
对平(píng)板检定中评定刮研接(jiē)触斑点的探讨
本文(wén)导读:
一、对平板检定中(zhōng)评定刮研接触斑点的探讨
平板是广泛就(jiù)用于(yú)机械行业精密测试(shì)、检验、划线的重要工具。为延长平板的使用寿命,保证使用精度,刮研接触斑点质量是铸铁平板(bǎn)的一项重要技术指标。
目前(qián),对刮研接触斑点的评定认(rèn)为:一是检查平板工作表面的微观质量即微小峰谷的平面度,表面微观质量高,耐(nài)磨性好,才能保证平板的使用寿命。二是防(fáng)止平板工作表面有小(xiǎo)范围的局部(bù)畸变,来保证(zhèng)平板的使用精(jīng)度。JJG 117-91平板检定规程(chéng)对刮研接触斑点要求见下表:
JJG 117-91平板(bǎn)检定规程对刮研接触斑点要(yào)求
级别 | 00级、0级 | 1级 | 2级(jí) |
刮制(zhì)平板的接触斑点(25×25毫米) | |||
斑(bān)点数 | ≥25 | ≥20 | ≥12 |
最多与最少斑点数之(zhī)差 | 不大于5个点 |
上表对接触斑点的面积(单点面(miàn)积、单位(wèi)面(miàn)积内的接触面积)、刮(guā)研深度均未作出(chū)具体规定,导致了对(duì)评定(dìng)刮研接触斑点的不同见解。
合理的平板刮(guā)研接触斑点可以延长平(píng)板的(de)使用寿命,本文(wén)就对此进行以下探讨:
一、磨擦对刮研接触斑点的磨(mó)损速(sù)度影响。
由于固体表(biǎo)面较粗糙,两物体表面总是在个(gè)别(bié)点上发生接(jiē)触,因此,实际接触面(miàn)积比理论(lùn)接触面积要小(xiǎo)得多(duō)。因为实际接触面小,所以即使在负荷很小的情况下(xià),也会产生很大的单位压力。由(yóu)于表面粗(cū)糙(cāo)度不同,在单位(wèi)压力作(zuò)用(yòng)下,接触面的磨损也随磨擦力的不同而不同。
在单位压力作(zuò)用下,重复磨擦、磨损随时间的变化曲线如下图:
曲线(xiàn)所表示的(de)在初期(qī)磨损量(liàng)大,这是由于磨(mó)损面不平滑(huá),实际接触面积小,比压大(dà)所造(zào)成的。对(duì)于平板来说,使用中平板刮(guā)研接触斑点始终处于初期(qī)磨损阶段,这是造成刮研接触斑点(diǎn)磨(mó)损主要原因之一。根据磨擦速度、接触压力磨损曲线(下图)可以看出,磨损速度(dù)v=0.3~0.5m/s的状态下,磨损量****,这一段称为粘着磨损。平板的使用状态下,工件在平板上移动速(sù)度也正是在这(zhè)一阶段上进(jìn)行工作的,这是造成刮研接触斑点磨损的原因之二。
另外,平板材料、硬度、环境以及维护、保养等因素也会对刮研接触斑点的磨损产生不同影响。为了研究不同的刮研深度,不(bú)同接触(chù)面积确切的磨(mó)损(sǔn)状况,本文以常用的试验方法,以及收集的资(zī)料加以分析探(tàn)讨。
二、刮(guā)研深度、刮(guā)研(yán)接触斑点面积的测定与(yǔ)评板的使用寿命分析
下表是对常(cháng)见的河北泊头平板和瓦房店平板的测试数据:
测 点(diǎn) 号 |
刮研深度(μm) | 测 点 号 |
刮(guā)研深(shēn)度(μm) | 测(cè) 点 号(hào) |
刮研深度(dù)(μm) | 测 点 号 |
刮研深度(μm) | 测 点(diǎn) 号 |
刮研深度(μm) | |||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |||||
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
35 42 31 37 36 25 36 38 35 36
|
5 8 10 7 5 7 8 11 8 7
|
11
12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
31
33 46 42 20 52 35 24 31 47 |
8
11 9 6 4 8 10 12 11 10 |
21
22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
39
49 48 31 41 26 32 32 56 38 |
9
11 10 13 12 9 10 10 10 11 |
31
32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
37
26 24 34 54 36 41 36 35 54 |
8
10 7 8 10 12 11 11 10 11 |
41
42 43 44 45 46 47 48 49 50 |
50
37 42 45 57 37 32 34 39 37 |
13
10 8 7 5 8 6 9 11 8 |
1号平(píng)板接(jiē)触斑点25~27,接触面积为20%左右;2号平板接触斑点25~29,接触(chù)面积为10%左右。
对(duì)20块平板(bǎn)所做的磨损情况调查结果为:2块河北泊头(tóu)平板,一块使用在5年以上,仍在正常使用;另一导体使用也在5年以(yǐ)上,由于保管不善,造成锈蚀进行了修复。其余18块瓦房店刮(guā)研的平板,使用时间均(jun1)为1年,经检定,10块磨损严重(chóng)已经不(bú)合格,需要重新修复;8块仍可使用,但已出一部分斑点连片现象(xiàng)。
对刮研(yán)深度作一简(jiǎn)单处理取其平均(jun1)值,1号平板刮研深度为37.36微米,2号(hào)平板刮研深度为9.06微米,二者相差3倍之多。根据磨擦曲线损(sǔn)量与(yǔ)磨(mó)擦时间的关(guān)系,平板使用始终处于初(chū)期磨损阶段,曲线呈(chéng)线性,磨损(sǔn)量与磨擦时间成正比。由于平板磨损情况的调(diào)查可知,河北泊头平板使用寿(shòu)命为瓦(wǎ)房店平板的5倍。显而易见,刮(guā)研深度(dù)对平板使用寿命的影响是不可忽略(luè)的。JJG 117-91平板检定规程对刮研深度没(méi)有做出规定,这无疑是一种缺陷。
从以上测试结果还可以(yǐ)看出,二者接触斑点(diǎn)大致相同,但所测接触面积分(fèn)别为20%和10%,悬殊是非常大的。从使用的角度讲,在不致引(yǐn)起工件与平板(bǎn)发生研合的情况下,尽可能提高接触面积,可提高平板的使用寿命(mìng)。JJG 117-91平(píng)板检定规程(chéng)也未对此项予以适当限制。
为了提高(gāo)平板的使用寿命,保证其工作精度,建议对刮研深度或控制在0.02mm以上,这样可保证平板有较(jiào)长的使用寿命(mìng)和检定周期。根据有关资料对刮研深度介(jiè)绍以及刮研(yán)深(shēn)度测得数据,此工艺(yì)加工要求是可以达到的(de)。
对接触斑点面积的控制,英国平板和平台标准规范中规(guī)定,对于AA级(相当于JJG 117-91规程(chéng)0级)、A级(相当于JJG 117-91规程1级(jí))平板的支承现积比例不低于20%,对B级(相当于JJG 117-91规程2级)平板支承面积比例不低于10%。高(gāo)点应当均匀分布,并且支(zhī)承面积的比例数不应高到使工件(jiàn)引起粘(zhān)合的程度。这一规(guī)定即(jí)保证了平板的使用精度,又兼顾了平板(bǎn)的使用寿命,是可以借鉴的。
二、常用材料极限强度
材料(liào)名 | 拉压 疲劳极限 |
弯曲 疲劳(láo)极限 |
扭转 疲劳极限 |
拉压脉动 疲劳极限 |
弯曲脉(mò)动 疲劳极限 |
扭(niǔ)转脉动 疲劳(láo)极限 |
结构钢 铸铁 铝合金(jīn) 结构(gòu)钢 铸铁 铝合金 |
≈0.3σb ≈0.225σb ≈σb/6+73.5MPa ≈0.3σb ≈0.225σb ≈σb/6+73.5MPa |
≈0.43σb ≈0.45σb ≈σb/6+73.5MPa ≈0.43σb ≈0.45σb ≈σb/6+73.5MPa |
≈0.25σb ≈0.36σb ≈(0.55~0.58)σ-1 ≈0.25σb ≈0.36σb ≈(0.55~0.58)σ-1 |
≈1.42σ-1l ≈1.42σ-1l ≈1.5σ-1l ≈1.42σ-1l ≈1.42σ-1l ≈1.5σ-1l |
≈1.33σ-1 ≈1.35σ-1 -- ≈1.33σ-1 ≈1.35σ-1 -- |
≈1.5τ-1 ≈1.35τ-1 -- ≈1.5τ-1 ≈1.35τ-1 -- |
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