Техника - молодёжи 2001-09, страница 60

МЕТРОЛОГИЯ

о ф ■о

-1 ф

Sc

m

I

z

■о о ш

ПОБРИНЕЛЛЮ, РОКВЕЛЛУ, ВИККЕРСУ,

ШОРУ?.. ПО МЕГу!

4 стамионарных твердомера— в од ном карманном.

Техника — ломается! Ошибки эксплуатации, не- альные условия — горизонтальная поверхность, Электронный блок осуществляет собственно из-

расчетные внешние воздействия, невероятные стечения обстоятельств... Ну и, конечно, ее собственная ненадежность. А чем надежность определяется?

Оказывается, это сложная, интегральная, вероятностная характеристика, которую нельзя измерить непосредственно. Но ее можно рассчитать, исходя из других параметров деталей машины. Важнейшый из них—твердость. Именно она определяет стойкость рабочих поверхностей деталей,

открытая сверху).

Маленький экскурс в другую область. Технически столь же сложно регулировать тягу рулевых ракетных микродвигателей космических кораблей Там задачу решили так: двигатель пульсирует, выдавая точно дозированные микроимпульсы, а автоматика просто отсчитывает их число, дожидаясь требуемой величины. Чем-то похожее решение применено в семействе ультразвуковых твердомеров «МЕТ-У1» и «МЕТ-У2», разработанных в Цент-

мерение, отслеживает внедрение пирамидки в образец и изменение частоты резонатора. Для выбранной оператором шкалы микропроцессор электронного блока вычисляет твердость образца. Фактически, электронный блок—это специализированный микрокалькулятор, хранящий в своей памяти как индивидуальные особенности датчика (его калибровку), так и основные свойства шкал твердости.

Твердомер калибруется по эталонным мерам твердости, поверенным на государственных эта-

откуда, чаще всего, и начинается разрушение машин.

Твердость можно измерить, но... как именно? В исследуемую поверхность вдавливается алмазная пирамидка, конус или, скажем, стальной шарик. Если посчитать соотношение нагрузки и диаметра отпечатка стального шарика, получится величина твердости по методу Бринелля. Если определяется площадь следа от 4-гранной алмазной пирамидки, это будет уже метод Виккер-са. Разумеется, размеры шариков и пирамидок, а также прилагаемые усилия стандартизованы. По методу Роквелла последовательно прилагаются две разные нагрузки, замеряется же приращение глубины внедрения. Наконец, по методу Шора твердость определяется по высоте отскока бойка, падающего на образец с определенной (стандартной) высоты.

Во всех случаях цифровые показатели сравниваются с эталонными, полученными таким же образом, и результат фиксируется в форме «твердость столько-то чисел по Бринеллю (Виккерсу, Роквеллу, Шору)».

Только вот все четыре метода сами по себе неидеальны. Несмотря на усовершенствования, механические приборы громоздки, требовательны к квалификации метрологов, малопригодны для измерений в труднодоступных местах (иде-

ре физико-механических измерений «МЕТ» совместно с Главным Центром эталонов твердости Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений Госстандарта РФ.

Алмазная пирамидка взята из метода Виккер-са, в образец она вдавливается фиксированным усилием калиброванной пружины, но на этом сходство с предшественниками заканчивается. Пирамидка здесь — акустический резонатор генератора ультразвука. В полном соответствии с законами акустики, собственная частота резонатора зависит — при прочих равных — от того, насколько пробник-пирамидка внедрилась в исследуемую поверхность. Что, в свою очередь, однозначно зависит от твердости последней. Относительные изменения частоты резонатора преобразуются электронным блоком в числа твердости выбранной шкалы.

лонах твердости по шкалам Бринелля, Виккерса, Роквелла и Шора D, что обеспечивает высокую точность измерений. Твердомер позволяет работать в любой стандартизованной шкале, поскольку величины, получаемые разными методами, связаны определенными зависимостями. Можно самостоятельно откалибровать еще три дополнительные шкалы — это важно, если нужно работать, например, с алюминием, медью или любыми другими материалами. Можно, наконец, запомнить до 100 результатов измерений, предварительно обработать их, а с твердомера МЕТ-У1 — «слить» по интерфейсу RS-232C в персональный компьютер.

Но самое главное: компактными (чуть больше микрокалькулятора или сотового телефона) приборами можно обеспечить оперативный контроль твердости практически любой поверхности и детали — причем в любом направлении. ■

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 9 20 0 1