7. Параметры шероховатости поверхности детали

Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей на рассматриваемой поверхности с относительно малыми шагами, образующая микрорельеф поверхности. По профилю шероховатости на длине l базовой линии оценивают ее параметры. Отношение шага неровностей к их высоте для шероховатости не

превышает 50. Шероховатость поверхности ухудшает качественные показатели

работы деталей. В подвижных соединениях она приводит к преждевременному

износу поверхностей, так как при работе деталей металлические гребешки

срезаются и стираются, продукты износа смешиваются с маслом и ускоряют

процесс изнашивания поверхностей. В неподвижных соединениях шероховатость ослабляет их статическую прочность. Кроме того, шероховатость ухудшает герметичность соединений и коррозионную стойкость изделий.Для количественной оценки шероховатости в основном используют два

высотных показателя: среднеарифметическое отклонение профиля Ra и средняя

высота шероховатости Rz. Для их определения через кривую, описывающую

профиль шероховатости, проводят прямую (рис. 5.1), которая делит выступы и

впадины так, что сумма площадей выступов Fвыст равна сумме площадей впадин Fвп. Такая прямая называется средней линией. Условие средней линии

записывается формулой(КАРТИНКА ФОРМУЛЫ)

Сумма расстояний от средней линии до отдельных точек профиля yi

, делѐнная на их количество, называется средним арифметическим отклонением профиля RaLКАРТИНКА ФОРМУЛЫ).

и обозначается КАРТИНКА Вторым высотным параметром шероховатости является средняя высота шероховатости Rz

, определяемая как среднее расстояние между пятью точками

выступов и пятью точками впадин: ФОРМУЛА

Отсчѐт расстояний ведѐтся от линии, параллельной средней линии. Средняя

высота шероховатости обозначается КАРТИНКА

Параметры Ra и Rz имеют размерность в микрометрах и назначаются из

геометрического ряда со знаменателем 2. Высотные параметры Ra и Rz являются основными при оценке шероховатости. Параметр Rz рекомендуется применять для поверхностей с большой (Rz >20 мкм) и малой (Rz < 0,08 мкм) шероховатостью, а параметр Ra – для поверхностей со средней шероховатостью (0,08<Ra<20 мкм). Это определяется техническими возможностями существующих методов и приборов для оценки параметров шероховатости. Кроме параметров Ra и Rz большое распространение получили следующие показатели:1. Rmax  наибольшая высота неровностей, равная расстоянию между линией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины. Линии выступов и впадин профиля  это линии, параллельные средней линии,

проходящие соответственно через высшую или низшую точку профиля в пределах длины.

2. Средний шаг неровностей профиля Sm  среднее арифметическое

значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины.

3. Средний шаг местных выступов профиля S - среднее арифметическое

значение шагов местных выступов профиля (по вершинам) в пределах базовой

длины.Шаговые параметры S и Sm определяют взаимное расположение одноименных

точек неровностей, а также форму микропрофиля. С увеличением S и Sm при

неизменных высотных параметрах Ra , Rz микропрофиль становится более пологим. По мере уменьшения разницы между S и Sm профиль неровностей становится более однородным, т. е. регулярным.

4. Относительная опорная длина профиля tp  это отношение опорной

длины профиля lp к базовой длине l (%).

Перечисленный комплекс параметров шероховатости позволяет

охарактеризовать высоту, шаг и форму микрорельефа. При одинаковых высотных параметрах микрорельеф может иметь различные форму, шаг и жесткость.На эксплуатационные свойства поверхности детали помимо указанных высотных и шаговых параметров микропрофиля оказывают влияние также радиусы закругления выступов rв и впадин rвп неровностей, углы наклона их боковых сторон к средней линии β и расстояние от линии выступов до средней линии Rp. Эти показатели, в некоторой своей части отражаемые соотношением высотных и шаговых параметров микропрофиля, оказывают существенное влияние

на характер контактного взаимодействия сопряженных поверхностей деталей. Так, износостойкость зависит от высоты и формы микронеровностей, радиуса

закругления их вершин; коррозионная стойкость зависит от высоты

микронеровностей, радиусов закругления впадин, среднего шага неровностей

микропрофиля; контактная жѐсткость зависит от относительной опорной длины

микропрофиля поверхности, радиуса закругления вершин, шага неровностей

профиля, угла наклона боковых сторон микронеровностей и т. д.

Оценка шероховатости поверхности может осуществляться качественными и

количественными методами. Качественные методы оценки основаны на сравнении обработанной поверхности с образцами шероховатости. Контроль шероховатости путем сравнения со стандартными образцами или аттестованной деталью широко используется в ремонтном производстве. Количественные методы основаны на

измерении микронеровностей специальными приборами. Наибольшее

распространение для определения шероховатости поверхности получили щуповые приборы, работающие по методу ощупывания поверхности алмазной иглой. К этой группе приборов относятся профилометры, непосредственно показывающие среднее арифметическое отклонение профиля Ra, и профилографы, записывающие профиль поверхности.