CC BY
18Технология и ме%атронщ& в машиностроении
УДК 621.9.015
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА ТИПА ZT
Н. В. Захарова, И. В. Трифанов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: 974152@mail.ru
Рассматриваются методы контроля шероховатости поверхности, возможности их применения для сложных, труднодоступных поверхностей. Приведены характеристики методов, наиболее оптимальных для винтовой поверхности червячного редуктора типа ZT.
Ключевые слова: методы контроля шероховатости, червячный редуктор типа ZT, глобоидная передача.
METHODS TO CONTROL THE ROUGHNESS OF THE HELICAL SURFACE OF THE WORM-AND-WHEEL GEAR BOX OF ZT TYPE
N. V. Zakharova, I. V. Trifanov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: 974152@mail.ru
This paper considers methods of controlling surface roughness, the possibility of their use for complex, hard-to-reach surfaces. The article presents characteristics of the most suitable methods to the helical surface of the worm gear of ZT type.
Keywords: methods of roughness, the worm gear of the type ZT, globoidal worm gear.
В промышленности давно известна проблема контроля качества поверхностного слоя деталей в недоступных для стандартных измерительных приборов местах. В подвижных соединениях неправильный выбор параметров и методов контроля шероховатости вызывает уменьшение действительной площади контакта соединения, неравномерность зазоров, что приводит к увеличению и концентрации напряжения, а также вырыванию частиц металла. Эти частицы попадают в смазку, создавая адгезию, вызывают негативное влияние на сопряжение и интенсивное изнашивание. Чем больше действительная шероховатость отличается от оптимальной, тем меньше срок работоспособности у глобоидной червячной передачи типа ZT.
Глобоидная червячная передача типа ZT требует повышенной точности изготовления по сравнению с цилиндрической, так как погрешности изготовления сильно влияют на ее работоспособность. Следовательно, и требования к контролю шероховатости поверхности высокие. Рассмотрим основные методы контроля шероховатости поверхности и определим наиболее подходящий для труднодоступной поверхности.
Существует четыре основных метода для осуществления контроля параметров шероховатости изделия [1].
1. Сравнительный бесконтактный - данный метод базируется на сравнении стандартных образцов шероховатости, которые изготавливаются для каждого
конкретного способа обработки изделия, с реальной поверхностью готовой детали. Сравнение может проводиться визуально и на ощупь. Контрольные образцы могут быть в виде образцовых деталей или набора пластин. Преимуществами сравнительного бесконтактного метода измерения параметров шероховатости поверхности являются его доступность, простота и дешевизна.
2. Механический контактный - данный метод предусматривает измерение параметров шероховатости с помощью щуповых приборов, таких как профи-лографы и профилометры. Числовые значения параметров шероховатости определяются либо непосредственно по шкале прибора (профилометров), либо по увеличенным изображениям профиля или записанной профилограмы разреза (профилографов).
3. Оптический - метод измерения шероховатости с применением бесконтактных оптических приборов (двойных микроскопов, микроинтерферометров и др.). Оптические приборы для измерения параметров шероховатости поверхности основаны на принципе одновременного преобразования профиля поверхности.
4. Метод слепков - предназначен для оценки шероховатости поверхности сложной формы, поверхностей крупных и тяжёлых деталей, а также труднодоступных мест поверхностей деталей.
Сравнительный бесконтактный метод позволяет определить параметры шероховатости в пределах Ra >1,25 мкм и Rz >10 мкм, что ограничивает исполь-
<Тешетневс^ие чтения. 2016
зование данного метода в соединениях с более высокими требованиями к точности качества поверхностного слоя. Сутью механического контактного метода является ощупывание контролируемой поверхности алмазной или стальной иглой (щупом). В процессе его перемещения по исследуемому участку возникают механические колебания щупа, которые преобразуются в пропорциональные электрические колебания, улавливаемые прибором. Червяк и колесо имеют взаимно охватывающую глобоидную форму. Кривизна поверхности витка червяка и зуба колеса не позволяют определить шероховатость поверхности механическим методом. Оптический метод светового и теневого свечения используется при исследовании лишь тех поверхностей, которые имеют следы обработки с явно выраженным направлением, что усложняет его применение для поверхностей с повышенной точностью. Метод слепков используют для поверхностей сложной конфигурации или малого размера с помощью мягкого композиционного материала, например, КОМПАР-П, КОМПАР-СТ, Лента Elcometer 122 Testex, а неровности отпечатка измеряют с помощью оптических или щуповых приборов.
Рассмотрим более подробно предложенные материалы.
Прецизионный оттискно-слепочный материал для контроля шероховатости и рельефа КОМПАР-П рекомендуется применять для поверхностей, изготовленных металлообработкой в авиастроении, для контролируемых параметров, таких как радиус и другие характеристики сложного профиля, он позволяет определять параметр Ra в диапазоне от 0,025 до 10 мкм с погрешностью измерения параметров шероховатости не более + 20 % [2].
КОМПАР-СТ относится к материалам химического отверждения для контроля геометрических величин изделий в точной металлообработке, машиностроении, авиации, изготовлении технологической оснастки, а также в процессе эксплуатации и ремонта машин и механизмов.
Материал позволяет снимать слепок с контролируемой поверхности под различными углами по отношению к горизонту. Материал обеспечивает контроль мест, куда нет доступа обычным средствам измерения.
Позволяет определить параметр Ra в диапазоне от 0,025 до 10 мкм с погрешностью измерения параметров шероховатости не более + 20 % [3].
Лента Elcometer 122 Testex состоит из вспененного слоя и несжимаемого основания, применяется для снятия отпечатков с поверхностей, высота неровности которых находится в диапазоне от 20 до 114 мкм. Лента Elcometer 122 Testex производится в трех диапазонах измерения профиля. Важно, чтобы выбранный диапазон ленты соответствовал диапазону измеряемого профиля. Использование ленты с диапазоном про-
филя меньше реального значения может привести к неправильным результатам измерения [4].
Для контроля шероховатости поверхности с изогнутым профилем, а также винтовой поверхности червячного редуктора типа ZT оптимальным методом контроля является метод слепков. По полученному рельефу контактно-механическим или оптическим методом, в зависимости от требуемой точности и технической возможности, определяют параметры шероховатости.
Библиографические ссылки
1. Захарова Н. В. Характеристика параметров шероховатости поверхности, установленных в международных стандартах ИСО // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч. конф. (10-14 ноября 2015, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. С. 458-460.
2. Прецизионный оттискно-слепочный материал для контроля шероховатости и микрорельефа [Электронный ресурс]. URL: http://microtech-ru.ru/ pretsizionnyj-ottiskno-slepochnyj-material/ pretsizionnyj-ottiskno-slepochnyj-material-dlya-kontrolya-sherokhova-to sti-i-mikrorelefa.html (дата обращения 21.09.2016).
3. Компар-СТ [Электронный ресурс]. URL: http://usk.ua/kompar-st.html (дата обращения 20.09.2016).
4. Лента Testex для определения шероховатости поверхности Elcometer 122 [Электронный ресурс]. URL: http://www.ncontrol.ru/catalog/Kontrol-izolyacii/ Nabory-i-prinadlezhnosti-dlya-kontrolya-pokrytij/Lenta-Testex-dlya-opredeleniya-sherohovatosti-poverhnosti-Elcometer-122 (дата обращения 21.09.2016).
References
1. Zakharova N. V. [The characteristic of parameters of surface roughness in accordance with the requirements of ISO standards] // Materialy XV Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XV Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2011. P. 98-99. (In Russ.).
2. Otisco precision-impression material to control surface roughness and micro relief http://microtech-ru.ru/pretsizionnyj-ottiskno-slepochnyj-material/pretsi-zionnyj-ottiskno-slepochnyj-material-dlya-kontrolya-sherokhovatosti-i-mikrorelefa.html (date of access 21.09.2016).
3. Kompar-ST http://usk.ua/kompar-st.html (date of access 20.09.2016).
4. Testex tape to determine the surface roughness Elcometer 122 http://www.ncontrol.ru/catalog/Kontrol-izolyacii/Nabory-i-prinadlezhnosti-dlya-kontrolya-pokrytij/ Lenta-Testex-dlya-opredeleniya-sherohovatosti-poverh-nosti-Elcometer-122 (date of access 21.09.2016).
© Захарова Н. В., Трифанов И. В., 2016
