Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
На фиг. 145,Б изображена одна из известных схем для сортировки шариков [65]. Два шарика а служат в качестве постоянных опор. Диаметры испытуемых шариков с немного отличаются от а, вследствие чего в клинообразном слое воздуха появляется несколько полос. Сортируемые шарики вводятся один за другим в пункте с. Разность диаметров определяется по изменению числа полос на пластинке. При конструировании прибора по этой схеме должно быть обеспечено постоянство измерительного давления и предусмотрены различные устройства, обеспечивающие производительность процесса сортировки.
Ввиду актуальности вопроса о точных шарикоподшипниках за последнее время появилось несколько новых приборов для испытания шариков.
198.ГЛАВА IV
ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЧИСТОТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ
1. Внедрение интерференционных методов в практику машиностроительной промышленности объясняется строгими требованиями к точности размеров и качеству поверхностей деталей современных машин. Качество поверхности в широком смысле слова характеризуется различными геометрическими и физическими свойствами поверхности, например, волнистостью, шероховатостью, твердостью и т. д. От этих свойств зависят эксплуатационные свойства деталей: износоустойчивость, усталостная прочность, противокоррозийная УСТОЙЧИВОСТЬ И др. Фиг. 146. К определению понятия о
Так как мы будем рассматри- чистоте поверхности,
вать только геометрические характеристики деталей, то термин качество поверхности будет употребляться в более узком смысле для обозначения степени совершенства геометрической формы деталей. В этом смысле качество поверхности характеризуется величиной плавных отступлений от идеальной геометрической формы. Для круглого цилиндрического вала дефектами поверхности будут овальность, конусность и др. Для прямолинейных или плоских деталей дефектами будут волнистость, кривизна и т. д. Вообще качество поверхности характеризуется мак-рогеометрической формой поверхности.
Другой вид неровностей — это следы, остающиеся от режущего или шлифующего инструмента, которые делают поверхность более или менее шероховатой и создают микропрофиль поверхности. Состояние поверхности в этом отношении выражается понятием о ч и-стоте поверхности. Различные значения терминов «качество» и «чистота» поверхности видны из фиг. 146.
2. На первом месте по качеству поверхностей стоят ответственные детали станков и измерительного инструмента. Для примера можно указать на строгую прямолинейность станин токарных станков, а также на высокую степень плоскостности и прямолинейности поверочных плит и линеек. Плоскостность деталей обычно определяется путем испытания под краску. Для этого на поверхность поверочной плиты наносится тонкий слой краски и затем наклады-
199.вается испытуемая деталь. Краска переносится только на выступающие части поверхности детали. Этот метод отличается высокой чувствительностью, но является только качественным.
В оптических методах контроля, в том числе и в интерференционных, используется зеркальное отражение света от испытуемой поверхности. Такое отражение получается не только от полированных, но и от шероховатых поверхностей. Полированная поверхность отражает свет зеркально уже при малых углах падения і. Шероховатая поверхность начинает давать зеркальное отражение лишь с некоторого значения угла і. Чем грубее неровности, т. е. чем ниже класс чистоты поверхности, тем больше угол I, соответствующий началу зеркального отражения.
С увеличением угла падения і чувствительность всех вообще, оптических методов контроля падает. В отношении интерференционных методов это было отмечено на стр. 80. Однако даже при почти скользящих пучках интерференционные методы сохраняют достаточную для практики чувствительность. Выгода применения больших углов падения состоит в том, что испытания можно производить с помощью приборов, имеющих небольшие размеры. Например, если желают испытать прямолинейность станины длиной 5 ж с помощью оптического прибора, диаметр отверстия которого равен 100 мм, то для покрытия станины световым пучком надо взять угол падения около 89 ; интерференционная схема при этом позволит получить чувствительность порядка 2—3 мк.
Из интерференционных методов контроля качества поверхностей можно указать на метод пробных стекол, всё шире внедряющийся в практику. Им пользуются при поверке рабочих плоскостей у измерительных инструментов: винтовых микрометров, штангенциркулей, плиток, калибров и т. п. Примером интерферометра для контроля прямолинейности больших машинных деталей является интерферометр В. П. Линника [41].
3. Характеристикой чистоты поверхности является средняя квадратичная высота гребешков микропрофиля, которая обозначается #ср.кв. Пусть фиг. 147 изображает микропрофиль поверхности. Проведём среднюю линию AA таким образом, чтобы площади, ограниченные кривой, сверху и снизу от линии AA были одинаковы. В точках 1, 2, 3..., находящихся на равных расстояниях друг от друга, построим высоты Ai, A2, A3,... Ввиду указанного выше равенства площадей ^A = 0.