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国内外典型大型摇臂式硬度计大盘点
编辑:兰州中科凯华科技开发有限公司   时间:2018-12-21

国内外典型大型摇臂式硬度计大盘点

在制造业的广泛领域,有许多大型的、难以移动的工件需要在现场进行准确的硬度检测以检验热处理效果,高温真空硬度计确定对后续加工的适应性以及保证成品零件的硬度范围符合技术条件要求。

根据这个需求,国外早已研制生产了性能良好的应用于生产现场的大型硬度计,国内也在三十几年前就开始生产初级阶段的简易门式大型硬度计,近年来国内大型硬度计的研发有了快速进步,硬度在线检测项目层出不穷。本文将会就国内外典型大型摇臂式硬度计展开介绍。

摇臂式硬度计

摇臂式硬度计的结构包括一个底台、一个立柱、一个可摆动的测量臂、一个可以在测量臂上滑动的升降装置,升降装置的下端是硬度测量头。

摇臂式硬度计从试验原理上可分为布氏硬度计和洛氏硬度计,从结构特点上可分为完全自制的摇臂式硬度计和利用摇臂钻床改装的摇臂式硬度计。典型的摇臂式硬度计有如下几种:

由英国富臻公司生产的BHD型摇臂式布氏硬度计如图1所示。

结构:

该硬度计由测量头和高强度支架组成。高强度支架由底台、立柱、摇臂、电控箱和升降装置构成。摇臂可沿立柱转动180°,测量头安装在升降装置下端,升降装置安装在摇臂上,可沿摇臂做水平移动。这种结构可以在不移动工件的条件下,保证测量头可以精确达到选定的测量位置。

(a)ATH1型测量头    (b)ATH2型测量头

图2 英国富臻公司的测量头


仪器的测量头有两种,其中ATH1型集成了试验力施加和压痕自动测量两种功能,ATH2型只有试验力施加功能。

原理:

仪器采用闭环控制技术施加试验力,力传感器实时测出试验力值,将测量值传送给计算机,计算机再控制伺服电机调整试验力值,保证试验力被精确地控制在规定的数值上。这是保证仪器测试精度的关键。

操作过程:

首先将摇臂推到旁边,用吊具将被测工件放置到底台上,用角磨机在选定的测试部位打磨一个测试面,将摇臂拉回到工件上方,调整测量头的位置,使压头对准测试面,按动操作器上的“↓”键,测量头下移,反复调整测量头位置,使球压头对准测试面,当测量头接近测试面时按“OFF”键,再接“测量”键,测量头内部的驱动装置启动,球压头移向测试面,在测试面上压出一个布氏压痕。当采用ATH1型测量头时,测量头内部的压痕测量头自动旋转到压痕上方,测出压痕直径,显示器上立刻显示出本次测量的压痕直径及布氏硬度值,按“↑”键,升高测量头。当采用ATH2型测量头时,测量头只完成压出一个布氏压痕的动作,随后还应做如下操作:推开摇臂,将随机附带的压痕测量头放置到刚刚压出的压痕上,按“测量”键,显示器上会显示出本次测量的压痕直径和布氏硬度值。完成测试后,用吊具将被测件移走。

技术参数:

仪器测量工件的最大高度为900 mm,测量头到立柱之间的最大距离为600 mm。测量头垂直移动范围600 mm,仪器的配置及主要技术参数可以根据客户需要定制。仪器测量精度符合ISO 6506.2的规定。在互联网上可以查到这种仪器的操作视频。

英国富臻公司的这种仪器多年前就被引入中国,目前主要应用于一些军工、大国企等比较有实力的单位。

2中国生产的摇臂式布氏硬度计

图3 国产摇臂式布氏硬度计

由沈阳天星智能检测设备有限公司生产的TXYB—3000型摇臂式布氏硬度计如图3所示。

结构:

TXYB—3000型布氏硬度计主要由底台、立柱、摇臂、升降装置、测量头、压痕测量装置、测量台、电控箱等构成。摇臂可沿立柱转动180°,测量头安装在升降装置下端,升降装置安装在摇臂上,可沿摇臂做水平移动。

仪器可以不采用底台,将立柱直接安装在车间地面上,可以在立柱的三个不同方向上设置三个测量工位,上海高温真空硬度计厂家用于测试三种不同尺寸范围的工件。

操作过程:

仪器测量头内设置有激光十字瞄准装置,可以方便地瞄准测试点。按一次“测量”键可以自动完成测量头快速下行、减速、停止、施加试验力、保持试验力、卸除试验力、测量头回到初始位置等动作。

主要特点:

仪器配有压痕自动测量装置,可以快速测得硬度值,测量准确,无人为误差,可以对现场人工打磨的较粗糙表面上的压痕进行100%的自动识别,无需人工辅助。

仪器采用闭环控制技术施加试验力,测试精度符合标准GB/T 231.2的规定。

仪器试验力值、硬度值和压痕测量值都可直接溯源到省级计量单位。硬度值和压痕测量值可在使用现场随时进行校正。

技术参数:

仪器测量头垂直移动范围600 mm,测试最大工件高度900 mm,测量头到立柱的最大距离600 mm,底台及测量台的最大承重量5000 kg。

3中国生产的摇臂式洛氏硬度计

图4 国产摇臂式洛氏硬度计

由沈阳天星智能检测设备有限公司生产的TXYB—150型洛氏硬度计如图4所示。

以往的摇臂式硬度计全部是布氏硬度计,但是随着真空热处理技术在大型零件上的应用,对于大型成品零件的硬度检测需求逐渐增多。这种零件的表面不允许存在大压痕,必须采用大型洛氏硬度计进行检测。沈阳天星公司根据用户的需求,将一台TXYB-3000型布氏硬度计改造成洛氏硬度计,取得了良好的效果。

这台改造后的仪器,是国内外首台摇臂式大型洛氏硬度计,也是国内第一台大型洛氏硬度计,这种仪器的出现使国内大型零件洛氏硬度的直接检测成为可能。

技术参数:

该仪器只有HRC一个标尺,测量范围20~70 HRC,分辨率0.1 HRC,示值误差和重复性误差符合标准GB/T 230.2的规定。

4瑞士生产的摇臂式布氏硬度计

 瑞士产摇臂式布氏硬度计

由瑞士恩斯特公司生产的摇臂式布氏硬度计如图5所示。

主要特点:

瑞士生产的这种硬度计,是用一台摇臂钻床改装的,该公司将硬度测量头、压痕测量装置、显示及控制装置安装到摇臂钻床的工作头上,在钻床的工作主轴上安装一把铣刀,用于铣削测试面,利用钻床的原有功能实现摇臂的摆动,测量装置大范围上下移动,沿摇臂的水平移动以及定位锁紧等操作。使用这种仪器如同操作一台摇臂钻床一样,在人工的操作下分别完成铣削一个测试面,测量头移动到测试面上方,在测试面上压出一个布氏压痕,压痕测量头移动到压痕上方,测出并显示压痕直径及硬度值等测量步骤。

技术参数:

仪器的试验力为500 kg、750 kg、1000 kg、3000 kg,采用10 mm及5 mm硬质合金球,示值误差和重复性符合标准ISO 6506.2及ASTM E10的规定,被测工件的尺寸范围由选择的摇臂钻床型号决定,湖南高温真空硬度计公司最大可测试高度超过1.5m的工件。

洛氏硬度计检测工件的硬度时影响试验结果准确性的因素主要有以下几方面:

1

载荷方面

预载荷及主载荷的误差,加载不平稳,缓冲机构不正常等,均能造成读数误差。

2

压头安装不良的误差

压头的支承面如没有很好地与主轴下端相贴合,使压头的轴线与主轴线不重合,也会造成试验误差,使硬度值偏低。

3

读数机构的误差

读数机构本身的制造误差或安装不良,也可造成明显误差。读数机构对压头位移的误差在0.002mm时,可产生1个洛氏硬度单位的误差。

4

压头形状的影响

压头的几何形状对硬度值测定有很大影响。

5

主载荷施加速度的影响

主载荷施加的速度快,所得的硬度值低;反之,所得的硬度值高。

6

总载荷保持时间的影响

总载荷保留时间越长,则获得的硬度值越低。这对低硬度的影响更为明显。

7

试样的影响

试样的表面粗糙度差,工作面和支承面不平行,试样太薄等,均会对测定硬度值有影响。

8

温度的影响

室温小于5℃时,缓冲器中油的黏度增加,加压缓慢,持荷时间不足,硬度值偏高。被检零件温度应与室温相近。