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邵氏硬度计仪器校验装置的设计与应用

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2018-04-21 13:52????浏览量:
根据计量检定规程及 ASTM D2240-2015 《橡胶性能标准试验方法 - 硬度计硬度》技术规范,邵氏硬度计的仪器校验项目主要有压针几何形状和试验力等。 对于“压针几何形状”项目,采用工具显微镜即可。 对于“试验力”项目,可采用专用校验装置。
 
目前,应用最广泛的 A型、D型、AO 型和 AM 型邵氏硬度计其试验力 F (单位 mN )与硬度示值的换算关系分别为式( 1 ) ~ 式( 4 )。
A 型邵氏硬度计试验力 F=550mN+75HA ( 1 )
D 型邵氏硬度计试验力 F=445HD ( 2 )
AO 型邵氏硬度计试验力 F=550mN+75HAO ( 3 )
AM 型邵氏硬度计试验力 F=324mN+4.4HAM ( 4 )
因此,邵氏硬度计校验装置可以通过测试力值来检测邵氏硬度计。
 
一、国内邵氏硬度计校验现状
目前,国内普遍使用的邵氏硬度计校验装置为静重砝码式或力传感器式。 静重式校验装置是把邵氏硬度计固定在负荷支架上,通过上升工作台面将邵氏硬度计的压针与工作台面贴合, 直至托起邵氏硬度计,并将定荷砝码微微抬起为止。 邵氏硬度计因受定荷砝码自重而显示邵氏硬度值这种校验装置结构简单,但校验点有限,灵敏度低,且切换硬度计、装卸砝码操作麻烦。 力传感器式校验装置是将邵氏硬度计固定在支架上,通过下降丝杆将邵氏硬度计的压针压在工作台面下的测力仪受力,在仪表上显示邵氏硬度值。 目前的校验装置存在两个弊端:( 1 ) 在检定 / 校验过程中,很难保证压针垂直向下,以及施加的试验力在同一轴线上;( 2 )由于硬度计有多种型号,压头、压足及外观形状各异,因此很难有适用于所有型号的夹持装置。
 
二. 校验装置结构特点
1. 校验装置结构简图(见图 1 )
 仪器校验
2. 校验装置结构特点
固定台经过精密加工,有较好的水平度、垂直度,并提供一个水平平面支撑,夹持部件在上方压住邵氏硬度计,通过上下纵向夹持,保证硬度计压足与固定台无缝隙紧密贴合、压针垂直向下。底座放有二维移动平台及高精度力传感器,传感器上叠加平面垫块,保护压针,配合固定台上下移动,实现三维方向控制,确保硬度计压针压在垫块中心。滑台内部使用滚珠丝杠,实现平稳运动,提高定仪表校验位准确度、传动准确度固定台面前方设计为 V 型豁口, 便于观察邵氏硬度计。
 
通过长期对邵氏硬度计的校验观察,不同型号邵氏硬度计都可通过上下纵向夹持固定, 但压足形状、压针大小有所不同。 针对压针、压足的具体情况,设计制造如图 2 所示的各类垫片, 方便压足与固定台紧密贴合,通过更换不同的垫片,对不同型号的硬度计进行检测。各型垫片底部凸台与固定台开孔尺寸一致,紧密贴合,通过工作经验总结,压足形状主要为圆形或矩形,压针为针型或球型,根据对邵氏硬度计的实际测量,设计的垫片尺寸如表 1 所示。
 量具校验
三、邵氏硬度计校验装置工作过程
1. 选择适合的垫片安装在固定台上,操作夹持部件将邵氏硬度计锁紧固定。
2. 调节底座的二维移动平台,使硬度计压针置于力传感器加力轴线垫块上。
3. 摇动手轮加载,在硬度计与力传感器接触后,平稳匀速加载,每一个校验点试验力保持数秒后进行读数,消除硬度计中弹簧的弹滞性。本校验装置使用简便,可操作性强,能较好地反映邵氏硬度计的计量性能。
 
四、试验数据分析根据
 JJG304-2003 《 A 型邵氏硬度计检定规程》,以最大试验力对硬度计预压 3 次后, 对硬度计示值( 20~100 ) HA 均匀测试 5 个点的试验力值,每个点进程方向测量 3 次,结果如表 2 所示。根据 JJG304-2003 , 结合对邵氏硬度计的要求以及利用校验装置对邵氏硬度计试验力校验的数据分析,重复性较好,且符合检定规程中各校验点最大允许误差 ±80mN 的要求。针对其他型号邵氏硬度计、橡胶硬度计、果品硬度计,试验结果都较理想。

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