文章通過分析A型橡膠硬度計的測量原理和特征,針對部分硬度計計量數(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,方便儀器的計量和廣大用戶的應(yīng)用。
橡膠硬度計是一種手持式或固定均可使用的硬度計,它主要用來測定塑料和常規(guī)硬度橡膠的硬度,能快速準確地進行硬度測定。國內(nèi)使用或生產(chǎn)的橡膠硬度計主要有以下幾種型號:A型橡膠硬度計為測量軟質(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型是測量硬質(zhì)橡膠硬度,其它還有AO型、AM型等硬度計,但日常應(yīng)用較少。橡膠硬度計在化工及橡膠行業(yè)等有著廣泛的應(yīng)用,是實驗室或現(xiàn)場使用的理想測試儀器。
為了保證橡膠硬度計示值準確,安全使用,按照國家計量檢定規(guī)程JJG304—2003《A型邵氏硬度計檢定規(guī)程》、JJG1039—2008《D型邵氏硬度計檢定規(guī)程》、JJF1312—2011《AO型邵氏硬度計校準規(guī)范》等有必要對使用中的邵氏橡膠硬度計定期檢定或校準。那么出現(xiàn)硬度計示值與標準要求相差較大的情況,如何維修及如何保養(yǎng)才能保證硬度計準確可靠就成為重要的課題。
各類型的橡膠硬度計原理基本相同,不同的是測量針的尺寸不同。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,用一定的試驗力把硬度計的壓針,以彈簧的壓力壓入試樣表面的深淺來表示其硬度,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,橡膠硬度計還可以分成數(shù)顯式和機械式(或指針式),對于機械式(或指針式)來說,彈簧的壓縮量通過齒輪或卷彈簧轉(zhuǎn)換成機械指針指示硬度,對數(shù)顯式來說,彈簧的壓縮量通過傳感器轉(zhuǎn)換為電參量來指示測試硬度。
由于標準橡膠硬度塊的時效性和易老化現(xiàn)象,因此目前國內(nèi)多數(shù)計量機構(gòu)對橡膠硬度計示值誤差的檢定均以試驗力的方法來進行。根據(jù)檢定規(guī)程或校準規(guī)范,其幾何尺寸和試驗力是計量的主要技術(shù)指標,其正確的使用和維修保養(yǎng)成為橡膠硬度計使用壽命和示值準確的保證。
對于橡膠硬度計來說,根據(jù)規(guī)程規(guī)范其計量的指標有壓針硬度、壓針表面狀況、壓針伸出長度和測量指示裝置、壓針幾何尺寸、試驗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廢處理,對于壓針壓縮量指示和試驗力的偏差可根據(jù)計量規(guī)程要求進行維修調(diào)整。
(1)壓針伸出長度和測量指示裝置的維修。國家計量規(guī)程或規(guī)范首先要求橡膠硬度計的壓針伸出長度對應(yīng)一定的硬度指示。如果達不到要求就需要對硬度計進行維修,這也是間接檢驗彈簧等部件正常與否的首要步驟。首先是最大長度時指示的硬度值為0,即未試驗時其硬度指示值為0。其次就是伸出長度為零時的硬度值為100,即滿量程輸出硬度指示值。再就是伸出值為二者中間時的硬度指示值,此時根據(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。
零點的調(diào)整對機械式來說轉(zhuǎn)動表盤使其上的零刻線與指針重合即可,滿量程的調(diào)整需要將整個下部的鎖定裝置松開,指示裝置下部第一個鎖緊螺孔是調(diào)整指針指示位置的。逆時針外旋則壓針的外伸長度變短,相應(yīng)的硬度指示的值將往低變動,若順時針內(nèi)旋則壓針的外伸長度變長,相應(yīng)的硬度指示的值將往高變動,調(diào)整到所需的位置鎖定即可,此時應(yīng)注意如果鎖定不緊則使用時容易轉(zhuǎn)動,影響零點和滿量程時的指示進而影響試驗力的準確性。當然,二者的調(diào)整是一個反復的過程,一個參量的調(diào)整可能會影響另一個參量,因此需要反復調(diào)整直至全部符合要求。
(2)試驗力示值的調(diào)整。試驗力示值的偏差主要由以下幾種原因引起:①壓針與測桿的連接松動;②彈簧的初應(yīng)力變動過大;③彈簧的彈性系數(shù)經(jīng)長時間使用后有大的變化;④彈簧疲勞破損。
因此試驗力示值的偏差調(diào)整主要有以下幾個方面:①將壓針與測桿連接堅固;②根據(jù)試驗力與硬度的關(guān)系,將壓足擰下,松開彈簧鎖緊裝置,若順時針內(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,試驗力變大而指示的硬度會變低,若逆時針外旋則彈簧壓緊,壓針的初應(yīng)力減小,彈簧在相同的情況下壓縮量變小,指示的硬度會變高,調(diào)整到位后鎖定彈簧鎖緊裝置。
③如果整個測量范圍的試驗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,需要對彈簧的k值做校驗,正常后再調(diào)整,若k值偏離較大,就需要更換彈簧;④對彈簧疲勞破損來說,需要更換彈簧后再做測試。試驗力示值的維修調(diào)整也是一個反復的過程,需要耐心細致地一步步調(diào)整。
(1)正確選型。正確選型是保證硬度測試準確可靠的前提,當A型硬度計示值低于10HA時是不準確的,測量結(jié)果不能使用。A型硬度計測量值超出90HA時推薦使用D型硬度計。軟性材料選用AO型,小而薄材料則選用AM型橡膠硬度計。
(2)正確存放。硬度計應(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。對數(shù)顯式來說長期不用還應(yīng)將紐扣電池取出,避免電池漏液腐蝕。
(3)部件潤滑。邵氏硬度測定都有一定的測試臺架,定荷測定架上的升降小軸和工作臺底部,請注意經(jīng)常揩擦干凈,涂少量防銹油,以防生銹。
(4)硬度計使用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,或按期計量檢定或校準。
(5)正確調(diào)校。發(fā)現(xiàn)破損或異常應(yīng)送專業(yè)機構(gòu)進行維修或調(diào)校。
橡膠硬度計的正確使用和維修保養(yǎng)是保證日常硬度測試準確的前提,也只有這樣才能保證儀器的使用壽命和生產(chǎn)的正常進行,發(fā)現(xiàn)硬度計計量數(shù)據(jù)偏差大時要根據(jù)實際情況分類進行維修或調(diào)整,確保儀器計量性能的正常有效。這樣對保證生產(chǎn)生活有至關(guān)重要的作用。