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洛氏硬度計(jì)常見(jiàn)故障分析與排除方法
洛氏硬度試驗(yàn)是1919年由美國(guó)人洛克威爾(S.P.Rockwell)和(H.M.Rockwell)發(fā)明并設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)不斷的完善成為了常用的硬度試驗(yàn)方法之一，適應(yīng)于金屬洛氏硬度的試驗(yàn)，這種試驗(yàn)方法的特點(diǎn)是以測(cè)量壓痕深度的方法，在硬度計(jì)的表盤(pán)或數(shù)顯屏上直接讀取試樣的硬度值，方便、簡(jiǎn)潔、迅速、效率高；壓痕小，在零件的工作面上造成的損傷小，適合于成批零件的測(cè)試；洛氏硬度試驗(yàn)范圍廣。
1.洛氏硬度試驗(yàn)的原理
洛氏硬度(以HRC為例)的試驗(yàn)原理如圖1表示。為保證壓頭和試樣表明接觸良好，試驗(yàn)時(shí)首先施加一初始試驗(yàn)力(100N)，在金屬表面得一壓痕深度t0，此時(shí)指針在表盤(pán)上位置指零(見(jiàn)圖1a)，這也表明t0壓痕深度不計(jì)入硬度值。然后加上主試驗(yàn)力(1400N)，壓頭壓人深度t1，表盤(pán)上指針以逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到相應(yīng)的刻度位置(見(jiàn)圖1b)。當(dāng)主試驗(yàn)力卸去后，總變形中的彈性變形部分將恢復(fù)，壓頭將回升一段距離(t1-t)(見(jiàn)圖1c)，這時(shí)金屬表面總變形中殘留下來(lái)的塑性變形部分即為壓痕深度t，而在表盤(pán)上順時(shí)針?lè)较蛑羔標(biāo)肝恢茫创鞨RC硬度值。
2.洛氏硬度計(jì)的檢定
根據(jù)JJG112—2013《金屬洛氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》的要求，硬度計(jì)的檢定主要是針對(duì)影響金屬洛氏硬度測(cè)量值的幾個(gè)主要因素進(jìn)行的。主要有外觀檢定、主軸試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面垂直度的檢定、同軸度的檢定、試驗(yàn)力的檢定、壓痕測(cè)量裝置的檢定、壓頭的檢定、硬度計(jì)的示值誤差和重復(fù)性的檢定。根據(jù)JJG112—2013和ASTME18(美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)要求，洛氏硬度計(jì)的檢定要在(10～35)℃或(50～90)℉內(nèi)的環(huán)境溫度下進(jìn)行。由于溫度的變化可影響檢定結(jié)果，所以，一定要在符合條件的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行試件的洛氏硬度檢定。
在ASTME18(美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)洛氏硬度計(jì)的檢定提出了直接校驗(yàn)和間接校驗(yàn)的方法。直接校驗(yàn)：?jiǎn)为?dú)校驗(yàn)試驗(yàn)力、硬度試驗(yàn)壓頭和測(cè)量設(shè)備。間接校驗(yàn)：用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊方法進(jìn)行校驗(yàn)。同時(shí)說(shuō)明新的設(shè)備或重新裝配的設(shè)備，在交付使用之前用直接校驗(yàn)的方法進(jìn)行初始檢查，工作中的設(shè)備可用任何一種方法檢查。
3.硬度計(jì)的常見(jiàn)故障及排除方法
在分析故障前我們認(rèn)識(shí)一下HR-150洛氏硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)。如圖2所示。
一臺(tái)完整的硬度計(jì)應(yīng)該由機(jī)體、負(fù)荷機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)、加卸荷控制機(jī)構(gòu)、測(cè)量指示機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)體應(yīng)平穩(wěn)地安裝在固定的工作臺(tái)上。
HR-150型洛氏硬度計(jì)是吳忠材料試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的機(jī)械杠桿式硬度計(jì)，它的常見(jiàn)故障一般有負(fù)荷杠桿初始位置過(guò)高或過(guò)低，初試驗(yàn)力、總試驗(yàn)力不穩(wěn)或超差，加力時(shí)有沖擊現(xiàn)象，示值不穩(wěn)等多種問(wèn)題，具體常發(fā)生的現(xiàn)象列入附表，并分析故障原因，提出排除方法。
4.硬度計(jì)的維護(hù)
(1)洛氏硬度計(jì)應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，并調(diào)至水平。附近應(yīng)無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)振源。
(2)硬度計(jì)的負(fù)荷杠桿、升降絲杠、緩沖器及測(cè)量裝置均應(yīng)正常、靈活地運(yùn)轉(zhuǎn)。加、卸荷應(yīng)平穩(wěn)，不應(yīng)有顫動(dòng)或卡死現(xiàn)象。
(3)檢查工作臺(tái)正面和側(cè)面及卡具，保證沒(méi)有損壞或外來(lái)物。電器裝置應(yīng)有良好的接地線(xiàn)，以防漏電傷人。
(4)硬度計(jì)使用前，應(yīng)按試驗(yàn)要求選擇相應(yīng)的壓頭，將壓頭用無(wú)酸汽油清洗后，裝入主軸襯套內(nèi)固定。固定時(shí)應(yīng)保持壓頭與主軸同心。
(5)所有工作平臺(tái)的基面和支撐面應(yīng)清潔光滑，且不應(yīng)有麻坑、大劃傷和外來(lái)物，工作平臺(tái)應(yīng)穩(wěn)固地安裝在絲杠上，不應(yīng)有晃動(dòng)。支撐面任何可觀察到的壓坑都會(huì)給薄材試驗(yàn)造成不準(zhǔn)確的結(jié)果。
(6)每班對(duì)金剛石壓頭進(jìn)行檢查，用讀數(shù)顯微鏡(×20倍)觀察壓頭形狀及表面是否有灰塵、贓物、油脂、氧化皮、崩裂和砂眼及明顯不符壓頭原形狀的變化，如有以上現(xiàn)象應(yīng)停止使用。如果壓頭為碳化鎢鋼球時(shí)，球體表面應(yīng)拋光無(wú)缺陷，鋼球突出球套應(yīng)不小于鋼球直徑的三分之一。
5.結(jié)語(yǔ)
由于硬度計(jì)在使用中還受到環(huán)境溫度、磁場(chǎng)、人員、試樣等因素的影響，還會(huì)出現(xiàn)以上沒(méi)有列舉的現(xiàn)象，那么在以后的實(shí)際工作中，通過(guò)具體故障分析，終找出合理解決辦法解決，并及時(shí)進(jìn)行匯總保存，便于以后能夠及時(shí)迅速查找故障并準(zhǔn)確排除。其它型號(hào)的洛氏和表面洛氏硬度計(jì)的常見(jiàn)故障可參照本文的方法進(jìn)行排除。
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