background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

LABORATORIUM 

 

Temat: 

Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 
1.

 

WPROWADZENIE 

 

Stosowanie  metod  diagnostycznych  staje  się  obecnie  coraz  bardziej  niezbędne 

zarówno w procesie montaŜu nowoczesnych obrabiarek jak i podczas ich eksploatacji. 
W  szerszym  ich  stosowaniu  upatruje  się  bowiem  dodatkową  moŜliwość  zwiększania 
dokładności  produkowanych  obrabiarek  i  zmniejszenia  pracochłonności  ich  montaŜu 
oraz zwiększania ich niezawodności i skrócenia czasu postoju między awariami a tym 
samym obniŜenia kosztów eksploatacji. Realizację tych celów mogą zapewnić badania 
diagnostyczne  nowowytworzonych  obrabiarek  bądź  ich  zespołów  prowadzone  u 
producenta  oraz  diagnostyka  prowadzona  u  uŜytkownika  obrabiarek  podczas  ich 
eksploatacji.  W  pierwszym  przypadku  podstawowym  celem  jest  określenie  i  ocena 
poziomu  technicznego  oraz  jakości  obrabiarki,  a  takŜe  wykrycie  ewentualnych 
nieprawidłowości  montaŜowych  lub  wykonawczych.  Celem  natomiast  diagnostyki 
prowadzonej  podczas  eksploatacji  jest  sygnalizowanie  zaistniałych  nieprawidłowości 
w pracy określonych zespołów bądź elementów, zlokalizowanie miejsca i rozpoznanie 
przyczyn awarii, a niekiedy takŜe prognozowanie ich występowania. 

Mimo  róŜnych  celów  stawianych  przed  tymi  dwoma  kierunkami  w  diagnostyce 

obrabiarek,  zakres  prac  nad  ich  techniczną  realizacją  pokrywa  się  w  znacznej  części. 
Odnosi  się  to  zwłaszcza  do  wyboru  typów  sygnałów  diagnostycznych,  metod  ich 
pomiaru  i  sposobów  przetwarzania,  a  takŜe  opracowania  niezbędnych  zaleŜności 
funkcyjnych  między  sygnałami  diagnostycznymi  a  stanem  obrabiarki  bądź  jej 
zespołów. 

nowoczesnych 

obrabiarkach, 

zwłaszcza 

sterowanych 

numerycznie, 

powszechnie  są  stosowane  układy  diagnostyczne,  nadzorujące  pracę  układów 
sterowania.  W  odniesieniu  natomiast  do  mechanicznych  układów  obrabiarek  metody 
automatycznej  diagnostyki  wykorzystywane  są  dotychczas  sporadycznie.  Wynika  to 
głównie  z  braku  jednoznacznych  kryteriów  oceny  ich  stanu,  niepełnego  poznania 
zjawisk  towarzyszących  pracy  tych  układów,  trudności  w  uzyskaniu  jednoznacznych 
sygnałów  diagnostycznych,  a  takŜe  trudności  pomiarowych.  Występujące  obecnie 
duŜe  moŜliwości  automatyzacji  procesów  pomiarowych,  przy  wykorzystaniu  nowych 
narzędzi pomiarowych oraz komputerów do opracowywania wyników nowoczesnymi 
metodami  matematycznymi,  pozwalają  na  praktyczną  realizację  automatycznej 
diagnostyki struktur mechanicznych obrabiarek. 

Wyniki badań i pomiarów intensywności zjawisk energetycznych, towarzyszących 

pracy obrabiarki, stosunkowo dawno uznane zostały jako wysoce przydatne dla oceny 
poprawności  działania  układów  napędowych.  W  badaniach  kontrolnych  dokonywane 
są zwykle: 

•  pomiary  strat  mocy  w  czasie  pracy  bez  obciąŜenia  obrabiarki.  Pomiary  te  są  dość 

czułym  wskaźnikiem  syntetycznym  warunków  pracy,  współpracy  poszczególnych 
elementów i zespołów napędowych, 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

•  pomiary  sprawności  układów  napędowych.  Pomiary  te  są  rzadko  realizowane  z 

uwagi na złoŜoność metod pomiaru sprawności, 

•  badania  zjawisk  cieplnych.  W  większości  przypadków  badania  te  są  prowadzone 

bez  oparcia  o  racjonalne  przesłanki  metodyczne  oraz  zwykle  w  warunkach 
zmiennych  zewnętrznych  pól  temperatur.  Są  to  na  ogół  pomiary  punktowe 
czujnikami dotykowymi bez moŜliwości analizy stref cieplnych.  

 

2. ZJAWISKA CIEPLNE W OBRABIARKACH 

Nagrzewanie  się  obrabiarki  jest  wynikiem  strat  mocy  powstających  w  obrębie 

obrabiarki.  Efektem  działania  ciepła  na  konstrukcję  są  odkształcenia  jej  zespołów 
składowych (p.rys.1). Odkształcenia te mogą: 

• dodatkowo powiększać straty mocy, 
•  powodować  znaczne  wzajemne  przemieszczenia  zespołów  roboczych,  a  tym 

samym zmieniać stereometrię obrabiarki, 

•  powodować  nadmierne  opory  ruchu  elementów  i  pogarszać  właściwości  ruchowe 

zespołów, 

•  pogarszać  funkcje  sterownicze  obrabiarki,  a  w  szczególności  dokładność  ustalania 

połoŜenia. 

Tymczasem  wymagania  stawiane  obrabiarkom  są  dzisiaj  bardzo  duŜe.  Ich 

dokładność  niejednokrotnie  nie  róŜni  się  od  dokładności  precyzyjnych  maszyn 
pomiarowych.  Wraz  ze  wzrostem  prędkości  obrotowych  wrzecion  rosną  straty  w 
napędach, a procesy cieplne zachodzące w obrabiarkach, złoŜone same w sobie, stają 
jeszcze trudniejsze do opanowania. 

Powszechnie  przyjętym  kryterium,  według  którego  ocenia  się  stan  termiczny 

obrabiarki  są  temperatury  i  przemieszczenia  cieplne.  Niekiedy  posługuje  się  teŜ 
pojęciem  stabilności  cieplnej,  która  wyraŜa  niewraŜliwość  obrabiarki,  pod  względem 
przemieszczeń  cieplnych  bądź  temperatur,  na  zmiany  warunków  pracy  obrabiarki. 

   

 

Rys.1. Nagrzewanie się i odkształcenia zespołów centrum obróbkowego 

 o

 µ

 µ

 µ

 µ

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

Znacznie rzadziej uŜywane jest pojęcie sztywność cieplna, definiowana jako stosunek 
przemieszczeń  cieplnych  do  przyrostu  temperatury.  Zasadnicza  trudność  w 
posługiwaniu  się  tym  pojęciem  polega  na  odpowiednim  wyborze  punktów  pomiaru 
temperatur, reprezentatywnych dla interesujących nas przemieszczeń. 
 
2.1. Źródła ciepła 
 

Opracowanie  metodyki  diagnozowania  obrabiarek  opartej  o  pomiary  i 

obserwacje  zjawisk  cieplnych,  towarzyszących  pracy  obrabiarek,  musi  bazować  na 
szczegółowej  wiedzy  o  tych  zjawiskach  oraz  wiedzy  o  związkach  między  stanem 
technicznym elementów i zespołów obrabiarki a jej stanem termicznym.  
 

Rozmieszczenie  źródeł  ciepła  w  obrabiarce  oraz  ich  wydajności  wpływają 

bezpośrednio na jej odkształcenia cieplne. Wysoka dokładność obrabiarki wyraŜająca 
się  niezmiennością  jej  geometrii,  wymagana  jest  zwłaszcza  do  przeprowadzania 
obróbki wykańczającej, czyli w warunkach pracy nieznacznie odbiegających od pracy 
bez  obciąŜenia.  Przy  takim  załoŜeniu  moŜna  pominąć  ciepło  powstające  w  strefie 
skrawania,  ograniczając  się  do  źródeł  ciepła  rozmieszczonych  wewnątrz  korpusów 
obrabiarek  jak  i  znajdujących  się  poza  tymi  korpusami,  a  oddziaływującymi  na  nie 
poprzez  konwekcję,  promieniowanie  bądź  przewodzenie.  Są  to  najczęściej  elementy 
układów  kinematycznych  napędów  głównych  i  posuwowych  jak:  silniki,  łoŜyska, 
przekładnie  zębate  i  pasowe,  sprzęgła  i  hamulce  oraz  elementy  układów 
hydraulicznych i pneumatycznych jak: siłowniki, pompy, dławiki, rozdzielacze itp. 
 

Bilans  strat  energetycznych  (strat  mocy)  w  źródłach  ciepła  rozmieszczonych 

częściowo  w  obrębie  wrzeciennika  tokarki  oraz  w  reduktorze  umieszczonym  pod 
wrzeciennikiem,  a  takŜe  w  przekładni  pasowej  i  silniku  znajdującymi  się  poza  tymi 
korpusami  pokazuje  rys.2.  Widoczny  tu  jest  bardzo  duŜy  udział  łoŜysk  wrzeciona  w 
sumarycznych stratach mocy. Udział ten zaleŜy od złoŜoności struktury kinematycznej 
napędu  i  na  ogół  jest  większy  w  nowoczesnych  napędach  bezstopniowych  o  prostej 
konstrukcji kinematycznej.  

Rys.2. Bilans strat energetycznych w zespołach i mechanizmach tokarki 

 

 

Silnik

623W , 19,1%

Reduktor

179W , 6,5% , ło

Ŝ

yska toczne

360W , 11% , sprz

ę

gło+

hamulec+pompka

175W , 5,3% , przekładnie z

ę

bate

Przekładnia pasowa

176W , 5,3% ,

Wrzeciennik

204W , 6,2% , ło

Ŝ

yska+

przekładnia z

ę

bata

ło

Ŝ

yska

wrzecionowe

Ne=3274W  100%

1761W , 53,8%

1557W , 47,6%

N   =11kW,   n   =1800

 

obr/min

zn

w r

 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

3.

 

TEORIA PODCZERWIENI 

Postępy  w  technice  elektronicznej  i  detekcyjnej  doprowadziły  do  powstania 

róŜnorodnych  termometrów  na  podczerwień  (IR)  do  zastosowań  przemysłowych  i 
naukowych. Zrozumienie podstawowych róŜnić pomiędzy nimi jest waŜne dla wyboru 
odpowiedniego  urządzenia  do  określonego  zastosowania.  Na  rys.  3.  pokazano 
przykład  zastosowania  pirometru  Raynger  MX4  firmy  Raytek  do  oceny  nagrzewania 
się wirującego wrzeciona centrum frezarskiego. 

 

 
Energia  jest  promieniowana  przez  wszystkie  obiekty  o  temperaturze  większej  niŜ 

zero absolutne. Energia ta rośnie w miarę jak obiekt staje się cieplejszy, co pozwala na 
pomiar 

temperatury 

poprzez 

pomiar 

promieniowanej 

energii, 

szczególnie 

promieniowania 

części 

widma 

elektromagnetycznego 

określanego 

jako 

podczerwień.  

Promieniowanie  podczerwone  jest  częścią  widma  elektromagnetycznego,  które 

obejmuje  fale  radiowe,  mikrofale,  światło  widzialne,  nadfiolet,  promieniowanie 
gamma  i  promieniowanie  rentgenowskie.  Te  róŜne  postacie  energii  są  podzielone  na 
kategorie w zaleŜności od częstotliwości lub długości fal. NaleŜy zauwaŜyć, Ŝe światło 
widzialne rozciąga się od 0,4 do 0,7 mikrometra, przy promieniowaniu nadfioletowym 
(UV) o falach krótszych niŜ 0,4 mikrometra i promieniowaniu podczerwonym o falach 
dłuŜszych  niŜ  0,7  mikrometra,  rozciągającym  się  do  kilkuset  mikrometrów.  W 
praktyce,  do  pomiarów  temperatur  metodą  IR  wykorzystuje  się  zakres  0,5  do  20 
mikrometrów.  

 

 

Rys.2. Rejestracja temperatury wirującego wrzeciona obrabiarki z 

uŜyciem pirometru 

  pirometr 

   stół 

 komputer 

  wrzeciono 

Rys.3. 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

Zgodnie  z  prawem  Planka,  intensywność  promieniowanej  energii  jest  funkcją 

długości fali.  

 

 

 

 

 

λ

max = 2,89 x 10

3

/T 

 

gdzie: 

λ

max  =  długość  fali  o  największej  energii  w  mikrometrach,  

 T   = temperatura w stopniach Kelvina.  

W  miarę  powiększania  się  temperatury  długość  fali  związana  z  energią  szczytową 
(najwyŜszym  punktem  krzywej)  przesuwa  się  ku  krótszym  długościom  fal.  Na 
przykład, długość fali o energii szczytowej emitowanej przez obiekt w 2617 stopniach 
Celsjusza (2890 stopni Kelvina) wynosi: 

λ

max = 2,89 x 10

3

/2890K = 1,0 µm. 

 
EMISYJNOŚĆ 

Emisyjność  (współczynnik  emisji  (E))  jest  definiowana  jako  stosunek  energii 

wypromieniowanej  przez  obiekt  w  określonej  temperaturze  do  energii  wyemitowanej 
przez  idealne  źródło  promieniowania,  albo  ciało  czarne,  w  tej  samej  temperaturze. 
Emisyjność  ciała  czarnego  wynosi  1,0.  Wszystkie  wartości  emisyjności  zawierają  się 
w granicach 0,0 do 1,0. Związane z emisyjnością są: współczynnik odbicia (R) - miara 
zdolności  obiektu  do  odbijania  energii  w  zakresie  podczerwieni,  oraz  współczynnik 
przenikania  (T)  -  miara  zdolności  obiektu  do  przepuszczania  energii  w  zakresie 
podczerwieni. PoniewaŜ całe promieniowanie  musi  być albo przepuszczone (T), albo 
odbite (R), albo zaabsorbowane (A) to:  

A + R + T = 1,0 

JeŜeli dany obiekt jest w stanie równowagi cieplnej, nie staje się on ani cieplejszy ani 
zimniejszy. Ilość energii, jaką on emituje musi być wtedy równa ilości energii jaką 
absorbuje, tak więc A (absorpcja) = E (emisyjność).
 Z podstawienia otrzymujemy:  

E + R + T = 1,0 

JeŜeli jakiekolwiek dwie z tych wartości są znane, trzecia jest łatwa do określenia.  

PRZENIKANIE  

W niektórych zastosowaniach, szczególnie w wypadku szkła i cienkich tworzyw 

sztucznych,  przepuszczalność  staje  się  bardzo  waŜnym  czynnikiem.  JeŜeli  potrzebne 
jest zmierzenie temperatury tych substancji przy uŜyciu metody IR, musi być wybrana 
długość  fali,  przy  której  materiał  jest  nieprzezroczysty  lub  prawie  nieprzezroczysty. 
Często  poŜądany  jest  pomiar  temperatury  pod  powierzchnią  jakiegoś  obiektu.  Jest  to 
moŜliwe,  kiedy  materiał  jest  częściowo  przezroczysty  na  długości  fali  pomiaru.  Dla 
dokonania  pomiarów  temperatury  obiektów  poprzez  okienko  szklane  lub  kwarcowe, 
muszą  być  wykorzystane  fale  stosunkowo  krótkie,  w  celu  skorzystania  ze  zdolności 
takich okienek do przepuszczania duŜego procentu energii w zakresie podczerwieni o 
tych długościach fal.  

ABSORPCJA ATMOSFERYCZNA  

Jednym  z  pierwszych  warunków  branych  pod  uwagę  przy  wyborze  zakresu 

widmowego  (zakresu  długości  fal,  w  którym  przyrząd  jest  czuły  na  promieniowanie 
podczerwone) jest absorpcja atmosferyczna. Pewne składniki atmosfery, takie jak para 
wodna, CO

2

 i inne materiały pochłaniają promieniowanie podczerwone o określonych 

długościach fal, zwiększając ilość energii absorbowanej wraz z odległością pomiędzy 
mierzonym  obiektem  a  przyrządem  pomiarowym.  Dlatego  teŜ,  jeŜeli  te  czynniki 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

absorbujące zostaną zignorowane, przyrząd moŜe poprawnie odczytywać temperaturę, 
kiedy będzie znajdował się blisko obiektu, lecz wskaŜe o kilka stopni mniej z większej 
odległości,  poniewaŜ  wyświetlana  temperatura  będzie  stanowić  wartość  średnią 
temperatury  obiektu  i  temperatury  atmosfery.  Na  odczytywaną  wielkość  mogą 
wpływać  zmiany  wilgotności  lub  obecność  pary  albo  określonych  innych  gazów.  Na 
szczęście,  istnieją  okna  w  widmie  promieniowania  podczerwonego,  które  pozwalają 
na pomijanie tych absorpcji.  

OPTYKA  

Wielkość  celu  i  jego  odległość  mają  istotne  znaczenie  dla  dokładności 

większości termometrów IR. KaŜdy przyrząd IR posiada pole widzenia (kąt patrzenia), 
dla którego będzie on uśredniał wszystkie widziane temperatury. PoniewaŜ większość 
termometrów  IR  posiada  optykę  o  stałej  ogniskowej,  minimalna  plamka  pomiarowa 
wypada  na  wyspecyfikowanej  odległości  ogniskowej  między  50  a  150  cm.  Niektóre 
przyrządy  o  duŜym  zasięgu  do  kontroli  izolatorów  i  transformatorów  w  węzłach 
energetycznych posiadają ogniskową bardzo duŜą. Alternatywnie, wykorzystywane są 
ś

wiatłowodowe  układy  optyczne  w  zastosowaniach  specjalnych,  kiedy  nie  ma 

wystarczająco  duŜo  miejsca  na  zamontowanie  głowicy  czujnikowej,  albo  kiedy  silne 
zakłócenia o częstotliwościach radiowych mogą spowodować błędne odczyty 

EMISYJNOŚĆ  

Idealna  powierzchnia  do  pomiarów  temperatury  metodą  IR  powinna  mieć  emisyjność 

1,0.  Taki  obiekt  nazywany  jest  ciałem  czarnym  lub  ciałem  idealnie  promieniującym  / 
absorbującym.  W  wypadku  takich  obiektów  R  =  T  =  0.  Termin  ;ciało  czarne;  jest  nieco 
mylący,  poniewaŜ  kolor,  jako  pojęcie  związane  ze  znacznie  krótszymi  falami  zakresu 
widzialnego, w zakresie podczerwieni nie ma sensu. JednakŜe w praktyce, większość ciał jest 
albo  ciałami  szarymi  (które  mają  emisyjność  mniejszą  od  1,0,  lecz  taką  samą  na  wszystkich 
długościach  fal),  albo  ciałami  nie  szarymi  (które  mają  emisyjności  zmieniające  się  w 
zaleŜności  od  długości  fal  oraz/albo  temperatury).  Ten  ostatni  rodzaj  obiektu  moŜe 
powodować  powaŜne  problemy  w  dziedzinie  dokładności  pomiarów  temperatur,  poniewaŜ 
większość  termometrów  IR  matematycznie  przekształca  zmierzoną  energię  podczerwieni  na 
temperaturę.  Jako  Ŝe  obiekt  o  emisyjności  0,7  emituje  tylko  70%  dostępnej  energii, 
temperatura  wskazywana  będzie  niŜsza  niŜ  temperatura  rzeczywista.  Producenci 
termometrów  IR  zazwyczaj  rozwiązują  ten  problem  instalując  kompensator  emisyjności, 
kalibrowany  regulator  wzmocnienia,  który  zwiększa  wzmocnienie  sygnału  z  detektora 
podczerwieni tak aby skompensować  stratę energii spowodowaną  przez emisyjność mniejszą 
od  jedności.  Ta  sama  regulacja  moŜe  być  wykorzystana  do  skorygowania  strat  przy 
przechodzeniu  promieniowania  podczerwonego  przez  okienka,  dym,  pył  lub  opary.  Na 
przykład,  ustawienie  kompensatora  na  0,5  dla  obiektu  o  takiej  emisyjności  spowoduje 
zwiększenie  wzmocnienie  o  współczynnik  równy  2.  Jeśli  okienko  wziernikowe  jest 
wykorzystywane do celowania termometru na obiekt znajdujący się w komorze próŜniowej, a 
współczynnik przenoszenia energii przez to okienko wynosi 40% (T = 0,4), błędy nakładają 
się na siebie, tak Ŝe ustawienie netto kompensatora powinno wynieść 0,5 x 0,4 = 0,2. Wynikłe 
z tego wzmocnienie równe 5 skompensuje wszystkie straty energii.  

 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

EMISYJNOŚĆ A DŁUGOĆĆ FALI 

  

W  wypadku  wielu  materiałów,  szczególnie  organicznych,  emisyjność  nie  zmienia  się 

znacznie  wraz  z  długością  fal.  Inne  materiały,  takie  jak  szkło  i  cienkie  folie  z  tworzyw 
sztucznych,  wykazują  znaczne  straty  przenoszenia  energii  podczerwieni  na  niektórych 
długościach  fal,  szczególnie  w  zakresie  fal  krótszych.  Metale,  prawie  we  wszystkich 
wypadkach,  wykazują  się  większym  współczynnikiem  odbicia  na  dłuŜszych  falach,  stąd  ich 
emisyjność poprawia się wraz ze skracaniem się długości fal. Problemy powstają w wypadku 
metali  o  niskich  temperaturach,  gdy  najkrótsza  uŜyteczna  długość  fali  zaleŜy  od  punktu,  w 
którym ilość istniejącej energii jest niewystarczająca do wytworzenia odpowiedniego sygnału 
wyjściowego z detektora. W takich wypadkach konieczny jest kompromis.  
 

Emisyjność większości substancji organicznych (drewno, materiały tekstylne, tworzywa 

sztuczne  itp.)  wynosi  w  przybliŜeniu  0,95.  Metale  o  gładkiej,  wypolerowanej  powierzchni 
mają  emisyjności  duŜo  niŜsze  od  1,0.  Emisyjność  materiału  moŜe  być  określona  w  jeden  z 
następujących sposobów:  



 

Nagrzać  w  piecu  próbkę  materiału  do  znanej  temperatury,  określonej  za  pomocą 
precyzyjnego  czujnika  umieszczonego  w  tym  piecu,  oraz  zmierzyć  temperaturę 
obiektu  termometrem  IR.  UŜyć  regulacji  kompensatora  emisyjności  do  wymuszenia 
wskazania  poprawnej  temperatury.  Stosować  tę  wartość  emisyjności  w  późniejszych 
pomiarach tego materiału.  



 

W  przypadku  stosunkowo  niskich  temperatur  (do  około  250

0

C),  kawałek  taśmy 

maskującej  moŜe  być  umieszczony  na  powierzchni  obiektu  i  mierzona  jest 
temperatura  tej  taśmy  maskującej  za  pomocą  termometru  IR  z  nastawą  emisyjności 
równą  0,95.  Następnie,  naleŜy  zmierzyć  temperaturę  obiektu  i  tak  wyregulować 
kompensator  emisyjności,  aby  wyświetlacz  pokazał  poprawną  temperaturę.  Stosować 
tę wartość emisyjności w późniejszych pomiarach tego materiału.  



 

W  wypadku  bardzo  wysokich  temperatur,  moŜna  w  obiekcie  wywiercić  otwór,  o 
głębokości  co  najmniej  6  razy  większej  od  średnicy.  Taki  otwór  zachowuje  się  jak 
ciało  czarne  o  emisyjności  równej  w  przybliŜeniu  1,0,  a  temperatura  odczytana  przy 
wycelowaniu  termometru  IR  do  wnętrza  tego  otworu  będzie  poprawną  temperaturą 
obiektu. Tak jak w przypadku 2, naleŜy uŜyć kompensatora emisyjności do określenia 
prawidłowej nastawy przy późniejszych pomiarach temperatury tego obiektu. 

 



 

Kiedy  część  powierzchni  obiektu  moŜe  być  pomalowana  np.  matową,  czarną  farbą 
będzie  miała  emisyjność  równą  około  1,0.  Mogą  być  równieŜ  zastosowane  inne 
powłoki  niemetaliczne,  takie  jak  smar  do  form,  napylenie  proszku,  dezodorantu  i 
innych.  NaleŜy  zmierzyć  znaną  temperaturę  jak  poprzednio  i  wykorzystać  regulator 
emisyjności do określenia prawidłowej wartości emisyjności.

 



 

Dla większości materiałów dostępne są znormalizowane wartości emisyjności

 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

STANOWISKO BADAWCZE 
 

Stanowisko  badawcze  stanowi  obrabiarka  oraz  pirometr  Raynger  MX4, 

współpracujący  z  komputerem  PC  np.  typu  laptop  (p.rys.  4).  Pirometr  (p.rys.5) 
wyposaŜony  jest  w  układ  mikroprocesorowy  pozwalający  zarówno  na  wykonywanie 
dyskretnych pomiarów (max 100 pomiarów) i przechowywanie ich w swojej pamięci, 
jak  i  na  ciągłą  rejestrację  temperatury  obserwowanej  powierzchni  (p.rys.6). 
Dodatkowo  do  pirometru  moŜe  być  dołączona  dotykowa  sonda  temperatury, 
pozwalająca  na  dostrajanie  wskazań  lub  na  dokonywanie  nią  pomiarów  metodą 
dotykową.  

 

Rys.4.  . Stanowisko badawcze do zdalnych pomiarów i rejestracji temperatury 

 zespołów obrabiarki 

 

 
 
 
 
 

Rys.5. Pirometr zamocowany w statywie z przewodami 

zasilającymi i komunikacyjnymi 

 

 

 

 

  

  

pirometr 

 wrzeciono 

wrzeciennik 

 łoŜe tokarki 

komputer 

background image

Instrukcja do laboratorium: Ocena stanu technicznego obrabiarki z pomocą pirometru 

 

 

 

Rys.6. Temperatura wirującego wrzeciona Tw mierzona pirometrem 

i temperatura otoczenia To podczas przerywanego cyklu pracy obrabiarki 

 
PRZEBIEG ĆWICZENIA 

1.

 

Zestawić układ do zdalnych pomiarów temperatury. 

2.

 

Dokonać  wyboru  miejsc  pomiaru  temperatury  na  powierzchniach  korpusów 
tokarki. 

3.

 

Dobrać  dla  poszczególnych  miejsc  właściwe  współczynniki  emisyjności  i 
zapisać je w pamięci komputera. 

4.

 

Dokonać  eksportu  danych  o  punktach  pomiarowych  do  układu  mikroproce-
sorowego pirometru. 

5.

 

Przygotować  powierzchnię  końcówki  wrzeciona  do  pomiarów  pirometrem 
(zaczernić błyszczącą powierzchnię) 

6.

 

Uruchomić  obrabiarkę  i  dokonać  rejestracji  temperatury  wirującego  wrzeciona 
w początkowej fazie nagrzewania. 

7.

 

Dokonać pomiarów w wybranych wcześniej punktach obrabiarki  

8.

 

Dokonać  eksportu  wyników  pomiarów  do  pamięci  komputera  i  ocenić  stopień 
nagrzewania się poszczególnych jej zespołów. 

 
 
 
 
 
 

Przygotował: 
Wojciech Kwaśny 

Tw 

To