Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРОЩЕННОЙ ОЦЕНКИ ВЫСОТЫ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ (ШЕРОХОВАТОСТИ) НА ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Изобретение относится к области материаловедения и может применяться для оценки высоты микронеровностей (ВМ) на плоских поверхностях без использования специальных дорогостоящих средств.

Известны способы оценки ВМ как путем прямого измерения (при помощи микроскопов, профилометров, профилографов), так и косвенными способами (по расходу воздуха из калиброванного сопла, прижатого к проверяемой поверхности, или путем визуального сравнения поверхности с образцами-эталонами, обработанными соответствующим способом, что тоже связано с дорогостоящими материальными затратами и большим напряжением зрения и внимания).

Технический результат уменьшение стоимости измерительных средств и упрощение измерительных процедур.

Технический результат достигается тем, что способ для оценки высоты микронеровностей на плоских поверхностях, включающий типовое определение коэффициента трения качения f для шариков разного диаметра D на основе измерения уклона изучаемой поверхности, при этом по величине коэффициента трения f и диаметру шарика D рассчитывается глубина лунки смятия h=0,25·D·f², а высота микронеровностей оценивается в виде предела, к которому стремится расчетная глубина лунки смятия при уменьшении диаметра шарика.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано расположение шарика на плоской поверхности с обозначением параметров; на фиг. 2 - расположение шарика на дне впадины; на фиг.3 представлен график зависимости глубины лунки смятия от диаметра шарика.

Для измерительных процедур предлагается использовать зависимость коэффициента трения качения от высоты микронеровностей поверхности и диаметра тел качения, причем в качестве тел качения предлагается использовать стандартные стальные шарики от подшипников качения, а измерительные процедуры ограничиваются типовыми измерениями диаметров шариков и уклонов проверяемой поверхности, соответствующих началу качения для шариков разного диаметра (фиг. 1), где:

G - вес шарика;

F=-G·sinα - сила трения;

α - угол трения;

- уклон наклонной плоскости;

N=-G·cosα - сила нормального давления;

- коэффициент трения;

- радиус шарика; D - диаметр; h=ВС - глубина лунки смятия;

Из ΔАВО (фиг. 1):

AB=r+R·sinα - радиус лунки смятия;

С учетом ф-лы (1):

При малых значениях угла трения α значения sinα≈tgα=f, поэтому вместо sinα можно использовать значения f, если калибровка уклона на типовом устройстве дана в значениях f:

При уменьшении диаметра и веса шариков смятие поверхности ограничивается все меньшим смятием вершин микронеровностей и все большей глубиной h, а достаточно маленькие шарики могут вообще размещаться на дне впадин (фиг. 2).

При этом расчетная глубина h лунки смятия возрастает ограниченно, стремясь в пределе к высоте микронеровностей.

Такая зависимость представлена графически на примере качения стальных шариков по оконному стеклу (фиг. 3).