Tolerancija hrapavosti površine

Procjenjivanje hrapavosti površine

Način kako profilometar radi

Tolerancija hrapavosti površine obično se mjeri obzirom na srednju referentnu crtu profila neravnine m, koja dijeli profil tako, da je unutar mjerne duljine l veličina svih kvadrata odstupanja profila od te crte najmanja. Mjerna duljina l ovisna je o vrsti i kvaliteti obrade, te o metodi mjerenja. Parametri hrapavosti određeni su standardom DIN 4762, a neki od njih i starijim standardima HRN M.A1.020 i 021 i DIN 4768. ^[1]

Hrapavost površine

Hrapavost površine je u općem smislu mikrogeometrijska nepravilnost površine, koja nastaje tijekom postupaka obrade ili drugih utjecaja. Hrapavost površine u određenim slučajevima bitno utječe na radna svojstva strojnih dijelova, posebno na mjestima međusobnog spoja pojedinih elemenata (trenje, zračnost, podmazivanje). Općenito, strojni dijelovi s manjom hrapavošću imaju veću dinamičku čvrstoću, veću otpornost na koroziju, veću sposobnost nalijeganja, bolje prenose toplinu itd. Kako je postizanje niskog stupnja hrapavosti uvijek povezano s duljim i skupljim postupcima obrade, ono ima za posljedicu povećanje cijene strojnog dijela. ^[2]

Za procjenjivanje hrapavosti površine u strojarskoj praksi najčešće se upotrebljava srednje aritmetičko odstupanje profila R_a, koje je jednako srednjoj aritmetičkoj vrijednosti apsolutnih vrijednosti visine profila neravnina na mjernoj duljini l.

${\displaystyle R_{a}={\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}\left|y_{i}\right|}$

gdje je: R_a [μm] - srednje aritmetičko odstupanje profila, l [μm] - mjerna duljina hrapavosti površine, y(x), yi [μm] - visina profila hrapavosti s obzirom na srednju referentnu crtu, n - broj točaka procjenjivanja visine profila uzduž mjerne duljine

Kao parametar hrapavosti često se upotrebljava srednja visina neravnina R_z, koja je jednaka zbroju aritmetičke sredine apsolutnih vrijednosti visine pet najviših vrhova i aritmetičke sredine apsolutnih vrijednosti pet najvećih dubina udolina na mjernoj duljini l.

${\displaystyle R_{z}={\sqrt {{\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}y_{i}^{2}}}}$

gdje je: R_z [μm] - srednja visina neravnina, yi [μm] - visina i-tog najvišeg vrha, n - broj točaka procjenjivanja visine profila uzduž mjerne duljine. Približno vrijedi R_z ~ 4 R_a.

Važan parametar hrapavosti jest i najveća visina profila R_y, koja je definirana kao udaljenost između dva pravca paralelna sa srednjom linijom profila, povučena tako da u granicama mjerne duljine dodiruju najvišu, odnosno najnižu točku profila. Ovaj parametar jednak je parametru R_max (najveća visina neravnina) definiranom HRN standardom. Približno je R_max = 6,4 R_a.

Prema standardu HRN M.A0.065 i DIN ISO 1302, hrapavosti tehničkih površina su podijeljene u 12 stupnjeva, ovisno o najvećoj vrijednosti srednjeg aritmetičkog odstupanja R_a (tabela). U istoj su tabeli, radi mogućnosti usporedbe, navedeni i razredi hrapavosti, koji se još mogu naći u starijoj literaturi i crtežima. ^[3]

Mjerenje hrapavosti površina

Hrapavost površine se može mjeriti usporednom metodom ili direktnom metodom. Usporedna metoda se vrši kada se ispitivana površina uspoređuje se s uzorkom ili etalonom čija hrapavost je poznata, pa se tom prilikom koriste različiti komparativni mikroskopi. Direktna metoda može biti bezkontaktna ili kontaktna metoda (profilometri i profilografi).

Uređaji za mjerenje hrapavosti su:

• Profilometri mjere parametre hrapavosti.
• Profilografi crtaju profile kontroliranih površina.
• Profilograf-profilmetri su kombinacija prije navedena dva uređaja

Najčešća korištena kontaktna metoda mjerenja hrapavosti je pomoću dijamantne igle koja se giba po tretiranoj površini u jednom prolazu. Radi na induktivnom principu tj. generiranju induktivne struje i time formiranju električnog signala koji se dalje pojačava i kao izlaz imamo ispis profila i vrijednosti parametara hrapavosti kao i digitalni ispis na ekranu.

Označavanje hrapavosti površine

Označavanje hrapavosti površine se vrši prema standardu HRN M.A0.065 i DIN ISO 1302.

Izvori

1. [1] Arhivirano 2012-01-31 na Wayback Machine-u "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.
2. [2] Arhivirano 2017-02-28 na Wayback Machine-u "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.
3. "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2010.