В области точных измерений машина для измерения длины является ключевым устройством для обеспечения точности размеров изделий, а эксплуатационные характеристики ее базового материала напрямую влияют на устойчивость и срок службы оборудования. В последние годы все большее количество машин для измерения длины стали использовать гранит в качестве базового материала. Одной из важных причин этого является выдающаяся усталостная прочность гранита. Экспериментальные данные показывают, что усталостная прочность гранитного материала в семь раз выше, чем у чугуна. Это существенное преимущество дает надежную гарантию продления срока службы основания машины для измерения длины.
Чтобы проверить разницу в усталостной прочности между гранитом и чугуном, исследовательская группа провела ряд строгих экспериментов. В ходе эксперимента были выбраны образцы гранитных и чугунных оснований с одинаковыми характеристиками и в условиях моделирования одинаковых рабочих условий. С помощью машины для испытания на усталость периодически изменяющиеся нагрузки применяются к образцам оснований из двух материалов для имитации внешних сил, таких как вибрация и давление, которым подвергается машина для измерения длины во время длительного использования. В ходе эксперимента были точно зафиксированы изменения микроструктуры, условия повреждения поверхности и степень ухудшения макроскопических механических свойств материала после каждого цикла нагрузки.
После большого количества экспериментов с циклами нагрузки результаты оказались замечательными. Очевидные усталостные трещины появились в образцах чугунного основания после относительно небольшого количества циклов нагрузки. По мере увеличения количества циклов эти трещины непрерывно расширяются и сходятся, что приводит к разрушению структурной целостности материала и значительному снижению его механических свойств. Однако образцы гранитного основания начали показывать чрезвычайно мелкие микроскопические трещины только после прохождения циклов нагрузки в несколько раз больше, чем у чугуна, а скорость распространения трещин была чрезвычайно медленной. С макроскопической точки зрения степень деградации механических свойств гранитных оснований намного ниже, чем у чугунных оснований. Благодаря профессиональному анализу данных и расчетам в конечном итоге был сделан вывод, что усталостная прочность гранитного материала в семь раз выше, чем у чугуна.
Причина, по которой гранитные материалы обладают такой высокой усталостной прочностью, тесно связана с их внутренней структурой и минеральными свойствами. Гранит — это магматическая порода, образованная тесным сочетанием различных минеральных кристаллов. Минеральные частицы внутри него сцепляются друг с другом, образуя плотную и стабильную структуру. Эта структура позволяет граниту равномерно распределять напряжение при воздействии внешних сил, уменьшая явление локальной концентрации напряжений, тем самым эффективно задерживая возникновение и расширение усталостных трещин. Напротив, внутри чугуна есть некоторые микроскопические поры и примеси. Эти дефекты становятся «питательной средой» для возникновения усталостных трещин. Подвергаясь воздействию внешних сил, они склонны вызывать концентрацию напряжений и ускорять усталостное разрушение материала.
Для машины для измерения длины высокая усталостная прочность гранитного основания означает, что при длительном использовании можно лучше поддерживать устойчивость и точность конструкции. Погрешность измерения, вызванная усталостной деформацией основания, была снижена, а надежность результатов измерений была улучшена. Между тем, поскольку гранитное основание менее подвержено усталостным повреждениям, это значительно снижает частоту технического обслуживания и стоимость замены оборудования, а также значительно продлевает общий срок службы машины для измерения длины.
В современных производственных условиях, где требования к точности продукции становятся все более жесткими, стабильность работы машины для измерения длины, как ключевого оборудования для контроля качества, имеет жизненно важное значение. Гранитный материал, чья усталостная прочность намного превышает прочность чугуна, является лучшим выбором для проектирования и изготовления основания машины для измерения длины, становясь важным секретом продления срока службы основания машины для измерения длины и обеспечения точности точного измерения. Он должен играть большую роль в содействии развитию технологии точных измерений.
Время публикации: 13 мая 2025 г.