Faktinės daugelio tiksliųjų prietaisų veikimo sąlygos nėra pastovios temperatūros laboratorijos. Dienos temperatūros svyravimai parduotuvėse, sezoninės pamainos, nuolatinė įrangos generuojama šiluma ir kintantis karšto ir šalto oro srautas sukuria kintamos temperatūros darbo sąlygas. Nors granito pagrindai pasižymi daug geresniu terminiu stabilumu, palyginti su metalinėmis alternatyvomis, tokiomis kaip ketus, jie nėra visiškai apsaugoti nuo temperatūros pokyčių. Pakartotinis šildymas ir vėsinimas sukelia pagrindo mikrodeformacijas, palaipsniui pažeidžiant etaloninį lygumą, tiesumą ir padėties etalonus, o galiausiai nukrypstama nuo tikrinimo ir visos įrangos judėjimo padėties poslinkis. Daugelis įrangos gamintojų kreipia dėmesį į kambario temperatūros tikslumą tik gamyklos priėmimo metu, nekreipdami dėmesio į tikslumo pokyčius, kuriuos sukelia temperatūros kaita. Įdiegę vietoje, įrenginiai patiria netikėtų tikslumo nukrypimų, nepaisant pakartotinio derinimo. Remdamasi didele puslaidininkinės, optinės ir metrologijos įrangos projektų patirtimi, UNPARALLELED Group analizuoja įvairius granito tvirtinimo pagrindų tikslumo pokyčius kintamos temperatūros sąlygomis ir siūlo atitinkamas medžiagų, procesų ir konstrukcijų atsakomąsias priemones, padedančias įrangos įmonėms išvengti tikslumo rizikos, kurią sukelia šiluminiai svyravimai.
1. Vienodas visuotinis temperatūros pokytis: grįžtamasis bendras šiluminis plėtimasis ir susitraukimas
Kai visa bazė sinchroniškai įkaista arba atvėsta ir pasiekia pastovią temperatūrą, įvyksta tolygus plėtimasis arba susitraukimas. Šis deformacijos tipas yra grįžtamoji elastinė deformacija. Matmenys gali iš esmės atsistatyti, kai temperatūra grįš į pradinę būseną, ir paprastai nesukels nuolatinės atskaitos žalos.
Nepaisant to, tokie pakeitimai vis dar turi įtakos įrangos etalonams. Pagrindo ilgio, pločio ir aukščio mikro mastelio keitimas pakeičia santykines kreipiamojo bėgio tvirtinimo angų ir kaiščių angų padėtis, todėl gali atsirasti nedidelių tarpatramio ir koaksialumo nukrypimų. Didelio dydžio granitiniams pagrindams, net ir esant mažam šiluminio plėtimosi koeficientui, didėjant matmenims padidės kumuliacinė deformacija.
UNPARALLELED naudoja didelio tankio juodąjį granitą, kurio šiluminio plėtimosi koeficientas yra mažesnis arba lygus 3e-6/laipsniui. Palyginti su įprastu granitu, jis užtikrina mažesnį bendrą plėtimąsi ir susitraukimą esant identiškiems temperatūros pokyčiams ir sumažina matmenų poslinkį, atsirandantį dėl vienodo temperatūros pokyčio iš medžiagos perspektyvos.
2. Temperatūros gradientai (vidinis / regioninis temperatūros skirtumas): vietinis deformacija ir pažeistas atskaitos lygumas
Praktiniuose scenarijuose dažniau pasitaiko netolygi kintama temperatūra. Dalinis pagrindo šildymas arba aušinimas sukuria temperatūros gradientus, kurie yra žalingiausias tikslumo pablogėjimo šaltinis kintamos temperatūros sąlygomis.
Įprasti paleidikliai yra variklio moduliai, nuolat veikiantys vienoje pagrindo pusėje, vienpusė parduotuvės grindų ventiliacija arba aušinimo oro išleidimo angos, pučiamos tiesiai į dalinius pagrindo paviršius. Skirtingose pagrindo zonose susidaro temperatūros neatitikimai. Granitas pasižymi mažu šilumos laidumu ir uždelstu šilumos perdavimu. Temperatūrų kaitos metu kai kurie regionai plečiasi, o kiti susitraukia, sukeldami vietinį pagrindo deformaciją aukštyn arba žemyn.
Toks iškrypimas tiesiogiai sugadina darbinio atskaitos paviršiaus lygumą, pakreipia kreipiamųjų bėgių montavimo etalonus ir atsveria optinių platformų optinio kelio etalonus. Net jei po to bendra temperatūra grįžta į vienodą vertę, vidinio įtempio perskirstymas, kurį sukelia terminiai ciklai, neleidžia pamatiniam paviršiui iš karto visiškai atsigauti. Pasikartojantys karšto ir šalčio ciklai nuolat atkuria deformaciją ir sukelia nuolatinius įrangos kartojimo tikslumo svyravimus.
Didelio tonažo didelio dydžio granito pagrindai turi didelę šiluminę galią ir akivaizdžią šildymo ir aušinimo histerezę. Gradientu grindžiamas deformacija tampa ryškesnė dirbtuvėse, kai dienos ir nakties temperatūra kinta.
3. Šiluminių ciklų suaktyvintas liekamasis įtempis: negrįžtamas tikslumo poslinkis
Natūralaus granito ruošiniuose yra nedidelis natūralus mikrostresas. Net ir po natūralaus senėjimo apdorojimo medžiagos viduje išlieka nedidelis latentinis įtempis. Pasikartojančios kintančios temperatūros veikia kaip ciklinės šiluminės apkrovos, sukeliančios ciklinį terminį šoką vidiniams mineralų grūdams ir pagreitindamos liekamojo įtempio išsiskyrimą granito viduje.
Kiekvienas karšto ir šalčio ciklas atpalaiduoja dalinį latentinį įtampą ir sukuria mažytę negrįžtamą plastinę deformaciją. Vienkartinis temperatūros svyravimas nesukelia akivaizdžių matomų pokyčių; tačiau ilgalaikis pasikartojantis terminis kaita kaupia etaloninio paviršiaus poslinkį ir sukelia nuolatinį plokštumo ir lygiagretumo netoleravimą. Šio gedimo režimo negalima aptikti atliekant gamyklinę apžiūrą ir paprastai atsiranda palaipsniui praėjus mėnesiams po įrangos paleidimo, todėl sunku nustatyti pagrindinę priežastį.
Didelės specifikacijos pagrindams UNPARALLELED įgyvendina daugiapakopį itin ilgo ciklo statinį sendinimą, kad pakankamai sumažintų mikro liekamąjį įtempimą ruošinių viduje. Tai sumažina temperatūrų kaitos sukelto įtempių išsiskyrimo tikimybę ir sumažina negrįžtamą tikslumo poslinkį ilgalaikės eksploatacijos metu. Visi ruošiniai pateikiami su žemės išteklių valdymo institucijų išduotomis fizinės nuosavybės bandymų ataskaitomis. Tekstūros ir tarpsluoksnių defektai yra griežtai kontroliuojami, kad būtų išvengta nenormalios deformacijos defektinėse vietose esant terminiam ciklui.
4. Įterptųjų įdėklų ir granito pagrindo terminis neatitikimas: montavimo deformacija prieš įtempimą
Granito tvirtinimo pagrindai plačiai naudojami iš anksto įterptose plieninėse sriegių įvorėse ir kaiščių įvorėse. Metalų ir granito šiluminio plėtimosi koeficientai labai skiriasi. Esant kintamajai temperatūrai, metaliniai įdėklai plečiasi ir susitraukia daug labiau nei granitinis korpusas.
Pakartotinai kaitaliojant karštą ir šaltą, tarp įdėklų ir akmens matricos sąsaja vyksta pakaitinis suspaudimas ir traukimas. Viena vertus, susidaro išankstinis montavimo įtempis, kuris sukelia vietinį pagrindo iškraipymą, trikdantį atskaitos tikslumą. Kita vertus, ciklinis kintamasis įtempis gali sukurti mikrotarpus sujungimo sąsajose. Po kelių ciklų įdėklai gali atsilaisvinti, pabloginti montavimo angų tikslumą ir tiesiogiai pabloginti įrangos fiksavimo ir padėties nustatymo tikslumą.
UNPARALLELED atlieka specialų įterpimo procesų optimizavimą. Naudojant kintamą temperatūrą, rankovių parinkimo ir įterpimo užpildymo būdai yra optimizuoti, kad būtų užtikrintas buferio įtempis, kurį sukelia dviejų medžiagų šiluminio plėtimosi neatitikimas. Sumažėja vietinė įtempių koncentracija aplink įdėklus ir sumažėja montavimo sukeltos deformacijos rizika kintant temperatūrai.
5. Temperatūros ir drėgmės kaita: pagreitintas sąsajos našumo pablogėjimas
Kai temperatūros svyravimai sutampa su drėgmės svyravimais, temperatūros svyravimai keičia granito drėgmės adsorbcijos savybes. Nors didelio tankio granitas pasižymi itin mažu vandens sugėrimu, pasikartojantys temperatūros ir drėgmės sujungimo ciklai keičia pagrindo mikropaviršiaus sąlygas. Tuo tarpu temperatūros ir drėgmės kaita pakeičia pagrindo ir atraminių trinkelių arba vibracijos izoliatorių kontakto būseną, keičia kontakto standumą ir netiesiogiai keičia pagrindo laikyseną. Praktiškai po niveliavimo sukalibruota atskaita pasislenka pakartotinai.
6. Kintamosios temperatūros sąlygų inžineriniai tobulinimo sprendimai
Optimizuotas medžiagų pasirinkimas: naudokite tankius, vienalyčius granito pagrindus su mažu šiluminio plėtimosi koeficientu ir venkite žemos kokybės akmens su chaotiška tekstūra arba tarpsluoksniais. NEPRIlyginamas patentuotas juodasis granitas efektyviai sumažina šiluminės deformacijos amplitudę.
Tuščias senėjimo apdorojimas: sujunkite daugiapakopį natūralų senėjimą ir pastovios temperatūros ciklinį statinį išankstinį apdorojimą, kad iš anksto pašalintumėte mikro likutinį įtampą ir sušvelnintumėte vėlesnį įtempių išsiskyrimą, kurį sukelia temperatūros kaita vietoje.
Įrangos konstrukcijos optimizavimas: Neleiskite koncentruotų šilumos šaltinių dalinėse bazinėse zonose; Venkite tiesioginio karšto/šalto oro pūtimo ant pagrindo. Pridėkite šilumos išsklaidymo izoliacines konstrukcijas šilumą generuojantiems moduliams, kad sumažintumėte temperatūros gradientus visame pagrinde.
Optimizuotas įterptųjų įdėklų dizainas: taikykite įdėjimo įvorės procesus, pritaikytus terminio ciklo sąlygoms, kad sumažintumėte išankstinį įtempimą, kurį sukelia metalo ir akmens terminio plėtimosi neatitikimas.
Optimizuotas atrama ir montavimas: pritaikykite stabilaus standumo atramos ir vibracijos izoliavimo komponentus, kad sumažintumėte kontaktinio standumo pokyčius, atsirandančius dėl temperatūros ir drėgmės kaitos. Venkite vienpusio pagrindo poveikio kintamam oro srautui.
Patikrinimas ir patvirtinimas: bazėms esant kritinėms darbo sąlygoms, atlikite kintamos temperatūros modeliavimo bandymus. Norėdami iš anksto patvirtinti etaloninį stabilumą, patikrinkite lygumo kitimą imituotomis vietoje šiluminėmis sąlygomis, vadovaudamiesi tarptautiniais metrologijos standartais. Visi UNPARALLELED tikrinimo prietaisai turi atsekamus kalibravimo sertifikatus ir gali būti pateikti atitinkami šiluminių pokyčių bandymo duomenys.
Išvada
Granito pagrindų tikslumo pokyčiai kintamos temperatūros aplinkoje skirstomi į dvi kategorijas: grįžtamasis visuotinis šiluminis plėtimasis-susitraukimas ir negrįžtamas dreifas ir įterpimo sąsajos įtempių deformacija, kurią sukelia temperatūros gradiento deformacija ir įtempių išsiskyrimas. Pastaroji yra pagrindinė vietoje esančios įrangos tikslumo gedimo priežastis. Granito bazės nėra apsaugotos nuo temperatūros poveikio; Jų pranašumas yra daug mažesnis deformacijos dydis, palyginti su metaliniais pagrindais. Nepaisant to, atskaitos gedimas vis tiek gali įvykti, jei nepaisoma temperatūros gradientų ir ciklinio šiluminio šoko.