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粗糙度輪廓儀在齒輪螺絲測量技術(shù)中的應(yīng)用

來源:密朗德儀器科技(江蘇)有限公司   2025年08月16日 13:45  
粗糙度輪廓儀的工作原理與技術(shù)特點(diǎn)
工作原理
粗糙度輪廓儀主要基于觸針式測量原理。儀器的傳感器上安裝有一根極細(xì)的觸針,通常由金剛石制成,其針尖圓弧半徑極小,一般可達(dá) 2 微米左右。在測量過程中,觸針在驅(qū)動裝置的帶動下,沿著被測齒輪或螺絲的表面以恒定速度滑行。當(dāng)觸針劃過表面的微小峰谷時,會產(chǎn)生上下位移,這種位移通過高精度的位移傳感器(如電感式、壓電式等)轉(zhuǎn)換為電信號。電信號經(jīng)放大、濾波等一系列處理后,再被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸至計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)運(yùn)用專門的算法對原始表面輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,如數(shù)字濾波分離掉表面粗糙度成分,進(jìn)而計算出符合某種曲線的實際值及其離基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo),最終得到表面粗糙度參數(shù)以及輪廓形狀參數(shù),測量結(jié)果可通過顯示器直觀輸出,也能由打印機(jī)打印留存。
技術(shù)特點(diǎn)
  1. 高精度測量:粗糙度輪廓儀選用的高精度光柵測量系統(tǒng)和高精度電感測量系統(tǒng),結(jié)合先進(jìn)的傳感器技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)微米甚至亞微米級別的高精度測量,滿足齒輪和螺絲對表面粗糙度和輪廓精度的嚴(yán)苛要求。例如,在測量高精度齒輪的齒面粗糙度時,可精確分辨出極其細(xì)微的表面起伏,為評估齒輪質(zhì)量提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

  1. 高穩(wěn)定性與高重復(fù)性:儀器自主研發(fā)的高精度研磨導(dǎo)軌系統(tǒng),采用耐磨性的導(dǎo)軌材料,確保系統(tǒng)在長時間運(yùn)行過程中穩(wěn)定可靠。同時,高性能直線電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)保證了測量過程的穩(wěn)定性和重復(fù)性,減少因設(shè)備自身波動導(dǎo)致的測量誤差,使多次測量結(jié)果具有高度一致性,為生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制提供可靠依據(jù)。

  1. 智能化管理與檢測軟件系統(tǒng):具備友好的操作界面,操作人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可快速上手掌握基本操作。軟件功能強(qiáng)大,能夠自動處理大量測量數(shù)據(jù),根據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)生成各種格式規(guī)范、美觀的檢定報告??勺詣语@示、打印、保存和查詢測量記錄,方便數(shù)據(jù)追溯和統(tǒng)計分析。此外,測量范圍廣泛,能滿足絕大多數(shù)類型齒輪和螺絲的粗糙度輪廓測量需求,還可依據(jù)客戶特殊要求進(jìn)行軟件功能定制,實現(xiàn)個性化測量解決方案。

  1. 多參數(shù)測量能力:不僅能對表面粗糙度進(jìn)行自動評價,計算出如 Ra(輪廓的平均算術(shù)偏差)、Rz(不平度平均高度)、Rp(輪廓最大峰高)、Rt(輪廓最大高度)等多種常用粗糙度參數(shù),還可測量齒輪和螺絲的各種輪廓形狀參數(shù),如齒輪的齒形偏差、齒向偏差、齒距累積誤差,螺絲的螺紋中徑、螺距誤差、牙型半角誤差等,全面評估零部件的加工精度。

  1. 智能保護(hù)系統(tǒng):為防止測量過程中因操作失誤或意外情況對儀器造成損壞,粗糙度輪廓儀配備了智能保護(hù)系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)主機(jī)與被測工件或夾具相撞,或者測針在掃描過程中拉力過大等異常情況,儀器會立即停止掃描,有效保護(hù)測量系統(tǒng)和測針,降低設(shè)備維修成本,延長儀器使用壽命。

  1. 靈活手動控制:儀器配置操作桿,在測量工件前,操作人員可通過操作桿對測針進(jìn)行粗定位,方便快捷地將測針移動到目標(biāo)測量位置。即便在脫離電腦的情況下,也能利用操作桿實現(xiàn)測針的左右、上下快速移動,增強(qiáng)了儀器使用的靈活性和便捷性,尤其適用于現(xiàn)場快速檢測和調(diào)試。

粗糙度輪廓儀在齒輪測量中的應(yīng)用
齒輪表面粗糙度測量
齒輪在傳動過程中,齒面的接觸狀況對傳動效率、噪聲和使用壽命有著重要影響。而表面粗糙度是衡量齒面質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。粗糙度輪廓儀能夠精確測量齒輪齒面的粗糙度參數(shù),通過對 Ra、Rz 等參數(shù)的準(zhǔn)確把控,可有效評估齒面加工質(zhì)量。例如,在汽車變速器齒輪生產(chǎn)中,合適的齒面粗糙度能減少齒輪嚙合時的摩擦和磨損,降低噪聲,提高傳動效率。若齒面粗糙度不符合要求,過高的粗糙度會導(dǎo)致齒面接觸應(yīng)力集中,加速磨損,甚至引發(fā)齒面疲勞點(diǎn)蝕等失效形式;而過低的粗糙度則可能影響潤滑油膜的形成,同樣不利于齒輪的正常工作。粗糙度輪廓儀通過精確測量,為生產(chǎn)過程中的工藝調(diào)整提供依據(jù),確保齒面粗糙度處于最佳范圍。
齒輪輪廓形狀測量
  1. 齒形偏差測量:齒形偏差是影響齒輪傳動準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性的重要指標(biāo)。粗糙度輪廓儀利用其高精度的測量系統(tǒng),能夠?qū)X輪的齒形進(jìn)行精確測量,將實際齒形與理論齒形進(jìn)行對比,得出齒形偏差值。通過對齒形偏差的檢測,可及時發(fā)現(xiàn)齒輪加工過程中刀具磨損、機(jī)床精度下降等問題,以便采取相應(yīng)措施進(jìn)行修正,保證齒輪的傳動精度。例如,在航空發(fā)動機(jī)齒輪制造中,對齒形精度要求高,微小的齒形偏差都可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)振動、噪聲增大甚至故障,粗糙度輪廓儀的高精度測量為航空發(fā)動機(jī)齒輪的高質(zhì)量制造提供了保障。

  1. 齒向偏差測量:齒向偏差會影響齒輪在嚙合過程中的載荷分布均勻性。粗糙度輪廓儀能夠準(zhǔn)確測量齒輪的齒向,檢測出齒向偏差情況。對于大型重載齒輪,如風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱中的齒輪,均勻的載荷分布至關(guān)重要,齒向偏差過大可能導(dǎo)致局部應(yīng)力集中,縮短齒輪使用壽命。通過粗糙度輪廓儀對齒向偏差的測量和監(jiān)控,可優(yōu)化齒輪加工工藝,確保齒向精度,提高齒輪承載能力和工作可靠性。

  1. 齒距累積誤差測量:齒距累積誤差反映了齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)各齒距相對其平均齒距的最大變動量,是衡量齒輪運(yùn)動準(zhǔn)確性的重要參數(shù)。粗糙度輪廓儀可對齒輪的齒距進(jìn)行精確測量,計算出齒距累積誤差。在精密儀器儀表齒輪制造中,嚴(yán)格控制齒距累積誤差對于保證儀器的精度和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。通過粗糙度輪廓儀的測量數(shù)據(jù),可對齒輪加工過程中的分齒精度進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,提高齒輪的運(yùn)動精度。


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