تشرح هذه المقالة ماهية مقاييس التحمل. لذلك، ستجد تعريف مقياس التحمل، وكيفية استخدام مقياس التحمل وما هي الأنواع المختلفة من مقاييس التحمل الموجودة.
ما هو مقياس التحمل؟
مقياس التحمل هو أداة قياس تستخدم لتحديد صلابة المادة. ببساطة، مقياس التحمل هو جهاز يستخدم لقياس صلابة المواد.
هناك أنواع عديدة من مقاييس التحمل وكل منها مناسب لتطبيق معين. بالإضافة إلى ذلك، يقوم كل نوع من أجهزة قياس التحمل بقياس الصلابة باستخدام مقياس القياس الخاص به. يتم شرح كل فئة من فئات التحمل بالتفصيل أدناه.
وبالتالي، فإن مقياس التحمل قادر على قياس صلابة مواد مختلفة جدًا، مثل المعادن والبلاستيك والمطاط وما إلى ذلك.
أجزاء من مقياس التحمل
أجزاء مقياس التحمل هي:
- المخترق (أو المسافة البادئة) : هذا هو جزء من مقياس التحمل الذي يستخدم لقياس صلابة المادة. يتم تطبيق قوة على الجزء المراد قياسه، واعتمادًا على درجة العمق وحجم الأثر الناتج، يمكن تحديد صلابة العنصر.
- منصة العمل : المنصة التي يوضع عليها الجزء المراد قياسه.
- الونش : أحد مكونات مقياس التحمل الذي يجعل الجزء المراد قياسه أقرب إلى المسافة البادئة، لأنه يتحكم في الحركة العمودية لمنصة العمل. يجب تدوير الونش حتى يصبح الجزء على اتصال مع المسافة البادئة.
- عجلة نقل القوة : يتيح لك هذا الجزء من مقياس التحمل معايرة القوة المطبقة على المادة لقياس صلابتها.
- العرض – يعرض قيمة الصلابة المقاسة ومعلمات التحمل الأخرى التي يمكن ضبطها.
كيف يعمل مقياس التحمل
الآن بعد أن عرفنا معنى التحمل وما هي أجزائه، سنرى كيف يعمل هذا النوع من أدوات القياس.
- ضع قطعة المادة المراد قياسها : يجب أولاً وضع القطعة أعلى منصة العمل. يجب عليك وضع الجزء بحيث يكون السطح المراد قياسه متجهًا لأعلى.
- اختر المسافة البادئة المناسبة : اعتمادًا على أبعاد المادة المراد قياسها ونوع مقياس التحمل، ستحتاج إلى وضع مسافة بادئة بطرف مختلف. عادةً ما توفر الشركة المصنعة معلومات حول المسافة البادئة المناسبة.
- تطبيق قوة القياس – اعتمادًا على الاختبار الذي سيتم إجراؤه ومقياس القياس، يجب تطبيق قوة أكثر أو أقل. لذلك تحتاج إلى ضبط القوة المناسبة للقياس. عادةً ما توفر الشركة المصنعة المعلومات اللازمة لهذه الخطوة.
- رفع المادة : باستخدام الحزام، يجب عليك رفع المادة حتى تلامس المسافة البادئة.
- يقيس مقياس التحمل الصلابة : أخيرًا، يقوم مقياس التحمل بإجراء الاختبار ويوفر قيمة الصلابة المقاسة بإبرة (مقياس التحمل التناظري) أو على الشاشة (مقياس التحمل الرقمي).
بما أنه من الممكن حدوث خطأ في قياس واحد، فمن المستحسن أخذ ثلاثة قياسات، ثم حساب المتوسط وأخذ هذه القيمة على أنها صلابة المادة. ضع في اعتبارك أنه لا يمكن إجراء القياسات في نفس النقاط أو نقاط قريبة من المادة لأن الاختبار يغير هندسة الجزء. ومن خلال إجراء الاختبارات في نقاط مختلفة، نضمن أن الاختبار السابق لا يؤثر على القياس الجديد.
يمكنك أدناه مشاهدة مقطع فيديو يتم فيه شرح تشغيل مقياس التحمل:
أنواع مقاييس التحمل
الأنواع المختلفة من مقاييس التحمل هي كما يلي:
- برينل دوروميتر
- روكويل دوروميتر
- فيكرز دوروميتر
- نوب دوروميتر
- مقياس التحمل بالموجات فوق الصوتية
- اختبار صلابة المحمولة
بعد ذلك، يتم شرح كل نوع من مقياس التحمل بالإضافة إلى مزاياه وعيوبه.
برينل دوروميتر
يُستخدم مقياس التحمل Brinell بشكل كبير في القطاع الصناعي لتحديد صلابة المادة. تتكون طريقة برينل من وضع حمل على السطح المراد قياسه باستخدام إندينتر طرفه عبارة عن كرة فولاذية.
في مقياس التحمل برينل، يتم تطبيق حمل ثابت ويتم قياس قطر المسافة البادئة تحت المجهر ثم يتم تحويله إلى قيمة صلابة HB باستخدام صيغة.
روكويل دوروميتر
يتم أيضًا استخدام مقياس التحمل Rockwell على نطاق واسع لأنه قابل للتكيف للغاية. يمكن استخدام مسافة بادئة مختلفة: مخروط ماسي أو كرة فولاذية. منطقيا، ينبغي استخدام مخروط الماس للمواد الصلبة والكرة الفولاذية للمواد اللينة.
يطبق هذا النوع من مقياس التحمل أولاً حمولة صغيرة على المادة ثم يبذل حمولة أكبر، وبالتالي يزيد من دقة القياس.
من المزايا الرائعة لمقياس التحمل Rockwell أنه لا يحتاج إلى أي أدوات بصرية لإجراء القياس، لذلك فهو يقيس الصلابة تلقائيًا، وبالتالي فهو أسرع. ومع ذلك، فهي أقل دقة في المواد شديدة الصلابة وغالبًا ما تكون لها قيود من حيث الحمل المطبق.
فيكرز دوروميتر
يعتبر مقياس التحمل فيكرز بمثابة اختبار للصلابة الدقيقة. إن المسافة البادئة لهذا النوع من مقياس التحمل مصنوعة من الماس وتطبق حمولة ثابتة.
في مقياس التحمل فيكرز، يتم قياس العلامة الناتجة عن الاختبار بواسطة مجهر مدمج ومن ثم يتم تحويل هذه القيمة إلى الصلابة باستخدام صيغة. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي هذا النوع من مقاييس التحمل على محلل صور مدمج يسمح لك بتحديد مكان الطباعة وتمثيل نتيجة الاختبار بيانيًا.
يعد القياس باستخدام هذا النوع من مقياس التحمل أمرًا سهلاً ولكنه بطيء. وبالمثل، غالبا ما تستخدم مقاييس التحمل فيكرز في المختبرات.
نوب دوروميتر
يعد مقياس التحمل Knoop أيضًا اختبارًا للصلابة الدقيقة ولكن المسافة البادئة الخاصة به ضيقة وعلى شكل ماسي. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يسمح بتطبيق أحمال خفيفة جدًا على المادة، حتى بضعة جرامات من القوة.
يستخدم هذا النوع من مقياس التحمل بشكل أساسي لتحليل مخاطر تشقق المواد الهشة، على سبيل المثال السيراميك. ويستخدم أيضًا لقياس صلابة طبقة رقيقة جدًا، مثل الطلاء.
ضع في اعتبارك أن العينة التي سيتم قياسها بمقياس التحمل Knoop يجب أن تكون أصغر بكثير من تلك الموجودة في الأنواع الأخرى من مقاييس التحمل.
مقياس التحمل بالموجات فوق الصوتية
يقوم مقياس التحمل بالموجات فوق الصوتية باختبار الصلابة بشكل غير مدمر لأنه يستخدم موجات صوتية لقياس صلابة المادة. يمكن تطبيق الموجات فوق الصوتية عن طريق الاتصال أو عن طريق الغمر.
بالإضافة إلى ذلك، تتيح الموجات فوق الصوتية أيضًا تحديد الخصائص الأخرى للمادة، مثل سمكها أو وجود عيوب داخلية.
الميزة الرئيسية لمقياس التحمل بالموجات فوق الصوتية هو أنه يمكنه قياس صلابة جزء كبير جدًا، والذي سيكون من المستحيل قياسه باستخدام أي مقياس التحمل السابق بسبب صعوبة نقله.
مقياس التحمل المحمول
يعد مقياس التحمل المحمول مفيدًا جدًا لأنه لا يتطلب اختبار عينة معينة من المواد، ولكنه يتكيف بسهولة مع أي قياس.
بالإضافة إلى ذلك، تعد مقاييس التحمل المحمولة أجهزة أصغر وتزن أقل من مقاييس التحمل الموضوعة على الطاولة، مما يجعلها أكثر عملية في العديد من المواقف.