סקירה כללית של בדיקת קשיות של שרשרת גלילים מדויקת

1. סקירה כללית של בדיקת קשיות של שרשרת גלילים מדויקת

1.1 מאפיינים בסיסיים של שרשרת גלילים מדויקת
שרשרת גלילים מדויקת היא סוג של שרשרת הנמצאת בשימוש נרחב בתיבת הילוכים מכנית. המאפיינים הבסיסיים שלה הם כדלקמן:
הרכב מבני: שרשרת גלילים מדויקת מורכבת מלוח שרשרת פנימי, לוח שרשרת חיצוני, ציר סיכה, שרוול וגליל. לוח השרשרת הפנימי ולוח השרשרת החיצוני מחוברים באמצעות ציר סיכה, השרוול מחובר לציר הסיכה, והגליל מותקן מחוץ לשרוול. מבנה זה מאפשר לשרשרת לעמוד בכוחות מתיחה ופגיעה גדולים במהלך ההעברה.
בחירת חומרים: שרשרת גלילים מדויקת עשויה בדרך כלל מפלדת פחמן איכותית או מסגסוגת פלדה, כגון פלדת 45, 20CrMnTi וכו'. לחומרים אלה חוזק גבוה, קשיחות גבוהה ועמידות טובה בפני שחיקה, שיכולים לעמוד בדרישות השימוש של השרשרת בתנאי עבודה מורכבים.
דיוק ממדי: דרישות הדיוק הממדי של שרשרת גלילים מדויקת הן גבוהות, וסבולות הממדים של גובה הצליל, עובי לוח השרשרת, קוטר ציר הסיכה וכו' נשלטות בדרך כלל בטווח של ±0.05 מ"מ. מידות מדויקות יכולות להבטיח את דיוק הרשת של השרשרת והגלגל השיניים, ולהפחית שגיאות תמסורת ורעש.
טיפול פני השטח: על מנת לשפר את עמידות הבלאי והקורוזיה של השרשרת, שרשראות גלילים מדויקות עוברות בדרך כלל טיפול פני השטח, כגון קרבוריזציה, ניטרידינג, גלוון וכו'. קרבוריזציה יכולה לגרום לקשיות פני השטח של השרשרת להגיע ל-58-62HRC, ניטרידינג יכולה לגרום לקשיות פני השטח להגיע ל-600-800HV, וגלוון יכול למנוע ביעילות חלודה של השרשרת.
1.2 חשיבות בדיקת הקשיות
לבדיקת קשיות יש חשיבות רבה בבקרת האיכות של שרשראות גלילים מדויקות:
ודא את חוזק השרשרת: קשיות היא אחד המדדים החשובים למדידת חוזק החומר. באמצעות בדיקת קשיות, ניתן לוודא שקשיות החומר של שרשרת הגלילים המדויקת עומדת בדרישות התכנון, על מנת להבטיח שהשרשרת תוכל לעמוד במתח ובפגיעה מספקים במהלך השימוש, ולמנוע שבירה או נזק לשרשרת עקב חוזק חומר לא מספק.
הערכת תכונות החומר: בדיקת קשיות יכולה לשקף את המיקרו-מבנה והשינויים בביצועים של החומר. לדוגמה, קשיות פני השטח של השרשרת לאחר טיפול קרבוריזציה גבוהה יותר, בעוד שקשיות הליבה נמוכה יחסית. באמצעות בדיקת קשיות ניתן להעריך את העומק והאחידות של השכבה המקרבוריזה, כדי לשפוט האם תהליך הטיפול בחום של החומר סביר.
בקרת איכות הייצור: בתהליך הייצור של שרשראות גלילים מדויקות, בדיקת קשיות היא אמצעי יעיל לבקרת איכות. על ידי בדיקת קשיות חומרי הגלם, מוצרים מוגמרים למחצה ומוצרים מוגמרים, ניתן לגלות בזמן בעיות שעלולות להתרחש בתהליך הייצור, כגון פגמים בחומר, טיפול בחום לא תקין וכו', כך שניתן לנקוט באמצעים מתאימים כדי לשפר ולהבטיח את היציבות והעקביות של איכות המוצר.
הארכת חיי השירות: בדיקת קשיות מסייעת לייעל את החומרים ותהליכי הייצור של שרשראות גלילים מדויקות, ובכך משפרת את עמידות הבלאי והעמידות לעייפות של השרשרת. משטח השרשרת בעל קשיות גבוהה יכול לעמוד טוב יותר בפני שחיקה, להפחית את אובדן החיכוך בין השרשרת לגלגל השיניים, להאריך את חיי השירות של השרשרת ולהפחית את עלות התחזוקה של הציוד.
עמידה בתקני התעשייה: בתעשיית ייצור המכונות, קשיות שרשראות גלילים מדויקות צריכה בדרך כלל לעמוד בתקנים לאומיים או בינלאומיים רלוונטיים. לדוגמה, GB/T 1243-2006 "שרשראות גלילים, שרשראות גלילים עם תותבים ושרשראות שיניים" קובע את טווח הקשיחות של שרשראות גלילים מדויקות. באמצעות בדיקת קשיות ניתן להבטיח שהמוצר עומד בדרישות התקן ומשפר את התחרותיות של המוצר בשוק.

2. סטנדרטים לבדיקת קשיות

2.1 תקני בדיקה מקומיים
ארצי גיבשה סדרה של סטנדרטים ברורים ומחמירים לבדיקת קשיות של שרשראות גלילים מדויקות כדי להבטיח שאיכות המוצר תעמוד בדרישות.
בסיס סטנדרטי: מבוסס בעיקר על GB/T 1243-2006 "שרשרת גלילים, שרשרת גלילים עם תותבים ושרשרת שיניים" ותקנים לאומיים רלוונטיים אחרים. תקנים אלה מפרטים את טווח הקושיות של שרשראות גלילים מדויקות. לדוגמה, עבור שרשראות גלילים מדויקות העשויות מפלדת 45, יש לשלוט בדרך כלל על קשיות הפינים והתותבים ב-229-285HBW; עבור שרשראות מקרבורות, קשיות פני השטח חייבת להגיע ל-58-62HRC, ועומק השכבה המקרבורת נדרש גם הוא בבירור, בדרך כלל 0.8-1.2 מ"מ.
שיטת בדיקה: תקנים מקומיים ממליצים להשתמש בבודק קשיות Brinell או בבודק קשיות Rockwell לבדיקה. בודק הקשיות Brinell מתאים לבדיקת חומרי גלם ומוצרים מוגמרים למחצה בעלי קשיות נמוכה, כגון לוחות שרשרת שלא עברו טיפול בחום. ערך הקשיות מחושב על ידי הפעלת עומס מסוים על פני החומר ומדידת קוטר הכניסה; בודק הקשיות Rockwell משמש לעתים קרובות לבדיקת שרשראות מוגמרות שעברו טיפול בחום, כגון פינים ושרוולים פחמניים. יש לו מהירות זיהוי מהירה, פעולה פשוטה ויכול לקרוא ישירות את ערך הקשיות.
דגימה ובדיקת חלקים: בהתאם לדרישות התקן, יש לבחור מספר מסוים של דגימות באופן אקראי לבדיקה מכל אצווה של שרשראות גלילים מדויקות. עבור כל שרשרת, יש לבדוק בנפרד את קשיותם של חלקים שונים כגון לוח השרשרת הפנימי, לוח השרשרת החיצוני, הפין, השרוול והגליל. לדוגמה, עבור הפין, יש לקחת נקודת בדיקה אחת באמצע ובשני הקצוות כדי להבטיח את מקיפות ודיוק תוצאות הבדיקה.
קביעת תוצאות: יש לקבוע את תוצאות הבדיקה בהתאם אך ורק לטווח הקשיות שצוין בתקן. אם ערך הקשיות של חלק הבדיקה חורג מהטווח שצוין בתקן, כגון קשיות הסיכה נמוכה מ-229HBW או גבוהה מ-285HBW, השרשרת תיחשב כמוצר לא מתאים ויש צורך בטיפול חוזר בחום או באמצעי טיפול תואמים אחרים עד שערך הקשיות יעמוד בדרישות התקן.

2.2 תקני בדיקה בינלאומיים
ישנן גם מערכות תקינה תואמות לבדיקת קשיות של שרשראות גלילים מדויקות בעולם, ולתקנים אלו יש השפעה והכרה רחבות בשוק הבינלאומי.
תקן ISO: ISO 606 "שרשראות וגלגלי שיניים - שרשראות גלילים ושרשראות גלילים עם תותבים - מידות, סבולות ומאפיינים בסיסיים" הוא אחד הסטנדרטים הנפוצים ביותר בעולם לשרשראות גלילים מדויקות. תקן זה קובע גם הוראות מפורטות לבדיקת קשיות של שרשראות גלילים מדויקות. לדוגמה, עבור שרשראות גלילים מדויקות העשויות מסגסוגת פלדה, טווח הקשיות הוא בדרך כלל 241-321HBW; עבור שרשראות שעברו ניטריד, קשיות פני השטח חייבת להגיע ל-600-800HV, ועומק שכבת הניטריד נדרש להיות 0.3-0.6 מ"מ.
שיטת בדיקה: תקנים בינלאומיים ממליצים גם על שימוש בבודקי קשיות Brinell, Rockwell ו-Vickers לבדיקה. בודק הקשיות Vickers מתאים לבדיקת חלקים בעלי קשיות פני שטח גבוהה יותר של שרשראות גלילים מדויקות, כגון פני השטח של הגליל לאחר טיפול ניטריד, בגלל השקע הקטן שלו. הוא יכול למדוד את ערך הקשיות בצורה מדויקת יותר, במיוחד בבדיקת חלקים קטנים ובעלי דופן דקה.
מיקום דגימה ובדיקה: כמות הדגימה ומיקום הבדיקה הנדרשים על פי התקנים הבינלאומיים דומים לאלה של התקנים המקומיים, אך בחירת מיקומי הבדיקה מפורטת יותר. לדוגמה, בעת בדיקת קשיות הגלילים, יש לקחת דגימות ולבדוק אותן על ההיקף החיצוני ועל פני הקצה של הגלילים כדי להעריך באופן מקיף את אחידות הקשיות של הגלילים. בנוסף, נדרשות גם בדיקות קשיות עבור החלקים המחברים של השרשרת, כגון לוחות שרשרת חיבור ופיני חיבור, כדי להבטיח את חוזק ואמינות השרשרת כולה.
שיפוט תוצאות: התקנים הבינלאומיים מחמירים יותר בשיפוט תוצאות בדיקות הקשיות. אם תוצאות הבדיקה אינן עומדות בדרישות התקן, לא רק שהשרשרת תיבחן כלא עומדת בדרישות התקן, אלא שגם שרשראות אחרות מאותה אצווה מוצרים יצטרכו לעבור דגימה כפולה. אם לאחר דגימה כפולה עדיין נותרו מוצרים לא עומדים, יש לעבד מחדש את אצווה המוצרים עד שקשיות כל השרשראות תעמוד בדרישות התקן. מנגנון שיפוט קפדני זה מבטיח למעשה את רמת האיכות והאמינות של שרשראות גלילים מדויקות בשוק הבינלאומי.

3. שיטת בדיקת קשיות

3.1 שיטת בדיקת קשיות רוקוול
שיטת בדיקת הקשיות של רוקוול היא אחת משיטות בדיקת הקשיות הנפוצות ביותר כיום, ומתאימה במיוחד לבדיקת קשיות של חומרי מתכת כגון שרשראות גלילים מדויקות.
עיקרון: שיטה זו קובעת את ערך הקשיות על ידי מדידת עומק החריץ (חרוט יהלום או כדור קרביד) הנלחץ אל פני החומר תחת עומס מסוים. היא מאופיינת בפעולה פשוטה ומהירה, ויכולה לקרוא ישירות את ערך הקשיות ללא חישובים מורכבים וכלי מדידה.
היקף יישום: לגילוי שרשראות גלילים מדויקות, שיטת בדיקת הקשיות של רוקוול משמשת בעיקר למדידת הקשיות של שרשראות גמורות לאחר טיפול בחום, כגון פינים ושרוולים. הסיבה לכך היא שלחלקים אלה יש קשיות גבוהה יותר לאחר טיפול בחום והם גדולים יחסית בגודלם, דבר המתאים לבדיקה באמצעות בודק קשיות רוקוול.
דיוק גילוי: לבדיקת קשיות רוקוול דיוק גבוה ויכול לשקף במדויק את שינויי הקשיות של החומר. שגיאת המדידה שלה היא בדרך כלל בטווח של ±1HRC, מה שיכול לעמוד בדרישות של בדיקת קשיות שרשרת גלילים מדויקת.
יישום מעשי: בבדיקות בפועל, בודק הקשיות של Rockwell משתמש בדרך כלל בסולם HRC, המתאים לבדיקת חומרים בטווח קשיות של 20-70HRC. לדוגמה, עבור פין של שרשרת גלילים מדויקת שעברה קרבורציה, קשיות פני השטח שלו היא בדרך כלל בין 58-62HRC. בודק הקשיות של Rockwell יכול למדוד במהירות ובדייקנות את ערך הקשיות שלו, ומספק בסיס אמין לבקרת איכות.

3.2 שיטת בדיקת קשיות ברינל
שיטת בדיקת הקשיות של ברינל היא שיטת בדיקת קשיות קלאסית, הנמצאת בשימוש נרחב במדידת קשיות של חומרי מתכת שונים, כולל חומרי גלם ומוצרים מוגמרים למחצה של שרשראות גלילים מדויקות.
עיקרון: שיטה זו לוחצת כדור פלדה מוקשה או כדור קרביד בקוטר מסוים לתוך פני החומר תחת פעולת עומס מוגדר ושומרת אותו למשך זמן מוגדר, לאחר מכן מסירה את העומס, מודדת את קוטר השקע וקובעת את ערך הקשיות על ידי חישוב הלחץ הממוצע על שטח הפנים הכדורי של השקע.
היקף היישום: שיטת בדיקת הקשיות של ברינל מתאימה לבדיקת חומרי מתכת בעלי קשיות נמוכה יותר, כגון חומרי גלם של שרשראות גלילים מדויקות (כגון פלדה 45) ומוצרים מוגמרים למחצה שלא עברו טיפול בחום. מאפייניה הם חריצים גדולים, שיכולים לשקף את מאפייני הקשיות המקרוסקופיים של החומר ומתאימים למדידת חומרים בטווח קשיות בינונית.
דיוק גילוי: דיוק גילוי קשיות ברינל גבוה יחסית, ושגיאת המדידה היא בדרך כלל בטווח של ±2%. דיוק המדידה של קוטר הכניסה משפיע ישירות על דיוק ערך הקשיות, ולכן נדרשים כלי מדידה מדויקים כמו מיקרוסקופי קריאה בפעולה בפועל.
יישום מעשי: בתהליך הייצור של שרשראות גלילים מדויקות, שיטת בדיקת קשיות ברינל משמשת לעתים קרובות לבדיקת קשיות חומרי הגלם על מנת להבטיח שהם עומדים בדרישות התכנון. לדוגמה, עבור שרשראות גלילים מדויקות העשויות מפלדת 45, יש לשלוט בדרך כלל על קשיות חומרי הגלם בין 170-230HBW. באמצעות בדיקת קשיות ברינל ניתן למדוד במדויק את ערך הקשיות של חומרי הגלם, ולגלות את הקשיות הלא מסויגת של החומרים בזמן, ובכך למנוע כניסת חומרים לא מסויגים לחוליות הייצור הבאות.

3.3 שיטת בדיקת קשיות ויקרס
שיטת בדיקת הקשיות של ויקרס היא שיטה המתאימה למדידת קשיותם של חלקים קטנים ודקים, ויש לה יתרונות ייחודיים בבדיקת קשיות של שרשראות גלילים מדויקות.
עיקרון: שיטה זו לוחצת טטרהדרון יהלום עם זווית קודקוד של 136 מעלות תחת עומס מסוים לתוך פני השטח של החומר הנבדק, שומרת על העומס למשך זמן מוגדר, ולאחר מכן מסירה את העומס, מודדת את האורך האלכסוני של השקע, וקובעת את ערך הקשיות על ידי חישוב הלחץ הממוצע על שטח הפנים החרוטי של השקע.
היקף היישום: שיטת בדיקת הקשיות של ויקרס מתאימה למדידת חומרים בעלי טווח קשיות רחב, במיוחד לגילוי חלקים בעלי קשיות פני שטח גבוהה של שרשראות גלילים מדויקות, כגון פני השטח של גלילים לאחר טיפול ניטריד. השקע שלה קטן, והוא יכול למדוד במדויק את הקשיות של חלקים קטנים ודקים, וזה מתאים לגילוי עם דרישות גבוהות לאחידות קשיות פני השטח.
דיוק גילוי: לבדיקת קשיות ויקרס דיוק גבוה, ושגיאת המדידה היא בדרך כלל בטווח של ±1HV. דיוק המדידה של אורך השקע באלכסון הוא קריטי לדיוק ערך הקשיות, ולכן נדרש מיקרוסקופ מדידה מדויק במיוחד למדידה.
יישום מעשי: בבדיקת קשיות של שרשראות גלילים מדויקות, שיטת בדיקת קשיות ויקרס משמשת לעתים קרובות לזיהוי קשיות פני השטח של הגלילים. לדוגמה, עבור גלילים שעברו ניטריד, קשיות פני השטח חייבת להגיע ל-600-800HV. באמצעות בדיקת קשיות ויקרס, ניתן למדוד במדויק את ערכי הקשיות במיקומים שונים על פני השטח של הגליל, ולהעריך את העומק והאחידות של שכבת הניטריד, ובכך להבטיח שקשיות פני השטח של הגליל עומדת בדרישות התכנון ולשפר את עמידות הבלאי ואת חיי השירות של השרשרת.

4. מכשיר לבדיקת קשיות

4.1 סוג ועקרון המכשיר
מכשיר לבדיקת קשיות הוא כלי מפתח להבטחת דיוק בדיקת הקשיות של שרשראות גלילים מדויקות. מכשירי בדיקת קשיות נפוצים הם בעיקר מהסוגים הבאים:
בודק קשיות ברינל: העיקרון שלו הוא ללחוץ כדור פלדה מוקשה או כדור קרביד בקוטר מסוים לתוך פני החומר תחת עומס מוגדר, לשמור אותו למשך זמן מוגדר ולאחר מכן להסיר את העומס, ולחשב את ערך הקשיות על ידי מדידת קוטר השקע. בודק קשיות ברינל מתאים לבדיקת חומרי מתכת בעלי קשיות נמוכה יותר, כגון חומרי גלם של שרשראות גלילים מדויקות ומוצרים מוגמרים למחצה שלא עברו טיפול בחום. מאפייניו הם שקע גדול, שיכול לשקף את מאפייני הקשיות המקרוסקופיים של החומר. הוא מתאים למדידת חומרים בטווח קשיות בינונית, ושגיאת המדידה היא בדרך כלל בטווח של ±2%.
בודק קשיות רוקוול: מכשיר זה קובע את ערך הקשיות על ידי מדידת עומק השקע (חרוט יהלום או כדור קרביד) הנלחץ אל פני החומר תחת עומס מסוים. בודק הקשיות רוקוול קל ומהיר להפעלה, ויכול לקרוא ישירות את ערך הקשיות ללא חישובים מורכבים וכלי מדידה. הוא משמש בעיקר למדידת קשיות של שרשראות גמורות לאחר טיפול בחום, כגון פינים ושרוולים. שגיאת המדידה היא בדרך כלל בטווח של ±1HRC, מה שיכול לעמוד בדרישות של בדיקת קשיות שרשרת גלילים מדויקת.
בודק קשיות ויקרס: העיקרון של בודק הקשיות ויקרס הוא ללחוץ פירמידה מרובעת עשויה יהלום עם זווית קודקוד של 136 מעלות תחת עומס מסוים לתוך פני השטח של החומר הנבדק, לשמור אותה למשך זמן מוגדר, להסיר את העומס, למדוד את אורך השקע באלכסון ולקבוע את ערך הקשיות על ידי חישוב הלחץ הממוצע המופעל על ידי שטח הפנים החרוטי של השקע. בודק הקשיות ויקרס מתאים למדידת חומרים בעלי טווח קשיות רחב, במיוחד לבדיקת חלקים בעלי קשיות פני שטח גבוהה יותר של שרשראות גלילים מדויקות, כגון פני השטח של הגליל לאחר טיפול ניטריד. השקע שלו קטן, והוא יכול למדוד במדויק את הקשיות של חלקים קטנים ודקים, ושגיאת המדידה היא בדרך כלל בטווח של ±1HV.

4.2 בחירת מכשירים וכיול
בחירת מכשיר מתאים לבדיקת קשיות וכיולו המדויק הם הבסיס להבטחת אמינות תוצאות הבדיקה:
בחירת מכשיר: בחר מכשיר מתאים לבדיקת קשיות בהתאם לדרישות הבדיקה של שרשראות גלילים מדויקות. עבור חומרי גלם ומוצרים מוגמרים למחצה שלא עברו טיפול בחום, יש לבחור בודק קשיות Brinell; עבור שרשראות מוגמרות שעברו טיפול בחום, כגון פינים ושרוולים, יש לבחור בודק קשיות Rockwell; עבור חלקים בעלי קשיות פני שטח גבוהה יותר, כגון פני השטח של הגליל לאחר טיפול ניטריד, יש לבחור בודק קשיות Vickers. בנוסף, יש לקחת בחשבון גם גורמים כגון דיוק, טווח מדידה וקלות תפעול של המכשיר כדי לעמוד בדרישות של חוליות בדיקה שונות.
כיול מכשיר: יש לכייל את מכשיר בדיקת הקשיות לפני השימוש כדי להבטיח את דיוק תוצאות המדידה שלו. הכיול צריך להתבצע על ידי סוכנות כיול מוסמכת או אנשי מקצוע בהתאם לתקנים ולמפרטים הרלוונטיים. תוכן הכיול כולל את דיוק העומס של המכשיר, גודל וצורת המדחום, דיוק מכשיר המדידה וכו'. מחזור הכיול נקבע בדרך כלל בהתאם לתדירות השימוש ויציבות המכשיר, בדרך כלל 6 חודשים עד שנה. מכשירים מכוילים מוסמכים צריכים להיות מלווים בתעודת כיול, ותאריך הכיול ותקופת התוקף צריכים להיות מסומנים על המכשיר כדי להבטיח את אמינות ומעקב אחר תוצאות הבדיקה.

5. תהליך בדיקת קשיות

5.1 הכנת דגימות ועיבודן
הכנת דגימות היא החוליה הבסיסית בבדיקת קשיות שרשרת גלילים מדויקת, המשפיעה ישירות על הדיוק והאמינות של תוצאות הבדיקה.
כמות דגימה: בהתאם לדרישות התקן הלאומי GB/T 1243-2006 והתקן הבינלאומי ISO 606, יש לבחור מספר מסוים של דגימות באופן אקראי לבדיקה מכל אצווה של שרשראות גלילים מדויקות. בדרך כלל, נבחרות 3-5 שרשראות מכל אצווה כדגימות בדיקה כדי להבטיח את ייצוגיות הדגימות.
מיקום דגימה: עבור כל שרשרת, יש לבדוק בנפרד את קשיותם של חלקים שונים כגון לוח החוליה הפנימי, לוח החוליה החיצוני, ציר הסיכה, השרוול והגליל. לדוגמה, עבור ציר הסיכה, יש לקחת נקודת בדיקה אחת באמצע ובשני הקצוות; עבור הגליל, יש לדגום את ההיקף החיצוני ואת פני הקצה של הגליל ולבדוק אותם בנפרד כדי להעריך באופן מקיף את אחידות הקשיות של כל רכיב.
עיבוד דגימה: במהלך תהליך הדגימה, על פני השטח של הדגימה להיות נקיים ושטוחים, ללא שמן, חלודה או זיהומים אחרים. עבור דגימות עם אבנית או ציפוי תחמוצת על פני השטח, יש לבצע תחילה ניקוי או הסרה מתאימים. לדוגמה, עבור שרשראות מגולוונות, יש להסיר את השכבה המגולוונת על פני השטח לפני בדיקת הקשיות.

5.2 שלבי פעולת הבדיקה
שלבי פעולת הבדיקה הם ליבת תהליך בדיקת הקשיות ויש להפעילם בקפדנות בהתאם לתקנים ולמפרטים כדי להבטיח את דיוק תוצאות הבדיקה.
בחירת וכיול מכשירים: יש לבחור את מכשיר בדיקת הקשיות המתאים בהתאם לטווח הקשיות ולמאפייני החומר של אובייקט הבדיקה. לדוגמה, עבור פינים ושרוולים פחמניים, יש לבחור בודקי קשיות Rockwell; עבור חומרי גלם ומוצרים מוגמרים למחצה שלא עברו טיפול בחום, יש לבחור בודקי קשיות Brinell; עבור גלילים בעלי קשיות פני שטח גבוהה יותר, יש לבחור בודקי קשיות Vickers. לפני הבדיקה, יש לכייל את מכשיר בדיקת הקשיות על מנת להבטיח שדיוק העומס, גודל וצורת החותך ודיוק מכשיר המדידה עומדים בדרישות. מכשירים מכוילים מוסמכים צריכים להיות מלווים בתעודת כיול, ויש לסמן את תאריך הכיול ותקופת התוקף על המכשיר.
פעולת בדיקה: הניחו את הדגימה על שולחן העבודה של בודק הקשיות כדי לוודא שפני הדגימה ניצבים לחודרת הלחץ. בהתאם לנהלי הפעולה של שיטת בדיקת הקשיות שנבחרה, הפעילו את העומס והחזיקו אותו למשך הזמן שצוין, לאחר מכן הסירו את העומס ומדדו את גודל או עומק החריץ. לדוגמה, בבדיקת קשיות רוקוול, חרוט יהלום או כדור קרביד נלחץ לתוך פני השטח של החומר הנבדק תחת עומס מסוים (כגון 150 ק"ג רגל), והעומס מוסר לאחר 10-15 שניות, וערך הקשיות נקרא ישירות; בבדיקת קשיות ברינל, כדור פלדה מוקשה או כדור קרביד בקוטר מסוים נלחץ לתוך פני השטח של החומר הנבדק תחת עומס מוגדר (כגון 3000 ק"ג רגל), והעומס מוסר לאחר 10-15 שניות. קוטר החריץ נמדד באמצעות מיקרוסקופ קריאה, וערך הקשיות מתקבל על ידי חישוב.
בדיקות חוזרות: כדי להבטיח את אמינות תוצאות הבדיקה, יש לבדוק כל נקודת בדיקה שוב ושוב מספר פעמים, והערך הממוצע יילקח כתוצאת הבדיקה הסופית. בנסיבות רגילות, יש לבדוק כל נקודת בדיקה שוב ושוב 3-5 פעמים כדי להפחית שגיאות מדידה.

5.3 רישום וניתוח נתונים
רישום וניתוח נתונים הם החוליה האחרונה בתהליך בדיקת הקשיות. על ידי מיון וניתוח נתוני הבדיקה, ניתן להסיק מסקנות מדעיות וסבירות, המספקות בסיס לבקרת איכות המוצר.
רישום נתונים: יש לתעד בפירוט בדוח הבדיקה את כל הנתונים המתקבלים במהלך תהליך הבדיקה, כולל מספר הדגימה, מיקום הבדיקה, שיטת הבדיקה, ערך הקשיות, תאריך הבדיקה, אנשי הבדיקה ומידע נוסף. רישומי הנתונים צריכים להיות ברורים, מדויקים ומלאים כדי להקל על עיון וניתוח לאחר מכן.
ניתוח נתונים: ניתוח סטטיסטי של נתוני הבדיקה, חישוב פרמטרים סטטיסטיים כגון ערך הקשיות הממוצע וסטיית התקן של כל נקודת בדיקה, והערכת האחידות והעקביות של הקשיות. לדוגמה, אם הקשיות הממוצעת של הפין של אצווה של שרשראות גלילים מדויקות היא 250HBW וסטיית התקן היא 5HBW, פירוש הדבר שקשיות אצווה השרשראות אחידה יחסית ובקרת האיכות טובה; אם סטיית התקן גדולה, ייתכנו תנודות באיכות בתהליך הייצור, ונדרש חקירה נוספת של הגורם ואמצעי שיפור.
קביעת תוצאות: יש להשוות את תוצאות הבדיקה לטווח הקשיות שצוין בתקנים הלאומיים או הבינלאומיים כדי לקבוע האם הדגימה מתאימה. אם ערך הקשיות של מיקום הבדיקה חורג מהטווח שצוין בתקן, כגון קשיות הסיכה נמוכה מ-229HBW או גבוהה מ-285HBW, השרשרת נחשבת כמוצר לא מתאימה ויש צורך בטיפול חימום חוזר או באמצעי טיפול תואמים אחרים עד שערך הקשיות יעמוד בדרישות התקן. עבור מוצרים לא מתאימים, יש לתעד בפירוט את מצבם הלא מתאימים ולנתח את הסיבות על מנת לנקוט באמצעי שיפור ממוקדים לשיפור איכות המוצר.

6. גורמים המשפיעים על בדיקת קשיות

6.1 השפעת סביבת הבדיקה

לסביבת הבדיקה יש השפעה חשובה על דיוק תוצאות בדיקת הקשיות של שרשראות גלילים מדויקות.

השפעת טמפרטורה: שינויי טמפרטורה ישפיעו על דיוק בודק הקשיות ועל ביצועי הקשיות של החומר. לדוגמה, כאשר טמפרטורת הסביבה גבוהה מדי או נמוכה מדי, החלקים המכניים והרכיבים האלקטרוניים של בודק הקשיות עלולים להתרחב ולהתכווץ עקב חום, וכתוצאה מכך לשגיאות מדידה. באופן כללי, טווח טמפרטורות ההפעלה האופטימלי של בודק קשיות Brinell, בודק קשיות Rockwell ובודק קשיות Vickers הוא 10℃-35℃. כאשר חורגים מטווח טמפרטורות זה, שגיאת המדידה של בודק הקשיות עשויה לעלות בכ-±1HRC או ±2HV. יחד עם זאת, לא ניתן להתעלם מהשפעת הטמפרטורה על קשיות החומר. לדוגמה, עבור חומר של שרשרת גלילים מדויקת, כגון פלדת 45#, קשיותה עשויה לעלות מעט בסביבה של טמפרטורה נמוכה, בעוד שבסביבה של טמפרטורה גבוהה, הקשיות תפחת. לכן, בעת ביצוע בדיקת קשיות, יש לבצע אותה בסביבת טמפרטורה קבועה ככל האפשר, ויש לתעד את טמפרטורת הסביבה באותו זמן כדי לתקן את תוצאות הבדיקה.
השפעת הלחות: השפעת הלחות על בדיקת קשיות באה לידי ביטוי בעיקר ברכיבים האלקטרוניים של בודק הקשיות ובמשטח הדגימה. לחות מוגזמת עלולה לגרום לרטיבות של הרכיבים האלקטרוניים של בודק הקשיות, דבר המשפיע על דיוק המדידה ויציבותו. לדוגמה, כאשר הלחות היחסית עולה על 80%, שגיאת המדידה של בודק הקשיות עשויה לגדול בכ-±0.5HRC או ±1HV. בנוסף, לחות עלולה גם ליצור שכבת מים על פני הדגימה, דבר המשפיע על המגע בין שקע בודק הקשיות למשטח הדגימה, וכתוצאה מכך לשגיאות מדידה. עבור בדיקת קשיות של שרשראות גלילים מדויקות, מומלץ לבצע אותה בסביבה עם לחות יחסית של 30%-70% כדי להבטיח את אמינות תוצאות הבדיקה.
השפעת רטט: רטט בסביבת הבדיקה יפריע לבדיקת הקשיות. לדוגמה, רטט הנוצרת כתוצאה מהפעלת ציוד עיבוד מכני בקרבת מקום עלול לגרום לתזוזה קלה של פתח בודק הקשיות במהלך תהליך המדידה, וכתוצאה מכך לשגיאות מדידה. רטט עלול גם להשפיע על דיוק יישום העומס ויציבותו של בודק הקשיות, ובכך להשפיע על דיוק ערך הקשיות. באופן כללי, בעת ביצוע בדיקת קשיות בסביבה עם רטט גדול, שגיאת המדידה עשויה לגדול בכ-±0.5HRC או ±1HV. לכן, בעת ביצוע בדיקת קשיות, עליך לנסות לבחור מקום הרחק ממקור הרטט ולנקוט באמצעים מתאימים להפחתת רעידות, כגון התקנת משטח הפחתת רעידות בתחתית בודק הקשיות, כדי להפחית את השפעת הרטט על תוצאות הבדיקה.

6.2 השפעת המפעיל
לרמתו המקצועית של המפעיל ולהרגלי התפעול שלו יש השפעה חשובה על דיוק תוצאות בדיקת הקשיות של שרשראות גלילים מדויקות.
מיומנויות תפעול: מיומנותו של המפעיל במכשירי בדיקת קשיות משפיעה ישירות על דיוק תוצאות הבדיקה. לדוגמה, עבור בודק קשיות Brinell, המפעיל צריך למדוד במדויק את קוטר השקע, ושגיאת המדידה עלולה לגרום לסטייה בערך הקשיות. אם המפעיל אינו בקיא בשימוש בכלי המדידה, שגיאת המדידה עשויה לעלות בכ-±2%. עבור בודקי קשיות Rockwell ו-Vickers, המפעיל צריך להפעיל את העומס ולקרוא את ערך הקשיות בצורה נכונה. הפעלה שגויה עלולה לגרום לעלייה בשגיאת המדידה בכ-±1HRC או ±1HV. לכן, על המפעיל לעבור הכשרה מקצועית ולהיות בקיא בשיטות ההפעלה ובאמצעי הזהירות של מכשיר בדיקת הקשיות כדי להבטיח את דיוק תוצאות הבדיקה.
ניסיון בדיקה: ניסיון הבדיקה של המפעיל ישפיע גם על דיוק תוצאות בדיקת הקשיות. מפעילים מנוסים יכולים לשפוט טוב יותר את הבעיות שעלולות להתעורר במהלך הבדיקה ולנקוט באמצעים מתאימים כדי לתקן אותן. לדוגמה, במהלך הבדיקה, אם ערך הקשיות נמצא חריג, מפעילים מנוסים יכולים לשפוט האם יש בעיה בדגימה עצמה, או שפעולת הבדיקה או המכשיר נכשלים על סמך ניסיון וידע מקצועי, ולטפל בכך בזמן. מפעילים חסרי ניסיון עלולים לטפל בתוצאות חריגות בצורה לא נכונה, מה שיגרום לשיפוט שגוי. לכן, על ארגונים להתמקד בטיפוח ניסיון הבדיקה של המפעילים ולשפר את רמת הבדיקה של המפעילים באמצעות הכשרה ותרגול קבועים.
אחריות: אחריותם של המפעילים חיונית גם לדיוק תוצאות בדיקת הקשיות. מפעילים בעלי תחושת אחריות חזקה יעקבו בקפדנות אחר התקנים והמפרטים, ירשמו בקפידה את נתוני הבדיקה וינתחו בקפידה את תוצאות הבדיקה. לדוגמה, במהלך הבדיקה, על המפעיל לחזור על הבדיקה עבור כל נקודת בדיקה מספר פעמים ולקחת את הערך הממוצע כתוצאה הסופית. אם המפעיל אינו אחראי, שלבי הבדיקה החוזרים עלולים להיות מושמטים, וכתוצאה מכך אמינות תוצאות הבדיקה מופחתת. לכן, על ארגונים לחזק את חינוך האחריות של המפעילים כדי להבטיח את הקפדנות והדיוק של עבודת הבדיקה.

6.3 השפעת דיוק הציוד
דיוק מכשיר בדיקת הקשיות הוא גורם מפתח המשפיע על דיוק תוצאות בדיקת הקשיות של שרשראות גלילים מדויקות.
דיוק המכשיר: דיוק מכשיר בדיקת הקשיות משפיע ישירות על דיוק תוצאות הבדיקה. לדוגמה, שגיאת המדידה של בודק הקשיות Brinell היא בדרך כלל בטווח של ±2%, שגיאת המדידה של בודק הקשיות Rockwell היא בדרך כלל בטווח של ±1HRC, ושגיאת המדידה של בודק הקשיות Vickers היא בדרך כלל בטווח של ±1HV. אם דיוק המכשיר אינו עומד בדרישות, לא ניתן להבטיח את דיוק תוצאות הבדיקה. לכן, בעת בחירת מכשיר בדיקת קשיות, יש לבחור מכשיר בעל דיוק גבוה ויציבות טובה, ויש לבצע כיול ותחזוקה באופן קבוע כדי להבטיח שדיוק המכשיר עומד בדרישות הבדיקה.
כיול מכשירים: כיול מכשיר בדיקת הקשיות הוא הבסיס להבטחת דיוק תוצאות הבדיקה. כיול המכשיר צריך להתבצע על ידי סוכנות כיול מוסמכת או אנשי מקצוע, ולהיות מופעל בהתאם לתקנים ולמפרטים הרלוונטיים. תוכן הכיול כולל את דיוק העומס של המכשיר, גודל וצורת המדחף, דיוק מכשיר המדידה וכו'. מחזור הכיול נקבע בדרך כלל בהתאם לתדירות השימוש ויציבות המכשיר, בדרך כלל בין 6 חודשים לשנה. מכשירים מכוילים מוסמכים צריכים להיות מלווים בתעודת כיול, ותאריך הכיול ותקופת התוקף צריכים להיות מסומנים על המכשיר. אם המכשיר אינו מכויל או שהכיול נכשל, לא ניתן להבטיח את דיוק תוצאות הבדיקה. לדוגמה, בודק קשיות לא מכויל עלול לגרום לעלייה בשגיאת המדידה בכ-±2HRC או ±5HV.
תחזוקת מכשירים: תחזוקת מכשירי בדיקת קשיות היא גם חוליה מרכזית להבטחת דיוק תוצאות הבדיקה. במהלך השימוש במכשיר, הדיוק עשוי להשתנות עקב בלאי מכני, הזדקנות של רכיבים אלקטרוניים וכו'. לכן, על ארגונים להקים מערכת תחזוקה מלאה למכשירים ולתחזק ולתחזק את המכשיר באופן קבוע. לדוגמה, יש לנקות באופן קבוע את העדשה האופטית של המכשיר, לבדוק את הבלאי של המדחף, לכייל את חיישן העומס וכו'. באמצעות תחזוקה שוטפת ניתן לגלות ולפתור בעיות במכשיר בזמן כדי להבטיח את דיוק ויציבות המכשיר.

7. קביעה ויישום של תוצאות בדיקת קשיות

7.1 תקן קביעת תוצאות
קביעת תוצאות בדיקת הקשיות של שרשראות גלילים מדויקות מתבצעת בקפדנות בהתאם לתקנים הרלוונטיים על מנת להבטיח שאיכות המוצר עומדת בדרישות.
קביעת תקנים מקומיים: על פי תקנים לאומיים כגון GB/T 1243-2006 "שרשרת גלילים, שרשרת גלילים עם תותבים ושרשרת שיניים", לשרשראות גלילים מדויקות מחומרים שונים ותהליכי טיפול בחום יש דרישות קשיות ברורות. לדוגמה, עבור שרשראות גלילים מדויקות העשויות מפלדת 45, יש לשלוט על קשיות הפינים והתותבים ב-229-285HBW; קשיות פני השטח של השרשרת לאחר טיפול הקרבורציה חייבת להגיע ל-58-62HRC, ועומק השכבה הקרבורציה הוא 0.8-1.2 מ"מ. אם תוצאות הבדיקה חורגות מטווח זה, כגון קשיות הסיכה נמוכה מ-229HBW או גבוהה מ-285HBW, היא תיחשב כלא תקינה.
שיפוט תקין בינלאומי: על פי תקן ISO 606 ותקנים בינלאומיים אחרים, טווח הקשיות של שרשראות גלילים מדויקות העשויות מסגסוגת פלדה הוא בדרך כלל 241-321HBW, קשיות פני השטח של השרשרת לאחר טיפול ניטריד חייבת להגיע ל-600-800HV, ועומק שכבת הניטריד נדרש להיות 0.3-0.6 מ"מ. התקנים הבינלאומיים מחמירים יותר בשיפוט התוצאות. אם תוצאות הבדיקה אינן עומדות בדרישות, לא רק שהשרשרת תישפטו כלא מתאימה, אלא גם יהיה צורך להכפיל את אותה אצווה של מוצרים לצורך דגימה. אם עדיין ישנם מוצרים לא מתאימה, יש לעבד את אצווה המוצרים מחדש.
דרישות חזרתיות ושחזור: כדי להבטיח את אמינות תוצאות הבדיקה, יש לבדוק כל נקודת בדיקה שוב ושוב, בדרך כלל 3-5 פעמים, ולקבל את הערך הממוצע כתוצאה הסופית. יש לשלוט בהבדל בתוצאות הבדיקה של אותה דגימה על ידי מפעילים שונים בטווח מסוים, כגון ההבדל בתוצאות בדיקת קשיות Rockwell שאינו עולה בדרך כלל על ±1HRC, ההבדל בתוצאות בדיקת קשיות Brinell שאינו עולה בדרך כלל על ±2%, וההבדל בתוצאות בדיקת קשיות Vickers שאינו עולה בדרך כלל על ±1HV.

7.2 יישום תוצאות ובקרת איכות
תוצאות בדיקת הקשיות אינן רק הבסיס לקביעת האם המוצר עומד בקריטריונים, אלא גם מהוות מקור חשוב לבקרת איכות ושיפור תהליכים.
בקרת איכות: באמצעות בדיקות קשיות, ניתן לגלות בזמן בעיות בתהליך הייצור, כגון פגמים בחומר וטיפול בחום לא תקין. לדוגמה, אם הבדיקה מגלה שקשיות השרשרת נמוכה מהדרישה הסטנדרטית, ייתכן שטמפרטורת הטיפול בחום אינה מספקת או שזמן ההחזקה אינו מספיק; אם הקשיות גבוהה מהדרישה הסטנדרטית, ייתכן שההרגעה של טיפול החום מוגזמת. בהתאם לתוצאות הבדיקה, החברה יכולה להתאים את תהליך הייצור בזמן כדי להבטיח את היציבות והעקביות של איכות המוצר.
שיפור תהליכים: תוצאות בדיקות קשיות מסייעות לייעל את תהליך הייצור של שרשראות גלילים מדויקות. לדוגמה, על ידי ניתוח שינויי הקשיות של השרשרת תחת תהליכי טיפול בחום שונים, החברה יכולה לקבוע את פרמטרי הטיפול בחום האופטימליים ולשפר את עמידות הבלאי והעמידות לעייפות של השרשרת. במקביל, בדיקות קשיות יכולות גם לספק בסיס לבחירת חומרי גלם כדי להבטיח שקשיות חומרי הגלם עומדת בדרישות התכנון, ובכך לשפר את האיכות הכוללת של המוצר.
קבלת מוצר ואספקה: לפני שהמוצר עוזב את המפעל, תוצאות בדיקת הקשיות מהוות בסיס חשוב לקבלת הלקוח. דוח בדיקת קשיות העומד בדרישות התקן יכול לשפר את אמון הלקוחות במוצר ולקדם מכירות ושיווק של המוצר. עבור מוצרים שאינם עומדים בתקנים, החברה צריכה לעבד אותם מחדש עד שיעברו את בדיקת הקשיות לפני שניתן יהיה לספק אותם ללקוחות, מה שעוזר לשפר את המוניטין של החברה בשוק ואת שביעות רצון הלקוחות.
מעקב אחר איכות ושיפור מתמיד: רישום וניתוח של תוצאות בדיקות קשיות יכולים לספק תמיכה בנתונים למעקב אחר איכות. כאשר מתרחשות בעיות איכות, חברות יכולות לעקוב אחר תוצאות הבדיקה כדי למצוא את שורש הבעיה ולנקוט באמצעי שיפור ממוקדים. במקביל, באמצעות צבירה וניתוח ארוכי טווח של נתוני בדיקה, חברות יכולות לגלות בעיות איכות פוטנציאליות וכיוונים לשיפור תהליכים, ולהשיג שיפור מתמיד ושיפור באיכות.