Download - Predavanja Mjerenje u Proizvodnji 12 13 p07
-
25.3.2013
1
Sadraj predavanja:Sadraj predavanja:Mjerenja stanja povrinaMjerenja stanja povrina
MJERENJE U PROIZVODNJIMJERENJE U PROIZVODNJIMJERENJE U PROIZVODNJIMJERENJE U PROIZVODNJI
PREDAVANJE 7PREDAVANJE 7
Sveuilini studij strojarstvaSveuilini studij strojarstva
Voditelj kolegija: Voditelj kolegija: profprof. . drdr. . scsc. Duko Pavleti, . Duko Pavleti, dipldipl. ing.. ing.Asistenti: Marko Krulja, Asistenti: Marko Krulja, dipldipl. ing.. ing.
MauroMauro tefanitefani, , dipldipl. ing.. ing.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
MJERENJE ODSTUPANJA
OBLIKA
-
25.3.2013
2
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
3
Izraene povrine djelomino odstupaju od idealne povrine. Za praksu je izuzetnovano da se ostvare dimenzijske karakteristike to blie eljenima.
Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Mikrogeometrijske karakteristike odreuju vijek trajanja proizvoda koju su u fizikoj ifunkcionalnoj vezi. ivotni vijek proizvoda ovisi o povrinama kojima se dodiruju.
Potrebno je razlikovati gdje poinje mikrogeometrija povrina, a gdje se zavravamakrogeometrija.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
4
Prema normi DIN 4760 kvaliteta i stanje povrine moe se podijeliti na 6 kategorija.
Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Odstupanje od oblika/Profili
Odstupanje od oblika
Primjeri odstupanja Razlozi odstupanja
Odstupanje od pravocrtnosti, ravnosti,
krunosti, .
Utjecaji proizvodnih strojeva, radnog
komada i procesa.
ValovitostValovita povrina
Utjecaj obradnog alata, nepravilnog hvatanja
(stezanja) u stroj.Hrapavost (I)
ljebovi, ispupenja, Utjecaj obradnog alata, reznih otrica.Hrapavost (II)
Znaci ogrebotinaFormiranje kontinuirane
i prekidne strugotine
Hrapavost (III) Kristalna struktura Procesi unutar kristalne strukture, korozije i kemijski procesi.Hrapavost (VI) Meukristalne promjene
-
25.3.2013
3
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
5
Bez obzira da li se mjere makro ili mikro karakteristike povrina mjerenja se moguizvoditi mjernim instrumentima koji rade na kontaktnom ili beskontaktnom principu.
Optiki mjerni instrumenti ee se koriste i za raznovrsnije namjene, u odnosu nataktilne.
Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Mjerenja se mogu podijeliti na mjerenja:
-makrogeometrijskih znaajki ili odstupanje od oblika i
-mikrogeometrijskih odstupanja ili hrapavosti povrina.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
6
Mjerna oprema za mjerenje odstupanja od oblika
Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Osnovna podjela mjernih instrumenata prema parametrima koji se mjere je:-Oprema za kontrolu i mjerenje poloaja-Oprema za kontrolu oblika-Oprema za kontrolu pravilnosti rotacije
Poloaj radnog komada je odreen tolerancijama pravca:-Paralelnost-Okomitost-Smjetaj/poloaj-Kut nagiba-Koncentrinost
Oblik radnog komada odreuje:-Pravocrtnost-Ravnost-Krunost-Cilindrinost-Oblik linije-Oblik plohe
-
25.3.2013
4
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
7Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Mjerenje odstupanja od pravocrtnosti
Pravocrtnost je stanje kod kojega je element povrine pravac. Dozvoljeno odstupanje odpravocrtnosti u ravnini odreeno je povrinom izmeu dva paralelna pravca, koji sumeusobno udaljeni Tp.
Dozvoljeno odstupanje od pravocrtnosti odnosi se na
linijske elemente na povrini
Tp
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
8Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Osnovni model mjerenja pravocrtnosti pomou komparatora.
Odstupanje od pravocrtnosti se rauna u odnosu na referentni pravac koji se odredimetodom najmanjih kvadrata.Odstupanje od pravocrtnosti odreeno je zbrojem udaljenosti dviju najudaljenijih toaka(jedne s desne i druge s lijeve strane referentnog pravca).
-
25.3.2013
5
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
9Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Mjerenje ravnosti
Ravnost je stanje povrine kod koje su sve toke u jednoj ravnini. Dozvoljenoodstupanje od ravnosti odreeno je prostorom izmeu dvije ravnine, koje su udaljene zavrijednost naznaenog odstupanja TRa. .
TRa
0,12
0,12
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
10Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Shematski prikaz mjerenja ravnosti povrina i plan mjerenja
Referentna povrina
Pravokutna metoda
Pomini oslonci
Nepomian oslonac
y
L
L
Dijagonalna metoda
Plan mjerenja ravnosti
x
x1 x2 x3 x4 x5 xmy1
y2y3yn
Princip mjerenja je slian principu mjerenja pravocrtnosti.Odstupanje od ravnosti odreeno je zbrojem udaljenosti dviju najudaljenijih toaka (jedna s donje a druga s gornje strane ravnine dobivene metodom najmanjih kvadrata).
-
25.3.2013
6
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
11
Mjerenje pravocrtnosti i ravnosti moe se izvoditi i jednostavnim mjernim sredstvima kao to su: libele, autokolimatori, sinusni lineali. Ukoliko se ele tona i laboratorijska mjerenja koriste se mjerni instrumenti koju su sloenije konstrukcije.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
12
Mjerenje krunosti
Krunost se odnosi na stanje krune linije ili povrine krunog dijela, kod kojeg su svetoke na obodu poprenog presjeka jednako udaljene od sredinje toke.
Odstupanja od krunosti mogu stvoriti upraksi velike probleme, primjerice,vibracije mogu uzrokovati ozbiljneprobleme u radu mlaznih motore tomoe dovesti do katastrofalnihposljedica.
Neophodno je imati mogunostsmanjivanja i/ili predvianja vibracija.Dio sklopa moe funkcionirati i u sluajukada nije potpuno kruan, ali e tosigurno utjecati ne njegovu trajnost, atime i na trajnost itavog sklopa.
-
25.3.2013
7
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
13
Mjerenje krunosti
Dozvoljeno odstupanje od krunosti odreeno je povrinom izmeu dvije koncentrinekrunice u istoj ravnini, ija je razlika polumjer Tk. Linija profila radnog komada ne smijeni jednom tokom izlaziti izvan krunog vijenca.
Vrste pogreaka krunosti mogu biti valovitost, izboenost i ovalnost.
OVALNOST
IZBOENOST
VALOVITOST
0,02
0,02
Obod povrine radnog komada u jednom poprenom presjeku
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
14Izvor: N. Zaimovi-Uzunovi: Mjerna tehnika, Zenica, 2006.
Postoje dvije osnovne metode mjerenja / ispitivanja krunosti:-s unutarnjom mjernom referencom-s vanjskom mjernom referencom
Mjerenje krunosti s unutarnjom mjernom referencom
Kod ove metode je mjerna referenca u tijeku ispitivanja krunosti promjenjiva, to sesmatra i osnovnim nedostatkom ove metode. Naime, mjerna se referenca odreuje natemelju elemenata povrine ispitivanog predmeta mjerenja.
Mjerenje krunosti s unutarnjom mjernom referencom moe se izvoditi slijedeimmetodama:
-dijametralno ispitivanje krunosti-ispitivanje krunosti primjenom mjernih iljaka-ispitivanje krunosti primjenom V-prizmi
-
25.3.2013
8
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
15Izvor: L. De Chiffre, Geometrical Metrology and Machine Testing, 2010.
Mjerenje krunosti primjenom komparatora na ravnoj plohi
Mjerenje krunosti primjenom komparatora i V prizme
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
16
Mjerenje krunosti pomou V-prizme.
Mjerenje se izvodi pomou etiri komparatora koji su postavljeni tako da formiraju slijedee kutove:K1: =60; =0K2: =60; =180K3: =60; =60K4: =60; =30gdje su: kut prizme kut dodiran broj toaka dodiran koeficijent koji ovisi o kutu prizme, kutu dodira i broju toaka dodira= n k - izmjerena vrijednostk stvarna vrijednost odstupanja od krunosti
A
B C
K1K4
K3
K2
6030
60
-
25.3.2013
9
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
17
Referentna os
Mjerno vreteno
Osjetnik
Ticalo
Izradak
Os izratka
Os rotacije
e
Os izratka
e
e ekscentrinost osi izratka u odnosu na os rotacije
Mjerenje krunosti s vanjskom mjernom referencom
Kod ove metode mjerenja krunosti za mjernu referencu se uzima os rotacije vrloprecizno izraenog vretena, ija tonost rotacije mora biti unutar usko propisanihgranica.
Kod mjerenja krunosti s vanjskom mjernom referencom primjenjuju se dvije vrsteureaja i to:- ureaj s rotirajuim stolom, i- ureaj s rotirajuom sondom (prikazan na slici).
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
18
-
25.3.2013
10
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
MJERENJE HRAPAVOSTI
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Hrapavost povrina (povrinska hrapavost) je ukupnost mikrogeometrijskihnepravilnosti na povrini predmeta koje se pravilno ili nepravilno ponavljaju, a nastale sudjelovanjem alata tj. postupkom obrade ili drugim utjecajima.Svaka povrina izratka nije glatka idealna geometrijska povrina, ve se sastoji od nizaizboina i udubljenja (neravnina) razliitih veliina, oblika i rasporeda.
Usmjerenost
Hrapavost
Valovitost
-
25.3.2013
11
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Profil povrine dobiva se presijecanjem povrine jednom podesno odabranomravninom, koja je okomita na smjer rasprostiranja neravnina (tragove obrade).Razlikujemo stvarnu, efektivnu i geometrijsku povrinu.
Stvarna povrina ograniavatijelo i odvaja ga od okolnogprostora.
Efektivna povrina jeizmjerena povrina, odnosnopriblina slika stvarne povrinedobivena pomou mjernihinstrumenata i ovisi o nainumjerenja.
Geometrijska povrina jeidealna povrina iji oblik jedefiniran crteom iliproizvodnim postupkom.
Presjek
Presjek
Presjek
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Duina vrednovanja ln je duljina na kojoj se vrednuju vrijednosti veliina hrapavosti.Ta duina moe sadravati jednu ili vie referentnih duina l. Parametri hrapavostiprofilmetrima se odreuju na promatranoj duini koja sadri 5 referentnih duina.
Srednja crta profila - mpredstavlja referentni sustav koji slui za vrednovanje profila, a dijeli profil tako da unutar referentne duine (l) zbroj kvadrata svih odstupanja profila od te crte bude najmanji.
-
25.3.2013
12
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Parametri povrinske hrapavosti
Ra srednje aritmetiko odstupanje profila. Srednje aritmetiko odstupanje profila Raje srednja aritmetika vrijednost apsolutnih vrijednosti profila y u granicama referentneduine l.
=
=
n
1ii
l
0a y
n
1dxyl1R
n ukupan broj mjerenih odstupanja unutar referentne duine l.yi pojedinana odstupanja unutar referentne duine l.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Rq srednje kvadratno odstupanje profila. Srednje kvadratno odstupanje profila Rq jekvadratni korijen iz aritmetike sredine kvadrata odstupanja svih toaka efektivnogprofila od srednje crte. To je parametar koji daje informaciju sline kvalitete kao Ra (veiza oko 10%) a izraunava se:
21
n
1i
2i
21
l
0
2q y
n
1dxyl1R
=
=
Rz visina neravnina profila u deset toaka. Rz je srednja aritmetika vrijednostvisine 5 najviih izboina i dubine 5 najdubljih udubina u granicama referentne duljinemjerenih od proizvoljnog pravca koji je paralelan sa srednjom crtom profila ali je nesijee.
5
yyR
5
1ivi
5
1ipi
z
==
+=
Rp najvea visina izboine profila.Rv najvea dubina udubine profila.Rt najvea visina profila (Rmax) je zbroj vrijednosti Rp i Rv.
Ispitivanje primjene parametara hrapavosti u praksi pokazalo je da su najvie koriteniparametri hrapavosti: Ra , Rz i Rt.Radi bolje procjene stanja povrine poeljno bi bilo mjeriti dva ili vie parametra.
-
25.3.2013
13
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Metode mjerenja povrinske hrapavosti1. Usporedne metode
Ispitivana povrina usporeuje se s etalonom ija hrapavost je poznata, tomprilikom se koriste razliiti komparativni mikroskopi.
2. Direktne metode- bezkontaktna metoda- kontaktna metoda (profilmetri i profilografi)
Ureaji za mjerenje hrapavosti:Profilometri - mjere parametre hrapavostiProfilografi - crtaju profile kontroliranih povrinaProfilograf-profilmetri - kombinacija prije navedena dva ureaja
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Najea koritena kontaktna metoda mjerenja hrapavosti je pomou dijamantne iglekoja se giba po tretiranoj povrini u jednom prolazu. Radi na induktivnom principu tj.generiranju induktivne struje i time formiranju elektrinog signala koji se dalje pojaava.Rezultat je ispis profila i vrijednosti parametara hrapavosti kao i digitalni ispis na ekranu.
-
25.3.2013
14
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Pri pomicanju dijamantne (1) igle (radijus vrha manji od 10 m) po mjerenoj povrini (8)dolazi do promjene razmaka induktivnog elementa (2) i sistema magneta-jezgra i dvanamotaja (3). Promjena izaziva promjenu napona inducirane struje i formiranjaelektrinog signala, koji se preko transformatora (4), pojaala i elektronskog bloka (5)transformira i prenosi na indikatorsku jedinicu - skalu instrumenta (6) i crta (7).Prikazani ureaj ubraja se u profilograf-profilometre.
Profilograf - profilometar
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
28
Primjer mjerenja Mahr-Surf profilograf-profilometrom
Izvor: V. Prodan: Mjerenje hrapavosti, Seminarski rad, Tehniki fakultet, 2012.
-
25.3.2013
15
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
29
Primjer mjerenja Mahr-Surf profilograf-profilometrom
Translacija u smjeru X je ostvarena pomou step motora ili linearnog motora koji se nalazi u pogonskoj jedinici. Mjerna ravnina je ostvarena pomou odnosa optike plohe ispod noice i Y stolia. Kako ticalo ide po povrini uzorka, noica pretvara mehaniko gibanje ticala u analogni signal koji se pojaava u pojaalu. Nakon toga analogni signal se digitalizira u A/D pretvarau i prosljeuje do raunala.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
30
Primjer mjerenja Mahr-Surf profilograf-profilometrom
Pri ispitivanju hrapavosti uzima se 7 intervala mjerenja to se jo naziva i duljina ispitivanja lt. U prvom intervalu odvija se ubrzanje ticala dok je u zadnjem usporenje ticala pa se kao izbor referentnih intervala uzima samo njih 5, i to od 2. do 6. To se podruje naziva duljina vrednovanja ln.
-
25.3.2013
16
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
31
Primjer mjerenja Mahr-Surf profilograf-profilometrom Mjerenje hrapvosti izratka (1) Prikaz rezultata mjerenja na zaslonu
Ispis rezultata mjerenja
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
32
Primjer mjerenja Mahr-Surf profilograf-profilometrom Tablini prikaz rezultata mjerenja
Naziv veline [m] 1.mjerenje 2.mjerenje 3.mjerenjeRa 0,149 0,237 0,250Rz 1,32 1,80 1,66Rmax 1,63 1,94 2,01Wt 0,13 0,22 0,38R 0,87 1,30 1,21Rx 1,54 1,98 2,18Wte 0,52 0,76 0,74
-
25.3.2013
17
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
a
b
c (f)
e d
a srednje aritmetiko odstupanje profila Ra u m ili oznaka razreda hrapavosti (N1 N12),b postupak obradec referentna duina ld smjer prostiranja neravnina
= paralelno crti koja predstavlja povrinu okomito krinoM viesmjernoC priblino krunoR radijalnoP bez jasnog smjera prostiranja
e dodatak za strojnu obraduf simbol i vrijednost drugog koritenog parametra hrapavosti
Primjeri oznaavanja:tokareno
1,6
tokareno
N7ili1,60,8
N7N6ili
tokareno
1,60,8
2,5
2
valjano
ili openito
Oznaavanje
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
OBRADNI PROCES Povrinska hrapavost, Ra, mRazred (stupanj)
hrapavostiGruba obrada 6,3 N9
Srednja obrada 3,2 N8Fina obrada, grubo
bruenje 1,6 N7Vrlo fina obrada, srednje bruenje 0,8 N6Fino bruenje,
honovanje 0,4 N5Veoma fino
bruenje, lepovanje 0,2 N4Lepovanje, poliranje 0,05 N2
Utjecaj vrste obrade na hrapavost povrine
-
25.3.2013
18
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
35
Prema HRN M.A0.065 i DIN ISO 1302, hrapavosti tehnikih povrina su podijeljene u 12 stupnjeva, ovisno o najveoj vrijednosti srednjeg aritmetikog odstupanja Ra.
U istoj su tablici, radi mogunosti usporedbe, navedeni i razredi hrapavosti, koji se jo mogu nai u starijoj literaturi i crteima.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
MJERENJE TVRDOE
-
25.3.2013
19
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
DEFINICIJA TVRDOE
Tvrdoa predstavlja otpornost materijala prema prodiranju nekog drugog, znatno tvregtijela. Takoer, tvrdoa se definira i kao otpor materijala prema plastinoj deformaciji. Toje svojstvo krutina jer tekuine i plinovi nemaju tvrdou.Podaci o tvrdoi materijala su neophodni kada se radi o strojnoj obradi. Alati moraju bititvri od materijala koji se obrauje. Najtvri materijal je dijamant.
Prvu metodu za mjerenje tvrdoe razvio jeFriderich Mohs (1773. 1839.). Mohsova skala jeniz od deset minerala, poredanih po tvrdoi, kojise koristi za procjenu relativne tvrdoe drugihminerala ili tvari. Mineral koji je vii u Mohsovojskali, ima veu tvrdou. Mohsova metoda se neprimjenjuje za mjerenje tvrdoe tehnikihmaterijala.
METODE ZA MJERENJE TVRDOE
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Za mjerenje tvrdoe nisu potrebni posebno izraeni uzorci ve je mjerenje mogue,ovisno o metodi, na poluproizvodima ili ak na gotovim proizvodima. Zbog toga su se svremenom razvile razliite metode mjerenja tvrdoe.
Rockwellova metoda
Rockwellovom metodom mjeri se tvrdoa iskljuivo metalnih materijala. U metal seutiskuje stoac (eng. cone- HRC metoda) ili kuglica od kaljenog elika (eng. ball- HRBmetoda).Za mekane materijale upotrebljava se mala elina kuglica, a za tvrde materijaledijamantni stoac. Ovom metodom se mjeri dubina penetracije koja se preraunava utvrdou po Rockwellu (HR).Dijamantni stoac ima kut od 120i radijus zaobljenja 0,2 mm.
-
25.3.2013
20
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
F0 Predoptereenje, mala sila u N,F1 Glavno optereenje, dodatna sila u N,
HR = E e
Formula za izraun tvrdoe prema Rockwellovu
e - dubina prodora utiskivaa pod utjecajem ukupne sile mjereno u jedinicama po 0,002 mm,E - konstantna, referentna dubina ovisna o vrsti utiskivaa. 100 jedinica za dijamantni stoac, a 130 za elinu kuglicu.
APredoptereenje
BPredoptereenje
+ glavno optereenje
CPredoptereenje
Referentna linija
Tvrdoa po Rockwellu
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Tablica: podjela tvrdoe po Rockwellu
-
25.3.2013
21
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Odabir skale ovisi o materijalu na kojem se izvodi ispitivanje:
Princip mjerenja HRB tvrdoePromjeri elinih kuglica iznose od1/2'' do 1/16''. Kuglice se koriste zamjerenje mekih materijala.
Nedostaci metode su relativno slaba selektivnost i niska preciznost od 2 HRC.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Brinellova metoda
Ispitivanje tvrdoe Brinellovom metodom jedosta jednostavan postupak. Metodu jeosmislio vedski inenjer J. A. Brinell(1849.-1925.). Kuglica od kaljenog elika(standardni promjeri D su 10, 5 i 2,5 mm)utiskuje se u istu i ravnu povrinumaterijala odreenom silom F, nakon egase kuglica mie, a u materijalu ostajeotisak.
KuglicaOtisak
Otisak
-
25.3.2013
22
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Tvrdoa se odreuje na temelju veliine otiska. Promjer eline kuglice D moe biti od 1-10 mm (1, 2, 2,5, 5 i 10 mm), a sila kojom se optereuje kuglica F takva da veliinaproizvedenog otiska d bude u slijedeem omjeru s promjerom kuglice:
D:d=(0,24 0,6)DUkoliko je promjer otiska d manji od 0,24D znai da je primijenjena premala sila F,odnosno ukoliko je d>0,6D znai da je sila F bila prevelika. Iz ovoga je vidljivo da je kodmjerenja tvrdoe po Brinellu rezultat mjerenja ovisan o primijenjenoj sili.
Formula za izraun tvrdoe prema Brinellu
F sila djelovanja na penetrator,D promjer kuglice,d promjer otiska na uzorku nakon ispitivanja.
KuglicaOtisak
Otisak
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Uzorci nakon ispitivanja tvrdoe metodom po Brinellu.
Primjer oznake tvrdoe po Brinellu
HB 10/3000/15 = 250
Tvrdoa po Brinellu iznosi 250, mjerenje je provedeno kuglicom promjera 10 mm, optereenom masom od 3000 kg u trajanju 15 sekundi.
Nedostaci metode:Ne mogu se mjeriti materijali visoke tvrdoe.Otisak je relativno velik, pa funkcionalno ili estetski nagruje povrinu.
-
25.3.2013
23
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Vickersova metoda
Vickers je svojom metodom otklonio glavne nedostatke Brinell-ove metode, pa je po ovojmetodi mogue mjeriti i najtvre materijale, a tvrdoa nije ovisna o primijenjenoj sili. Prvinedostatak otklonjen je primjenom najtvreg materijala - dijamanta za utiskiva, a drugigeometrijom utiskivaa. Kod Vickersa je utiskiva istostrana etverostrana piramida skutom izmeu stranica od 136.
Utiskiva
Uzorak
Otisak
Uteg
TimerKruti
radni stol
UzorakDijamantni vrh
Uporite
Odabrani kut utiskivanja omoguava da seizmjere vrijednosti tvrdoe neovisne oprimijenjenoj sili, ime je postignuto da se tvrdoamekanih i tvrdih materijala moe mjeritiprimjenom iste sile, a isto tako se tvrdoa istogmaterijala moe mjeriti s razliitim optereenjima.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Formula za izraun tvrdoe prema VickersuPomou mjernog mikroskopa mjere se dijagonale (d1 i d2) baze piramide otisnute umaterijalu. Potom se tvrdoa izraunava prema izrazu:
Vrijednosti tvrdoa izmjerenih po Vickersovoj metodi odgovaraju priblino vrijednostimatvrdoe prema Brinellu. Kod viih vrijednosti tvrdoa razlika se poveava. Vickersovametoda jedina je primjenjiva u znanstveno istraivakom radu na podruju materijala.Otisak je vrlo malen pa ne oteuje povrinu.
-
25.3.2013
24
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Shore-ova metoda
Ovaj postupak se temelji na mjerenju odskoka(elastinosti materijala) eline kuglice koja jesputena s odreene visine na povrinuuzorka. Mjera tvrdoe je visina odskoka.
Knoopova metoda
Slina je Vickersovoj metodi za ispitivanjemetala. Kod ove metode etverostranadijamantna piramida s kutovima 130i 17230se utiskuje u materijal ispitivanja stvarajuiromboidni otisak s jednom stranicom sedamputa veom od druge.Koristi se uglavnom za vrlo krte materijale ilitanke limove, gdje se moe napraviti vrlo maliotisak pri mjerenju.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Leebova metoda (ASTM A956, DIN 50156 )Ovaj postupak se jedini zasniva na fizikalnom principu tj. temelji se na izraunu tvrdoeiz omjera udara i brzine odskoka. Tvrdoa se indirektno mjeri preko gubitka energije tzv.udarnog tijela (utiskivaa). Utiskiva se pod odreenim ubrzanjem izbacuje na povrinumjerenja i udara u nju definiranom brzinom tj. kinetikom energijom. Udar stvaraplastinu deformaciju (otisak) na povrini zbog ega utiskiva gubi dio brzine tj. energije.
Formula za izraun tvrdoe prema Leebsu
vr - brzina nakon udaravi - brzina prije udara.
-
25.3.2013
25
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Utiskiva koriten kod ove metode je kuglica napravljena od volfram karbida, a izbacujese iz mjeraa tvrdoe putem sile opruge. Brzina kuglice se mjeri na nain da je u tijeluutiskivaa, iji je vrh kuglica, ugraen mali magnet koji tijekom prolaza pored namotaja umjerau tvrdoe stvara indukcijski napon proporcionalan brzini.Uzorak ne smije biti magnetian!
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
UREAJI ZA MJERENJE TVRDOE
Osnovne komponente svakog mjeraa tvrdoe (tvrdomjera) su mehanizam zaostvarivanje odgovarajue sile optereivanja i dio za mjerenje duljine otiska ili dubineprodiranja utiskivaa u ispitni uzorak.Na ovim ureajima je najee mogue odabrati 7 skala:
1. HL (Leebs)2. HV (Vickers)3. HRC (Rockwell C)4. HRB (Rockwell B)5. HB (Brinell)6. HS (Shore)7. HK (Knoop)
-
25.3.2013
26
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Mjera tvrdoe PCE 2000 (koristi Leebovu metodu)
Priprema:Da bi izbjegli mogue pogreke primjerenju zbog hrapavosti povrine uzorka,povrinu treba dobro oistiti, najboljepolirati. Hrapavost povrine treba bitimanja od 2 m (Ra).Minimalna teina uzorka ne smije bitimanja od 100 g, minimalna debljinamanja od 5 mm, a debljina otvrdnutogsloja ne manja od 0,8 mm.
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
MJERENJE KEMIJSKOG SASTAVA MATERIJALA POMOU OPTIKE ATOMSKE SPEKTROSKOPIJE
-
25.3.2013
27
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
OSNOVNI POJMOVI
SPEKTROSKOPIJAbavi se interakcijama izmeu materijala i elektromagnetnih zraenja.
SPEKTROMETRIJA bavi se kvantitativnim mjerenjem intenziteta elektromagnetnih zraenja.
Elektroni se unutar atoma nalaze na odreenim energijskim nivoima.Gibajui se izmeu ovih nivoa elektroni mogu apsorbirati ili emitirati energiju jednakurazlici izmeu ovih nivoa. U optikoj spektroskopiji energija apsorbirana za prijelaz navii energijski nivo ili emitirana za nii energijski nivo je u obliku fotona (esticasvjetlosti).Valna duljina ovih fotona moe odrediti identitet atoma (tj. kemijski element kojempripada atom). Broj fotona te valne duljine direktno je proporcionalan koncentraciji togelementa u uzorku.
FIZIKALNI PRINCIP
Sveuilini studij MJERENJE U PROIZVODNJI
Zbog visokog napona izmeu katode i anode usmjerenog u obliku svjetlosnog snopadolazi do apsorpcije dijela ove svjetlosti (svjetlost ima energiju koja odgovaraenergetskoj razlici izmeu energijskih nivoa). U katodi dolazi do uzbude atoma metala(katode) u obliku svjetlosti s odreenim emisijskim spektrom. Koliina ove emitiranesvjetlosti specifina za prijelaz odreenog elektrona u njegovom atomu (tj. kemijskomelementu) izmjerena je na detektoru.
PRINCIP RADA SPEKTROMETRAUzorak (katoda)
Udarna elektroda (anoda)
Elektrino
pranjenje
KomoraZraenje svjetlosti
Detektor
Mjeri se samo emisijski spektar dobiven kalibriranom koliinom svjetlost za prijelazizmeu dva utvrena energijska nivoa.
-
25.3.2013
28