سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول

چگونگی اندازه‌گیری سختی سنجی به روش راکول

سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول برای اندازه‌گیری مقاومت مواد در برابر خوردگی و سایش صورت می‌گیرد. در این روش سختی سنجی بر اساس عمق اثر و طول ردپای خوردگی روی پیچ و مهره، انجام می‌شود. برای انجام این روش نخست باید یک نمونه پیچ و مهره با سایز مشخص و کیفیت مناسب را انتخاب کنید. در قدم بعدی باید پیچ و مهره را در دستگاه سختی سنجی قرار دهید. سپس یک بار تنشی را به آن اعمال کنید‌ همچنین بعد از اعمال تنش، طول ردپای خوردگی روی پیچ و مهره قابل اندازه‌گیری خواهد بود. سختی سنجی به روش راکول به خاطر دقت بالا و قابل اطمینان بودن نتایج، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سختی سنجی به روش راکول، یکی از شیوه‌های غیر مخرب است که به منظور اندازه‌گیری سختی سطحی پیچ و مهره بکار می‌رود. در این روش یک فرورونده وجود دارد که با ایجاد فرورفتگی، فرآیند سختی سنجی را انجام می‌دهد. در حقیقت سختی سنجی پیچ و مهره، یکی‌ از روش‌های مهم برای تعیین کیفیت و عملکرد پیچ و مهره‌ها به‌شمار می‌رود. سختی پیچ و مهره، میزان  مقاومت آن در برابر سایش و خوردگی را نشان می‌دهد. در روش راکول به‌ وسیله میکروسکوپ و سیستم تصویربرداری، ردپای خوردگی روی پیچ و مهره‌ها بررسی می‌شود. مراحل سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول عبارتند از:

انتخاب پیچ و مهره مناسب

شما باید با اندازه‌گیری دقیق پیچ و مهره‌ها را انتخاب کنید همچنین کیفیت پیچ و مهره نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.

تعیین شرایط آزمایش

از جمله شرایط آزمایش می‌توان به بار تنشی، سرعت و مسیر حرکت پیچ و مهره و… اشاره کرد که باید مشخص شوند.

اجرای آزمایش

برای انجام آزمایش ابتدا باید پیچ و مهره را در دستگاه سختی سنجی قرار دهید تا تحت تاثیر یک بار تنشی قرار بگیرد.

اندازه‌گیری ردپای خوردگی

همچنین شما می‌توانید پس از انجام آزمایش، ردپای خوردگی پیچ و مهره را بررسی کنید.

محاسبه سختی

سختی سنجی به روش راکول براساس عمق و طول ردپای خوردگی، محاسبه می‌شود. برای این کار باید از فرمول‌های ریاضی مناسب استفاده کنید.

تحلیل نتایج

نتایج آزمایش را باید با استفاده از علم آمار و تحلیل داده‌ها، بررسی و تفسیر کنید.

تعریف تکمیلی سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول

در سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول، از یک فرورونده مخروط یا کروی شکل استفاده می‌شود. زاویه فرورونده مخروطی شکل، 120 درجه است و فرورونده کروی نیز قطری به ابعاد 1.5875 میلی‌متر دارد. فرورفتگی که بر روی سطح قطعه ایجاد می‌شود مقدار مشخصی دارد و به عنوان سختی راکول قطعه ثبت می‌شود. به‌ طور معمول مقدار سختی در روش راکول بین 0 تا 100 متغیر است. سختی سنجی به روش راکول عملکرد آن‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد به طوری که پیچ و مهره‌های دارای سختی بیشتر، در برابر سایش و خوردگی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند.

عوامل موثر در انتخاب روش سختی سنجی پیچ و مهره

از جمله عوامل مهم در انتخاب روش سختی سنجی پیچ و مهره‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

✔ نوع پیچ و مهره از جمله عوامل تعیین کننده روش سختی سنجی است. به عنوان نمونه پیچ و مهره‌های دارای سطح صاف بهتر است با روش‌های راکول یا برینل، سختی سنجی شوند. به طور معمول روش ویکرز برای سختی سنجی پیچ و مهره‌هایی که سطح ناهمواری دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

✔ کاربرد پیچ و مهره، دقت مورد نیاز در سختی سنجی را تعیین می‌کند. به عنوان نمونه، پیچ و مهره‌هایی که در محیط‌های حساس به دقت، نظیر صنایع هوافضا، کاربرد دارند باید با دقت بالایی سختی سنجی شوند.

✔ ضخامت پیچ و مهره نیز محدوده سختی قابل اندازه‌گیری را مشخص می‌کند. به طوری که پیچ و مهره‌های دارای سطح نازک را نمی‌توان با روش‌‌های سختی سنجی سطحی، اندازه‌گیری کرد.

✔ یکی دیگر از عوامل مهم، هزینه روش سختی سنجی است که نقش قابل توجهی در انتخاب آن دارد.

کاربردهای تست سختی راکول

تست سختی سنجی به روش راکول برای اندازه‌گیری سختی مواد فلزی، پلیمری، پلاستیکی و… صورت می‌گیرد. همچنین این فرآیند کاربرد‌های بسیار  وسیعی دارد و از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کنترل کیفیت برای عملیات حرارتی فلز
• بازرسی مواد
• ارزیابی جوشکاری
• ارزیابی تولید شامل آلیاژها
• تأیید درجه پلاستیک‌های سخت
• تجزیه و تحلیل شکست

انواع سختی سنجی فلزات در راکول

دستگاه راکول در اندازه‌گیری سختی فلزات به عنوان یک روش ساده و مطمئن شناخته می‌شود. به گونه‌ای که در اکثر صنایع کاربرد دارد. در سختی سنجی به روش راکول، از سه دستگاه مختلف برای انداره‌گیری سختی فلزات استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:

• ✔ دستگاه راکول سنتی (Traditional Rockwell)

این دستگاه بیشتر در صنعت معدن و متالورژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در دستگاه راکول سنتی با وارد کردن یک ضربه سنگین به یک ابزار کوچک از فلز، اندازه‌گیری سختی صورت می‌گیرد.

• ✔ دستگاه راکول سوپر فیشیل (Superficial Rockwell)

این دستگاه برای سنجش سختی فلزات نرم‌تر، کاربرد دارد به طوری که در آن یک بار تنشی از 3 کیلوگرم اعمال می‌شود. در این حالت است که مقاومت فلز در برابر آن اندازه‌گیری می‌شود.

• ✔ دستگاه راکول سوپرفیشیال بسیار نرم (Extra-Superficial Rockwell)

دستگاه راکول سوپرفیشیال برای اندازه‌گیری سختی فلزات بسیار نرم استفاده می‌شود. در این سیستم، یک بار تنشی از 10 گرم به کاربرد می‌رسد. سپس مقاومت فلز در برابر آن سنجیده می‌شود.

روش‌های اعمال نیروی راکول بر روی قطعه

در سختی سنجی به روش راکول، نیروی مورد نیاز برای فشار دادن سوزن یا ساچمه به سطح قطعه اعمال می‌شود. توضیحات این دو روش به شرح زیر است:

روش سوزنی

در این شیوه سوزنی که به سطح قطعه فشرده می‌شود، قطر و شکل خاصی دارد. در این روش، نیروی فشار  مستقیما اعمال شده و به طور نمایشی بر روی مقیاس راکول خوانده می‌شود.

روش ساچمه‌ای

یکی دیگر از روش‌های اعمال نیروی راکول شیوه ساچمه‌ای است. در این روش به جای سوزن یک ساچمه دارای قطر خاص به سطح قطعه فشرده می‌شود. به‌ طوری که در روش ساچمه‌ای فرآیند اعمال نیروی فشار به طور غیرمستقیم صورت می‌گیرد. به این معنی که ساچمه به شکل ثابتی به سطح قطعه فشار داده می‌شود و در نهایت نیرویی که برای حذف نفوذ ساچمه به درون قطعه لازم است از طریق دستگاه راکول سنجیده می‌شود. در این روش برای کاهش تاثیرات غیر مستقیم نیرو به یک پره داخل ساچمه نیاز است.

مزایا و معایب استفاده از روش سختی سنجی به روش راکول

مزایا و معایبی که در سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول وجود دارد به شرح زیر هستند:

مزایا:

• در این روش می‌توان مقدار سختی را در زمان کمتری نسبت به دیگر روش‌های تست سختی به‌دست آورد.
• خواندن مستقیم عدد سختی از راه شماره‌گیری دستگاه به‌دست می‌آید.
• این دستگاه غالبا برای کارهای رایج مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• با توجه به عمق تورفتگی مقادیر سختی را انداره‌گیری می‌کنند. همچنین از آن می‌توان برای بررسی سختی نمونه‌های استوانه‌ای بهره برد.
• طیف وسیعی از مراحل نمونه در این دستگاه قابل تنظیم است به طوری که این تست نسبت به تست سختی برینل به دلیل اندازه کوچک تورفتگی، میزان تخریب کمتری دارد.

معایب:

• دقت آن کمتر از روش ویکرز است.
• سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول برای پیچ و مهره‌های نازک کاربرد ندارد.

محدودیت‌های تست سختی راکول

✔ فرورفتگي‌هاي الماسي که زير مقادير 20 كاليبره باشند صورت نمی‌گیرند.

✔ براي 100 تا 130 مي‌توان از مقياس B استفاده کرد ولی امکان دارد به فرورفتگي آسيب برساند.

✔ همچنین  مقياس C براي كاربيد تنگستن قابل استفاده نیست. زیرا امکان دارد مواد دچار آسيب شوند. به همین دلیل مقیاس A براي كاربيد تنگستن بسیار مناسب است.

نحوه نمایش میزان سختی راکول

برای نمایش مقدار سختی فلزات از یک عدد که میزان سختی فلز یا پلیمر را نشان می‌دهد، استفاده می‌شود. در گام بعدی از عبارت HR بهره می‌گیرند و به انتهای آن یک حرف انگلیسی مانند A و… اضافه می‌کنند.

روش معمولی سختی سنجی راکول

این روش مقدار نفوذ گوشت مواد را می‌سنجد و حروف A ،B ،C و F نشان‌دهنده این است سختی سنجی متریال با روش راکول انجام شود. ولی در مقابل حرف R و M نشان می‌دهد که سختی سنجی مواد به روش رگولار یا معمولی تست می‌شود.

روش سختی سنجی سطحی به روش راکول

در روش راکول میزان فرورفتگی سطحی مواد بسیار مهم و اساسی است. به طوری که این آزمایش برای سختی سنجی پیچ و مهره‌های دارای ضخامت کمتر کاربرد دارد. حروف N و T نشان می‌دهد که نتیجه آزمایش سختی سنجی راکول روی فلزها انجام می‌شود. ولی در مقابل حروف W، X و Y بیانگر سختی سنجی روی سطح‌های غیر فلزی و آبکاری شده و نرم است.

نحوه سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول

روش راکول برای سختی سنجی فلزات در سه نوع گوناگون صورت می‌گیرد که عبارتند از:

✔ راکول مرتبه A: نیروی 60 کیلو گرم اعمال می‌شود.

✔ راکول مرتبه B: نیروی 100 کیلوگرم اعمال می‌شود.

✔ راکول مرتبه C: نیروی 150 کیلوگرم اعمال می‌شود.

استانداردهای سختی سنجی راکول

روش‌های سختی پیچ و مهره به روش راکول در استانداردهای زیر تعریف می‌شود:

• ASTM E18 Metals
• ISO 6508 Metals
• ASTM D785 Plastics

بهتر است اپراتورها یک نسخه از استانداردهای مرتبط را هنگام کار داشته باشند. زیرا این استانداردها به صورت منظم بروزرسانی می‌شوند.

خطاهای آزمایش سختی راکول

خطاهای تست سختی سنجی به روش راکول به شرح زیر هستند:

خطای ناشی از فرورفتگی

آسیب‌های ناشی از فرورفتگی یکی از متداول‌ترین منابع خطا هستند. به طوری که فرورفتگی‌های الماس علیرغم اینکه سختی بالایی دارند، نسبتا شکننده هستند. در نتیجه امکان دارد در اثر ضربه شدید دچار آسیب شوند و  چنین آسیبی می‌تواند مقاومت آن را در برابر نفوذ، دچار تغییر کند. علاوه‌بر این فرورفتگی ناشی از ساچمه تغییر شکل می‌دهد و به صورت مشابه خوانش‌های بالایی را پدید می‌آورد.

خطای انحراف در بارگیری

از جمله خطاهای دیگر آزمایش سختی راکول می‌توان به انحراف در بارگیری اشاره کرد. این خطا می‌تواند حاصل منابع بسیاری باشد. معمولا تمامی آن‌ها سبب خوانش کم مقدار سختی راکول می‌شوند. همچنین اگر به فک دستگاه صدمه‌ای وارد شود یا یک فرورفتگی در آن بوجود بیاید. هر یک از مواد در سطح، مقداری انحراف را تحت بارگیری جذب می‌کند. بنابراین، اگر در قسمتی که فک و پیچ بالابر یا خود مکانیزم پیچ بالابر با هم در تماس هستند، کثیفی یا چربی وجود داشته باشد، می‌تواند انحراف بیش از حد و تغییر در میزان سختی را به دنبال داشته باشد.

خطای نمونه مورد آزمایش سختی راکول

خود نمونه در کسب نتایج عالی مهم و حائز اهمیت است در حالی که آزمایش راکول در مقایسه با روش‌های تست نوری نسبت به آماده‌سازی سطح حساسیتی از خود نشان نمی‌دهد. ولی هر چقدر شرایط سطح بهتر باشد، نتایج آزمایش دقیق‌تر خواهند بود. به همین دلیل بخش  زیرین نمونه باید به صورت ایمن و بدون تداخل زباله یا سایر مواد سست با فک تماس داشته باشد. همچنین قبل از تست سختی سنجی نمونه‌ها باید همواره تمیز و پاکسازی شوند. علاوه‌بر این نمونه باید در طول آزمایش  ثابت نگه داشته شود. چرا که هر حرکت نمونه می‌تواند تاثیر قابل توجهی  در نتیجه داشته باشد.

خطای خود دستگاه

خطا در نتایج آزمایش سختی سنجی به روش راکول در مجموع شامل خطای تجهیزات، خطای اپراتور و شرایط محیطی است. به طور معمول آزمایش راکول به عنوان یکی از شیوه‌های تست سختی سنجی ساده تلقی می‌شود. در حقیقت می‌تواند بسیار سریع و دقیق انجام شود با این حال، مطمئن شدن از صحیح و اصولی بودن وضعیت دستگاه و نمونه و تنظیم آن‌ها برای اطمینان از نتایج منسجم و دقیق بسیار حائز اهمیت است. در حالت کلی موارد بسیار زیادی هستند که می‌توانند نتیجه آزمایش راکول را تأثیر قرار دهند. در اکثر مواقع با اطمینان از انجام اقدامات درست و با کالیبراسیون و نگهداری مناسب می‌توان از بروز این خطاها جلوگیری کرد.

سخن پایانی

سختی سنجی پیچ و مهره به روش راکول رایج‌ترین روشی است که برای اندازه‌گیری سختی  پیچ و مهره بکار می‌رود. این روش توسط استنلی راکول کشف شد و از دقت بسیار بالایی نیز برخوردار است. به طوری که این ویژگی سبب شده تا روش راکول توسط جامعه مهندسین آمریکا (ASTM) معیاری برای تولیدکنندگان پیچ و مهره معرفی شود. این روش در سراسر و به ویژه در ایالات متحده آمریکا طرفداران بسیار زیادی دارد. روش سختی سنجی به روش راکول نخستین بار در خلال جنگ جهانی دوم  و توسط صنایع دفاعی آمریکا استفاده شد. این استاندارد به تمامی تولیدکنندگان این اجازه را می‌دهد که کیفیت محصولات خود را با توجه به یک معیار جهانی تولید کنند.

بولت صنعت مرجع تامین و تولید انواع پیچ و مهره در خدمت شماست تا بهترین محصولات را به شما ارائه کند. ­

چگونه پیچ و مهره مورد نیاز خود را از بولت صنعت تهیه کنیم؟

با توجه به قیمت های نوسانی و اینکه موجودی اجناس در بازار بهتر است استعلام گرفته شود، برای خرید پیچ عمده خودتان از مجموعه بولت صنعت ابتدا مشخصات محصول را اعم از (نوع،قطر و طول و تعداد)، از طریق واتساپ یا تلگرام برای ما ارسال نموده تا بعد از استعلام کالا، قیمت و موجودی به شما اعلام شود و سپس خرید پیچ و مهره استیل، خرید واشر استیل، خرید خار یا خرید مهره استیل خودتان را انجام دهید.