表面粗糙度测量方法和其检测仪器常见故障排除方法探讨

众所周知，表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry ；

他们代表的意义是：Ra  是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。

Rq  是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。

Rz  是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。

Ry  是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。

目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。

1. 比较法  它是在工厂里常用的方法， 用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的判断。

2. 光切法  它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。

3. 干涉法  它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多；

4. 触针法  它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。

它可分为便携式和台式电动轮廓仪， 便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。它的测量范围较大：Ra 值一般在0.02—50μm 。

这里我们对电动轮廓仪的原理和仪器常见的故障排除方法进行讨论；

电动轮廓仪的工作原理采用的是触针法。仪器利用驱动箱拖动电感传感器在工件表面上以一定的速度滑行，电感传感器触针随同被测表面轮廓的峰谷起伏，产生上下位移，这个线值位移量引起传感器内测量桥路两臂中电感量的变化，从而使得电桥输出与触针位移成比例的条幅信号，这个微弱的电信号经过电子装置放大整流后，成了代表工件截面轮廓的信号。

将它输入记录仪，就得到了截面轮廓的放大图；或者把信号通过适当的环节进行滤波和计算后，由电表直接读出Ra 参数评定的表面粗糙度的值。

电动轮廓仪由底座，驱动箱，传感器，控制器，放大器或电子装置，记录仪等附件组成。

使用电动轮廓仪测量前，要对仪器预热，对一般测量件，预热5分钟左右；对精密件，预热约20-30分钟。对于不同形状的工件表面，选用不同的测量附件，例如对平和外圆柱表面，采用基本传感器，控制器，V型块和合适的滑块，并选好合适的行程长度，截止转换开关位置等。 对于阶梯表面的测量，选用凹坑传感器；滑块选用凹坑专用滑块；对于曲轴表面的测量，选用传感器和控制器是基本的；滑块用直角附件中的专用滑块；这里不一一列举了。

在掌握了它的测量方法的同时，对该仪器设备的维护也是非常重要的，对底座上的立柱位置，驱动箱，传感器，控制器，放大器电子装置的相关位置定期检查，对仪器出现的常见故障也能够排除；常见的故障如下：

1. 仪器的指示灯不亮，电动机不转，整个仪器无法工作；

产生的原因是：放大器或者电子装置的部件向的电元宝显示烧毁；或是电源插头连接不良；

处理方法: 更换保险丝或者检修电源插头；

2. 仪器灯亮了，可直线记录器或驱动箱不工作；

产生原因是：各部件间的连接导线插头插得不牢固； 或是放大器（或电子装置）部件箱的高压保险丝烧毁；

处理方法：检查同时插好各部件间的连接导线插头；更换高压保险丝；

3. 驱动箱电动机在转动，但不能带动传感器移动。

产生原因是：驱动箱上保护杆没有松开；

处理方法：将保护杆沿着逆箭头方向松开；

4. 记录笔无反应

产生原因是：接通记录仪的插头接触不良；放大器（电子装置）部件故障；

记录笔机构内的线圈电阻下降；记录器线圈断路；记录器变换电阻的插销接触不良。

处理方法：对于记录笔机构内的线圈电阻下降；记录器线圈断路故障，可以更换记录笔机构；

其他故障均可设法排除。

以上只是一些常见故障的排除，对于复杂的故障，最好请专业维修技术人员处理。