Medición de la rugosidad superficial: Parámetros
Microscopios industriales
Parámetros del método de perfil (rugosidad lineal)
(ISO4287: 1997)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO12085:1996)
* La condición del cálculo puede diferir entre el perfil y los métodos tridimensionales.
Parámetros de amplitud (pico y valle)
Parámetros de amplitud (pico y valle)
Altura máxima (Rz)
Representa la suma de la altura máxima del pico Zp y la profundidad máxima del valle Zv, pertenecientes a un perfil, en la longitud de referencia.
- Se le indica Ry dentro de la normativa JIS'94
- Pico de perfil: parte por encima (del objeto) de la línea de perfil media (eje X)
- Valle del perfil: parte por debajo (del espacio circundante) de la línea del perfil medio (eje X)
Pz Altura máxima del perfil primario
Wz Altura máxima de ondulación
Nota
Si bien es usada con frecuencia, la altura máxima se ve influenciada de forma significativa por rasguños, contaminación y ruido de medición debido a que depende de los valores máximos.
Altura máxima del pico del perfil (Rp)
Representa la altura máxima de pico Zp de un perfil en la longitud de muestreo.
Pp Altura máxima de pico del perfil primario
Wp Altura máxima del pico del perfil de ondulación
Profundidad máxima del valle del perfil (Rv)
Representa la altura máxima de pico Zp de un perfil en la longitud de muestreo.
Pv Altura máxima del pico del perfil primario
Wv Altura máxima del pico del perfil de ondulación
Altura media (Rc)
Representa la media de la altura Zt de los elementos del perfil en la longitud de muestreo.
- Elemento de perfil: Conjunto de picos y valles adyacentes
- Discriminación de la altura y longitud mínimas de los picos (valles)
Discriminación de altura mínima: 10 % del valor Rz
Discriminación de longitud mínima: 1 % de la longitud de referencia
Pc Altura media del elemento de perfil principal
Wc Altura media del elemento de ondulación
Altura total (Rt)
Representa la suma de la altura máxima del pico Zp y la profundidad máxima del valle Zv, pertenecientes a un perfil, en la longitud de evaluación y no en la longitud de muestreo.
- La relación Rt ≧ Rz se aplica a todos los perfiles.
Pt Máxima altura total del perfil (Rmax en la normativa JIS'82)
Wt Máxima altura total de la ondulación
Nota
Rt es un estándar más riguroso que Rz debido a que la medición se lleva a cabo en función de la longitud de evaluación. Cabe señalar que el parámetro se ve influenciado de forma significativa por los rasguños, la contaminación y el ruido de la medición debido al uso de los valores máximos.
Rugosidad media de diez puntos (Rzjis)
Representa la suma del valor medio de la altura de los cinco picos más altos y la media de la profundidad de los cinco valles más profundos de un perfil dentro de la longitud de muestreo.
- Indicado como Rz dentro de JIS'94
Nota
Rzjis equivale al parámetro Rz del estándar desactualizado JIS B0601:1994. Aunque la rugosidad media de diez puntos ha sido eliminada de las normas ISO actuales, se utilizó popularmente en Japón y se mantuvo dentro de la norma JIS como el parámetro Rzjis.
Parámetros de promedio de la amplitud
Desviación media aritmética (Ra)
Representa la media aritmética de la ordenada absoluta Z (x) en la longitud de muestreo.
Pa Altura media aritmética del perfil primario
Wa Ondulación media aritmética
Nota
Uno de los parámetros más utilizados es la media de la diferencia proveniente de la altura promedio con respecto a la superficie promedio. Proporciona resultados estables ya que el parámetro no se ve afectado de forma significativa por arañazos, contaminación ni ruido de medición.
Desviación media cuadrática (Rq)
Representa la raíz cuadrada media de Z (x) en la longitud de muestreo.
Pq Altura media cuadrática del perfil principal
Wq Ondulación media cuadrática
Nota
Este es uno de los parámetros más utilizados y también se le denomina valor RMS. El parámetro Rq 7 corresponde a la desviación estándar de la distribución de alturas. El parámetro facilita el manejo estadístico y permite resultados estables, ya que no se ve afectado significativamente por arañazos, contaminación ni ruido de medición.
Asimetría (Rsk)
Es el cociente del valor medio cúbico de Z (x) y el cubo de R8 dentro de una longitud de muestreo.
Rsk = 0: Simétrico frente a la línea media (distribución normal)
Rsk> 0: Desviación por debajo de la línea media
Rsk <0: Desviación por encima de la línea media
Psk Asimetría del perfil primario
Wsk Asimetría del perfil de ondulación
Nota
Este parámetro hace referencia a la distribución de alturas. Es adecuado para evaluar la abrasión y el cárter del aceite de lubricantes en planos de deslizamiento.
Curtosis (Rku)
Es el cociente del valor medio cuadrático de Z (x) y la cuarta potencia de Rq en una longitud de muestreo.
Rku = 3: Distribución normal
Rku> 3: Distribución de altura nítida
Rku <3: Distribución de altura uniforme
Pku Curtosis del perfil primario
Wku Curtosis del perfil de ondulación
Nota
Este parámetro está asociado a la geometría de los picos y valles, y es adecuado para analizar el grado de contacto entre dos objetos.
Parámetros de espaciado
Pendiente media cuadrática (Rdq)
Representa la raíz cuadrada media de la pendiente local dz/dx en la longitud de muestreo.
Pdq Pendiente media cuadrática para el perfil primario
Wdq Pendiente media cuadrática para la ondulación
Nota
La oblicuidad/asimetría de la superficie puede ser representada numéricamente a través de este parámetro.
Curvas de proporción de materiales y parámetros relacionados
Curva de proporción de materiales y curvas de densidad de probabilidad
Las curvas de proporción de materiales significan la relación de la materialidad que deriva en una función matemática del parámetro c, donde c representa la altura de desligamiento para una muestra específica. Esto también se conoce como curva loxodrómica (BAC), curva de rumbo o curva de Abbott. Las curvas de densidad de probabilidad significan la probabilidad de ocurrencia para la altura Zx. El parámetro es equivalente al histograma de distribución de altura.
Proporción de material (Rmr (c))
Indica la proporción entre la longitud del material Ml (c) del elemento de perfil y la longitud de evaluación para el nivel de altura de la sección c (% o μm).
Pmr (c) Índice de longitud del material del perfil primario (anteriormente tp)
Wmr (c) Índice de longitud del material de la ondulación
Diferencia de altura de la sección del perfil (Rdc)
Rdc significa la diferencia de altura en el nivel de altura de la sección c, lo que corresponde a las dos proporciones de material.
Pdc Diferencia de nivel de altura de la sección para el perfil principal
Wdc Diferencia de nivel de altura de la sección para el perfil de ondulación
Proporción relativa de material (Rmr)
Rmr indica la proporción de material determinada por la diferencia Rδc entre el nivel de altura de la sección referencial C0 y el nivel de altura de la sección del perfil.
Pmr Índice de longitud relativa de material del perfil primario
Wmr Índice de longitud relativa de material del perfil de ondulación
(In the case of a roughness profile)
Parámetros de una superficie con propiedades funcionales estratificadas
Parámetros de una superficie con propiedades funcionales estratificadas
Los valores Rk, Mr1 y Mr2 son calculados a partir de la curva lineal (curva lineal equivalente), lo que minimiza la inclinación de la sección correspondiente al 40 % de la curva de proporción de material. Trace un triángulo dotado del área equivalente a la protuberancia de la curva de proporción de material, que ha sido segmentada por la amplitud del parámetro Rk, y calcule los parámetros Rpk y Rvk.
Rk Profundidad de rugosidad del núcleo
Rpk Altura de pico reducida
Rvk Profundidad de valle reducida
Mr1, Mr2 Porción de material
Nota
Esta función se usa para evaluar la fricción y la abrasión. También, se utiliza para evaluar la lubricidad superficial de los cilindros de motor.
Parámetros de motivo
Parámetros de motivo
Los parámetros de motivo son usados para evaluar el estado de contacto de la superficie en función de las características envolventes presentes en la superficie de la muestra.
AR Es la distancia media de los motivos de rugosidad; es decir, la media aritmética de los motivos de rugosidad ARi que se calcula a partir de la longitud de evaluación.
R Profundidad media de los motivos de rugosidad; es decir, la media aritmética de la profundidad del motivo de rugosidad Hj calculada a partir de la longitud de evaluación.
Rx Profundidad máxima de los motivos de rugosidad; es decir, el valor máximo Hj calculado a partir de la longitud de evaluación.
AW Espaciado medio de los motivos de ondulación; es decir, la media aritmética del motivo de ondulación AWi calculada a partir de la longitud de evaluación.
W Profundidad media de los motivos de ondulación; es decir, la media aritmética de la profundidad del motivo de ondulación HWj calculada a partir de la longitud de evaluación.
Wx Profundidad máxima de los motivos de ondulación; es decir, el valor máximo HWj calculado a partir de la longitud de evaluación
Nota
Estos parámetros son adecuados para evaluar el deslizamiento de los mecanismos de lubricación y las superficies de contacto, como las juntas.
Parámetros del método superficial (de área)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2: 2030)
(ISO25178-2: 2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2: 2030)
Parámetros de altura
Altura máxima (Sz)
Este parámetro extiende el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rz a tres dimensiones. La altura máxima (Sz) es equivalente a la suma de la altura máxima del pico (Sp) y la profundidad máxima de valle (Sv).
Nota
Si bien este parámetro es utilizado con frecuencia, se ve influenciado por los rasguños, la contaminación y el ruido de la medición debido a su utilización de los valores del pico.
Altura máxima de pico (Sp)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rp a tres dimensiones. Es el valor máximo en la altura de pico.
Profundidad máxima de depresión (Sv)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rv a tres dimensiones. Es el valor máximo de la profundidad del valle.
Altura media aritmética (Sa)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Ra a tres dimensiones.
Representa la media aritmética de la ordenada absoluta Z (x, y) dentro del área de evaluación.
Nota
Este es uno de los parámetros más utilizados y es la media de la diferencia proveniente de la altura promedio con respecto al plano promedio. Proporciona resultados estables ya que el parámetro no se ve influenciado de forma significativa por rasguños, contaminación ni ruido de medición.
Altura cuadrática media (Sq)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rq a tres dimensiones.
Representa la raíz cuadrada media de Z (x, y) en el área de evaluación.
Nota
Este es uno de los parámetros más utilizados y también se le denomina valor RMS. El parámetro Rq corresponde a la desviación estándar de la distribución de alturas. El parámetro genera buenas estadísticas y permite resultados estables porque no se ve influenciado de forma significativa por rasguños, contaminación ni ruido de medición.
Asimetría (Ssk)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rsk a tres dimensiones. El parámetro Rsk es usado para evaluar las desviaciones en la distribución de altura.
Ssk = 0: Simétrico contra la línea media
Ssk> 0: Desviación por debajo de la línea media
Ssk <0: Desviación por encima de la línea media
Nota
Este parámetro hace referencia a la distribución de altura y es adecuado para evaluar la abrasión y el cárter del aceite de los lubricantes en el caso de planos de deslizamiento.
Curtosis (sku)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rku a tres dimensiones. El Rku es usado para evaluar la nitidez en la distribución de altura.
Sku = 3: Distribución normal
Sku> 3: Distribución de altura nítida
Sku <3: Distribución de altura uniforme
Nota
Este parámetro está relacionado con la geometría de la punta de los picos y valles; y, es adecuado para analizar el contacto entre dos objetos.
Parámetros espaciales
Longitud de autocorrelación (Sal)
Es la distancia horizontal de la función de autocorrelación que presenta el descenso más rápido a un valor s específico (0≤ s <1). A menos de especificación contraria, el parámetro se establece a = 0,2.
Proporción de aspecto de textura (Str)
A este parámetro se le define como la proporción entre la distancia horizontal de la función de autocorrelación, que tiene el descenso más rápido en función de un valor s especifico, y la distancia horizontal de la función de autocorrelación con el descenso más lento en función del valor s (0 ≤ s <1); además, indica la resistencia isotrópica/anisotrópica de la superficie.
El valor Str varía de 0 a 1; normalmente Str> 0,5 indica una fuerte isotropía mientras que Str <0.3 es ampliamente anisotrópico.
Nota
Estos parámetros son usado para evaluar el tamaño horizontal y la complejidad de surcos y granos paralelos en lugar de los parámetros de altura.
Parámetros híbridos
Gradiente medio cuadrático (Sdq)
Este parámetro expande el parámetro de perfil (rugosidad lineal) Rdq a tres dimensiones. Indica la magnitud media del gradiente local (pendiente) de la superficie. La superficie estará más inclinada a medida que el valor del parámetro Sdq aumenta.
Nota
La oblicuidad de la superficie puede representarse de forma numérica a través de este parámetro.
Relación de área interfacial desarrollada (Sdr)
Este parámetro significa la tasa de un aumento superficial. La tasa de aumento es calculada a partir del área superficial A1 que deriva del área proyectada A0.
Nota
Los valores Sdr aumentan a medida que la textura de la superficie se vuelve fina y rugosa.
Función y parámetros relacionados
Este parámetro expande los parámetros de la curva de proporción del material (Rk, Rpk, Rvk, Mr1 y Mr2), proveniente del parámetro de perfil, a tres dimensiones.
Sk Altura de núcleo: Diferencia entre el nivel superior y el inferior del núcleo.
Spk Altura de pico reducida: Altura media de los picos que sobresalen por encima del núcleo.
Svk Altura de valle reducida: Altura media de los valles que sobresalen por debajo del núcleo.
Smr1 Relación de material del área que segmenta los picos sobresalientes del núcleo (indicado como porcentaje).
Smr2 Relación de material de área que segmenta los valles sobresalientes del núcleo (indicado como porcentaje).
Nota
Este parámetro es adecuado para evaluar la fricción y la abrasión. También, se utiliza para evaluar la lubricidad superficial de los cilindros de motor.
Altura extrema de pico (Sxp)
Es la diferencia de altura entre la proporción de material p y q. A excepción de especificación contraria, se aplicarán los valores p = 2,5% y q = 50.
El volumen de material y el volumen de vacío se calculan a partir de una curva de proporción de material tal y como se indica en el diagrama. La posición que corresponde a una proporción de material del 10 % y el 80 % es considerada un umbral que segmenta el pico, el núcleo y el valle.
Vvv Volumen de vacío del valle
Vvc Volumen de vacío del núcleo
Vmp Volumen de material del pico
Vmc Volumen de material del núcleo
Nota
Este parámetro es usado a menudo para evaluar la abrasión y la retención de lubricante.
Otros parámetros
Dirección de textura (Std)
Este parámetro indica el ángulo de dirección de la textura (orientación de surcos paralelos, etc.). Deriva del ángulo que maximiza el espectro de ángulos de las imágenes de la transformada de Fourier bidimensional.
Nota
Std representa el ángulo para la orientación más fuerte, aunque el segundo y tercer ángulos más fuertes también pueden definirse en el gráfico direccional.
Parámetros de funciones
Densidad de picos (Spd)
Es la cantidad de picos por unidad de área. Solo se cuentan los picos que superan un tamaño designado. A menos de especificación contraria, se determina que el tamaño determinado es el 5 % de la altura máxima Sz.
El parámetro es calculado a partir del número de picos dividido por el área proyectada.
Máxima curvatura media aritmética (Spc)
Spc indica la curvatura principal media (nitidez media) de los picos. Solo se consideran los picos que superan una curvatura determinada.
A menos de especificación contraria, se determina que el tamaño determinado es el 5 % de la altura máxima Sz.
El parámetro deriva de las curvaturas medias aritméticas de los picos dentro del área de evaluación.
Nota
Este parámetro es adecuado para analizar el contacto entre dos objetos.
Altura de superficie de 10 puntos
Es el valor promedio de las alturas de los cinco picos dotados de la mayor altura de pico global, sumado al valor promedio de las alturas de las cinco depresiones con la mayor altura global de depresión.
Altura de pico de cinco puntos (S5p)
Es el valor medio de las alturas de los cinco picos con la mayor altura de pico global.
Altura de depresión de cinco puntos (S5v)
El valor promedio de las alturas de las cinco depresiones con la mayor altura global de depresión.