表面粗糙度測量方法和其檢測儀器常見故障排除方法探討

眾所周知，表面粗糙度表征了機械零件表面的微觀幾何形狀誤差。對粗糙度的評定，主要分為定性和定量兩種評定方法，所謂定性評定就是將待測表面和已知的表面粗糙度比較樣塊相互比較，通過目測或者借助于顯微鏡來判別其等級；而定量評定則是通過某些測量方法和相應的儀器，測出被測表面的粗糙度的主要參數，這些參數是Ra，Rq，Rz，Ry ；

他們代表的意義是：Ra  是輪廓的算術平均偏差，即在取樣長度內被測輪廓偏距絕對值之和的算術平均值。

Rq  是輪廓的均方根偏差：在取樣長度內輪廓偏距的均方根值。

Rz  是微觀不平度的10點高度：在取樣長度內5個最大的輪廓峰高與5個最大的輪廓谷深的平均值之和。

Ry  是輪廓的最大高度：在取樣長度內輪廓的峰頂線與輪廓谷底線中線的最大距離。

目前常用的表面粗糙度測量方法主要有樣板比較法，光切法，干涉法，觸針法等。

1. 比較法  它是在工廠里常用的方法， 用眼睛或放大鏡，對被測表面與粗糙度樣板比較，或用手摸靠感覺來判斷表面粗糙度的情況；這種方法不夠準確，憑經驗因素較大，只能對粗糙度參數值較大情況，給個大概范圍的判斷。

2. 光切法  它是利用光切原理來測量表面粗糙度的方法。在實驗室中用光切顯微鏡或者雙管顯微鏡就可實現測量，它的測量準確度較高，但它是與對Rz，Ry 以及較為規則的表面測量，不適用于對測量粗糙度較高的表面及不規則表面的測量。

3. 干涉法  它是利用光學干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。這種方法要找出干涉條紋，找出相鄰干涉帶距離和干涉帶的彎曲高度，就可測出微觀不平度的實際高度；這種方法調整儀器比較麻煩，不太方便，其準確度和光切顯微鏡差不多；

4. 觸針法  它是利用儀器的測針與被測表面相接觸，并使測針沿其表面輕滑過測量表面粗糙度的測量方法。采用這種方法的儀器最廣泛的就是電動輪廓儀，它的特點是：顯示數值直觀，可測量許多形狀的被測表面，如軸類，孔類，錐體，球類，溝槽類工件，測量時間少，方便快捷。

它可分為便攜式和臺式電動輪廓儀， 便攜式儀器可在現場進行測量，攜帶方便；帶記錄儀的電動輪廓儀，可繪制出表面的輪廓曲線，帶微機的輪廓儀可顯示輪廓的形狀情況，并有打印機打印出數據和表面的輪廓線，便于分析和比較。它的測量范圍較大：Ra 值一般在0.02—50μm 。

這里我們對電動輪廓儀的原理和儀器常見的故障排除方法進行討論；

電動輪廓儀的工作原理采用的是觸針法。儀器利用驅動箱拖動電感傳感器在工件表面上以一定的速度滑行，電感傳感器觸針隨同被測表面輪廓的峰谷起伏，產生上下位移，這個線值位移量引起傳感器內測量橋路兩臂中電感量的變化，從而使得電橋輸出與觸針位移成比例的條幅信號，這個微弱的電信號經過電子裝置放大整流后，成了代表工件截面輪廓的信號。

將它輸入記錄儀，就得到了截面輪廓的放大圖；或者把信號通過適當的環節進行濾波和計算后，由電表直接讀出Ra 參數評定的表面粗糙度的值。

電動輪廓儀由底座，驅動箱，傳感器，控制器，放大器或電子裝置，記錄儀等附件組成。

使用電動輪廓儀測量前，要對儀器預熱，對一般測量件，預熱5分鐘左右；對精密件，預熱約20-30分鐘。對于不同形狀的工件表面，選用不同的測量附件，例如對平和外圓柱表面，采用基本傳感器，控制器，V型塊和合適的滑塊，并選好合適的行程長度，截止轉換開關位置等。 對于階梯表面的測量，選用凹坑傳感器；滑塊選用凹坑專用滑塊；對于曲軸表面的測量，選用傳感器和控制器是基本的；滑塊用直角附件中的專用滑塊；這里不一一列舉了。

在掌握了它的測量方法的同時，對該儀器設備的維護也是非常重要的，對底座上的立柱位置，驅動箱，傳感器，控制器，放大器電子裝置的相關位置定期檢查，對儀器出現的常見故障也能夠排除；常見的故障如下：

1. 儀器的指示燈不亮，電動機不轉，整個儀器無法工作；

產生的原因是：放大器或者電子裝置的部件向的電元寶顯示燒毀；或是電源插頭連接不良；

處理方法: 更換保險絲或者檢修電源插頭；

2. 儀器燈亮了，可直線記錄器或驅動箱不工作；

產生原因是：各部件間的連接導線插頭插得不牢固； 或是放大器（或電子裝置）部件箱的高壓保險絲燒毀；

處理方法：檢查同時插好各部件間的連接導線插頭；更換高壓保險絲；

3. 驅動箱電動機在轉動，但不能帶動傳感器移動。

產生原因是：驅動箱上保護桿沒有松開；

處理方法：將保護桿沿著逆箭頭方向松開；

4. 記錄筆無反應

產生原因是：接通記錄儀的插頭接觸不良；放大器（電子裝置）部件故障；

記錄筆機構內的線圈電阻下降；記錄器線圈斷路；記錄器變換電阻的插銷接觸不良。

處理方法：對于記錄筆機構內的線圈電阻下降；記錄器線圈斷路故障，可以更換記錄筆機構；

其他故障均可設法排除。

以上只是一些常見故障的排除，對于復雜的故障，最好請專業維修技術人員處理。