Przejdź do zawartości

Chropowatość powierzchni: Różnice pomiędzy wersjami

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Rrudzik (dyskusja | edycje)
m lit.
mNie podano opisu zmian
 
(Nie pokazano 48 wersji utworzonych przez 32 użytkowników)
Linia 1: Linia 1:
'''Chropowatość''' lub '''chropowatość powierzchni''' – cecha powierzchni [[ciało stałe|ciała stałego]], oznacza rozpoznawalne optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu, lecz przynajmniej o jeden rząd wielkości drobniejsze. Chropowatość w przeciwieństwie do innej podobnej cechy – [[Falistość powierzchni|falistości powierzchni]], jest pojęciem odnoszącym się do nierówności o relatywnie małych odległościach wierzchołków. Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki.
'''Chropowatość''' lub '''chropowatość powierzchni''' – cecha powierzchni [[ciało stałe|ciała stałego]], oznacza rozpoznawalne optyczne (choć niekoniecznie [[Gołe oko|gołym okiem]]) lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu, a charakteru obróbki i użytego narzędzia i przynajmniej o jeden [[rząd wielkości]] drobniejsze. Chropowatość, w przeciwieństwie do innej podobnej cechy – [[Falistość powierzchni|falistości powierzchni]], jest pojęciem odnoszącym się do nierówności o relatywnie małych odległościach wierzchołków. Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki<ref name=":0">{{Cytuj |autor = |tytuł = ROZDZIAŁ V Warstwa wierzchnia. Chropowatość i falistość powierzchni |data = wyszukano 31.12.2017 |url = http://www.pwsz.konin.edu.pl/media_pliki/file/4554_pl_7.rozdzial-v.pdf}}</ref>.


W budowie maszyn stosuje się dwa parametry (stosuje się więcej parametrów – te dwa można uznać za podstawowe) określające:
W budowie maszyn stosuje się zwykle dwa parametry (używa się więcej parametrów – te dwa można uznać za podstawowe) określające:


'''Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej''' – '''Ra'''
'''Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej''' – '''Ra'''
<math>Ra= \sum \frac{y_n}{n}</math>


:: <math>Ra\approx\frac{1}{n} \sum |y_n|</math>
Linia średnia jest teoretyczną linią, przy której suma kwadratów odległości wzniesień i zagłębień jest najmniejsza. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym Le określanym przez [[Polska Norma|Polską Normę]]. Długość odcinka elementarnego zależy od wartości parametru chropowatości i może być równa jednej z sześciu wartości wyrażonych w milimetrach: 25; 8; 2,5; 0,8; 0,25; 0,08.


Linia średnia jest teoretyczną linią, przy której suma kwadratów odległości wzniesień i zagłębień jest najmniejsza<ref name=":0" />. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym (Le/λc/lr) określanym przez [[Polska Norma|Polską Normę]] PN-ISO 4288:1998 ([[Deutsches Institut für Normung|DIN]] EN [[Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna|ISO]] 4288:1998) oraz DIN EN ISO 3274:1998— długość odcinka elementarnego zależy od wartości parametru chropowatości i może być równa jednej z sześciu wartości wyrażonych w [[Milimetr|milimetrach]]: 25; 8; 2,5; 0,8; 0,25; 0,08<ref name=":0" /><ref>{{Cytuj |autor = Hung Nguyen-Schäfer |tytuł = Rotordynamics of Automotive Turbochargers |data = 2015-05-15 |data dostępu = 2024-08-20 |isbn = 978-3-319-17644-4 |wydawca = Springer |s = s. 305 |url = https://books.google.pl/books?id=l2J1CQAAQBAJ&pg=PA305 |język = en}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Mariana Santos, Ana Sofia Coelho, Anabela Baptista Paula, Carlos Miguel Marto, Inês Amaro, José Saraiva, Manuel Marques Ferreira, Pedro Antunes, Eunice Carrilho |tytuł = Mechanical and Tribological Characterization of a Dental Ceromer |czasopismo = Journal of Functional Biomaterials |data = 2020-02-21 |data dostępu = 2024-08-20 |issn = 2079-4983 |wolumin = 11 |numer = 1 |s = s. 4 |doi = 10.3390/jfb11010011 |pmid = 32098165 |pmc = PMC7151637 |url = https://www.researchgate.net/publication/339537089_Mechanical_and_Tribological_Characterization_of_a_Dental_Ceromer |język = en}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Józef Zawora |tytuł = Podstawy technologii maszyn: podręcznik |data = 2013 |data dostępu = 2024-08-20 |isbn = 978-83-02-09889-5 |wydawca = Sklep WSiP 10 % rabatu |s = s. 194 |url = https://books.google.pl/books?id=BEuI0vbFofAC&pg=PA194 |język = pl}}</ref>.
'''Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu''' – '''Rz'''


'''Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu''' – '''R<sub>z</sub>'''
Średnia arytmetyczna wysokość pięciu najwyższych wzniesień ponad linię średnią pomniejszona o średnią pięciu najniższych wgłębień poniżej linii średniej.


Suma średniej arytmetycznej wysokości pięciu najwyższych wzniesień ponad linię średnią i średniej głębokości pięciu najniższych wgłębień poniżej linii średniej.
<math>Rz= \frac {W_1+W_2+W_3+W_4+W_5}{5} - \frac {D_1+D_2+D_3+D_4+D_5}{5}</math>


: Parametr R<sub>z</sub> został usunięty z norm ISO, nie został zastąpiony żadnym innym. Obecnie symbolem Rz oznacza się największą wysokość profili (wcześniej R<sub>y</sub>) [EN ISO 4287]
Chropowatość mierzona jest specjalnymi urządzeniami pomiarowymi zwanymi [[Profilometr|profilometrami]]. Większość z produkowanych obecnie urządzeń jest w stanie zmierzyć obydwa parametry.
:: <sub><math>R_z= \frac{W_1+W_2+W_3+W_4+W_5}{5} + \frac {|D_1+D_2+D_3+D_4+D_5|}{5}</math></sub><ref name=":0" />


Chropowatość mierzona jest specjalnymi urządzeniami pomiarowymi zwanymi [[profilometr]]ami. Większość z produkowanych obecnie urządzeń jest w stanie zmierzyć obydwa parametry<ref>{{Cytuj |autor = |tytuł = POMIARY MIKROGEOMETRII POWIERZCHNI |data = wyszukano 31.12.2017 |s = slajdy 25-56 |url = http://www.wseiz.pl/files/materialy/I.6.Pomiary_mikrogeometrii_powierzchni.pdf}}</ref>.
===Klasy chropowatości===

Nieaktualna już [[Polska Norma]] (PN-58/M-04252) wyróżnia 14 klas chropowatości. Każdej z nich odpowiada zakres chropowatości '''Ra''' lub '''Rz'''.
== Klasy chropowatości ==
Nieaktualna już [[Polska Norma]] PN-58/M-04252 (obecnie PN-EN ISO 1302:2004) wyróżniała 14 klas chropowatości. Każdej z nich odpowiadał zakres chropowatości '''Ra''' lub '''Rz'''<ref>{{Cytuj |autor = |tytuł = Stare i nowe oznaczenie chropowatości |data = wyszukano 31.12.2017 |url = http://www.iprodukcja.pl/wymiarowanie/stare_i_nowe_oznaczenie_chropowatosci.html}}</ref>.


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|-
|-
! '''Klasa chropowatości'''
! Klasa chropowatości
! Ra
! Ra
! Rz
! Rz
! Rodzaj obróbki<ref>{{Cytuj |autor = dr inż. Radosław Łyszkowski |tytuł = Podstawy konstrukcji maszyn. Podstawy Inżynierii Wytwarzania |data = wyszukano 31.12.2017 |s = str. 20 |url = http://docplayer.pl/11137856-Zaawansowanych-materialow-i-technologii.html}}</ref>
! Rodzaj obróbki
|-
|-
| style="text-align:center" | 1
| style="text-align:center"| 1
| style="text-align:center" | 80
| style="text-align:center"| 80
| style="text-align:center" | 320
| style="text-align:center"| 320
| zgrubna [[obróbka skrawaniem]]
| zgrubna [[obróbka skrawaniem]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 2
| style="text-align:center"| 2
| style="text-align:center" | 40
| style="text-align:center"| 40
| style="text-align:center" | 160
| style="text-align:center"| 160
| zgrubna [[obróbka skrawaniem]]
| zgrubna [[obróbka skrawaniem]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 3
| style="text-align:center"| 3
| style="text-align:center" | 20
| style="text-align:center"| 20
| style="text-align:center" | 80
| style="text-align:center"| 80
| dokładna [[obróbka skrawaniem]]
| dokładna [[obróbka skrawaniem]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 4
| style="text-align:center"| 4
| style="text-align:center" | 10
| style="text-align:center"| 10
| style="text-align:center" | 40
| style="text-align:center"| 40
| dokładna [[obróbka skrawaniem]]
| dokładna [[obróbka skrawaniem]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 5
| style="text-align:center"| 5
| style="text-align:center" | 5
| style="text-align:center"| 5
| style="text-align:center" | 20
| style="text-align:center"| 20
| wykończeniowa [[obróbka skrawaniem]]
| wykończeniowa [[obróbka skrawaniem]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 6
| style="text-align:center"| 6
| style="text-align:center" | 2.5
| style="text-align:center"| 2.5
| style="text-align:center" | 10
| style="text-align:center"| 10
| wykończeniowa [[obróbka skrawaniem]]
| wykończeniowa [[obróbka skrawaniem]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 7
| style="text-align:center"| 7
| style="text-align:center" | 1.25
| style="text-align:center"| 1.25
| style="text-align:center" | 6.3
| style="text-align:center"| 6.3
| [[szlifowanie]] zgrubne
| [[szlifowanie]] zgrubne
|-
|-
| style="text-align:center" | 8
| style="text-align:center"| 8
| style="text-align:center" | 0.63
| style="text-align:center"| 0.63
| style="text-align:center" | 3.2
| style="text-align:center"| 3.2
| [[szlifowanie]] dokładne
| [[szlifowanie]] dokładne
|-
|-
| style="text-align:center" | 9
| style="text-align:center"| 9
| style="text-align:center" | 0.32
| style="text-align:center"| 0.32
| style="text-align:center" | 1.6
| style="text-align:center"| 1.6
| [[szlifowanie]] wykończeniowe
| [[szlifowanie]] wykończeniowe
|-
|-
| style="text-align:center" | 10
| style="text-align:center"| 10
| style="text-align:center" | 0.16
| style="text-align:center"| 0.16
| style="text-align:center" | 0.8
| style="text-align:center"| 0.8
| [[docieranie (obróbka)|docieranie]]
| [[docieranie (obróbka)|docieranie]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 11
| style="text-align:center"| 11
| style="text-align:center" | 0.08
| style="text-align:center"| 0.08
| style="text-align:center" | 0.4
| style="text-align:center"| 0.4
| [[docieranie (obróbka)|docieranie]] pastą diamentową
| [[docieranie (obróbka)|docieranie]] pastą diamentową
|-
|-
| style="text-align:center" | 12
| style="text-align:center"| 12
| style="text-align:center" | 0.04
| style="text-align:center"| 0.04
| style="text-align:center" | 0.2
| style="text-align:center"| 0.2
| [[honowanie]]
| [[honowanie]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 13
| style="text-align:center"| 13
| style="text-align:center" | 0.02
| style="text-align:center"| 0.02
| style="text-align:center" | 0.1
| style="text-align:center"| 0.1
| [[polerowanie]]
| [[polerowanie]]
|-
|-
| style="text-align:center" | 14
| style="text-align:center"| 14
| style="text-align:center" | 0.01
| style="text-align:center"| 0.01
| style="text-align:center" | 0.05
| style="text-align:center"| 0.05
| [[polerowanie]]
| [[polerowanie]]
|}
|}


=== Chropowatość w rysunku technicznym (stare oznaczenia) ===
== Chropowatość w rysunku technicznym ==
Na rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się, stosując znak chropowatości wraz z pożądanymi informacjami (norma PN-ISO 1302:1996):<ref>{{Cytuj |tytuł = Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu Grafika Inżynierska - Chropowatość powierzchni |data = 2020-05-10 |data dostępu = 2021-10-22 |wydawca = Uniwersytet Morski w Gdyni |url = http://wm.umg.edu.pl/cwiczenia/grafika/oznaczanie_chropowatosci_materaily_pomocnicze.pdf}}</ref>

[[Plik:Roughness symbol.svg|left|200px]]
Na rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się stosując znak chropowatości wraz z pożądanymi informacjami(norma PN-ISO 1302:1996):
a – wartość chropowatości poprzedzona symbolem skali (np. Ra, Rz)
[[Plik:Roughness symbol.svg|200px|left]]
a – wartość chropowatości poprzedzona symbolem skali (np. Ra, Rz)


b – wartość reprezentująca naddatek materiału na obróbkę
b – wartość reprezentująca naddatek materiału na obróbkę
Linia 111: Linia 112:
e – wartość reprezentująca wysokość falistości, poprzedzona odpowiednim symbolem lub długość odcinka elementarnego jeżeli nie jest wyszczególniony w normie (ISO 4288)
e – wartość reprezentująca wysokość falistości, poprzedzona odpowiednim symbolem lub długość odcinka elementarnego jeżeli nie jest wyszczególniony w normie (ISO 4288)


f – wartość parametru chropowatości innego niż Ra poprzedzona symbolem skali.
f – wartość parametru chropowatości innego niż Ra poprzedzona symbolem skali.


Wszystkie parametry liczbowe podawane są w [[mikrometr]]ach.
Wszystkie parametry liczbowe podawane są w [[mikrometr]]ach.


Dodatkowo znak chropowatości umieszcza się w prawym, dolnym rogu rysunku (odnosi się wtedy do wszystkich powierzchni elementu), oraz za nim w nawiasie rosnąco symbole dla chropowatości wyszczególnionych na rysunku.
Dodatkowo znak chropowatości umieszcza się w prawym, górnym rogu nad ramką (odnosi się wtedy do wszystkich powierzchni elementu)<ref>{{Cytuj |autor = dr inż. Patrycja Ewa Jagiełowicz (Borawska) |tytuł = Oznaczenie chropowatości powierzchni. |data = 2008-03-10 |url = https://poczta.simr.pw.edu.pl/~jpanek/PKM2/chropowatosc.pdf}}</ref> oraz za nim w nawiasie malejące symbole dla chropowatości wyszczególnionych na rysunku.

== Kryteria akceptacji dla pomiarów chropowatości w instalacjach higienicznych ==
Chropowatość powierzchni jest parametrem istotnie wpływającym na skuteczność jej czyszczenia. W instalacjach higienicznych (branża spożywcza, branża kosmetyczna, branża farmaceutyczna) chropowatość jest często jednym z kryteriów odbiorowych dla nowo budowanej instalacji. Dla powierzchni wewnętrznych często stosowanym kryterium akceptacji jest chropowatość Ra ⩽ 0,8 μm (rzadziej Ra ⩽ 0,4 μm)<ref>{{Cytuj |url=https://www.bnt-sigma.pl/pomiar-chropowatosci-powierzchni |tytuł=Pomiary chropowatości powierzchni |opublikowany=Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA |data dostępu=2022-03-09}}</ref>.

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

{{Galeria|Nazwa=|wielkość=500|pozycja=center
{{Galeria|Nazwa=|wielkość=500|pozycja=center
|Plik:Roughness symbols.svg|Przykłady oznaczenia chropowatości
|Plik:Roughness symbols.svg|Przykłady oznaczenia chropowatości
|Plik:Kierunkowość struktury powierzchni.svg|Oznaczenia kierunkowości struktury powierzchni (od lewej): równolegla do płaszczyzny rysunku, prostopadła, skrzyżowana (ukośnie do płaszczyzny rysunku), nieuporządkowana, punktowa, współśrodkowa, promieniowa
|Plik:Kierunkowość struktury powierzchni.svg|Oznaczenia kierunkowości struktury powierzchni (od lewej): równoległa do płaszczyzny rysunku, prostopadła, skrzyżowana (ukośnie do płaszczyzny rysunku), nieuporządkowana, punktowa, współśrodkowa, promieniowa
}}
}}

{{Kontrola autorytatywna}}


[[Kategoria:Maszynoznawstwo]]
[[Kategoria:Maszynoznawstwo]]

Aktualna wersja na dzień 12:48, 20 sie 2024

Chropowatość lub chropowatość powierzchni – cecha powierzchni ciała stałego, oznacza rozpoznawalne optyczne (choć niekoniecznie gołym okiem) lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu, a charakteru obróbki i użytego narzędzia i przynajmniej o jeden rząd wielkości drobniejsze. Chropowatość, w przeciwieństwie do innej podobnej cechy – falistości powierzchni, jest pojęciem odnoszącym się do nierówności o relatywnie małych odległościach wierzchołków. Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki[1].

W budowie maszyn stosuje się zwykle dwa parametry (używa się więcej parametrów – te dwa można uznać za podstawowe) określające:

Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniejRa

Linia średnia jest teoretyczną linią, przy której suma kwadratów odległości wzniesień i zagłębień jest najmniejsza[1]. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym (Le/λc/lr) określanym przez Polską Normę PN-ISO 4288:1998 (DIN EN ISO 4288:1998) oraz DIN EN ISO 3274:1998— długość odcinka elementarnego zależy od wartości parametru chropowatości i może być równa jednej z sześciu wartości wyrażonych w milimetrach: 25; 8; 2,5; 0,8; 0,25; 0,08[1][2][3][4].

Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profiluRz

Suma średniej arytmetycznej wysokości pięciu najwyższych wzniesień ponad linię średnią i średniej głębokości pięciu najniższych wgłębień poniżej linii średniej.

Parametr Rz został usunięty z norm ISO, nie został zastąpiony żadnym innym. Obecnie symbolem Rz oznacza się największą wysokość profili (wcześniej Ry) [EN ISO 4287]
[1]

Chropowatość mierzona jest specjalnymi urządzeniami pomiarowymi zwanymi profilometrami. Większość z produkowanych obecnie urządzeń jest w stanie zmierzyć obydwa parametry[5].

Klasy chropowatości

[edytuj | edytuj kod]

Nieaktualna już Polska Norma PN-58/M-04252 (obecnie PN-EN ISO 1302:2004) wyróżniała 14 klas chropowatości. Każdej z nich odpowiadał zakres chropowatości Ra lub Rz[6].

Klasa chropowatości Ra Rz Rodzaj obróbki[7]
1 80 320 zgrubna obróbka skrawaniem
2 40 160 zgrubna obróbka skrawaniem
3 20 80 dokładna obróbka skrawaniem
4 10 40 dokładna obróbka skrawaniem
5 5 20 wykończeniowa obróbka skrawaniem
6 2.5 10 wykończeniowa obróbka skrawaniem
7 1.25 6.3 szlifowanie zgrubne
8 0.63 3.2 szlifowanie dokładne
9 0.32 1.6 szlifowanie wykończeniowe
10 0.16 0.8 docieranie
11 0.08 0.4 docieranie pastą diamentową
12 0.04 0.2 honowanie
13 0.02 0.1 polerowanie
14 0.01 0.05 polerowanie

Chropowatość w rysunku technicznym

[edytuj | edytuj kod]

Na rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się, stosując znak chropowatości wraz z pożądanymi informacjami (norma PN-ISO 1302:1996):[8]

a – wartość chropowatości poprzedzona symbolem skali (np. Ra, Rz)

b – wartość reprezentująca naddatek materiału na obróbkę

c – symbol kierunkowości struktury powierzchni

d – informacja o metodzie wykonania, rodzaju obróbki

e – wartość reprezentująca wysokość falistości, poprzedzona odpowiednim symbolem lub długość odcinka elementarnego jeżeli nie jest wyszczególniony w normie (ISO 4288)

f – wartość parametru chropowatości innego niż Ra poprzedzona symbolem skali.

Wszystkie parametry liczbowe podawane są w mikrometrach.

Dodatkowo znak chropowatości umieszcza się w prawym, górnym rogu nad ramką (odnosi się wtedy do wszystkich powierzchni elementu)[9] oraz za nim w nawiasie malejące symbole dla chropowatości wyszczególnionych na rysunku.

Kryteria akceptacji dla pomiarów chropowatości w instalacjach higienicznych

[edytuj | edytuj kod]

Chropowatość powierzchni jest parametrem istotnie wpływającym na skuteczność jej czyszczenia. W instalacjach higienicznych (branża spożywcza, branża kosmetyczna, branża farmaceutyczna) chropowatość jest często jednym z kryteriów odbiorowych dla nowo budowanej instalacji. Dla powierzchni wewnętrznych często stosowanym kryterium akceptacji jest chropowatość Ra ⩽ 0,8 μm (rzadziej Ra ⩽ 0,4 μm)[10].

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. a b c d ROZDZIAŁ V Warstwa wierzchnia. Chropowatość i falistość powierzchni [online], 31 grudnia 2017.
  2. Hung Nguyen-Schäfer, Rotordynamics of Automotive Turbochargers, Springer, 15 maja 2015, s. 305, ISBN 978-3-319-17644-4 [dostęp 2024-08-20] (ang.).
  3. Mariana Santos i inni, Mechanical and Tribological Characterization of a Dental Ceromer, „Journal of Functional Biomaterials”, 11 (1), 2020, s. 4, DOI10.3390/jfb11010011, ISSN 2079-4983, PMID32098165, PMCIDPMC7151637 [dostęp 2024-08-20] (ang.).
  4. Józef Zawora, Podstawy technologii maszyn: podręcznik, Sklep WSiP 10 % rabatu, 2013, s. 194, ISBN 978-83-02-09889-5 [dostęp 2024-08-20] (pol.).
  5. POMIARY MIKROGEOMETRII POWIERZCHNI [online], 31 grudnia 2017, slajdy 25-56.
  6. Stare i nowe oznaczenie chropowatości [online], 31 grudnia 2017.
  7. Radosław Łyszkowski, Podstawy konstrukcji maszyn. Podstawy Inżynierii Wytwarzania [online], 31 grudnia 2017, str. 20.
  8. Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu Grafika Inżynierska - Chropowatość powierzchni, Uniwersytet Morski w Gdyni, 10 maja 2020 [dostęp 2021-10-22].
  9. Patrycja Ewa Jagiełowicz (Borawska), Oznaczenie chropowatości powierzchni. [online], 10 marca 2008.
  10. Pomiary chropowatości powierzchni [online], Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA [dostęp 2022-03-09].
Przykłady oznaczenia chropowatości
Oznaczenia kierunkowości struktury powierzchni (od lewej): równoległa do płaszczyzny rysunku, prostopadła, skrzyżowana (ukośnie do płaszczyzny rysunku), nieuporządkowana, punktowa, współśrodkowa, promieniowa