邵氏硬度计试验力校准技术新方法研究

2022-09-11

1. 试验原理解析

1.1 邵氏硬度概念:

是用来检测软橡胶、天然橡胶制品、铸造树脂、氯丁橡胶、聚酯、软PVC和硬质所料制品质量的重要依据。这些橡胶制品广泛应用于武器等关键设备上, 质量的好坏直接影响到武器等装备的使用性能, 甚至引发爆炸危险, 危机使用者的生命健康, 给国家也将造成巨大的损失。

由于A型邵氏硬度计主要用于低中硬度的硫化橡胶和热塑性橡胶的硬度检测, 而D型多用于高硬度范围。所以目前我国的邵氏硬度计基本上都是A型邵氏硬度计。所以本文将针对A型邵氏硬度计的试验力校准方法分析。

1.2 工作原理

试验力参数是能直接体现硬度计计量准确与否的重要参数, 参考美国ASTM D2240-2015中提出的技术规范, 想要提高邵氏硬度计试验力参数的准确度校准, 可以使用变臂杠杆平衡技术来进行校准, 以确保参数的可靠。具体原理如下:

将固定形状的钢制压足在试验力的作用下垂直压入试样的表面, 当压足和试样的表面完全贴合时, 压针前端相对压足会有一定的伸出长度L, 这个L值可以代表邵氏硬度的大小, L越大, 邵氏硬度越低, 反之则越高。A型邵氏硬度计的硬度值可以按公式计算。

HA=100-

2. 实验利用校准技术方法探讨

目前我国大部分计量部门时采用力传感器的检定装置, 使力传感器在下面而被检硬度计在上面。基本结构分为两种:意识下降硬度计从上向下的加载试验力, 一种是从下向上加载试验力。这两种方法在理论上检测的显示值应当是一样的, 但是在实际检定过程中的显示结果并不一样。

硬度计的检定校准过程中的试验力加载速度对于显示值影响较大, 同时如果在检测过程中使用压垫的话对于显示值的影响程度也十分大。

砝码加载的方式测量虽然比较直观但是要求配置的砝码数值较多, 举例如下:配置2N、10N、50N的传感器各一个, 将测量装置的的测量范围设置成0.1N-50N, 并且设计一个专用的机械加载平台, 更加方便的加载操作。至于测量点则可以随意的进行调整。这样能够测量各种类型的邵氏硬度计的试验力, 为校准带来更大的方便。

而变臂杠杆平衡技术的校准技术需要使用一种新型的A型邵氏硬度计试验力校准装置, 主要包含以下几个:平衡坨、平衡刻线、滑块砝码、基台和支点, 所述基台上标尺, 所述标尺设于支点之上, 所述标尺一端设有所述平衡刻线和所述平衡坨, 所述标尺上设有滑块砝码。

3. 试验力校准结合变臂杠杆平衡技术简析

第一, 读数简单方便, 适用性较广, 此装置基本上可以满足邵氏硬度计试验力的校准和检测, 十分方便。第二, 安全效率高。与计算机进行接口连接, 编写数据采集软件, 能够快速记录并处理数据, 既安全又能提高效率。当然本装置还存在有些不确定的因素, 比如测量过程中的随机因素, 显示偏差, 力的分辨敏感度以及环境影响等等。

本文使用的试验力校准检定装置, 包括了底座、工作台、升降手轮、丝杆、支撑臂、下夹头、升降螺母、上夹头、快速夹持手柄、上夹头升降旋钮和锁紧螺钉等等。工作台的布置方法是在底座上通过升降手轮进行上下移动, 丝杆的固定方式是垂直固定在底座上, 而且支撑臂的另一端需要套在丝杆上, 注意需要与丝杆垂直。此外, 支撑臂另一端的设置需要有上夹头、下夹头、上夹头升降旋钮和快速夹持手柄。此处的上夹头上应该设置有锁紧螺钉, 升降螺母与丝杆配合调整并且固定支撑臂的高度, 其特征是工作台的上面还设置有力传感器, 力传感器的信号输出端与标准负荷测量仪的信号输入端连接。

4. 总结

邵氏硬度计试验力的校准技术新方法主要参考了《橡胶性能标准试验方法–硬度计硬度》的一些技术规范, 利用变臂杠杆平衡技术对现有的校准方法进行了补充。本文对国内玩的各种主要标准和邵氏硬度计的分类进行了简单介绍, 对个标准之间的邵氏硬度计参数也进行了简单探讨。同时针对邵氏硬度计试验力的校准方法进行了简单解析, 变臂杠杆平衡技术对于试验力的检测提供了比较好的支撑, 能够比较方便且有效的对邵氏硬度计的试验力进行校准。为计量部门针对不同类型的邵氏硬度计校准工作提供了一些技术依据, 为此提供一些建议和想法。

摘要：邵氏硬度计就是我们俗称的橡胶硬度计, 是测定硫化橡胶和塑料制品硬度的检测计, 目前大都应用于机械制造、冶金、化工和建材等行业的科研生产和计量检测上。同时它还可以对成品和半成品的硬度性能进行检测, 把控橡胶制品的质量关。它的特点是结构简单、使用便捷、易携带且读数直观等等。如今我国国内比较常用的邵氏硬度计有A/D两种型号, 分别用于低中硬度和高硬度橡胶材料。本文主要介绍世界上各主要标准邵氏硬度计的分类规范, 以及每个标准之间对硬度计参数的不同要求, 包括硬度计的试验力和压针压足的具体尺寸。因为国内军用橡胶生产企业对于橡胶制品的质量要求水准较高, 所以邵氏硬度计的计量性能十分重要。文章还将参照国内标准提出比较方便的校准方法, 同时参考部分硬度计硬度的技术规范, 对邵氏硬度计试验力进行了新的校准方法研究。新的校准方法用变臂杠杆平衡技术弥补目前使用的校准方法的不足之处, 保证邵氏硬度计试验力参数准确。

关键词：邵氏硬度计,试验力,校准方法,变臂杠杆平衡