ما هو جهاز قياس خشونة السطح
يقيس جهاز خشونة السطح الملمح الذي تتركه عملية التشغيل خلفها. فالرسم يطلبه بقيمة Ra إلى جوار رمز السطح، والجهاز هو ما يحوّل تلك الإشارة إلى رقم يمكن تسجيله والجدال عليه. وكان التتبّع قصيرًا - مليمترات لا أمتارًا - ويُؤخذ على القطعة التامة عادةً لا على عيّنة، لأن التشطيب صفة تلك القطعة بعينها لا صفة العملية بوجه عام.
والقيمة الناتجة تتوقف على الضبط بقدر ما تتوقف على السطح. فالجهاز ذو المخروط يفصل الخشونة عن التموّج تحتها بمرشّح يكون قطعه هو طول العيّنة، وقيمة Ra المحسوبة عند قطع ما ليست الرقم نفسه المحسوب عند قطع آخر على السطح نفسه. ومجموعة المعاملات ليست عامةً هي الأخرى، فإطار المعايير الواحد يحدّد Rz تحديدًا يختلف بين طبعاته، فالرسم الذي يسمّي معيارًا إنما يطلب معاملات تلك الطبعة لا معاملات طبعة سواها.
واختيار الجهاز إذن سؤال عن الموضع المراد قياسه لا عن الجهاز في أكثر الأمر. فالسطح المستوي الذي يمكن إرقاده على منضدة أمره بيّن، أما الثقب، أو المجرى، أو المقعد المخروطي، أو السطح المنحني صغير القوس، فيضيّقان خيار المجس وقد يستبعدان الجهاز ذو الزلاجة استبعادًا تامًا. والأقسام التالية تتناول المجس، والمعاملات، والمعايير التي يجب التصريح بها قبل أن تكتسب أي قراءة معنى.
كيفية قياس جهاز قياس خشونة السطح
يجرّ الجهاز مخروطًا ألماسيًا عبر السطح بسرعة ثابتة ويسجّل الإزاحة الرأسية، إما مقابل زلاجة تنزلق على السطح، وإما مقابل مرجع داخلي لا يلامس السطح. فالمجس ذو الزلاجة أسرع وضعًا وهو جهاز الميدان المعتاد، أما المجس بلا زلاجة فيسير على الهندسة الاسمية للقطعة، وهو ما يحتاجه السطح المنحني أو المتقطع، لأن الزلاجة كانت لتحمل تحدّر القطعة إلى النتيجة.
ويُرشَّح الملف المسجَّل بحيث ينفصل التموّج طويل الموجة عن الخشونة قصيرة الموجة، ويكون القطع الذي يقع به الفصل هو طول العيّنة. ثم يحسب الجهاز من الملف المرشّح المعاملات: Ra على أنها المتوسط الحسابي للانحراف، وRz على أنها أقصى ارتفاع على امتداد طول العيّنة، وRq على أنها الجذر المتوسط التربيعي، ثم ذيل طويل وراءها يغطي معاملات التباعد، والميل، ونسبة المادة. وتختلف الأجهزة في مقدار ذلك الذيل الذي تقدّمه، ويبدو هذا حين يسمّي الرسم معاملًا غير مألوف.
والحدود هنا هندسية لا إلكترونية. فالمخروط لا يدخل مجرى أضيق من طرفه، ولا يتتبع قمة أحدّ من طرفه، ونصف القطر نفسه الذي يقرأ التشطيب الناعم بأمانة هو أكثر ما يناله التلف، وهو يتدهور في صمت لا بالفشل. والجهاز ذو الزلاجة يقرأ على قوس حين يكون السطح منحنيا، والمواد الليّنة أو اللزجة قد يوسمها التتبّع نفسه. وحيث كان أحد هذه هو الحاسم، وجب اختيار الجهاز على موجب الموضع، لا تكليف الموضع بما يناسب الجهاز.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| مرجع المجس | زلاجة تنزلق على السطح، أو مجس بلا زلاجة مرجعه جسم الجهاز نفسه | هل يمكن تتبّع سطح منحني، أو محدّب، أو متقطع أصلًا، وكيف يجب وضع الجهاز على القطعة. |
| مجموعة المعاملات وطبعة المعيار | أيّ عائلة معايير وطبعة يحسبها الجهاز، وكم من معامل تقدّمه فوق Ra | هل يمكن قياس إشارة الرسم كما هي مكتوبة، لأن Rz تحديدًا يختلف تحديدها بين الطبعات. |
| طول العيّنة وطول التقييم | القطوعات التي يدعمها الجهاز، وكم من أطوال العيّنات يؤخذ بمتوسطها | الرقم الذي سيظهر. فلا تُقارن قراءة بقراءة أخرى إلا إذا أُخذت عند القطع نفسه. |
| نصف قطر طرف المخروط وزاوية الجزء المخروطي | نصف قطر الطرف المركَّب، وزاوية الجزء المخروطي خلفه | أدقّ تفصيل يستطيع الجهاز تمييزه، وأضيق مجرى أو شقّ يستطيع المخروط دخوله. |
| شوط التتبّع | كم يقطع المجس من مسافة، وهل يكفي شوط واحد لطول التقييم المطلوب | هل يمكن قياس سطح خشن أو طويل من دون إعادة وضع الجهاز في منتصف الشوط. |
| الاتجاه والتثبيت | الوضع باليد، أو حامل مع منصة قياس | هل تُمسك القطع الصغيرة أو أشباه الأشكال ثابتة بما يكفي لصحّة التتبّع، وهل تحتاج القطعة المنحنية إلى منصة. |
| الخرج والتقارير | شاشة مباشرة، وتخزين داخلي، وتصدير بكابل أو ببطاقة أو بوصلة لاسلكية | هل يُنتج سجلّ دفعة من دون نسخ القراءات باليد، وهناك يظهر أكثر أخطاء النسخ. |
| التحقق | العيّنة المرجعية المرفقة بالجهاز، والفترة التي تُستعمل عندها | ما إذا كان يمكن إثبات أن القراءة صحيحة، وهو ما تطلبه معظم أنظمة الجودة عند فترة محددة. |
كيفية اختيار جهاز قياس خشونة السطح
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
| الموضع المراد قياسه | فالسطح المستوي، والثقب، والمجرى، والدرجة، والسطح المنحني، كلٌّ منها يحتاج هندسة مجس مختلفة، وبعضها يحتاج مرجعًا مختلفًا | صِف الموضع برسم تخطيطي، وأعطِ أصغر نصف قطر، وأضيق عرض، وأعمق غور مطلوب. |
| المعامل وقطعه | والجواب يتوقف على الاثنين، فجهاز لا يحسب المعامل المسمّى عند القطع المسمّى لا يفي بالعمل | انقل إشارة الرسم كما تظهر فيه تمامًا، مع المعيار والطبعة التي يسمّيها. |
| مبلغ دقّة التشطيب المرتقب | القيمة دون القدرة على التمييز عند الجهاز، أو طرف أكبر من أن يدخل بين القمم، يعطي قراءة لشيء غير السطح | أعطِ القيمة المستهدفة مع العملية التي يُتوقع أن تنتجها، لا القيمة وحدها. |
| حجم القطعة وإمكان الوصول إليها | يجب أن يسع الشوطُ الموضع، وأن يبلغ الجهازُ الموضع من دون أن يستند إلى سطح ليس جزءًا من القياس | أعطِ حجم القطعة، ومقدار الوصول المطلوب، وما إذا كان القياس على الآلة أو على المنضدة. |
| هل يجوز أن تُوسم القطعة | يترك التتبّع أثرًا، وهذا مقبول على العيّنة وغير مقبول دائمًا على سطح تام أو مطليّ | صرّح بالمادة، وبما إذا كان الأثر الظاهر محتملًا على القطعة المسلَّمة. |
| هل يجب تسجيل القراءات | سجلّ الدفعة يغيّر متطلب الخرج، وقد يستبعد أبسط جهاز في المدى أحيانًا | صرّح بما إذا كان لا بد من تقرير، وبأي صيغة، وعند أي فترة. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف الموضع ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن جهاز قياس خشونة السطح، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن جهاز قياس الخشونة |
| أجهزة قياس الصلادة | تقيس مقاومة المادة للدخول عليها بالضغط، لا شكل سطحها. وكلاهما يُؤخذ على السطح التام وكلاهما مُشترَط على الرسم نفسه، لكن السطح الخشن والسطح الليّن عيبان مستقلان ولا يرى جهاز منهما ما يراه الآخر. |
| مقاييس سماكة الطلاء | تقيس عمق طبقة رابضة فوق المسند، لا ملمح السطح الأعلى. وعلى القطعة المدهونة أو المطليّة كهربائيًا متطلبان في الغالب، وتُستعمل الأداتان معًا لا إحداهما مقام الأخرى. |
| مقاييس السماكة فوق الصوتية | تقيس مقدار المادة الموجودة عبر الجدار، لا كيف وُجّه السطح المكشوف. فهي تجيب عن سؤال نقص الجدار أو العمر المتبقي، وجهاز الخشونة يجيب عن سؤال الملاءمة، أو الإحكام، أو المظهر. |
| أجهزة التنميط البصرية ومتحدة البؤرة | تقرأ مساحة لا خطًا، فتلتقط الملمح ثلاثي الأبعاد ولا يقيّدها نصف قطر طرف المخروط. وهي أعلى كلفة، ونتيجتها لا تطابق نتيجة المخروط تطابقًا تامًا، وهذا مهمّ حيث يسمّي الرسم طريقة المخروط. |
| أجهزة قياس الاستدارة والشكل | تقيس الانحراف عن هندسة اسمية - عدم الاستدارة، والمخروطية، والتعامد - وهو شكل لا ملمح. والمتطلبان يجلسان على الرسم نفسه، ويُقاسان بجهازين مختلفين لسببين مختلفين. |
| أجهزة المقارنة البصرية والعيّنات المرجعية | تعطي حكمًا بالقبول أو الرفض مقابل سطح مرجعي من دون أن تُنتج رقمًا. وهي سريعة وكافية للفرز في ورشة الإنتاج، لكن لا يمكن تسجيلها كقيمة مقاسة ولا الاحتكام إليها في نزاع. |
الخشونة، والصلادة، وسماكة الطلاء هي المتطلبات السطحية الثلاثة التي يسمّيها الرسم معًا أكثر من غيرها؛ والحدّ الفاصل بينها هو ما يُقاس، لا أين يُقاس.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- الموضع المراد قياسه، مع رسم تخطيطي للهندسة وأصغر نصف قطر وعرض وغور فيها
- إشارة السطح كما كُتبت في الرسم تمامًا، بما في ذلك المعيار وطبعته
- القيمة المستهدفة، والعملية المتوقَّع أن تنتجها
- المادة، وما إذا كان التتبّع قد يترك أثرًا ظاهرًا
- حجم القطعة، وما إذا كان القياس على الآلة أو على المنضدة
- هل يجب أن يكون المجس بلا زلاجة، وهل الأمر يتعلق بسطح منحني أو متقطع
- هل يجب تخزين القراءات وتصديرها، وبأي صيغة
- العيّنة المرجعية أو ترتيب المعايرة المتوافر لدىكم
- الظروف المحيطة عند نقطة الاستخدام، بما فيها درجة الحرارة والاهتزاز
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب