Измерения нормальных

Использование микроинтерферометра для измерения неровностей поверхности основано на явлении интерференции света, которое можно наблюдать с помощью специального оптического устройства. Микроинтерферометры применяют в лабораторных условиях для оценки наиболее чистых поверхностей с неровностями высотой в пределах 0,02—2 мк. Поле зрения у этих приборов малое — до 0,5 мм*.

Для измерения неровностей поверхности до 40 мкм разработан растровый-микроскоп ОРИМ-I. Принцип его действия заключается в образовании муаровых полос при взаимном смещении или развороте двух растров, например, в виде решеток. Оптическая схема прибора аналогична схеме двойного микроскопа. При этом вместо щели на поверхность изделия проектируется изображение растра, наблюдаемое с помощью второй ветви оптической системы микроскопа.

Особенности измерений неровностей поверхности. Измерения неровностей поверхности принадлежат к линейно-угловым измерениям. Первая и основная их особенность состоит в малости измеряемых величин. Как указывалось в п. 4 гл. 1, измерению на производстве подлежат значения: высот неровностей от 0,025 мкм и шагов — начиная от 2 мкм. Наименьшая высота неровностей в десятки раз меньше, например, самого малого диаметрального размера, а наименьший шаг в 125 раз меньше самого малого шага резьбы г.

где ku — 1,3 -г- 2,6 — коэффициент, имеющий различные значения для различных типов приборов, предназначенных для линейно-угловых измерений, зависящий от условий применения приборов того или иного типа, вызывающих дополнительные погрешности. Однако официальные нормативы [Ацт] для приборов, измеряющих неровные поверхности, еще не созданы, и хотя нормативные предельные погрешности показаний [Ацт, П1 Для этих приборов в нашей стране установлены, коэффициент' ku увеличения погрешности измерений для измерения неровностей поверхности не определен. Наблюдения показывают, что его значения для измерений неровностей поверхности находятся на общем для линейных измерений уровне.

где kaa — коэффициент, зависящий от выбранной степени достоверности «да результата измерения параметра неровностей поверхности на единичном участке измерения; 1Д/}]р — допустимая для данной поверхности относительная (в %) погрешность измерения неровностей.

О выборе средств измерения неровностей поверхности. Основные принципы выбора средств измерения для неровностей поверхности такие же, как и для других размерных параметров в машиностроении: точность измерительного средства должна быть выше заданной точности ограничения величины неровностей поверхности, а трудоемкость измерений и их стоимость должны быть возможно низкими, обеспечивающими наиболее высокие показатели производительности труда и экономичности.

Р~ 0,06, нормативная вероятность безотказной работы Р<>~ kpu^Q$, критерий качества методики поверки средств измерения неровностей поверхности N. ^ kN ^ 0,9. Выбираем значение Р — 0,06 и по формуле (88) находим

Из сказанного ясно, что интерференционные измерения неровностей поверхности принадлежат к профильным методам измерений.

Определение результата измерения неровностей производят по формуле (94), поясненной в примере 9.

Иммерсионно-репликовый м и к р о и н тер-ф е р о м е т р М И И - 10 предназначен для измерения неровностей поверхности высотой от 0,1 до 1 мкм методом обычной двух-лучевой интерференции, т. е. так же, как на МИИ-4, и неровностей высотой от 1 до 10 мкм Иммерсионно-репликовым методом. Вторым методом можно измерить неровности металлических поверхностей и поверхностей, не растворимых в ацетоне неметаллических деталей независимо от их отражательной способности; можно исследовать шероховатость внутренних, труднодоступных поверхностей, а также крупногабаритных деталей. При этом измеряются не сами неровности поверхности, а их отпечаток — реплика, получаемая на тонкой, обычно нитроцеллюлозной, кинопленке, предварительно смоченной ацетоном.

. Измерения неровностей высотой .0,1—1 мкм без иммерсионной камеры выполняют так же, как на МИИ-4 (см. выше).

Для измерения нормальных лучистых тепловых потоков был разработан водоохлаждаемый узкоугольный радиометр-зонд" полного излучения с минимальными габаритами (наружный диаметр,30 мм), высокой чувствительностью и надежностью в работе (рис. 3, а). Конструкция выполнена без применения конденсирующих линз или зеркал и, следовательно, свободна от недостатков, присущих таким приборам, т. е. селективности восприятия лучистого потока, загрязнения оптических систем, относительно больших габаритов, необходимости юстировки и пр. Испытание и тарировка прибора производились на электрической трубчатой печи.

Авторы работ [75, 76] проводилл исследование при помощи разрезной волоки, состоящей из двух половин, скрепленных стяжными шпильками, что позволяло измерять распорное усилие. В каждую половину волоки вставляли ползуны различной длины для измерения нормальных и касательных контактных напряжений. Точность определения напряжений, по данным авторов, около 10%. Волока и ползуны были изготовлены из стали ШХ15. Угол рабочего конуса волоки а = 10°. Шероховатость поверхности канала Ra = 0,65 мкм.

Теории эффекта нормальных напряжений в настоящей работе будут рассмотрены применительно к деформации несжимаемой среды в условиях простого сдвига. Расчет и принципы измерения нормальных напряжений в конкретных типах приборов будут рассмотрены в последующих главах.

для измерения нормальных

Измерения нормальных напряжений производятся, как правило, в приборах типа конус — плоскость, реже — в приборах диск — диск и очень редко в приборах с коаксиальными цилиндрами. Поэтому ниже будут рассматриваться измерения применительно только к приборам первого типа, с малым углом между измерительными поверхностями.

Измерения нормальных напряжений могут быть использованы для определения того, как под влиянием деформирования изменяются свойства материалов. Это осуществимо теми же способами, как и в случае измерений касательных напряжений. Однако регистрация нормальных напряжений имеет то существенное преимущество, что они обусловлены только обратимыми деформациями, которые непосредственно характеризуют структурные особенности материала. Измерения нормальных напряжений слабо использовались в этих целях. Но все же можно привести характерные примеры.

релаксации достаточно для полного восстановления структуры раствора. Вяжно отметить, что получаемые для того же раствора аналогичным образом кривые т (у) менее наглядны, так как при использовавшейся скорости деформации ап/ауст в 1,5—2 раза превышают т:п1^уст- Поэтому максимумы на кривых а (у) выражены гораздо более резко, чем на кривых т (у), и, следовательно, измерения нормальных напряжений дают более четкие результаты.

Реогониометр А. С. Морозова. Прибор предназначен для совместного исследования нормальных и тангенциальных напряжений, а также «упругих отдач» в коллоидных и полимерных системах при их деформировании по методу Q — = const. Пределы измерения: нормальных напряжений от 1 до 500 н-ж"2; тангенциальных напряжений от 1 до 100 н-д("2, «упругих отдач» от 0 до 25 относительных единиц при воспроизводимости замеров ± 10%. Изменение скорости деформации от 0,01 до 100 сек'1. Радиусы конусов и дисков 3 см, углы, образованные плоскостью диска с образующими конусов для трех сменных конусов равны 4° 40'; 3° 55' и 1°52'30". Вершины конусов усечены. 230

воляет изменять их жесткость и пределы измерения нормальных и сдвиговых напряжений примерно в десять раз. Прогибы динамометров регистрируются при помощи емкостных датчиков 8 я 11 с записью на электронных самопишущих потенциометрах. Динамометры вместе с датчиками тарируются при помощи гирь в статическом режиме.

Реогониометр Н. Адамса и А. Лоджа [6, 12]. Прибор предназначен для измерения нормальных напряжений Р22 на различных расстояних от оси вращения в зазорах между конусом и плоскостью или между двумя дисками при комнатных температурах. Прибор позволяет выяснить влияние юстировки измерительных

поверхностей на результаты измерений нормальных напряжений, а также влияние наличия или отсутствия менисков испытуемого материала между измерительными поверхностями. Прибор использует совершенную схему измерения нормальных напряжений при помощи емкостных датчиков, а также отличается высоким классом исполнения. Пределы измерения: нормальных напряжений от 1 до 300 «-лг2; скоростей деформации от 1 до 150 сек"1. Радиус конуса (диска) 4,4 см, размеры плиты 20,2X12,6 см.