а также процессом обработки поверхности слепка, например, профилографами-профилометрами. Кроме того, способ практически нереализуем в средах, препятствующих затвердеванию массы слепка.

Цель изобретения - повышение точности, снижение трудоемкости и повышения производительности измерения.

Это достигается тем, что в способе измерения шероховатости поверхности однопрофильной конструкции методом слепка, заключается в том, что формируют слепок путем прижатия массы аморфного материала с равномерно распределенным усилием к контролируемой поверхности, затем отделяют сформированный слепок и по неровностям его контактной поверхности определяют параметры шероховатости контролируемой поверхности, при формировании слепка используют гибкую металлическую пластину с наклеенной на нее упругой эластичной прокладкой, толщиной которой превышает ожидаемую максимальную высоту выступов на контролируемой поверхности, наносят на прокладку координатную сетку, массу аморфного материала калибруют по объему V, добавляют в нее краситель и перед приложением равномерной нагрузки размещают на поверхности координатной сетки, а при определении параметров шероховатости измеряют площадь S отпечатка массы на эластичной прокладке с координатной сеткой и по отношению V/S производят интегральную оценку высоты неровностей контролируемой поверхности.

На фиг. 1 показано расположение средств для реализации предлагаемого способа в исходном состоянии; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - средства в состоянии получения отпечатка, вид сбоку; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3 (при измерении площади отпечатка).

Элемент контролируемой коррозированной однопрофильной конструкции 1, например трубы, расположен параллельно гибкой упругой металлической пластине 2, способной при равномерном нажатии принимать форму контролируемого элемента. На пластину наклеена упругая эластичная прокладка 3 типа резины, на которую нанесена координатная сетка 4 либо непосредственно, либо на сменную пленку, закрепляемую на прокладке. Поверх сетки нанесена калиброванная по объему однородная масса 5 аморфного материала типа мастики с красителем. К пластине могут быть приложены равномерно распределенные по площади пластины силы 6.

Способ реализует следующим образом.

К пластине 2, находящейся в исходном состоянии (фиг.1 и 2), прикладывают равномерно распределенные по всей ее поверхности силы 6. Мастика 5, вдавливаясь в контролируемую поверхность конструкции, заполняет раковины, трещины, углубления. Остатки ее, выдавливаясь, распределяются по поверхности элемента конструкции и сетки 4 прокладки 3, которая, деформируясь под действием сил 6, играет роль распределителя мастики с одной стороны, а с другой принимает форму профиля конструкции под действием гибкой пластины 2 подверженной действию сил. Усилие прикладывают до тех пор, пока прокладка 3 не сдавливается до упора (фиг.3).

Затем пластину 2 с прокладкой 3, отпечатком и оставшейся мастикой отделяют и измеряют площадь отпечатка 5 (фиг.4). Если обозначить объем массы 5 через V, а площадь отпечатка через S и полагая, что объем массы 5 в состоянии (фиг. 3) остался прежним, то деформированный объем определяется выражением V= Shср где hср - среднее значение высоты деформированной фигуры мастики.

Откуда искомая толщина коррозированного слоя hср = При этом не важно какая часть мастики осталась на конструкции, а какая на прокладке при отделении пластины, важна площадь от красителя после прижатия, которая не всегда совпадает с площадью оставшейся мастики. Это позволяет обеспечить интегральную оценку степени коррозирования поверхности конструкции в заданном месте. При необходимости могут быть выбраны зоны с опасными, наиболее напряженные или ответственными участками, а также их необходимая площадь и количество.

Преимуществами способа являются легкость его реализации, простота средств, возможность проведения замеров в труднодоступных местах и средах, в том числе и под водой. Параметры материалов пластины прокладки, сетки и мастики могут быть подобраны при исключении их взаимодействия с окружающей средой.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ОДНОПРОФИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ методом слепка, заключающийся в том, что формируют слепок путем прижатия массы аморфного материала с равномерно распределенным усилием к контролируемой поверхности, затем отделяют сформированный слепок и по неровностям его контактной поверхности определяют параметры шероховатости контролируемой поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, снижения трудоемкости и повышения производительности измерения, при формировании слепка используют гибкую металлическую пластину с наклеенной на нее упругой эластичной прокладкой, толщина которой превышает ожидаемую максимальную высоту выступов на контролируемой поверхности, наносят на прокладку координатную сетку, массу аморфного материала калибруют по объему V, добавляют в нее краситель и перед приложением равномерной нагрузки размещают на поверхности координатной сетки, а при определении параметров шероховатости измеряют площадь S отпечатка массы на эластичной прокладке с координатной сеткой и по отношению V/S производят интегральную оценку высоты неровностей контролируемой поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к эксплуатации трелевочных волоков и может быть использовано для получения статистических характеристик волоков в целях оценки качества поверхности волоков

Изобретение относится к измерительным устройствам, используемым при оценке плоскостности дисков круглых пил

Изобретение относится к авиационно-космической технике и может быть использовано в процессах контроля качества аэродинамической поверхности орбитального самолета

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к машиностроению , в частности к измерительной технике по Измерению параметров шероховатости обработанных поверхностей различных деталей, преимущественно глубоких отверстий

Изобретение относится к области деревообрабатывающего машиностроения, а более конкретно к средствам контроля натяжения и плоскостности круглых пил для распиловки древесины, древесных материалов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения глубины хода рабочего органа почвообрабатывающих орудий, а также в качестве датчика в системах автоматического регулирования глубины хода рабочих органов

Изобретение относится к измерительной технике, связанной с контролем отклонения от прямолинейности образующих цилиндрических деталей, и может быть использовано для автоматизированного контроля прямолинейности внутренних образующих длинномерных труб

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в полупроводниковом производстве при непрерывном контроле толщины и неплоскости пластин

Изобретение относится к строительству и эксплуатации автомобильных дорог и предназначено для контроля несущей способности и ровности дорожных конструкций

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки несущей способности поверхностных слоев изделий из различных материалов

Изобретение относится к технике контроля, в частности к устройствам контроля формы цилиндрических обечаек

Изобретение относится к измерениям точности формы поверхности, а именно к способам и устройствам для контроля отклонений от плоскостности

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения шероховатости поверхности в заводских условиях эксплуатации

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки микрогеометрии поверхности детали и абразивного инструмента

Изобретение относится к нанотехнологии, в частности к устройствам переноса зондов в высоковакуумных комплексах между различными технологическими модулями с использованием сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ)

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим измерение в режиме непрерывного сканирования в условиях низких температур

Изобретение относится к области сканирующей зондовой микроскопии, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим наблюдение, измерение и модификацию поверхности объектов
Наверх