布氏硬度计使用说明书及其常见故障
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一、使用范围
本硬匿汁供测定未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等的布氏硬度值。
适用于金属冶金工厂、机械制造厂、工业实验所及专业学校的实验室中。
测定硬度范围:当选用钢球压头时为8~450HBS;
当选用硬质合金球压头时为8—650HBW
二、主要技术参数
试验力级数……………………………1839、2452、7355、9807、29420牛顿
球直径…………………………………2.5、5、10毫米
试验力保持时间………………………12、30、60秒
试样**大高度…………………………230毫米
压头中心至机壁之距离………………120毫米
电动机规格……………………………0.18千瓦、1410转/分、220伏
硬度计外形尺寸(长X宽×高)………700 X
268×842毫米
硬度计净重……………………………210公斤
电源电压………………………………AC220V
三、机构简述
硬度计由机身、试台、大小杠杆、减速器、电气控制系统等部件组成。
1、机身与试台(见图1):
硬度计有机身1,在机身前台面上,安装了丝杠座16,丝杠座中装有配合精确的丝杠20。在丝杠上装有可更换的试台22。试台上升与下降依靠丝杠的上下移动,而丝杠的移动则由转动手轮19通过螺母18来实现。
在手轮19和螺母18之间装有钢球弹性定位器17,当压头23与试样接触并产生一定压力时,手轮与螺母之间产生相对滑动,以保证接触压力不超过一定范围。
2、杠杆机构:
杠杆机构由大杠杆4、小杠杆27、吊环3、压轴25等零件组成。其中大杠杆比为1:12.5,小杠杆比为1:4,总杠杆比为1:50。
试验力是通过杠杆机构施加在试样上的。在大杠杆4长臂上的吊环3上挂有可更换的砝码7,由于砝码的不同组合可得出下列试验力:1839、2452、7355、9807及29420N。
试验力的施加是由电动机15自动进行,该电动机装在机身1上。电动机的转动由减速器lO传动到连杆6上,连杆6下降时试验力经大杠杆4、小杠杆27、压轴25及主轴24等传至压头上,使压头获得一定的试验力。
3、压轴部件:
由弹簧26、压轴25、主轴24等零件组成。弹簧26在非工作状态下将主轴24压靠在主轴座上,并使压轴25紧靠在小杠杆27中间的刀刃支承上,从而保持压轴的精确位置,当试样与压头接触时主轴24被顶起,这样确定压轴工作时的位置,保证了试样与压头中心垂直。
4、减速器部件:
减速器lO由两级蜗轮机构组成,传动比均为l:40,故总传动比I=40×40=1600。
曲柄8的转动是由减速器带动的。由曲柄8、连杆6、叉形摇杆5组成连杆机构。
5、电气控制系统(见图l,见图2):
电气控制系统主要由面板和线路板28等元器件组成。当启动按钮5时,使电动机15启动,加试验力指示灯1亮,减速器带动连杆按顺时针方向旋转,此时连杆6向下移动,滚轮与大杠杆脱离,试验力施加完毕,保持试验力指示灯2亮,电动机15停转,当试验力保持时间完毕(2秒、30秒或60秒)时,电动机15反向转动,卸试验力指示灯3亮,连杆重新顶起大杠杆,电动机15停转,试验力卸除。
四、操作使用方法
1、安装压头与试台:
按表l选择压头,并用无酸汽油清洗其球附沾的防锈油,用棉花或质地较软的纱布擦拭干净,装入主轴内,旋转紧定螺钉使其轻轻压于压头23固定杆之扁平处,然后将试台22安装在丝杠20上。再将试样平稳、密合地安放在试台22上。转动手轮19,使试台22缓慢上升,试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动。**后将压头紧定螺钉压紧于固定杆之扁平处。
2、选择试验力:
按表l选择试验力。若选用的试验力为1839N时,将吊杆12挂在大杠杆尾部刀刃上即可;若加上62.
5公斤的砝码就形成2452N的试验力;再加上500公斤的砝码便形成了7355N的试验力;以此类推。
3、试验力保持时间的选择:
**打开电源开关9,接通电源,此时电源指示灯4亮。试验力保持时间按表l选择好后,按动试验力保持时间按钮(12秒,30秒或60秒)。
4、正式试验:
将试样放在试台上,转动手轮,使试台缓慢上升,试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动,按动启动安钮5,硬度计即可自动完成一个工作循环。
5、检验并确定试验结果
试验结柬后,转动手轮,取下试样,用读数显微镜测量试样表面的压痕直径,并测得结果查表2确定试样硬度值。
6、读数显微镜
本硬度计所带读数显微镜为20倍。鼓轮**小刻度值为0.Ol毫米,使用时应合理利用光源,通常以中午的自然光线为适宜,若在灯光下读数应注意光线对压痕直径大小的影响。
五、硬度计的安装
1、硬度计应安装于干燥、清洁、无振动及无腐蚀性介质的室内。安装硬度计的基础应坚固平坦,其高度约为500毫米左右并留有保证人工加卸砝码的场所,在台子上应做出备丝杠升降通过的孔。安装妥善的硬度计其纵横方向上的水平度为0.2/1000(在试台上测量)。
2、将硬度计后下盖处弓}出的电源插头插入AC220V电源上。
六、硬度计试验规范
l、试样
试样应制成光滑平面,表面应无氧化皮、电镀层及表面受热加工硬化层或其它污物。其表面粗糙度Ra不应大于3.2微米.若使用2.5毫米钢球压头时,试样表面粗糙度Ra不应大于1.6微米,以使压痕边缘清晰保证测量结果的准确性。
2、球直径、试验力及其保持时间按表1选择:
表1
金属种类
|
布氏硬度范围
HBS(HBW)
|
0. 102
F/D2
|
球直径D
毫米
|
试验力F
牛顿
|
试验力保
持时间秒
|
黑色金属
|
≥140
|
30
|
10.0
5.0
2.5
|
29420
7355
1839
|
12
|
<140
|
10
|
10.0
5.0
|
9807
2452
|
12
|
|
有色金属
|
>130
|
30
|
10.0
5.0
2.5
|
29420
7355
1839
|
30
|
36-130
|
10
|
10.0
5.0
|
9807
2452
|
30
|
|
<35
|
2.5
|
10.
|
2452
|
60
|
3、试样厚度应不小于痕深度的lO倍,(见表3)如有关技术文件另有规定时,则其厚度
可为不小于压痕深度的8倍。压痕深度h可按下述公式求得:
h=(D-√D2-d2)/2㎜
试验后试样边缘及背面呈现变形痕迹时,则试验认为无效,此时应选用直径较小的球及相应的试验力重新试验。
4、试验后压痕直径的大小应在下列范围内:
O.24D<d<
O.6D
如不符合上述条件时,试验结果认为无效,此时应重新选择相应的球压头和试验力,重新试验。
5、压痕中心至边缘的距离应不小于压痕平均直径的2.5倍,两相邻压痕中心距离应不小于压痕平均直径的4倍,试验硬度小于35HBS(HBW)的金属时,上述距离分别为压痕平均直径的3倍和6倍。
‘
6、试验时必须保证压头轴线与试样的试验平面垂直,试验过程中试验力加卸应平稳、
无冲击、无振动。
7、用直径lO毫米或5毫米的球进行试验时,压痕直径的测量应精确到O.02毫米;若
用直径2.5毫米球则应准确到0.001毫米。
8、压痕直径应从两个相互垂直方向测量,并取其算术平均值,压痕两直径之差应不超过较小直径的2%,对各向异性明显的材料,两直径差不受此限制,但应在有关文件中规定。
七、硬度计的检查
1、用秒表检查试验力保持时间指示灯燃亮时间的准确性,试验力保持时间允许误差为12±2、30±2、60±2秒。
2、示值误差检查,应按标准布氏硬度块标注的条件进行。在标准块表面的不同位置上
进行三次硬度试验,取其算术平均值,该值与硬度块标称值之差,除以标准块标称值之商,不应超过±3%。否则,需用标准测力计来检查硬度计的试验力是否准确,其试验力误差为±1%,或者检查压头球是否有缺陷或变形等。使用新设备时,如发现试验力明显超差,请检查挂架2是否在刀承21的V型槽的中心。
3、定期检查手轮定位器产生的压力,此力须完全能克服压轴之弹簧的压力。进行此项试验时砝码必须加在砝码吊架上,以免把杠杆顶起来。
检查周期可根据使用情况而定,一般为三个月较为适宜。
4、定期检查球的直径变化(根据使用情况**长不应超过一个月),当球直径为2.5毫米时,允许偏差为±O.003毫米;5毫米时为±O.004毫米;lO毫米时为±O.005毫米。球表面在5倍放大镜下观察时,应无任何表面缺陷,球表面粗糙度Ra应不大于0.05微米。
八、保 养
l、硬度计摩擦表面,每月润滑二次;
2、减速器每半年加润滑脂一次,每二年更换一次:
3、硬度计试验完毕后,套上防尘罩,以免灰尘进入机器内部;
4、硬度计停止使用时,应将砝码与砝码吊架取下来,搬运时须将杠杆固定,以防损坏
机件。
九、操作注意事项
1、安装压头:
各种规格的压头均由固定杆、固定螺帽和球三部分组成,在安装前必须将固定杆球形槽和球用无酸汽油冲洗、擦净。在固定杆球形槽内涂以少许无酸润滑油,装上选用的钢球或硬质合金球,再把固定螺帽拧紧。试验时要经常检查球是否松动,若发现球松动,则试验无效o
2、施加试验力:
整个试验力施加过程分为施加、保持和卸除三个阶段。启动按钮开关后,从加试验力指示灯燃亮到熄灭为试验力施加阶段;保持试验力指示灯燃亮到熄灭为试验力保持阶段;卸试验力指示灯燃亮到熄灭为试验力卸除阶段。试验时必须检查试验力保持时间与选择的试验力保持时间是否符合。
3、开机关机不能过于频繁,关机后过3~5秒才能再次开机。
4、试样温度:
试验时的试样温度应保持常温,在特殊情况下,黑色金属的温度不得超过100℃;有色金属应严格保持在常温下进行。
5、使用完毕及维修仪器时应切断电源。