文章通過(guò)分析A型橡膠硬度計(jì)的測(cè)量原理和特征,針對(duì)部分硬度計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)偏差大的因素,找到維修的方法,并加以正確的保養(yǎng)和使用,方便儀器的計(jì)量和廣大用戶的應(yīng)用。
橡膠硬度計(jì)是一種手持式或固定均可使用的硬度計(jì),它主要用來(lái)測(cè)定塑料和常規(guī)硬度橡膠的硬度,能快速準(zhǔn)確地進(jìn)行硬度測(cè)定。國(guó)內(nèi)使用或生產(chǎn)的橡膠硬度計(jì)主要有以下幾種型號(hào):A型橡膠硬度計(jì)為測(cè)量軟質(zhì)橡膠硬度,C型適用于橡塑并用于塑料中含有發(fā)泡劑制成的微孔材料,D型是測(cè)量硬質(zhì)橡膠硬度,其它還有AO型、AM型等硬度計(jì),但日常應(yīng)用較少。橡膠硬度計(jì)在化工及橡膠行業(yè)等有著廣泛的應(yīng)用,是實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)使用的理想測(cè)試儀器。
為了保證橡膠硬度計(jì)示值準(zhǔn)確,安全使用,按照國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG304—2003《A型邵氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》、JJG1039—2008《D型邵氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》、JJF1312—2011《AO型邵氏硬度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》等有必要對(duì)使用中的邵氏橡膠硬度計(jì)定期檢定或校準(zhǔn)。那么出現(xiàn)硬度計(jì)示值與標(biāo)準(zhǔn)要求相差較大的情況,如何維修及如何保養(yǎng)才能保證硬度計(jì)準(zhǔn)確可靠就成為重要的課題。
各類型的橡膠硬度計(jì)原理基本相同,不同的是測(cè)量針的尺寸不同。它們都是根據(jù)胡克定律,利用彈簧的彈力與位移成比例的關(guān)系,用一定的試驗(yàn)力把硬度計(jì)的壓針,以彈簧的壓力壓入試樣表面的深淺來(lái)表示其硬度,橡膠越硬,反作用于壓針的力量越大,使壓針壓入試樣表面的深度則越淺,而彈簧受壓越大,壓針上移越多,故指示的硬度值越大,反之則相反。
按照顯示的方式,橡膠硬度計(jì)還可以分成數(shù)顯式和機(jī)械式(或指針式),對(duì)于機(jī)械式(或指針式)來(lái)說(shuō),彈簧的壓縮量通過(guò)齒輪或卷彈簧轉(zhuǎn)換成機(jī)械指針指示硬度,對(duì)數(shù)顯式來(lái)說(shuō),彈簧的壓縮量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電參量來(lái)指示測(cè)試硬度。
由于標(biāo)準(zhǔn)橡膠硬度塊的時(shí)效性和易老化現(xiàn)象,因此目前國(guó)內(nèi)多數(shù)計(jì)量機(jī)構(gòu)對(duì)橡膠硬度計(jì)示值誤差的檢定均以試驗(yàn)力的方法來(lái)進(jìn)行。根據(jù)檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范,其幾何尺寸和試驗(yàn)力是計(jì)量的主要技術(shù)指標(biāo),其正確的使用和維修保養(yǎng)成為橡膠硬度計(jì)使用壽命和示值準(zhǔn)確的保證。
對(duì)于橡膠硬度計(jì)來(lái)說(shuō),根據(jù)規(guī)程規(guī)范其計(jì)量的指標(biāo)有壓針硬度、壓針表面狀況、壓針伸出長(zhǎng)度和測(cè)量指示裝置、壓針幾何尺寸、試驗(yàn)力示值誤差或硬度示值誤差等。
壓針硬度、壓針表面狀況、壓針幾何尺寸等由出廠時(shí)質(zhì)量決定,其壓針或其它部件的變形或磨損只能靠更換零部件或報(bào)廢處理,對(duì)于壓針壓縮量指示和試驗(yàn)力的偏差可根據(jù)計(jì)量規(guī)程要求進(jìn)行維修調(diào)整。
(1)壓針伸出長(zhǎng)度和測(cè)量指示裝置的維修。國(guó)家計(jì)量規(guī)程或規(guī)范首先要求橡膠硬度計(jì)的壓針伸出長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一定的硬度指示。如果達(dá)不到要求就需要對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行維修,這也是間接檢驗(yàn)彈簧等部件正常與否的首要步驟。首先是最大長(zhǎng)度時(shí)指示的硬度值為0,即未試驗(yàn)時(shí)其硬度指示值為0。其次就是伸出長(zhǎng)度為零時(shí)的硬度值為100,即滿量程輸出硬度指示值。再就是伸出值為二者中間時(shí)的硬度指示值,此時(shí)根據(jù)彈簧的特性及其轉(zhuǎn)換的比例特性,前二者如能滿足要求,基本上能保證中間指示值的符合性。
零點(diǎn)的調(diào)整對(duì)機(jī)械式來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)動(dòng)表盤使其上的零刻線與指針重合即可,滿量程的調(diào)整需要將整個(gè)下部的鎖定裝置松開,指示裝置下部第一個(gè)鎖緊螺孔是調(diào)整指針指示位置的。逆時(shí)針外旋則壓針的外伸長(zhǎng)度變短,相應(yīng)的硬度指示的值將往低變動(dòng),若順時(shí)針內(nèi)旋則壓針的外伸長(zhǎng)度變長(zhǎng),相應(yīng)的硬度指示的值將往高變動(dòng),調(diào)整到所需的位置鎖定即可,此時(shí)應(yīng)注意如果鎖定不緊則使用時(shí)容易轉(zhuǎn)動(dòng),影響零點(diǎn)和滿量程時(shí)的指示進(jìn)而影響試驗(yàn)力的準(zhǔn)確性。當(dāng)然,二者的調(diào)整是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程,一個(gè)參量的調(diào)整可能會(huì)影響另一個(gè)參量,因此需要反復(fù)調(diào)整直至全部符合要求。
(2)試驗(yàn)力示值的調(diào)整。試驗(yàn)力示值的偏差主要由以下幾種原因引起:①壓針與測(cè)桿的連接松動(dòng);②彈簧的初應(yīng)力變動(dòng)過(guò)大;③彈簧的彈性系數(shù)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后有大的變化;④彈簧疲勞破損。
因此試驗(yàn)力示值的偏差調(diào)整主要有以下幾個(gè)方面:①將壓針與測(cè)桿連接堅(jiān)固;②根據(jù)試驗(yàn)力與硬度的關(guān)系,將壓足擰下,松開彈簧鎖緊裝置,若順時(shí)針內(nèi)旋則彈簧壓緊,壓針的初應(yīng)力增大,彈簧在相同的情況下壓縮量變大,試驗(yàn)力變大而指示的硬度會(huì)變低,若逆時(shí)針外旋則彈簧壓緊,壓針的初應(yīng)力減小,彈簧在相同的情況下壓縮量變小,指示的硬度會(huì)變高,調(diào)整到位后鎖定彈簧鎖緊裝置。
③如果整個(gè)測(cè)量范圍的試驗(yàn)力示值有部分不能滿足要求,則要考慮是不是彈簧的彈性系數(shù)發(fā)生了變化,需要對(duì)彈簧的k值做校驗(yàn),正常后再調(diào)整,若k值偏離較大,就需要更換彈簧;④對(duì)彈簧疲勞破損來(lái)說(shuō),需要更換彈簧后再做測(cè)試。試驗(yàn)力示值的維修調(diào)整也是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程,需要耐心細(xì)致地一步步調(diào)整。
(1)正確選型。正確選型是保證硬度測(cè)試準(zhǔn)確可靠的前提,當(dāng)A型硬度計(jì)示值低于10HA時(shí)是不準(zhǔn)確的,測(cè)量結(jié)果不能使用。A型硬度計(jì)測(cè)量值超出90HA時(shí)推薦使用D型硬度計(jì)。軟性材料選用AO型,小而薄材料則選用AM型橡膠硬度計(jì)。
(2)正確存放。硬度計(jì)應(yīng)避免沖擊、重壓,使用完畢后,應(yīng)裝入儀器盒或儀器箱內(nèi),放置干燥處,防止受潮生銹。對(duì)數(shù)顯式來(lái)說(shuō)長(zhǎng)期不用還應(yīng)將紐扣電池取出,避免電池漏液腐蝕。
(3)部件潤(rùn)滑。邵氏硬度測(cè)定都有一定的測(cè)試臺(tái)架,定荷測(cè)定架上的升降小軸和工作臺(tái)底部,請(qǐng)注意經(jīng)??粮蓛?,涂少量防銹油,以防生銹。
(4)硬度計(jì)使用35000次后,建議每使用10000次左右按GB531規(guī)定檢查彈簧壓力與指針刻度關(guān)系及壓針端部的形狀尺寸,或按期計(jì)量檢定或校準(zhǔn)。
(5)正確調(diào)校。發(fā)現(xiàn)破損或異常應(yīng)送專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行維修或調(diào)校。
橡膠硬度計(jì)的正確使用和維修保養(yǎng)是保證日常硬度測(cè)試準(zhǔn)確的前提,也只有這樣才能保證儀器的使用壽命和生產(chǎn)的正常進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)硬度計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)偏差大時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況分類進(jìn)行維修或調(diào)整,確保儀器計(jì)量性能的正常有效。這樣對(duì)保證生產(chǎn)生活有至關(guān)重要的作用。