Основы теоретической метрологии. Методы и средства измерения линейных размеров и углов. Методы и средства измерения отклонений формы и шероховатости поверхности. Методы и средства неразрушающего контроля, страница 33

При определении твердости по Бринеллю шарик в течение установленного времени вдавливается с определенной силой в испытуемый образец. В результате на его поверхности образуется отпечаток в виде части сферы диаметром d и глубиной h. Число твердости НВ рассчитывают как отношение приложенной нагрузки к площади отпечатка. Для определения последней при помощи специальной лупы замеряется диаметр отпечатка. Число твердости по Бринеллю

 ,где F - приложенная нагрузка, H; D диаметр шарика, мм.

Диаметр шарика и нагрузка выбираются в зависимости от механических свойств испытуемого материала и толщины образца. Число твердости по Бринеллю может определяться и по специальным таблицам.

Твердость по Виккерсу HV определяют аналогично. Различие заключается лишь в твердости и форме индентора. Для определения площади отпечатка измеряют при помощи микроскопа его диагональ d. При указанном выше угле пирамиды число твердости по Виккерсу вычисляется по формуле

, где F - приложенная нагрузка, H; d - длина диагонали отпечатка, мм.

Определение твердости по методу Роквелла является самым распространенным видом технологического контроля металлических деталей. По сравнению с методом Бринелля у него следующие преимущества: простота определения числа твердости путем отсчета по шкале индикатора без вычисления или пользования таблицами; малая повреждаемость поверхности; высокая производительность при измерениях. К недостаткам метода можно отнести отсутствие единой шкалы и произвольность ее выбора.

Твердость по Роквеллу HR, выражаемую в условных единицах, вычисляют как линейную функцию разности глубин, на которые вдавливается конический индентор под действием двух последовательно прикладываемых нагрузок - предварительной F 0 и общей F, которая равна сумме предварительной и основной F 1нагрузок:

 ,где А- некоторая постоянная, которая выбирается в зависимости от применяемой шкалы; h0 - глубина вдавливания при действии предварительной нагрузки; h - глубина вдавливания при действии общей нагрузки, измеренная после снятия основной; С- цена деления шкалы измерительного устройства в условных единицах твердости (С=0,002 мм); для шкал А и С принимают A = 100, а для шкалы В A = 130 мкм.

Нагрузки при измерении по методу Роквелла строго регламентированы:

Предварительная - 98 H, общие - 589, 981 и 1471 H.

Для определения твердости относительно мягких материалов по Роквеллу вместо алмазного конуса используется стальной закаленный шарик диаметром 1,588 мм. Чаще всего на практике применяется шкала С. Шкала А применяется для очень твердых материалов, например твердых сплавов, а шкала В - при использовании сферического индентора. Число твердости по Роквеллу обозначается через HR с добавлением обозначения соответствующей шкалы: HRA, НRС, HRB.

   5.7  Измерение скоростей движения

Различают СИ угловой скорости и частот вращения и СИ поступательной скорости.

Наиболее распространенными СИ угловой скорости являются тахогенераторы, представляющие собой электрические генераторы, у которых параметр генерируемого электрического напряжения зависит от измеряемой скорости.

Выходной характеристикой тахогенератора постоянного тока с независимым электромагнитным возбуждением является зависимость напряжения на зажимах якоря от частоты вращения якоря при постоянном магнитном потоке возбуждения и постоянном сопротивлении нагрузки в показывающем индикаторе, определяемая выражением

, где С Е- коэффициент пропорциональности, зависящий от конструктивных особенностей генератора; Ф - магнитный поток; n - частота вращения ротора.

Обычно отклонение от линейности превышает 5 % от максимального значения напряжения. Преимуществом тахогенераторов постоянного тока является их простота. Однако они не могут измерять малые частоты вращения из-за наличия у них коллектора, поскольку на результаты измерения начинает влиять пульсация напряжения при переходе щеток с одной пластины коллектора на другую. При больших частотах вращения из-за выпучивания обмоток якоря под действием сил центростремительного ускорения и сильного искрения щеток измерения обладают большими погрешностями.