Slide 1

Szakkolégium
Budapest - 2012

Óbudai Egyetem,
Bánki Donát Gépész- és
Biztonságtechnikai Mérnöki Kar

A FELÜLET REJTELMEI
MŰSZAKI FELÜLETEK MINŐSÉGE

Czifra Árpád
Horváth Sándor


Slide 2

A SIMA (???) FELÜLET – AZ ÉRDESSÉGMÉRÉS

H im b a g ö rg ő

K o m p re s s z ió
-b ü työ k

[μ m ]
20 μm

0,33

23 000 km után

0

1 mm

1 mm
- 1,68

mm

Elektronmikroszkópia (SEM)

1 mm

Érdességmérés


Slide 3

BEMUTATKOZÁS – FELÜLETVIZSGÁLAT A BÁNKIN
C

A felületi érdességmérés története
1933 – Abbot, Firestone (2D)
1939 – Taylor Hobson (ipar)
1950 – ISO TC 57 (1966 ISO R 468)
1960-as évek – Greenwood, Williamson (3D)
1993 – Stout: „Zöld könyv”
201x – ISO ???
E

M art felü let S E M k ép e 500x-os n agyításb an

20 m

F
G

10

0

H

T ap in tófejes felvétel (500x- os n agyítás)

9. áb ra. M art felü let 500x-os n agyításb an

Érdességmérés a Bánkin
1975 – Kalibr 201
1978 – Első hazai publikáció
1980-as évek – Műszerfejlesztések
1993 – Első nemzetközi publikáció
1998 – Mahr Perthometer
1995 – től intenzív szoftverfejlesztés
2005 – GTE, Műszaki Irodalmi Díj
2009 - Met&Prop, Best poster Award


Slide 4

BEMUTATKOZÁS - KUTATÓCSOPORT
ÓE-BGK
Palásti-Kovács Béla, egyetemi tanár
Horváth Sándor, főiskolai tanár
Czifra Árpád, egyetemi docens
Farkas Gabriella, adjunktus
Barányi István, tanársegéd, PhD hallgató
Pálinkás Tibor fejlesztőmérnök
Kovács Kálmán okl. gm. tanár
Wiezl Csaba okl. inf. tanár

BME-GÉK
Dr. Váradi Károly, egyetemi tanár
Dr. Kozma Mihály, egyetemi tanár
(Dr. Néder Zoltán, egyetemi adjunktus)
(Bollók Péter, egyetemi tanársegéd)
BME-KSK
Dr. Eleőd András, egyetemi tanár
SZIE-GÉK
Dr. Kalácska Gábor, egyetemi docens


Slide 5

MŰSZAKI FELÜLETEK JELENTŐSÉGE

1. rezgések
2. deformációk
3. vezetékhibák
4. megfogás

- érintkezés
- adhézió
- hőátadás
- súrlódás

5. pozicionálás
6. vetemedés
7. szerszámkopás
8. forgácsképződés
5

1

Működés

Mikrotopográfiai

Gyártás

zzzz

6

4

4
3

2

- kenés
- kopás
- kifáradás
- stb.


Slide 6

MŰSZAKI FELÜLETEK JELLEMZÉSE
Esztergálás
Ra=0,32 μm

Porkohászat
Ra=0,34 μm

?

Hogyan jellemezhetők a műszaki felületek
Szabványos módszerek
„Lokális” jellemzők
- érdességi paraméterek
- érdességcsúcsok
- hullámossági paraméterek - völgyek
- motif
- stb…
- stb…

„Globális” módszerek
- korrelációs függvények
- teljesítmény sűrűség
spektrum
- fraktál
- stb…


Slide 7

SZABVÁNYOS MÓDSZEREK
Átlagos érdesség

Ra 

1

l


l

Z ( x ) dx

Profil
Átlagos érdesség
Magasságkoord. abszolút értéke

1.5
1
0.5
0

0

-0.5 0
-1

200

400

600

800

1000

-1.5

Hordozófelület
Mli(c)

Hordfelület

Profil
0
c

ln

Domináns hullámhossz
WDSm:
a periodikus jel
hullámhossza

Rmr(c)

X

Magasságeloszlás
100%


Slide 8

LOKÁLIS JELLEMZŐK
Érdességcsúcs analízis

E

β

z

I

m

II
E

z

n
z
y
A

C

m

I

x

II

III
r

E
z

B
D

m
m


Slide 9

„GLOBÁLIS” TECHNIKÁK
Fraktálok

Törtdimenzió vonalra

Df=1
Df=2

z [µ m ]
z [µ m ]

12
1 28
84
40
0
-4
0
-4
-8 0
-8

z [µ m ]
z [µ m ]

8
8
4
4
0
0
-4 0
-4 0
-8
-8

E 2 /1 ; D f H D C F = 1 ,1 7 ; D f P S D = 1 ,5 7
E 2 /1 ; D f H D C F = 1 ,1 7 ; D f P S D = 1 ,5 7

200
200

4 00
4 00

6 00
6 00

8 00
8 00

x
x
[µ m ]
[µ m ]

10 00
10 00

K 2 /1 ; D f
= 1 ,3 8 ; D f
= 1 ,4 5
K 2 /1 ; D f HHDDCCFF= 1 ,3 8 ; D f PPSSDD= 1 ,4 5

2 00
2 00

40 0
40 0

60 0
60 0

800
800

x
x
[µ m ]
[µ
10 00 m ]

10 00


Slide 10

GYÁRTÁS ÉS FELÜLET I.
[ °]

Orientáció

180

Hónolási szög ellenőrzése

0,449 μm

150
120
90
60
30
0
0

5

10

15 [%]

75 µm

Lézeres „karcok”
méretének ellenőrzése


Slide 11

GYÁRTÁS ÉS FELÜLET II.
Fröccsöntő szerszám-betét felületi minősége és a kész felület
minőségének kapcsolat

Kémiai maratás

Nagysebességű forgácsolás


Slide 12

GYÁRTÁS ÉS FELÜLET III. (minőség-ellenőrzés)
a.) Szerszámok forgácsolóképessége

b.) Csapágy futópálya felületi minősége

c.) Repülőszárny festési időköze

d.) Almák tönkremenetele

e.) Munkavédelmi cipők vizsgálata


Slide 13

MŰKÖDÉS ÉS FELÜLET - TRIBOLÓGIA
Tribológia: A tribológia az egymáshoz képest elmozduló felületek közötti
kölcsönhatások tudománya. Súrlódás, kopás, kenés. (1966 óta önálló tudomány.)
Céljai, feladatai:
Kőtömbök vontatása
- súrlódás csökkentése,
az ókori egyiptomi
- kopás minimalizálás,
építkezéseknél
- megbízható működés,
- karbantartás mentes üzem,
Környezet:
- élettartamkenés,
- kémiai összetétel,
- környezetkímélő súrlódó szerkezetek.
- vegyi aktivitás,
Szilárd test:
- geometria,
- kémiai összetétel,
- szövetszerkezet,
- mechanikai jellemzők,
- fizikai jellemzők.

Tribológiai rendszer

Felület:
- felületi egyenetlenségek,
- kémiai összetétel,
- felszíni rétegek,
- bevonatok,
- felületi energia.

- nyomás,
- szennyezések.

Közbenső anyag:
- viszkozitás,
- kémiai összetétel,
- vegyi aktivitás,
- sűrűség,
- szennyezettség, stb.


Slide 14

MŰKÖDÉS ÉS FELÜLET I.

[-]
21

karcos felület

Súrlódás kézben tartása.

18

felszakadozott felület

15
12
9

Kerámiabetétes
tengelykapcsoló.

6
3
0
0

5

1 mm

0

300 μm
1 mm

10

15 [%


Slide 15

MŰKÖDÉS ÉS FELÜLET II.
Súrlódás minimalizálása.
1 .3 0

µm
z

x

y

- 4 .6 6

1 mm

1 mm


Slide 16

MŰKÖDÉS ÉS FELÜLET III.
Koptatóvizsgálatok.

[µ m ]

3 ,9 8

0

-5 ,0 9

[µ m ]

3 ,9 8

0

-5 ,0 9

2 óra kopás után

Eredeti
Bejáratás !!!


Slide 17

MŰKÖDÉS ÉS FELÜLET IV.
Polimerek kopásvizsgálata.

Nincs optimális topográfia,
csak működéshez optimált
felület.
μ=0,4


Slide 18

Köszönöm a figyelmet!