В областта на прецизните измервания, машината за измерване на дължина е ключово устройство за осигуряване на точността на размерите на продуктите, а характеристиките на основния ѝ материал пряко влияят върху стабилността и експлоатационния живот на оборудването. През последните години все повече машини за измерване на дължина започнаха да използват гранит като основен материал. Една от важните причини за това е изключителната якост на умора на гранита. Експерименталните данни показват, че якостта на умора на гранитния материал е седем пъти по-висока от тази на чугуна. Това значително предимство осигурява силна гаранция за удължаване на експлоатационния живот на основата на машината за измерване на дължина.
За да се провери разликата в якостта на умора между гранит и чугун, изследователският екип проведе серия от строги експерименти. За експеримента бяха избрани проби от гранитни и чугунени основи с еднакви спецификации и при симулационни условия на еднакви работни условия. Чрез машина за изпитване на умора, периодично променящи се натоварвания се прилагат към пробите от два материала, за да се симулират външни сили, като вибрации и налягане, на които е подложена машината за измерване на дължина по време на продължителна употреба. По време на експеримента бяха прецизно записани промените в микроструктурата, условията на повърхностни повреди и степента на влошаване на макроскопските механични свойства на материала след всеки цикъл на натоварване.
След голям брой експерименти с цикли на натоварване, резултатите са забележителни. Очевидни пукнатини от умора се появиха в пробите от чугунена основа след относително малък брой цикли на натоварване. С увеличаването на броя на циклите, тези пукнатини непрекъснато се разширяват и сближават, което води до разрушаване на структурната цялост на материала и значително намаляване на неговите механични свойства. Въпреки това, пробите от гранитна основа започнаха да показват изключително фини микроскопични пукнатини едва след цикли на натоварване няколко пъти по-големи от тези на чугунените, а скоростта на разпространение на пукнатините беше изключително бавна. От макроскопска гледна точка степента на влошаване на механичните свойства на гранитните основи е много по-ниска от тази на чугунените основи. Чрез професионален анализ на данните и изчисления в крайна сметка беше заключено, че якостта на умора на гранитния материал е седем пъти по-висока от тази на чугунените.
Причината, поради която гранитните материали имат толкова висока якост на умора, е тясно свързана с тяхната вътрешна структура и минерални свойства. Гранитът е магмена скала, образувана от тясната комбинация от различни минерални кристали. Минералните частици вътре в него се преплитат помежду си, образувайки плътна и стабилна структура. Тази структура позволява на гранита равномерно да разпределя напрежението, когато е подложен на външни сили, намалявайки феномена на локална концентрация на напрежение, като по този начин ефективно забавя образуването и разширяването на пукнатини от умора. За разлика от това, вътре в чугуна има някои микроскопични пори и примеси. Тези дефекти се превръщат в „развъдна среда“ за образуване на пукнатини от умора. Когато са подложени на външни сили, те са склонни да причинят концентрация на напрежение и да ускорят разрушаването на материала от умора.
За машината за измерване на дължина, високата якост на умора на гранитната основа означава, че при дългосрочна употреба стабилността и точността на конструкцията могат да бъдат по-добре поддържани. Грешката при измерване, причинена от деформацията на основата от умора, е намалена и надеждността на резултатите от измерването е подобрена. В същото време, тъй като гранитната основа е по-малко податлива на повреди от умора, това значително намалява честотата на поддръжка и разходите за подмяна на оборудването и значително удължава общия експлоатационен живот на машината за измерване на дължина.
В днешната производствена среда, където изискванията за прецизност на продуктите са все по-строги, стабилността на работата на машината за измерване на дължина, като ключово оборудване за контрол на качеството, е от жизненоважно значение. Гранитът, чиято якост на умора далеч надвишава тази на чугуна, осигурява по-добър избор за проектиране и производство на основата на машината за измерване на дължина, превръщайки се във важна тайна за удължаване на експлоатационния живот на основата на машината за измерване на дължина и осигуряване на точността на прецизното измерване. Той със сигурност ще играе по-голяма роля в насърчаването на развитието на технологиите за прецизно измерване.
Време на публикуване: 13 май 2025 г.