Многие часто употребляют в обиходе слово «шершавый». Им описывают неровную поверхность, имеющую зазубринки, впадины, выступы, заусенцы. Иногда можно услышать выражение «шершавая кожа». На самом деле, чистоту и гладкость любой поверхности можно измерить с помощью специальных образцов и приборов. «Шероховатость» в физике, механике и других технических науках – это точный показатель, характеризующий высоту неровностей поверхности на базовой длине. Требования к показателям шероховатости для различных материалов, из которых изготавливаются детали, узлы, механизмы, регламентируются требованиями государственных стандартов – ГОСТов.
Базовые параметры, описывающие шероховатость конкретной поверхности, принято обозначать специальным буквенным обозначением. Его часто можно встретить на конструкторских и технических чертежах: Ra, Rz, Rmax.
Зачем нужно знать шероховатость в машиностроении?
Ни один инженер не будет создавать чертёж будущей детали или узла, не рассчитав параметры шероховатости. Он неё зависит не только качественное сопряжение, но и безотказная работа проектируемого механизма. К примеру, что может произойти, если не отшлифовать вал или втулку и не придать поверхностям нужную «гладкость»?
- поршень заклинит в цилиндре автомобиля;
- подшипник не напрессуется на вал;
- перегреется узел трения в ручном электроинструменте.
Всё это неизбежно приведёт к выходу оборудования из строя.
Известны случаи, когда коленчатый вал автомобиля попросту лопался пополам из-за того, что на коренной шейке появлялись задиры.
«Шершавая» поверхность вызывала нагрев до температуры 700-800 градусов Цельсия и шейка попросту лопалась. Кстати, покупка и замена коленчатого вала для легкового авто будут стоить выше ₽ 100 000.
Как обозначается шероховатость?
Значок шероховатости на чертеже скажет конструктору примерно столько же, сколько нота в произведении для музыканта. Одного взгляда на обозначение будет достаточно, чтобы понять, как работает узел и какие требования предъявляются к качеству поверхностей.
Обозначение шероховатостей установлено межгосударственным стандартом ГОСТ 2.309-73. Структура обозначения имеет такой базовый вид:
Значение параметра указывается в обозначении после символа, к примеру: Ra 0,6 или Rmax 3,2. Часто на чертежах указывают и необходимый способ обработки поверхности, например, «полировать» или «шабрить»:
Чем измеряют шероховатость?
Для измерения шероховатости поверхностей служат специальные приборы – профилометры. Их цена может составлять от 10 000 до 250 000 рублей. На это влияет ряд технических параметров:
- виды измеряемых шероховатостей;
- погрешность измерений;
- длина трасс сканирования;
- тип фильтра и тип датчика;
- диапазон рабочих температур.
Если прибор внесён в единый государственный реестр средств измерений, его можно применять на производстве. Профилометры требуют ежегодной поверки и калибровки на точность. Это обязательное требование. Причём выполнять её могут только аккредитованные лаборатории.
Какое отношение шероховатость имеет к косметологии?
Получить ответ на этот вопрос можно, прочитав книгу «Аппаратная косметология. Эволюция аппаратных методов: новые технологии и возможности». С помощью современных технологий 3D-визуализации разрабатываются техники омолаживания, корректирующие процедуры, методики лечения кожных заболеваний. И шероховатость при этом играет не последнюю роль.
Реконструкция текстуры кожи производится на основе тысяч полученных снимков. Полученная информация используется для количественного анализа глубины и ширины морщин, различных структурных дефектов и общей шероховатости кожи.
Однако, в отличие от механики, шероховатость кожи не выражается числовыми показателями. Это лишь относительная величина. С помощью медицинских аппаратов оценивается и анализируется особенность рельефа кожного покрова (состояние кожи, морщины, тонкие линии, поры и т.д.), а также измеряется концентрация и распределение меланина и гемоглобина.