PL 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
AR Archiwa miesiąca: wrzesień 2020
Kontrola części obrabianych
CZĘŚCI MASZYNOWE
kontrola z modelu CAD przy użyciu profilometrii 3D
Autor:
Duanjie Li, PhD
Zmieniony przez
Jocelyn Esparza
WPROWADZENIE
Zapotrzebowanie na precyzyjną obróbkę, zdolną do tworzenia złożonych geometrii, wzrasta w wielu branżach. Począwszy od przemysłu lotniczego, medycznego i samochodowego, po przekładnie techniczne, maszyny i instrumenty muzyczne, ciągłe innowacje i ewolucja sprawiają, że oczekiwania i standardy dokładności wznoszą się na nowe wyżyny. W związku z tym widzimy wzrost zapotrzebowania na rygorystyczne techniki i instrumenty kontroli w celu zapewnienia najwyższej jakości produktów.
Znaczenie profilometrii bezdotykowej 3D dla kontroli części.
Porównanie właściwości obrabianych części z ich modelami CAD jest niezbędne do weryfikacji tolerancji i przestrzegania norm produkcyjnych. Kontrola w okresie eksploatacji jest również kluczowa, ponieważ zużycie części może wymagać ich wymiany. Identyfikacja wszelkich odstępstw od wymaganych specyfikacji w odpowiednim czasie pomoże uniknąć kosztownych napraw, wstrzymania produkcji i utraty reputacji.
W przeciwieństwie do techniki sondy dotykowej, NANOVEA Profilery optyczne wykonujemy skany powierzchni 3D przy zerowym kontakcie, pozwalając na szybkie, precyzyjne i nieniszczące pomiary skomplikowanych kształtów z najwyższą dokładnością.
CEL POMIARU
W tej aplikacji prezentujemy NANOVEA HS2000, bezdotykowy profiler 3D z szybkim czujnikiem, wykonujący kompleksową kontrolę powierzchni w zakresie wymiaru, promienia i chropowatości.
Wszystko w mniej niż 40 sekund.
NANOVEA
HS2000
MODEL CAD
Dokładny pomiar wymiaru i chropowatości powierzchni obrabianej części jest krytyczny, aby upewnić się, że spełnia ona pożądane specyfikacje, tolerancje i wykończenie powierzchni. Poniżej przedstawiono model 3D i rysunek techniczny części przeznaczonej do kontroli.
WIDOK FAŁSZYWEGO KOLORU
Widok fałszywego koloru modelu CAD i zeskanowanej powierzchni części obrabianej porównano na RYSUNKU 3. Zmianę wysokości na powierzchni próbki można zaobserwować poprzez zmianę koloru.
Ze skanu powierzchni 3D wyodrębniane są trzy profile 2D, jak pokazano na RYSUNKU 2, w celu dalszej weryfikacji tolerancji wymiarowej obrabianej części.
PORÓWNANIE PROFILI I WYNIKI
Profile 1 do 3 są pokazane na RYSUNKACH 3 do 5. Ilościowa kontrola tolerancji jest przeprowadzana poprzez porównanie zmierzonego profilu z modelem CAD, aby zachować rygorystyczne standardy produkcyjne. Profile 1 i 2 mierzą promień różnych obszarów na zakrzywionej części obrabianej. Zmiana wysokości profilu 2 wynosi 30 µm na długości 156 mm, co spełnia pożądany wymóg tolerancji ±125 µm.
Ustawiając wartość graniczną tolerancji, oprogramowanie analityczne może automatycznie określić zaliczenie lub niezaliczenie obrabianej części.
Chropowatość i jednorodność powierzchni obrabianej części odgrywa ważną rolę w zapewnieniu jej jakości i funkcjonalności. RYSUNEK 6 to wyodrębniona powierzchnia ze skanu macierzystego obrabianej części, która została wykorzystana do ilościowej oceny wykończenia powierzchni. Średnia chropowatość powierzchni (Sa) została obliczona na 2,31 µm.
PODSUMOWANIE
W tym opracowaniu pokazaliśmy, jak profiler bezdotykowy NANOVEA HS2000 wyposażony w czujnik wysokiej prędkości wykonuje kompleksową kontrolę powierzchni pod względem wymiarów i chropowatości.
Skany o wysokiej rozdzielczości umożliwiają użytkownikom pomiar szczegółowej morfologii i cech powierzchniowych obrabianych części oraz ilościowe porównanie ich z modelami CAD. Urządzenie jest również w stanie wykryć wszelkie defekty, w tym zarysowania i pęknięcia.
Zaawansowana analiza konturów służy jako niezrównane narzędzie nie tylko do określenia, czy obrabiane części spełniają zadane specyfikacje, ale także do oceny mechanizmów awarii zużytych elementów.
Przedstawione dane reprezentują tylko część obliczeń możliwych do wykonania dzięki zaawansowanemu oprogramowaniu analitycznemu, w które wyposażony jest każdy profiler optyczny NANOVEA.
Ocena zużycia przez fretting
OCENA ZUŻYCIA FRETTINGOWEGO
Autor:
Duanjie Li, PhD
Zmieniony przez
Jocelyn Esparza
WPROWADZENIE
Fretting jest "specjalnym procesem zużycia, który występuje w obszarze styku dwóch materiałów poddanych obciążeniu i podlegających niewielkim ruchom względnym w wyniku wibracji lub innej siły". Podczas pracy maszyn, w sposób nieunikniony występują drgania w połączeniach śrubowych lub kołkowych, pomiędzy komponentami, które nie są przeznaczone do poruszania się, oraz w oscylujących sprzęgłach i łożyskach. Amplituda takich względnych ruchów ślizgowych jest często rzędu mikrometrów do milimetrów. Takie powtarzające się ruchy o niskiej amplitudzie powodują poważne miejscowe zużycie mechaniczne i przenoszenie materiału na powierzchni, co może prowadzić do zmniejszenia wydajności produkcji, wydajności maszyny lub nawet jej uszkodzenia.
Znaczenie ilościowe
Ocena zużycia przez fretting
Zużycie frettingowe często wiąże się z kilkoma złożonymi mechanizmami zużycia zachodzącymi na powierzchni styku, w tym ścieraniem dwuciałowym, zużyciem adhezyjnym i/lub zużyciem frettingowym. Aby zrozumieć mechanizm zużycia frettingowego i wybrać najlepszy materiał do ochrony przed zużyciem frettingowym, konieczna jest wiarygodna i ilościowa ocena zużycia frettingowego. Na zachowanie się zużycia frettingowego istotny wpływ ma środowisko pracy, takie jak amplituda przemieszczenia, normalne obciążenie, korozja, temperatura, wilgotność i smarowanie. Wszechstronny trybometr które mogą symulować różne realistyczne warunki pracy, będą idealne do oceny zużycia frettingowego.
Steven R. Lampman, Podręcznik ASM: Volume 19: Fatigue and Fracture
http://www.machinerylubrication.com/Read/693/fretting-wear
CEL POMIARU
W tym badaniu ocenialiśmy zachowanie się próbek stali nierdzewnej SS304 w różnych prędkościach oscylacji i temperaturach, aby zaprezentować zdolność NANOVEA T50 Tribometr w symulacji procesu zużycia frettingowego metalu w sposób dobrze kontrolowany i monitorowany.
NANOVEA
T50
WARUNKI BADANIA
Odporność na zużycie ścierne próbki ze stali nierdzewnej SS304 oceniono za pomocą NANOVEA Tribometr z wykorzystaniem modułu liniowo-tłokowego zużycia. Jako materiał przeciwny zastosowano kulę z WC (średnica 6 mm). Ślad zużycia badano za pomocą NANOVEA Bezkontaktowy profiler 3D.
Test frettingu przeprowadzono w temperaturze pokojowej (RT) i 200 °C w celu zbadania wpływu wysokiej temperatury na odporność na zużycie ścierne próbki SS304. Płyta grzejna znajdująca się na stoliku z próbkami podgrzewała próbkę podczas testu odporności na ścieranie przy temperaturze 200 °C. Stopień zużycia, K, oceniono według wzoru K=V/(F×s)gdzie V jest objętością zużytą, F jest obciążeniem normalnym, a s jest odległością przesuwu.
Należy pamiętać, że kula WC jako materiał przeciwny został użyty jako przykład w tym badaniu. Każdy materiał stały o różnych kształtach i wykończeniu powierzchni może być zastosowany przy użyciu niestandardowego oprzyrządowania, aby zasymulować rzeczywistą sytuację zastosowania.
PARAMETRY BADANIA
pomiarów zużycia
WYNIKI I DYSKUSJA
Profil śladu zużycia 3D umożliwia bezpośrednie i dokładne określenie ubytku objętości śladu zużycia obliczonego przez NANOVEA Oprogramowanie do analizy gór.
W teście zużycia posuwisto-zwrotnego przy niskiej prędkości obrotowej 100 obr/min i temperaturze pokojowej wykazano niewielki ślad zużycia 0,014 mm³. Dla porównania, w teście zużycia frettingowego przeprowadzonym przy wysokiej prędkości obrotowej 1000 obr/min powstaje znacznie większy ślad zużycia o objętości 0,12 mm³. Taki przyspieszony proces zużycia może być przypisany wysokiemu ciepłu i intensywnym wibracjom generowanym podczas próby zużycia frettingowego, co sprzyja utlenianiu metalowych odłamków i powoduje silne ścieranie trzech ciał. Próba zużycia ściernego w podwyższonej temperaturze 200 °C tworzy większy ślad zużycia 0,27 mm³.
W teście zużycia frettingowego przy 1000 obr/min współczynnik zużycia wynosi 1,5×10-4 mm³/Nm, czyli prawie dziewięciokrotnie w porównaniu do zużycia w teście zużycia przeciwsobnego przy 100 obr. Test zużycia przez fretting w podwyższonej temperaturze jeszcze bardziej przyspiesza zużycie do 3,4×10-4 mm³/Nm. Tak znaczna różnica w odporności na zużycie mierzonej przy różnych prędkościach i temperaturach pokazuje znaczenie prawidłowych symulacji zużycia frettingowego dla realistycznych zastosowań.
Zachowanie podczas zużywania może ulec drastycznej zmianie, gdy do tribosystemu wprowadzi się niewielkie zmiany warunków badania. Wszechstronność NANOVEA Tribometr umożliwia pomiar zużycia w różnych warunkach, w tym w wysokiej temperaturze, smarowaniu, korozji i innych. Dokładna kontrola prędkości i pozycji przez zaawansowany silnik umożliwia użytkownikom wykonanie testu zużycia przy prędkościach od 0,001 do 5000 obr/min, co czyni go idealnym narzędziem dla laboratoriów badawczych/testujących do badania zużycia frettingowego w różnych warunkach tribologicznych.
Ślady zużycia frettingu w różnych warunkach
pod mikroskopem optycznym
PROFILE TRASY 3D
zapewniają większy wgląd w podstawowe zrozumienie
mechanizmu zużycia przez fretting
ZESTAWIENIE WYNIKÓW ŚLADÓW ZUŻYCIA
mierzone przy użyciu różnych parametrów badania
PODSUMOWANIE
W tym badaniu wykazaliśmy zdolność NANOVEA Tribometr w ocenie zużycia ściernego próbki ze stali nierdzewnej SS304 w sposób kontrolowany i ilościowy.
Prędkość i temperatura badania odgrywają decydującą rolę w odporności na zużycie ścierne materiałów. Wysoka temperatura i intensywne wibracje podczas próby frettingu spowodowały znaczne przyspieszenie zużycia próbki SS304 prawie dziewięciokrotnie. Podwyższona temperatura 200 °C spowodowało dalszy wzrost współczynnika zużycia do 3,4×10-4 mm3/Nm.
Wszechstronność NANOVEA Tribometr czyni go idealnym narzędziem do pomiaru zużycia frettingowego w różnych warunkach, w tym w wysokiej temperaturze, przy smarowaniu, korozji i innych.
NANOVEA Tribometry oferują precyzyjne i powtarzalne badania zużycia i tarcia w trybach obrotowym i liniowym zgodnych z normami ISO i ASTM, z opcjonalnymi modułami do badań zużycia w wysokich temperaturach, smarowania i tribo-korozji dostępnymi w jednym, wstępnie zintegrowanym systemie. Nasza niezrównana oferta stanowi idealne rozwiązanie do określenia pełnego zakresu właściwości trybologicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, filmów i podłoży.
