Granitowe płyty pomiarowe. Część 1: Charakterystyka i wymagania

Pokaż mi swą płytę pomiarową, a powiem Ci kim jesteś.

Płyta pomiarowa, zwana także kontrolną, jest wizytówką i często centralnym elementem laboratorium pomiarowego pracującego w obszarze metrologii długości i kąta. Czy pomimo popularności oraz wydawałoby się oczywistych zastosowań można powiedzieć, że użytkownicy biegle opanowali zagadnienia związane z płytami pomiarowymi? Nie zawsze.

  1. Wytwarzanie płyt granitowych

Zdecydowana większość granitu wykorzystywanego do produkcji precyzyjnych narzędzi pomiarowych pochodzi z Południowej Afryki. Ponieważ jednak jest on pospolitą skałą magmową, występuje w zasadzie na całym świecie. Najczęściej spotykaną odmianą jest Gabro Impala, występująca w 3 typowych barwach – jasnej, średniej i ciemnej, niemniej sama barwa ma znaczenie jedynie estetyczne. Ogromne bloki kamienia uzyskane w wyniku zastosowania ładunku wybuchowego cięte są na płyty różnych rozmiarów poddawane są dalszej obróbce poprzez ścieranie, skrawanie bądź łupanie. Obecna technologia pozwala na uzyskanie płaskości powierzchni rzędu 0,001 mm/m2 po szlifowaniu.

Ciemny granit Gabro Impala

2. Cechy granitu

Granit jest jednym z najtwardszych kamieni na naszej planecie. Najważniejsze zalety tego materiału w kontekście zastosowania do produkcji precyzyjnych wzorców to:

  • wysoka odporność na ścieranie
  • wysoka twardość
  • stabilność temperaturowa
  • homogeniczna struktura
  • niska gęstość
  • odporność na długotrwałą i intensywną eksploatację
  • możliwość produkcji wielkich gabarytów
  • odporność na warunki atmosferyczne i niska absorpcja wody

Główną wadą jest w zasadzie brak możliwości naprawy granitu.

3. Rozmiary i klasy dokładności wykonania płyt granitowych

Źródłem wymagań dla płyt pomiarowych wykonanych z granitu jest polska norma PN-ISO 8512-2:1999: Płyty pomiarowe – płyty granitowe. Określono w niej wymagania dotyczące płyt pomiarowych granitowych, prostokątnych lub kwadratowych, o wymiarach preferowanych w zakresie od 160 mm x 100 mm do 2500 mm x 1600 mm, czterech klas dokładności 0; 1; 2 i 3. Na świecie rozpowszechniony jest także standard DIN 876-1:1984-08 i najczęściej to właśnie na niego powołują się producenci płyt pomiarowych.

Z uwagi na upowszechnienie i wzrost dokładności procesu obróbki, na rynku w zasadzie ciężko już spotkać płyty klas niższych niż 1, dostępne są za to produkty w klasach 00 a nawet 000. O przynależności płyty do danej klasy decydują 2 najważniejsze i tolerowane w normach parametry:

  • odchyłka od płaskości powierzchni całej powierzchni roboczej
  • odchyłka od płaskości fragmentu 250 x 250 mm powierzchni roboczej
Porównanie dopuszczalnych odchyłek od płaskości powierzchni roboczych płyt pomiarowych wg ISO 8512-2 i DIN 876

Dla wyjaśnienia dodam, że odchyłkę od płaskości definiujemy jako najmniejszą odległość między dwiema płaszczyznami równoległymi, między którymi może być zawarta powierzchnia robocza.

4. Właściwe umieszczenie i użytkowanie płyty pomiarowej

Płyty pomiarowe o niewielkich rozmiarach (mniejsze niż 400 x 250 mm) i masie mogą być umieszczone bezpośrednio na blacie stołu. Większe natomiast wymagają zastosowania stelaży. Ważne jest, aby płyta wsparta była na 3 podporach rozmieszczonych tak, aby zapewnić najmniejsze możliwe ugięcie płyty.

Podobnie jak inne precyzyjne narzędzia pomiarowe, płyty powinny być zainstalowane i użytkowane w miejscu o stałej temperaturze i wilgotności powietrza. Niebezpieczny jest zwłaszcza pionowy gradient temperatury, który w przypadku różnicy temperatur powierzchni górnej i dolnej płyty wynoszącej 1 stopień Celsiusza może spowodować ugięcie wynoszące 1 µm.

Zadbać należy o ustawienie płyty na stabilnym podłożu oraz o odpowiednie wypoziomowanie. Ponieważ powierzchnia płyty pełni funkcję wzorca płaskości, wymaga ona szczególnego traktowania. Nie powinniśmy na jej powierzchni umieszczać ciężkich i ostrych przedmiotów, a detale po pomiarach najlepiej odkładać na szmatkę. Aby zapewnić długotrwałe użytkowanie płyty warto korzystać z całej jej powierzchni roboczej, a nie jednego jej fragmentu. Dotyczy to na przykład pomiarów wykonywanych wysokościomierzem na poduszce powietrznej, które po kilku latach doprowadzają do nadmiernego miejscowego zużycia powierzchni płyty.

Żywotność płyty granitowej można wydłużyć stosując specjalne preparaty do konserwacji granitu, które znaleźć można w ofercie wielu producentów.

W drugiej części zajmiemy się kwestią sprawdzania płyt granitowych.

Dodaj komentarz