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一种校正邵氏硬度计试验力的新方法

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2020-02-11 13:56????浏览量:
0 引言
邵氏硬度是用于评定软橡胶、天然橡胶制品、氯丁橡胶、铸造树脂、聚酯、软 PVC、硬质塑料制品等质量的重要依据, 这些橡胶制品广泛应用于武器装备上, 其质量的好坏会直接影响武器装备的战斗性能,甚至有发生爆炸的危险, 从而危及生命, 给国家财产也造成了巨大损失。测量邵氏硬度的仪器为邵氏硬度计, 分为 A 型和D 型。A 型邵氏硬度计主要用于中硬度的硫化橡胶和热塑性橡胶的硬度测量, D 型邵氏硬度计适用于高硬度范围。在使用 A 型邵氏硬度计得到指示值超出 90°时使用邵氏 D 型硬度计进行测量, 因此目前生产和使用的邵氏 D 型硬度计数量较少, 我国目前使用中的邵氏硬度计 90% 以上是 A 型邵氏硬度计。以下主要先容A 型邵氏硬度计( 简称邵氏硬度计) 的相关内容。依据 JJG 304 - 2003《A 型邵氏硬度计检定规程》,对邵氏硬度计的检定是部件检定法, 即检定压针伸出长度、压针表面状况、几何尺寸和试验力等参数, 其中, 试验力参数是衡量硬度计计量性能的重要参数。参考美国 ASTM D2240 - 2015 技术规范, 提高邵氏硬度计试验力参数校正的准确度, 可利用变臂杠杆平衡技术对邵氏硬度计的试验力进行永利电玩城官方网站[2] , 从而确保邵氏硬度计参数的准确可靠。
 
1 工作原理
将具有一定形状的钢制压足, 在试验力作用下垂直压入试样表面, 当压足表面与试样表面完全贴合时,压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度 L, 以 L 值的大小来表征邵氏硬度的大小, L 值越大, 表示邵氏硬度越低, 反之则越高。A 型邵氏硬度计原理如图 1所示, 硬度值按式( 1) 计算。
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式中: HA 为 A 型 邵 氏 硬 度 单 位; L 为压针伸出长度, mm。试验力与 A 型邵氏硬度在数值上应符合关系式( 2) 。F = 550 + 75ΗΑ ( 2)式中: F 为 A 型邵氏硬度计试验力, mN。由公式 1、公式 2 可知, 邵氏 A 硬度与压针位移量有关, 同时还和试验力有着一定关系。要获得准确的邵氏硬度值, 就必须同时保证式( 1) 和式( 2) 。
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2 国内对邵氏硬度计试验力参数的校正
试验力的准确与否直接影响到硬度示值的准确性,依据 JJG 304 - 2003《A 型邵氏硬度计检定规程》中的规定, 检定 /校正试验力时, 硬度计压针垂直向下, 并用硬度计试验支架或其他专用夹具固定硬度计, 在压针垂直位置放置测力仪, 压针置于测力仪加力轴线压垫上。以最大试验力对硬度计预压 3 次, 然后缓慢地上升测力仪或下降硬度计, 把硬度计试验力施加在测力仪上, 并在硬度计示值 20 ~ 100 HA 范围内均匀分布 5点, 读取硬度计进程时不同示值的试验力。在实际永利电玩城官方网站工作中, 很难保证压针垂直向下、以及施加试验力在加力轴线上, 永利电玩城官方网站人员全凭目测和经验进行操作, 往往存在着一定的系统误差,其测量结果不确定度较大。
 
3 试验力校正技术新方法
针对上述问题, 先容了一种邵氏硬度计试验力校正技术的新方法, 利用变臂杠杆平衡技术设计一套邵氏硬度计试验力校正装置, 其最大的优点是力值准确、加载稳定可靠, 测量原理图如图 2 所示。
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设杠杆衡量为 AB, 质量为 m 的滑块可以沿着杠杆衡量 AB 移动。假设支点 C 和力接触点的摩擦不计,不考虑衡量变形等因素的影响, 则根据静力学原理, 可得式( 3) 和式( 4) 式中: W1, W2 分别为支点 C 处右边、左边的质量产生的重力; L11, L21为质心的位置距离支点的长度; F1 为滑块位置距支点的距离的重力; F2 为接触标准邵氏硬度计施加力的作用点 B 的力值; L1 为滑块的位置距离支点的距离; L2 为支点 C 到 B 的距离。
 
由此可见, 当 m, W1, W2, L21, L11, L2 确定后,质量为 m 的滑块产生向下的作用力 F1 经杠杆放大后,作用到标准邵氏硬度计上的力 F2 与砝码 m 的位置 L1成正比, 即可通过移动滑块的位置实现改变力值大小F2 的目的。邵氏硬度计试验力校正的示意图如图 3所示。
 
在永利电玩城官方网站过程中, 主刀口的另一端和邵氏硬度计压针相连接, 由于施加力的作用, 杠杆会产生一定的变形, 通过杠杆调平装置对其调平, 同时将邵氏硬度计调至零位, 滑动滑块, 滑块在杠杆刻线位置上所对应的硬度值和被校邵氏硬度计显示的硬度值会有一定的示值误差, 示值误差的正负由杠杆刻线位置对应的硬度值与被校邵氏硬度计显示的硬度值之差表示。根据式( 2) , 硬度值和试验力存在换算关系, 最后计算出所对应的试验力示值误差。试验力校正结果数据统计情况示例如表 1 所示。
 
4 试验结果分析
根据 ASTM D2240 - 2015 技术规范, 结合对邵氏硬度计校正试验力的高要求以及利用校正新方法对多台邵氏硬度计试验力校正的试验数据分析, 邵氏硬度计试验力的校正新方法满足 ASTM D2240 - 2015 技术规范中规定的各校正点最大允许误差 ± 75 mN的要求,试验结果较理想。
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5 结论
本文对邵氏硬度计试验力校正技术新方法进行了研究, 阐述了永利电玩城官方网站新方法的测量原理, 并根据测量原理设计出永利电玩城官方网站过程示意图。校正技术新方法和以往传统试验力校正方法不同, 加载机构更加稳定, 加载控制更加准确, 有效提高了试验力校正的准确度, 确保邵氏硬度计试验力参数的准确性和可靠性, 为橡胶产品的质量提供了有力的计量保障。

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