Parámetros de rugosidad de superficies: Ra, Rq, Rz, Rp, Rv y Rt con el rugosímetro

Resumen

El documento explica por qué toda superficie presenta irregularidades y cómo el rugosímetro, con un palpador de diamante, obtiene el perfil primario y el perfil de rugosidad mediante filtros. Describe la secuencia de medición, la línea media y las normas que rigen su caracterización. Incluye las definiciones de los parámetros Ra, Rq, Rz, Rp, Rv y Rt.

Puntos clave

El rugosímetro usa un palpador de diamante que se desplaza sobre la superficie y convierte los desplazamientos verticales en señales eléctricas.
Perfil primario = perfil de rugosidad + perfil ondulado; los filtros eliminan la ondulación y dejan el perfil de rugosidad.
La longitud de evaluación se divide en longitudes básicas cuyo valor coincide con la longitud de onda de corte (cut-off).
La línea media divide el perfil de forma que las áreas por encima y por debajo sean iguales.
Ra es la media aritmética de las desviaciones absolutas respecto a la línea media; Rq es su raíz cuadrada cuadrática media.
Rt es la suma de la altura máxima del pico y la profundidad máxima del valle en toda la longitud de evaluación.

Ponte a prueba

Parámetros de Rugosidad: Fundamentos y Medición

Cualquier tipo de superficie, aunque esté muy pulida, presentará irregularidades, por pequeñas que sean. Por ello, emplearemos el rugosímetro, un aparato dotado de un palpador de diamante que se desplaza linealmente sobre el material y es capaz de ampliar el perfil superficial, mostrando las crestas y los valles que definen la superficie efectiva.

El rugosímetro emplea procedimientos electromecánicos, convirtiendo los desplazamientos verticales de la punta en señales eléctricas que amplifica, filtra y procesa. También aportará el valor numérico que representará la rugosidad en función de las normas.

Secuencia de Trabajo del Rugosímetro

El rugosímetro realiza la determinación del "perfil primario", entendiéndolo como la representación del perfil real de una superficie estudiada. (Perfil Primario = Perfil de Rugosidad + Perfil Ondulado).
En el perfil primario coexisten componentes que aportan datos erróneos. Por ello, se introducen filtros que discriminan las longitudes de onda larga, siendo capaces de neutralizar los defectos de ondulación y de representar únicamente los parámetros de rugosidad necesarios (Perfil de Rugosidad (R)).
Para la exploración, el palpador se habrá desplazado una longitud (longitud de desplazamiento) formada por longitud de aproximación, arranque, evaluación y frenado. Estas longitudes se deben a que el diamante de detección deberá adquirir una velocidad para realizar una lectura y, una vez hecha, se detendrá. No se pueden tener en cuenta estos espacios iniciales y finales para la evaluación de la rugosidad. La longitud de evaluación (ln) se divide en longitudes básicas (l). El valor de esta dimensión coincide con la longitud de onda de corte que permite distinguir entre ondulación y rugosidad (cut-off).
En el perfil de rugosidad, se determinará la "línea media", una línea horizontal que divide el perfil en dos partes de forma que las áreas contenidas entre la curva que representa la rugosidad y la línea media sean iguales por encima y por debajo de ella.

Tipos de Normas para Caracterizar la Rugosidad

Normas Internacionales ISO
Normas DIN (Alemania)
Normas JIS (Japón)
Normas ANSI (USA)

Definiciones de los Parámetros de Rugosidad

Ra - Desviación Aritmética Media del Perfil

Es la media aritmética de todos los valores absolutos de las desviaciones del perfil de rugosidad a la línea media, tomadas en el eje "Y" dentro de la longitud base.

Rq - Desviación Cuadrática Media del Perfil (Raíz Cuadrada)

Es la raíz cuadrada de la media aritmética de las desviaciones del perfil respecto a la línea media dentro de la longitud base. Puede considerarse como la desviación estándar de la distribución de alturas del perfil.

Rz - Altura de Irregularidades de Diez Puntos (según JIS)

Se realiza mediante la suma de la altura media de los cinco picos más altos y la profundidad media de los cinco valles más profundos, medidos desde una línea paralela a la línea media.

Rp - Altura Máxima del Pico del Perfil

En DIN, ISO y JIS, se obtiene al hallar la media del pico más alto de cada longitud de muestreo. Para ANSI, es la distancia del pico más alto de toda la longitud de evaluación.

Rv - Profundidad Máxima del Valle del Perfil

Para DIN, ISO y JIS, se halla en función de la media que se obtiene teniendo en cuenta la medida de los valles más profundos de cada longitud de muestreo. ANSI establece que Rv es el valor del valle más profundo de toda la longitud de evaluación.

Rt - Altura Total del Perfil

Es la suma de la altura máxima del pico y la profundidad máxima del valle en toda la longitud de evaluación.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el perfil primario en la medición de rugosidad?

Es la representación del perfil real de la superficie estudiada y equivale a la suma del perfil de rugosidad más el perfil ondulado. Los filtros permiten separar después ambos componentes.

¿Qué diferencia hay entre Ra y Rq?

Ra es la media aritmética de los valores absolutos de las desviaciones respecto a la línea media, mientras que Rq es la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de esas desviaciones. Rq puede considerarse la desviación estándar de la distribución de alturas del perfil.

¿Por qué no se tienen en cuenta las longitudes de aproximación y frenado?

Son tramos necesarios para que el palpador adquiera velocidad antes de la lectura y se detenga después, por lo que no se consideran en la evaluación de la rugosidad.