洛氏硬度计常见故障探讨.pdf

Internal Combustion Engine Parts
洛氏硬度计常见故障探讨
金建南
(中国航发北京航空材料研究院北京100095
摘要:洛氏硬度计因具有简单的操作性而广泛应用于各种金属材料硬度值的计量上,而传统的洛氏硬度计是采用杠杆加载的
在使用过程中容易出现各种故障,因此本文结合笔者多年的工作经验对洛氏硬度计常见的故障及相应的检修方法等进行详细的闻
述,以此提高洛氏硬度计计量的科学性,便子实应用
关键词:洛氏硬度计;计量;故障
0引言
当然随着我国检定技术的不断发展、检定人员素质及检定
在工业生产过程中硬度对衡量金属产品是否达到硬环境的不断优化,此种误差因素会越来越低
度要求方面起着重要的作用,而洛氏硬度计则为检定金属
2洛氏硬度计常见敬障及檢修方法
产品硬度提供了简单快速的方法,金属洛氏硬度计广泛应
参考JG112-2013《洛氏硬度计检定规程》的要求,洛
用于各种金属材料的硬度测定,它的试验原理是用金网石氏硬度计的检定项目有外观、垂直度、同轴度、加力及保
圆锥体或一定直径的钢球作为压头,在预负荷F和总负持时间、初试验力、总试验力、硬度计示值等十余项,结合
荷F先后作用压入试样,即F=F1+F2,以在总负荷作用后,实践工作,在洛氏硬度计检定中常见的故障主要包括以
卸除主负荷F1而保留预负荷时的压入深度h1与在预负荷下方面
作用下的压入深度h之差b表示洛氏硬度,即h=h-hao。
2.1压头故障及检修方法
洛氏硬度用符号HR表示,并注以用标尺A、B、C等字样,
在JG112-2013(洛氏硬度计检定规程》中规定:洛氏
如HRA、HRB、HRC等。
硬度计金刚石压头的圆锥角应为(120±0.35)°。压头是硬
1洛氏硬度计检定误差的原因分析
度检定试验的重要环节,如果压头出现故障赐会对检定结
在实践中由于洛氏硬度计精度的高低是使用误差来果产生直接的影响,尤其是压头的外部和内在质量对硬度
衡量的,在具体的检定中存在一定的误差,结合工作经验测量值的影响比较大。根据相关实践表明一般压头出现的
导致误差产生的原因:一方面是由于洛氏硬度计本身因素故障主要包括:压头的几何形状出现偏差、压头的表面光
导致的误差,例如洛氏硬度计压头轴线方法出现变形而导洁度以及压头的焊接牢間程度等等都是影响压头的直接
致检定结果不准确。另一方面是由于人工操作不当以及环因素。例如当压头的光洁度出现问题时就会导致在具体的
境条件而造成的影响。"硬度"表示的不是确定的物理量,检定检测中出现示值的偏差。总之,随着圆锥角和压头球
只是对材料变形能力的表征。一般在貝体的测定中必须要面半径的不断增大,检定硬度值也就不断地增高。造成此
按照统一的检定规程进行,但是由于具体操作人员的专业种故障发生的根据原因是因为接触面积的增大或者降低
技术以及操作环节存在差异都会导致检定结果出现误差。影响检定硬度的结果。例如当压头的角度增大之后,头
表2测量重复性汇总表
单位mm
次数
10
读数值
293.80
293.78
293.8
293.78
293.80
293.80
293.80
293.78
293.80
293.80
不确定度分量u
扩展不确定度∪
标准样板材质与中心距卡尺材质基本相同,两者线
取k=2,则扩展不确定度U为
膨胀系数均为a=(11.5±1)x10-6℃1,两者线膨胀系数差
当1=293.8mmn时,U=2xu(e)-0.02rm
在±2x10℃范围内三角分布,则引入的不确定度分量
8结论
u3x2x10℃V6-=0.816x10℃C1
通过此次对中心距卡尺校准点的不确定分析,让我们
54中心距卡尺和标准样板间温度差引入的不确定计量检定人员了解了整个测量过程中測量误差的来源,以
度分量u
及对这些误差的一个量化,经过对量化后的数值分析,判
中心距卡尺和标准样板经过一段时闫的等温,假定两断测量结果的可信度。
者温度差在1℃范围内均匀分布,则引入的不确定度分量
参考文献
叶總培,赵峰,等.测量不确定评定与表示M中国质检出
u=l/V3=0.5770
版社,2013
6合成标准不确定度u。
[]宣安东实用测量不确定评定与案例MI.中国计量出版社
u{e)=u2+u2+(1?At}2u32+(lpa)2u3
2009
当1=293.8mm时,u(e)=10.5m
[31倪育オ实用测量不确定评定M.中国质検出版社,2009.
万方数据
內燃机与配件
与被检測金属物的接触面也就会増大,这样一来就会因为于被检定对象受力就会大,进而导致实际测量的示值小于
接触深度的减少而导致出现变形,当然出现此种故障后对被检定对象示值。导致此种故障产生的原因是由于杠杆比
于低硬度的检定对象影响较小,而対于高硬度的影响非常例不对。因此对于该故障主要采取的解决对策是:调整主
大。当然压头端球面直径超过名义直径时,检测的硬度值刀口的位置,如果刀口出现磨损,则需要及时更换刀口,当
就会增大,当然此种故障对于低硬度的影响是很大的,但然如果能进行修复的则选择修复。如果不属于刀口问题贝
是对于高硬度的影响有限。
看是否属于砝码吊杆过长,如果过长的话则用手将吊螺
为更好的解决该问题,本文在金刚石合格的前提下对母拧松调整吊杆长度即可
金刚石椎体压头对硬度计产生的误差进行实验分析,具体
2.3压头轴线方向的变形和位移
的实验操作步骤为:在同一台基准机上用同一块标准块对
洛氏硬度计如果出现压头轴线方向的变形和位移也
不同的合格标准压头进行示值比对,其示值最大相差为:会影响试验结果,例如在具体的试验中如果机架出现弹性
0.4HR(表1)。用同一标准压头在两合基准上的示值最大变形则会造成硬度试验结果出现偏差。根据以往的试验结
相差为:0.2HR(表2)。
果看:机架弹性变形对于硬度值的影响为O.O5HR针对该
表1不同标准压头对相同标准块测量的示值偏差
问题需要在选择机架时控制机架的刚性,达到试验洛氏硬
度计硬度契求。当然入股主轴出现倾斜也会影响到试验结
压头编号
硬度值
相差
果,具体的影响是随着主轴倾斜度的不斷增会导致洛氏硬
9010014
度计的硬度值越小。所以在具体的试验中需要控制主轴的
0. 3HRC
方向,避免出现位移现象,一旦出现需要及时进行修正。另
7HRC
40.3 HRC
OIIRC
0. 4HRC
外压头的安装不正确也会影响试验结果,同一压头可能会
因为安装步骤的不一致而产生1HR的差距。造成该问题
的很大原因是因为压头在括入主轴内时,釆取螺钉固定的
表2同一标准压头在不同基准机上的示值偏差
方式会因为工作过程的振动等而产生松动,进而出现压头
压头编号
硬度标尺
相差量
变形及位移。
90110014
2.4加卸时速度的影响
HRC高值
0.OHRC
0. 2HIRC
0. 2HRC
其具体表现为:一是主试验力的施加速度对硬度值的
HRC低埴
0.2H IRC
O.OEIRC<