Шероховатость поверхности ra и rz: параметры, таблица

Любые типы поверхностей, какие бы они не были ровными на первый взгляд, имеют в своей структуре череду подъемов и впадин. На вид это близко к форме горных массивов. Высоту этих «гор» и характеризует шероховатость.

Шероховатость представляет собой совокупность неровностей поверхности.

Параметры, средства измерения и обозначение шероховатости в конструкторской документации полностью стандартизированы. Они описываются тремя государственными стандартами: ГОСТ 2789-73, ГОСТ 25142-82 и ГОСТ 2.309-73.

Шероховатость поверхности измеряется в микрометрах (1 мкм = 0,001 мм) и оценивается обычно по двум параметрам Rz и Ra .

Rz — это высота неровностей профиля по 10 точкам в то время как Ra — это среднее арифметическое отклонение профиля.

Примерное соответствие этих параметров друг другу с привязкой к классу чистоты шероховатости поверхности смотрите в таблице приведенной ниже:

Класс чистоты поверхности Среднеарифметическое отклонения
профиля Ra, мкм
Высота неровностей Rz, мкм Базовая длина l, мм
не более
1 80 320 8
2 40 160 8
3 20 80 8
4 10 40 2,5
5 5 20 2,5
6 2,5 10 0,8
7 1,25 6,3 0,8
8 0,63 3,2 0,8
9 0,32 1,6 0,25
10 0,16 0,8 0,25
11 0,08 0,4 0,25
12 0,04 0,2 0,25
13 0,02 0,1 0,08
14 0,01 0,05 0,08

Какое значение шероховатости выбрать?

Значение шероховатости выбирается конструктивно, в зависимости от требований, предъявляемых к шероховатости поверхности. Например, в случае если необходимо обеспечить уплотнение с помощью резиновых колец, то к шероховатости, поверхностей взаимодействующих с этими кольцами, выставляются специальные требования, указанные, в данном случае в ГОСТ 9833-73. Производители специальных уплотнительных устройств — полиуретановых манжет, сальников, могут указывать требования к шероховатости поверхности в каталогах и другой технической документации.

В общих случаях можно руководствоваться следующими рекомендациями:

Для поверхностей соприкасающихся, и перемещающихся друг относительно друга деталей, например например, поверхности гильз, поршней насосов, поверхности подшипников, шеек валов, уплотнительные поверхности седел и клапанов в арматуре указывается шероховатость Ra не хуже 2,5, в большинстве случаев значительно лучше — 1,6; 0,8.

Если детали соприкасаются друг с другом, но, после установки, неподвижны друг относительно друга, шероховатость Ra выбирается из интервала 12,5 — 2,5.

Поверхности деталей не контактирующие с другими поверхностями обычно изготавливают с шероховатостью Ra 20 — 6,3.

В большинстве случаев шероховатость поверхности определяется одним из параметров Ra или Rz.

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — является суммой средних абсолютных значений высот точек пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин в пределах базовой длины, измеренных от произвольной линии АВ

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – это среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля yi от средней линии m в пределах базовой длины

Рисунок 1.

Механизм возникновения шероховатости

Все причины возникновения шероховатости можно разбить на 3 группы:

  1. Расположение режущих кромок инструмента, относительно обрабатываемой поверхности;
  2. Упругая и пластическая деформация обрабатываемого металла;
  3. Вибрации в технологической станочной системе.

Образование неровностей на обработанной поверхности можно представить как след от движения режущих кромок инструмента. Назовём такой профиль регулярным (рис.2).

На образование регулярного профиля влияет геометрия резца, в частности – углы в плане, а так же величина подачи S. Их влияние описывается формулой

В реальном процессе резания впереди резца и под обработанной поверхностью образуется зона пластической деформации, которая вносит некоторую погрешность в регулярный профиль. Пластически деформированный металл в отдельных местах как бы наволакивается на микронеровности, а в где-то вырываются отдельные куски металла. Потому реальное значение Rz может быть записано как:

где — приращение высоты микронеровностей, вызванное пластической деформацией металла. Следовательно, чем меньше пластическая деформация, тем меньше высота микронеровностей. Величина пластической деформации зависит, в большей степени, от твёрдости обрабатываемого материала и, в меньшей — от глубины резания — t.

Методы и средства оценки шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности оценивают двумя основными методами:

качественным и количественным.

Качественный метод оценки основан на визуальном сопоставлении обработанной поверхности с эталоном невооруженным глазом или под микроскопом, а также по ощущениям при ощупывании рукой (пальцем, ладонью, ногтем). Визуальным способом можно достаточно точно определять шероховатость поверхности, за исключением весьма тонко обработанных поверхностей. Эталоны, применяемые для оценки шероховатости поверхности визуальным способом, должны быть изготовлены из тех же материалов, с такой же формой поверхности и тем же методом, что и деталь. Качественную оценку весьма тонко обработанных поверхностей следует производить с помощью микроскопа или лупы с пятикратным и большим увеличением.

Количественный метод оценки заключается в измерении микронеровностей поверхности с помощью приборов: профилографов и профилометров.

Профилографы

Профилографы — это приборы, позволяющие получатть изображение микронеровностей профиля в увеличенном масшттабе на каком-либо носителе (фотоплёнке, фотобумаге).

Профилометры — минуя этап получения изображения, производят необходимые измерения профиля микронеровностей.

Рисунок 3.

Схема профилографа Б. М. Левина приведена на рис. 3. Луч света от лампы 1, проходя через линзу 2, щель 3 и оптическую систему 5, падает на зеркала 8 и 7. Зеркало 8 связано с ощупывающей иглой 9. Луч света, отраженный от зеркала 7 и затем от зеркала 8, проходит оптическую систему 6 и, попадая на зеркала 4 и далее на цилиндрическую линзу 14, проецирует изображение щели 3 на светочувствительную пленку 13,расположенную на барабане 12. Изображение щели проецируется в виде световой точки. Деталь 10, на поверхности которой измеряют шероховатость, располагается на верхнем диске предметного стола 11. При вращении синхронного двигателя стол вместе с деталью движется поступательно относительно иглы 9, а барабан 12 вращается. Таким образом, на светочувствительной фотоплёнке получается изображение пути светового луча, повторяющего профиль обработанной поверхности испытуемой детали.
Рисунок 4.

Принцип действия профилометра конструкции В. М. Киселева заключается в возбуждении колебаний напряжения в результате движений ощупывающей иглы. На рис. 4 приведена схема этого профилометра (модель КВ-7). Игла 1 с алмазным наконечником, радиус закругления которого 12 мкм, подвешена на пружинах 2. Нижний конец ее ощупывает неровности поверхности детали, а верхний связан с индукционной катушкой 3, которая перемещается в магнитном поле полюсов 4 и 6 магнита 5. Возбуждаемый этим перемещением ток подают на усилитель и затем на гальванометр. Перемещение иглы по поверхности осуществляют с помощью электропривода со скоростью 10. 20 мм/с. Давление иглы на поверхность проверяемой детали составляет 5. 25 кПа. При подключении к профилометру осциллографа можно получить профилограмму исследуемой поверхности.

Рисунок 5.

Для измерения шероховатости предназначен также двойной микроскоп В. П. Линника (рис. 5). Прибор состоит из двух частей: микроскопа А для освещения исследуемой поверхности, микроскопа Б для наблюдения и измерения профиля поверхности. Оси обеих частей микроскопа, наклоненные под углом 45° к исследуемой поверхности, пересекаются между собой в предметной точке объективов.

В плоскости изображения объектива 3 микроскопа А перпендикулярно плоскости оси микроскопа расположена щель 2, освещаемая источником света 1. Объектив 3 дает уменьшенное изображение а щели 2 на проверяемой плоскости Р в виде узкой светящейся линии. При отсутствии на участке поверхности Р микронеровностей объектив 4 микроскопа Б в плоскости сетки окуляра 5 даст изображение а 2 той же узкой светящейся линии, а также изображение близлежащего участка исследуемой поверхности.

Читайте также  Аппарат для самокруток

При том же расположении микроскопов А и Б при наличии микронеровностей h часть пучка света, отраженная от участка поверхности P 1 при наблюдении будет казаться выходящей из точки a 1 или из точки а 1 поверхности Р 1, расположенной на расстоянии 2h ниже поверхности Р. Тогда изображение точки из на сетке окуляра 5 будет на расстоянии h от оси микроскопа Б, равном h = 2xh sin 45°, где х — увеличение объектива 4.

Для измерений высоты неровностей в микроскопе Б установлен окулярный микрометр. Двойной микроскоп В. П. Линника позволяет также фотографировать исследуемую поверхность с высотой неровностей 0,9. 60 мкм.

Вообще, принято выделять три вида шероховатости объекта:

Исходная шероховатость — возникающая в результате технологической обработки изделия различными абразивами.

Эксплуатационная шероховатость — это приобретаемая в процессе эксплуатации шероховатость в результате износа и рабочего трения.

Равновесная шероховатость — это вид эксплуатационной шероховатости, который можно воспроизвести в стационарных условиях трения.

Параметры шероховатости определены в ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения». Согласно этому документу, выделяют такие показатели шероховатости, как:

  • Ra — это среднее арифметическое значение отклонения профиля.
  • Rz — это высота неровностей профиля, снятая в 10 точках.
  • S — это средний шаг местных выступов профиля;
  • Sm — это среднее арифметическое значение шага неровности;
  • Rmax — это максимальная высота профиля;
  • tp — это относительная длина профиля (опорная), р — это уровень сечения профиля.

При задании шероховатости, как правило, используется параметр ср. арифм-го. отклонения профиля (Ra).

Стоит отметить, что именно шероховатость, оказывает наиболее сильное влияние на эксплуатационные характеристики двигателей машин, а также деталей и узлов различного оборудования. Возможно, именно поэтому, точное определение значения шероховатости — одна из самых важных задач метрологии.

Допуск размера по квалитетам Допуск формы, % от допуска размера Номинальные размеры,мм
До 18 Св. 18 до 50 Св. 50 до 120 Св. 120 до 500
IT5 100
60
40
0.4
0.2
0.1
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
1.6
0.8
0.4
IT6 100
60
40
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
IT7 100
60
40
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
3.2
3.2
1.6
IT8 100
60
40
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
3.2
3.2
1.6
3.2
3.2
1.6
IT9 100
60
40
3.2
1.6
0.8
3.2
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
6.3
6.3
3.2
IT10 100
60
40
3.2
1.6
0.8
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
6.3
6.3
3.2
IT11 100
60
40
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
12.5
6.3
3.2
12.5
6.3
3.2
IT12; IT13 100
60
40
12.5
12.5
6.3
12.5
12.5
6.3
25
25
12.5
25
25
12.5
IT14; IT15 100
60
40
12.5
12.5
12.5
25
25
12.5
50
50
25
50
50
25

В случаях, когда это необходимо по функциональным требованиям, допускается устанавливать значение шероховатости Ra менее указанных в таблице.

Абсолютная шероховатость

В качестве основной характеристики шероховатости служит так называемая абсолютная шероховатость – κ, представляющая собой среднюю величину указанных выступов и неровностей, измеренную в линейных единицах.

Некоторые значения шероховатости стенок трубопровода приведены в таблице ниже

Чистые цельнотянутые из латуни, меди и свинца

Новые цельнотянутые стальные

Стальные с незначительной коррозией

В случае когда величина выступов шероховатости стенки трубы меньше, чем толщина вязкого (ламинарного) подслоя неровности стенки полностью погружены в этот слой.

При этом турбулентная часть потока не будет входить в непосредственное соприкосновение со стенками и движение жидкости, а следовательно, и потери энергии не будут зависеть от шероховатости стенок, а будут зависеть только от свойств самой жидкости.

Если величина выступов такова, что они превышают толщину вязкого подслоя, то неровности стенок будут выступать в турбулентную область, увеличивая беспорядочность движения и существенным образом влиять на величину потерь энергии.

В этом случае каждый отдельный выступ можно сравнить с плохо обтекаемой поверхностью, находящейся в окружающем её потоке жидкости и являющейся источников образования вихрей.

В соответствии с написанным выше поверхности условно разделяют на гидравлически гладкие (первый случай) и шероховатые (второй вариант).

На самом деле, толщина вязкого подслоя непостоянна и уменьшается с увеличением числа Рейнольдса. У гидравлически гладких стенок с возрастанием числа Рейнольдса тоже начинает проявляться шероховатость, так как вязкий подслой становиться тоньше и выступы шероховатости, которые первоначально полностью располагались в этом слое, начинают выходить из него, выступая в турбулентную зону.

Следовательно, одна и та же стенка в зависимости от величины числа Рейнольдса может вести себя по разному:
в одном случае – как гладкая
в другом – как шероховатая.

Поэтому абсолютная шероховатость стенок трубопровода не может полностью характеризовать влияние стенок на движение жидкости. Естественно, что стенки с одной и той же абсолютной шероховатостью в потоках небольших поперечных размеров должны будут вносить большие возмущения в поток жидкости и оказывать большее сопротивление движению, чем в потоках большого сечения.

Относительная шероховатость и относительная гладкость.

Для характеристики влияния шероховатости на величину гидравлических сопротивлений, а так же исходя из условий соблюдения подобия, в гидравлике вводится понятие относительная шероховатость – ε.

Под термином относительная шероховатость понимают безразмерное отношение абсолютной шероховатости к некоторому линейному размеру, характеризующему сечение потока(например, к радиусу трубы r, к глубине жидкости в открытом потоке h и т.п.).

В некоторых случаях вводят понятие относительной гладкости ε / как величины обратной относительной шероховатости

В действительно, как показали исследования, на величину гидравлических сопротивлений влияет не только абсолютное значение шероховатости (высота выступов), но также в значительной степени их форма и густота. Учесть влияние этих факторов непосредственными измерениями шероховатости практически невозможно.

Видео о шероховатости

В настоящее время для того, чтобы охарактеризовать шероховатость стенки трубы при гидравлических расчетах обычно пользуются понятием – эквивалентной шероховатости. Этот эквивалент представляет собой такую величину выступов однородной абсолютной шероховатости, которая дает при подсчетах одинаковую с действительной шероховатостью величину потерь напора.

Основные параметры шероховатости

Под шероховатостью поверхности детали понимают числовое отображение величины микронеровностей поверхности в микронах, показывающее отклонение от идеальной поверхности.

В основном используются 2 параметра шероховатости поверхности:

  • Ra. Среднеарифметическое отклонение профиля.
  • Rz. Высота неровностей профиля по 10 экстремальным точкам.

Приблизительное соотношение этих параметров Вы можете увидеть в этой таблице:

В этой же таблице Вы можете увидеть приблизительное соотношение используемых сейчас параметров шероховатости с использовавшимися ранее показателями класса шероховатости и группы чистоты («треугольники»).

На практике, как правило, грубую обработку обозначают параметром Rz320-20, более тонкую – Ra2,5-0,025 (еще более тонкую тоже принято обозначать параметром Rz0,1-0,025).

Значения шероховатостей для обозначения на чертежах выбирают из стандартизованного ряда:

Выбор значения шероховатости довольно тесно связан с точностью изготавливаемого изделия — его квалитетом, а так же с особенностями посадки с сопряженной деталью.

Читайте также  Перекидной рубильник

ОСТ 26-09-625-79
Шероховатость поверхностей в зависимости от классов точности (квалитетов), назначения и методов получения

Купить ОСТ 26-09-625-79 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на шероховатость поверхностей изделий, изготовляемых на заводах отрасли полимерного машиностроения.

  • Заменяет ОСТ 26-09-626-75

Сведений о сроке действия документа нет

Дата введения 01.01.1980
Добавлен в базу 01.09.2013
Актуализация 01.02.2020

Этот документ находится в:

  • Раздел Строительство
    • Раздел Стандарты
      • Раздел Отраслевые стандарты и технические условия
        • Раздел Отраслевые стандарты
  • Раздел Экология
    • Раздел 83 РЕЗИНОВАЯ, РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКАЯ, АСБЕСТОТЕХНИЧЕСКАЯ И ПЛАСТМАССОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
      • Раздел 83.080 Пластмассы
        • Раздел 83.080.01 Пластмассы в целом

Организации:

19.11.1979 Утвержден ВПО Союзполимермаш 106
Разработан ВНИИРТмаш

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

  • Сканы страниц документа
  • Текст документа

&Л0 Союзполимсрмаш И). К Докучаев _ 1979г

ОтраслеЬой стандарт

Шероховатость поверх но -стеи 6 зависимости от классов то чности (хвалите mob), назначения и методов получения.

26-09 — 635-19 взамен ОСТ 26-09-625-75

Приказом (распоряжением) ВПО .Ссюзаолимеомаш*

от j9.ll.19r Ы fОб

Срок введения установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону.

Настоящий стандарт распространяется на шерохова тосты поверхностей изделий, имотобляепых на заводах отрасли полимерного машиностроения.

L Характеристика шероховатости принимается параметром Яа по ГОСТ 2789-75 и СТ СЭВ 658-77, числовые зно чения которого следующие; 320; 160; 80; 90; 20; 10,0; ; 2Д; (25; Q63, 0,32; 0,160; 0,080; Q040; 0,020; 0(010.

При необходимости перевода значения параметра Яг в значение параметра Яа рекомендуется пользоваться следующим соотношением:

ЛСТ26‘09’бгь

2. Стандарт уст а на дли 3q ет: а) величины параметров шерохобатости поверхностей изделий для Стандарт-мы% полей допускоб кбалитетоВ 6,1,8,9, f1t 12, i4, /6 по СТ СЭб 1ЧЧ-15 и степеней точности om)[doXjt по ГОСТ 10356-63;

6> соотношения между допускапи размера, срормь/, расположения и шероховатостью поверхностей’

S) Величины параметров шероховатости 6 уаВи си пости от назначения поверхностей деталей;

2) Величины параметров шерохоВатости при рауличнык методах обработки поверхностей;

д) данные о применении посадок и степеней точности В зависимости от назначения и услоВий работы издели)

3. Обозначение шероховатости поверхностей и пробила нанесения их на чертежах изделий должно соответствовать ГОСТ 2.309 — 73.

4. Требования к шероховатости должны Выть обоснованными и устанавливаться исходя из дзункциоиольносо назначения поверхности.

Величины параметров шероховатости Ra не должны превышать рекомендуемые, приведенные в тавл. i

5. Ври назначении параметров шероховатости следует проверить возможность их достижения 6 связи с рациональными методом и обработки деталей (тавл. 2-S).

51. в табл.2 приведены рекомендуемые значения параметров шероховатости, точность размеров и (рорпы обрабатываемых поверхностей в зависимости от методов обработки резанием при обеспечении жесткости Системы COUJJ.

5.2. Точность размеров и шероховатость поверхности Зубьев зубчатых колес при различном методах обработки приведены в таблице 3.

5.3. Точность резьб и шероховатость поверхности нарезки при различных методах обработки приведены в таблице Ч