A型、D型邵氏橡膠硬度計(jì)的基本原理:是將規(guī)定形狀和硬度的壓針,在試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面,當(dāng)壓足平面與試樣表面緊密貼合時(shí),測(cè)量壓針相對(duì)壓足平面的伸長長度。試驗(yàn)力越大,壓針伸長長度越短,邵氏硬度值越大。通過邵氏硬度計(jì)原理得知,邵氏硬度值的大小與試驗(yàn)力的大小成正相關(guān)。因此,邵氏硬度計(jì)檢定裝置(以下簡稱檢定裝置)就可以通過測(cè)試力值來檢定邵氏硬度計(jì),由此可分以下幾種:
一、靜重式。在定負(fù)荷架上裝上定荷砝碼,當(dāng)壓下手柄,使工作臺(tái)向上移動(dòng),將邵氏硬度計(jì)的壓針與工作臺(tái)面完全貼合,直至托起邵氏硬度計(jì),將定荷砝碼略微抬起為止。定荷砝碼的自重落在邵氏硬度計(jì)上,邵氏硬度計(jì)上顯示出邵氏硬度值。這種檢定裝置特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定性好,考慮因素不多,但定荷砝碼往往只配一個(gè),只能檢定滿量程示值。目前,市場上購買邵氏硬度計(jì)配套測(cè)試裝置的都是這種類型。早期生產(chǎn)邵氏硬度計(jì)的企業(yè)也使用這種類型,配多個(gè)砝碼加載,裝卸砝碼操作比較麻煩。
二、杠桿式。把邵氏硬度計(jì)固定在支架上,垂直地放置在工作臺(tái)面的上方,杠桿一端加砝碼產(chǎn)生的力通過支點(diǎn)傳遞到另一端使工作臺(tái)面上升,與邵氏硬度計(jì)的壓針相接觸而受力,檢定裝置類似架盤天平。這種檢定裝置特點(diǎn):檢定點(diǎn)增多了;用手輕敲砝碼產(chǎn)生震動(dòng)提高其示值準(zhǔn)確度;但垂直方向受力有影響(杠桿一端受力后將使另一端向上傾斜,杠桿兩端不水平;邵氏硬度計(jì)壓針受力后將向表殼內(nèi)縮進(jìn),垂直方向有一定位移),需多次調(diào)整邵氏硬度計(jì)下降位移。
三、力傳感器式。把邵氏硬度計(jì)固定在支架上,通達(dá)下降絲桿將邵氏硬度計(jì)的壓針頂在工作臺(tái)面上,使工作臺(tái)面下的力傳感器受力,在儀表上顯示邵氏硬度值。這種檢定裝置特點(diǎn):可切換檢定模式(顯示邵氏硬度值或力值);可切換檢定類型(A型或D型);有微震裝置,提高示值準(zhǔn)確度;操作方便;儀表有數(shù)據(jù)處理功能和儲(chǔ)存功能。
通過以上介紹可以看出,前二種檢定裝置弊端比較明顯,目前計(jì)量部門基本不采用,主要采用力傳感器式檢定裝置,主要產(chǎn)品有無錫市計(jì)量科學(xué)研究所的FY-8型、常州計(jì)量所、上海嘉定等。
硬度計(jì)通常使用硬度塊進(jìn)行檢定,可目前還沒有邵氏硬度塊,無法用邵氏硬度塊對(duì)邵氏硬度計(jì)進(jìn)行檢定。但邵氏硬度值和國際橡膠硬度值IRHD具有可比性,據(jù)此可用國際橡膠硬度塊作為標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)邵氏硬度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。橡膠硬度塊按照GB/T6031要求,對(duì)邵氏硬度計(jì)進(jìn)行定期校準(zhǔn),校準(zhǔn)時(shí)間間隔不超出6月。這種方法本人認(rèn)為可以用,但可靠性比較低。國際橡膠硬度值與邵氏硬度值進(jìn)行比較,準(zhǔn)確度肯定受影響;并且橡膠硬度塊屬于易耗品。這種方法也不適宜推廣應(yīng)用。
依據(jù)JJG304-2003《A型邵氏硬度計(jì)》、JJG1039-2008《D型邵氏硬度計(jì)》的檢定規(guī)程,用檢定裝置對(duì)邵氏硬度計(jì)檢定還需注意以下事項(xiàng):
1. 檢定前,把邵氏硬度計(jì)固定在檢定裝置上,左右、前后位置須調(diào)整好。做到邵氏硬度計(jì)的壓針垂直向下,防止傾斜,和檢定裝置下的力傳感器的受力點(diǎn)在同一軸線上,確保檢定的力值數(shù)據(jù)正確。
2. 配一塊高硬度的平面鋼塊(1200HV1~1300HV1),放在檢定裝置工作臺(tái)面上,檢定時(shí)邵氏硬度計(jì)的壓針頂在鋼板上。壓針接觸面積小,試驗(yàn)力大,防止壓針對(duì)工作臺(tái)面的損壞。
3. 每一個(gè)檢定點(diǎn)檢定時(shí),需按微震裝置。目的是減少邵氏硬度計(jì)壓針的主軸摩擦,消除呆滯現(xiàn)象,提高其示值準(zhǔn)確度。
4. 每一個(gè)檢定點(diǎn)試驗(yàn)力保持3秒后進(jìn)行讀數(shù)。理由一:消除邵氏硬度計(jì)中彈簧的彈滯性。理由二:和邵氏硬度計(jì)測(cè)量硫化橡膠等材料時(shí)的狀況相符,符合GB/T531.1-2008/ISO 7619-1:2004《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗(yàn)方法第1部分:邵氏硬度計(jì)法(邵爾硬度)》(以下簡稱國家標(biāo)準(zhǔn))中規(guī)定。邵氏硬度值隨時(shí)間延長有所減小并趨于穩(wěn)定。理由三:用國際橡膠硬度塊對(duì)邵氏硬度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn),試驗(yàn)力也是保持3秒后讀數(shù),正確度較高,已有論證。
5. 檢定過程中,加載試驗(yàn)力需平穩(wěn)勻速進(jìn)行,防止震動(dòng)、沖擊。速度過快將使邵氏硬度值偏高。
6. 用專用量塊檢測(cè)邵氏硬度計(jì)壓針的伸長長度時(shí),把平面鋼塊放在專用量塊下,手握硬度計(jì),使硬度計(jì)的壓針穿過量塊的孔內(nèi),用手加壓至硬度計(jì)的壓足平面與量塊平面緊密貼合。根據(jù)本人對(duì)邵氏硬度計(jì)檢定所得到的經(jīng)驗(yàn),邵氏硬度計(jì)壓針的伸長長度超差的,邵氏硬度值絕對(duì)超差。
由于國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布比檢定規(guī)程晚,內(nèi)容變化較大。例如,邵氏硬度計(jì)原有A型、D型,現(xiàn)增加了AO型、AM型。國家標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)力的允差是檢定規(guī)程的一半等等。因此檢定裝置還須不斷完善、改進(jìn),才能緊跟時(shí)代的步伐,為社會(huì)提供更好地服務(wù)。