一种机械结合面贴合率检测技术研究

响，能够真实地反映出机械结合面的贴合状态分布情 况，检测精度高。

1贴合率计算模型

1.1

影响贴合率的主要因素

由于切削瘤、伤痕、材料脆性等因素影响，大部 分切削表面是随机的。随机表面的表面高度一般服从

正态分布。图1所示的是机械加工后的粗糙表面，其 形状误差主要由两个部分组成：微观的表面粗糙度和 宏观的几何形状误差（波度）。几何形状误差的波长 和幅值一般远大于表面粗糙度的波长和幅值[3]。因此 影响贴合率最主要因素是几何形状误差，粗糙度影响

机械组合结构大量存在于工程应用领域，如端面 密封结构、机床导轨、火箭舱段等，其零、部件之间 存在相互接触的机械结合面。由于机械加工表面不是 绝对平面，而是具有微观的不平度，在一定外界压力 作用下，发生接触的只是一些较高的凸峰，这样就在 接触面上形成离散分布的贴合面。研究机械结合面的 贴合率检测技术，对于接触部位的接触刚度、密封性 能、润滑磨损、电热传导等许多工程问题，都有十分 重要意义[1]。

传统贴合率检测过程主要是：将其中一处粗糙表 面涂抹红丹粉，另外一处不涂抹，然后在无相对滑动 的情况下扣合、加压、拆卸。通过人工目测或者机器 视觉测量技术[2]，判定未涂有红丹粉的粗糙表面上粘 附的红丹粉面积大小，推算出贴合率。实际检测过程 中，红丹粉涂抹厚度无法量化，涂抹均匀性也往往依 赖于操作者的经验水平。如果红丹粉厚度越大，均匀 性越好，则所得到的贴合率也随之增大，因此采用传 统的红丹粉检测法得到的贴合率精度较低。

文中提出一种无需涂抹红丹粉的贴合率检测方 法。该检测方法综合考虑了机械结合面的材料力学性 能、几何形状误差及受到外界压力对贴合程度的影

2017年1月 机床与液压

Jan . 2017

第 45 卷第 2 期

MACHINE TOOL & HYDRAULICS

Vol . 45 No . 2

DOI ： 10.3969/j. issn. 1001-3881. 2017. 02. 035

一种机械结合面贴合率检测技术研究

江晖\徐东鸣2，王立朋2

(1.

中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900;

2.

中国工程物理

研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)

摘要：提出一种无需涂抹红丹粉的机械结合面贴合率检测方法。将机械结合面的接触简化成粗糙的差表面与理想刚性

平面的接触。通过建立接触变形模型，运用弹性接触理论，推导出接触变形量的计算公式，进而计算出结合面的贴合率。

检测结果证明：该检测方法能够真实反映出试验模型机械结合面贴合区域分布情况，为分析试验模型密封性能提供依据。

关键词：机械结合面；贴合率；检测方法；差表面；接触变形量

中图分类号：TH16

文献标志码：B

文章编号：1001-3881 (2017) 02-130-3

Study on the Joint Rate Measurement for the Machine Contact Surface

J IA N G H u i1, X U D ongm ing2, W A N G L ip e n g 2

(1. In s titu te o f Systems E n g in e e rin g , C hina A cadem y o f E n g in eering P h y s ic s , M ianyang Sichuan

621900，C hina ； 2. In s titu te o f M ech an ical M a n u fa ctu rin g T e ch n o lo g y, C hina A cadem y

o f E n g in eering P h y s ic s , M ianyang S ichuan 621900, C h in a )

Abstract ： A joint rate measurement method without Hongdan (P b 304) powder was proposed. The mechanical contact surfaces were simplified into the rough surface and the ideal plane. Through the establishment of contact deformation model, using the elastic contact theory, the formula for calculating the contact deformation was deduced, and then the joint rate of the contact surface was calcu­lated. The test results show that the measurement method can be used to truly reflect the joint distribution of the mechanical contact sur­face. It provides basis for the sealing performance test of the tested model.

K eyw ords ： Machine contact surface ； Joint rate ； Measurement method ； Rough surface ； Contact deformation

表面粗

j

造度宽安度宽

图1粗糙表面形貌

收稿日期：2015-12-26作者简介：江晖（ 1983—)

，

男，硕士，工程师，研究方向为机械结构设计。E -m a il:

jhui21@ mail. ustc. edu.

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