V oblasti presného merania je merač dĺžky kľúčovým zariadením na zabezpečenie rozmerovej presnosti výrobkov a výkonnosť jeho základného materiálu priamo ovplyvňuje stabilitu a životnosť zariadenia. V posledných rokoch sa čoraz viac meračov dĺžky začalo používať ako základný materiál žula. Jedným z dôležitých dôvodov je vynikajúca únavová pevnosť žuly. Experimentálne údaje ukazujú, že únavová pevnosť žulového materiálu je sedemkrát vyššia ako u liatiny. Táto významná výhoda poskytuje silnú záruku predĺženia životnosti základne merača dĺžky.
Na overenie rozdielu v únavovej pevnosti medzi žulou a liatinou vykonal výskumný tím sériu dôkladných experimentov. V rámci experimentu boli vybrané vzorky žulových a liatinových základov s rovnakými špecifikáciami a za simulačných podmienok rovnakých pracovných podmienok. Pomocou stroja na skúšku únavy sa na základné vzorky z dvoch materiálov periodicky pôsobilo meniace sa zaťaženie, aby sa simulovali vonkajšie sily, ako sú vibrácie a tlak, ktorým je stroj na meranie dĺžky vystavený počas dlhodobého používania. Počas experimentu sa presne zaznamenávali zmeny mikroštruktúry, stav poškodenia povrchu a stupeň degradácie makroskopických mechanických vlastností materiálu po každom zaťažovacom cykle.
Po veľkom počte experimentov so zaťažovacími slučkami sú výsledky pozoruhodné. Zjavné únavové trhliny sa objavili vo vzorkách liatinových báz po relatívne malom počte zaťažovacích cyklov. S rastúcim počtom cyklov sa tieto trhliny neustále rozširujú a zbiehajú, čo vedie k narušeniu štrukturálnej integrity materiálu a výraznému poklesu jeho mechanických vlastností. Vzorky žulových báz však začali vykazovať extrémne jemné mikroskopické trhliny až po cykloch zaťaženia niekoľkonásobne vyšších ako u liatinových báz a rýchlosť šírenia trhlín bola extrémne pomalá. Z makroskopického hľadiska je stupeň degradácie mechanických vlastností žulových báz oveľa nižší ako u liatinových báz. Prostredníctvom profesionálnej analýzy údajov a výpočtov sa nakoniec dospelo k záveru, že únavová pevnosť žulového materiálu je sedemkrát vyššia ako u liatinových.
Dôvod, prečo majú žulové materiály takú vysokú únavovú pevnosť, úzko súvisí s ich vnútornou štruktúrou a minerálnymi vlastnosťami. Žula je vyvretá hornina vytvorená úzkou kombináciou rôznych minerálnych kryštálov. Minerálne častice vo vnútri nej sa navzájom prepájajú a vytvárajú hustú a stabilnú štruktúru. Táto štruktúra umožňuje žule rovnomerne rozptýliť napätie pri pôsobení vonkajších síl, čím sa znižuje jav lokálnej koncentrácie napätia, a tým sa účinne odďaľuje vznik a rozširovanie únavových trhlín. Naproti tomu vo vnútri liatiny sa nachádzajú mikroskopické póry a nečistoty. Tieto defekty sa stávajú „živnou pôdou“ pre vznik únavových trhlín. Keď sú vystavené vonkajším silám, sú náchylné na spôsobovanie koncentrácie napätia a urýchľovanie únavového porušenia materiálu.
V prípade merača dĺžky znamená vysoká únavová pevnosť žulového podstavca, že pri dlhodobom používaní je možné lepšie udržiavať stabilitu a presnosť konštrukcie. Chyba merania spôsobená únavovou deformáciou podstavca sa znížila a zlepšila sa spoľahlivosť výsledkov merania. Zároveň, keďže žulový podstavec je menej náchylný na poškodenie únavou, výrazne sa znižuje frekvencia údržby a náklady na výmenu zariadenia a výrazne sa predlžuje celková životnosť merača dĺžky.
V dnešnom výrobnom prostredí, kde sú požiadavky na presnosť výrobkov čoraz prísnejšie, je stabilita výkonu stroja na meranie dĺžky ako kľúčového zariadenia na kontrolu kvality mimoriadne dôležitá. Žula, ktorej únavová pevnosť ďaleko prevyšuje pevnosť liatiny, poskytuje lepšiu voľbu pre návrh a výrobu základne stroja na meranie dĺžky a stáva sa dôležitým tajomstvom predĺženia životnosti základne stroja na meranie dĺžky a zabezpečenia presnosti presného merania. Určite bude zohrávať väčšiu úlohu pri podpore rozvoja technológie presného merania.
Čas uverejnenia: 13. mája 2025