10.1 Стислі теоретичні відомості

Шорсткість поверхні– це сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кроками, виділених на базовій довжині.

Базова довжина l– довжина базової лінії, яка використовується для визначення нерівностей, що характеризують шорсткість поверхні.

Базова лінія– лінія (поверхня) завданої геометричної форми, певним способом проведена відносно профілю (поверхні), та така, що служить для оцінки геометричних параметрів поверхні.

Довжина оцінки L– довжина, на якій оцінюються значення параметрів шорсткості. Вона може містити одну або декілька базових довжинl₁; l₂; l₃...

Числові значення шорсткості поверхні визначають від єдиної бази, в якості якої приймають середню лінію профілю m, тобто базову лінію, яка має форму номінального профілю та проведена таким чином, щоб в межах базової довжини середнє квадратичне відхилення профілю до цієї лінії було мінімальним.

Терміни та визначення шорсткості регламентовані ГОСТ 25142-82.

Параметри шорсткості та їх нормовані величини встановлені ГОСТ 2789-73.

Відповідно ГОСТ 2789-73 шорсткість поверхонь виробів незалежно від матеріалу та способу одержання поверхні можна оцінювати кількісно одним або декількома параметрами (див. рис. 10.1):

R_a– середнє арифметичне відхилення профілю;

R_z – висота нерівностей профілю по десяти точках;

R_max – найбільша висота нерівностей профілю;

S_m – середній крок нерівностей профілю в межах базової довжини;

S– середній крок місцевих виступів профілю в межах базової довжини;

t_ – відносна опорна довжина профілю (- числове значення рівня перетину).

В залежності від функціонального призначення можна виділити три групи параметрів шорсткості.

Рисунок 10.1 – Профілограма та основні параметри шорсткості поверхні

1. Параметри, пов’язані з висотою нерівностей:

- середнє арифметичне відхилення профілю R_a

,

або наближено

де l– базова довжина;

n – число вибраних точок профілю на базовій довжині;

у– відстань між точкою профілю та середньою лінією.

Параметр R_a є преференційним (йому надається перевага).

- висота нерівностей профілю по 10-ти точкам R_z

,

де h_{i max}, h_{i min} – ординати відповідно п’яти найвищих та п’яти найнижчих точок (в межах базової довжини), виміряні від лінії, яка є еквідистатною середньої лінії та не перетинає профіль.

- найбільша висота нерівностей профілю R_max– відстань між лінією виступів та лінією западин профілю в межах базової довжини.

2. Параметри, що характеризують властивості нерівностей в напрямку довжини (крокові):

- середній крок нерівностей профілю S_m

,

де S_{m i}– крок нерівностей профілю, який дорівнює довжині відрізку середньої лінії, що перетинає профіль в трьох сусідніх точках та обмежений двома крайніми точками.

- середній крок місцевих виступів профілю S

,

де S_i– крок нерівностей профілю по вершинам, який дорівнює довжині відрізку середньої лінії між проекціями на неї двох найвищих точок сусідніх виступів профілю.

3. Параметри шорсткості, пов’язані з формою нерівностей профілю (параметри контактної жорсткості поверхні):

- опорна довжина профілю _- сума довжин відрізківb_i, які відтинаються на завданому рівнів матеріалі профілю лінією, еквідистантною середній лініїm

.

- відносна опорна довжина профілю t_до базової довжини:

.

Рівень перетину профілю відраховують від лінії виступів та вибирають з ряду: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90% відR_max.