HB-3000布氏硬度計(jì)常見(jiàn)故障分析及排除

■張榮，王軍，柴俊彬

HB-3000布氏硬度計(jì)常見(jiàn)故障分析及排除

■張榮，王軍，柴俊彬

HB-3000型布氏硬度計(jì)是一種廣泛應(yīng)用于進(jìn)行各種金屬布氏硬度試驗(yàn)的儀器，該類型硬度計(jì)目前仍在冷熱加工工藝以及冶金材料檢測(cè)等部門(mén)使用，由于此類硬度計(jì)為老型號(hào)產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)多年使用后，故障率不斷增加，針對(duì)該類型硬度計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)的具體故障，提出了排除故障的方法。

硬度試驗(yàn)分為布氏硬度試驗(yàn)、洛氏硬度試驗(yàn)、維氏硬度試驗(yàn)和里氏硬度試驗(yàn)等，從而就產(chǎn)生了布氏硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)、維氏硬度計(jì)和里氏硬度計(jì)。本文以HB—3000型布氏硬度計(jì)（見(jiàn)圖1）為例，分析該型號(hào)硬度計(jì)在使用中常出現(xiàn)的故障及解決方法。該型號(hào)硬度計(jì)主要由機(jī)體、工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)、負(fù)荷機(jī)構(gòu)、主軸機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（減速器、換向開(kāi)關(guān)）等部件組成，使用直徑分別為2.5mm、5mm和10mm的硬質(zhì)合金壓頭，各級(jí)試驗(yàn)力分別有1838.7N、2451.7N、4900N、7350N、9800N和29400N。

1. 各級(jí)試驗(yàn)力超差分析及排除方法

（1）小杠桿5（見(jiàn)圖2）前后刀子11、2松動(dòng)，使得杠桿比發(fā)生變化。解決方法是用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀對(duì)試驗(yàn)力進(jìn)行監(jiān)控，調(diào)整到規(guī)定力值后，擰緊螺釘1、12，使前后刀子固緊，恢復(fù)原來(lái)杠桿比。

圖1　布氏硬度計(jì)結(jié)構(gòu)示意

圖2　主軸和負(fù)荷機(jī)構(gòu)

（2）由于固定圓柱形刀子23的螺釘19松動(dòng)或損壞，致使圓柱形刀子23位置變動(dòng)。這種現(xiàn)象可通過(guò)固緊或更換螺釘來(lái)解決。

（3）刀刃磨損、變鈍或崩角。如刀刃變鈍不嚴(yán)重時(shí)，可用磨石精心修磨，但研磨后刀刃要平直，磨好裝上即可投入使用。如磨損或崩角嚴(yán)重則應(yīng)配換新的刀子。

（4）小杠桿5杠桿體被壓破裂或變形，解決辦法是應(yīng)按原尺寸更換或加工配換。

（5）大杠桿24重點(diǎn)刀子23沒(méi)有落在吊環(huán)4的V形刀墊3內(nèi)。解決方法是重新裝配套環(huán)，使大杠桿24的重點(diǎn)刀子23和小杠桿5的力點(diǎn)刀子2分別落入套環(huán)上兩V形刀墊內(nèi)，使其相互吻合。

（6）大小杠桿力的作用線不在同一垂直平面內(nèi)，原因是大杠桿的左右位置不對(duì)，或螺釘19松動(dòng)，使大杠桿產(chǎn)生偏移，加荷時(shí)大小杠桿錯(cuò)位（產(chǎn)生扭矩）影響試驗(yàn)力。應(yīng)松開(kāi)固定支點(diǎn)橫軸21的螺釘19，左右移動(dòng)大杠桿24，直到大小杠桿在一平面內(nèi)即可解決。

（7）大杠桿支點(diǎn)橫軸21外套滾動(dòng)軸承20銹蝕不清潔，臟污使大杠桿移動(dòng)不靈活。解決方法是對(duì)滾動(dòng)軸承20進(jìn)行清洗，并加少量潤(rùn)滑油。如銹蝕嚴(yán)重清洗不凈時(shí)，應(yīng)更換相同規(guī)格的合格軸承。

2. 小負(fù)荷試驗(yàn)力1838.7N（1 8 7.5 k g f）或2 4 5 1.7 N（250kgf）超差分析及排除方法

（1）大杠桿上的游碼26（見(jiàn)圖2）位置發(fā)生變動(dòng)。解決辦法是通過(guò)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀對(duì)試驗(yàn)力進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到規(guī)定試驗(yàn)力值后，將其固定在相應(yīng)位置。

（2）手輪下面定位器的螺釘調(diào)整不當(dāng)，使手輪過(guò)早或過(guò)遲打滑，達(dá)不到規(guī)定預(yù)負(fù)荷要求試驗(yàn)力?？赏ㄟ^(guò)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀（或負(fù)荷傳感器）進(jìn)行測(cè)力，調(diào)整手輪下面的定位螺釘，當(dāng)達(dá)到980.7N左右時(shí)手輪打滑即可；也可以采取用另一方法進(jìn)行調(diào)整：調(diào)整定位器彈簧的壓力，直到當(dāng)手輪打滑時(shí)，能頂起不掛砝碼盤(pán)的大杠桿，而掛上砝碼盤(pán)就頂不起時(shí)，此時(shí)壓緊力較為合適。

（3）砝碼吊盤(pán)、砝碼、大杠桿等觸及機(jī)殼后面電線、機(jī)殼障礙物使試驗(yàn)力變小。可排除障礙物或重新調(diào)整機(jī)體水平來(lái)解決。

3. 布氏硬度示值超差分析及排除方法

（1）試驗(yàn)力超差而引起布氏硬度示值超差，可通過(guò)前面提到的方法檢查調(diào)整試驗(yàn)力，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀調(diào)整，使其達(dá)到計(jì)量檢定規(guī)程的要求。

（2）鋼球壓頭銹蝕、磨損、變形，可更換合格的鋼球壓頭。

（3）測(cè)量壓痕用的讀數(shù)顯微鏡失準(zhǔn)，造成失準(zhǔn)，可通過(guò)以下幾個(gè)方面分析解決：①由于物鏡與物鏡筒相對(duì)松動(dòng)，使放大倍數(shù)改變，可擰緊物鏡并用標(biāo)準(zhǔn)分劃板檢查放大倍數(shù)是否正常。②讀數(shù)顯微鏡微分筒零位刻線與分劃板刻線不對(duì)零，可調(diào)整微分筒零位刻線與分劃板零位刻線對(duì)準(zhǔn)零。③鏡片上有污物，使視場(chǎng)內(nèi)視線暗淡，影響對(duì)壓痕進(jìn)行測(cè)量，可用脫脂棉蘸少量無(wú)水酒精和乙醚混合液小心輕擦。④目鏡未裝到位，解決方法是根據(jù)讀數(shù)顯微鏡安裝要求將目鏡安裝到位。

4. 打開(kāi)電源電動(dòng)機(jī)立即啟動(dòng)

（1）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)前已按加荷按鈕4（見(jiàn)圖3），換向開(kāi)關(guān)已接通。遇此情況應(yīng)順其自然運(yùn)轉(zhuǎn)一次可回到原位；若砝碼均已加好，但試件與壓頭尚未接觸的情況下，則應(yīng)關(guān)閉電源取下砝碼和吊盤(pán)再打開(kāi)電源讓其運(yùn)轉(zhuǎn)一次。

（2）加荷按鈕4螺釘調(diào)得過(guò)長(zhǎng)或按鈕中彈簧失效、斷裂，當(dāng)按下按鈕后不能自動(dòng)彈回原來(lái)位置。解決方法是檢查并調(diào)短按鈕4的螺釘或更換彈簧。

圖3　換向系統(tǒng)示意

（3）換向開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖3）中的“R”形彈簧片變形、位置不正確或彈力失效?？蓹z查、調(diào)整、修復(fù)、更換換向開(kāi)關(guān)中的“R”形彈簧片。

5. 開(kāi)關(guān)反向電路不通，停機(jī)、試驗(yàn)力不能自動(dòng)卸載

（1）換向開(kāi)關(guān)反向觸點(diǎn)燒壞，接觸片下面的彈簧失效?？尚迯?fù)觸點(diǎn)或更換彈簧片，更換彈簧。

（2）換向撥桿3上的拉力彈簧失效。更換彈簧即可解決。

（3）支撐換向開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)軸的兩膠木板的孔內(nèi)有污物，使摩擦力增大?？赏ㄟ^(guò)除污、清洗消除較大的摩擦力使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

6. 電動(dòng)機(jī)始終向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)而不能自動(dòng)換向或起動(dòng)后不能自動(dòng)停機(jī)

（1）換向開(kāi)關(guān)中的拉力彈簧失效。可更換彈簧解決。

（2）換向開(kāi)關(guān)安裝不當(dāng)，致使換向開(kāi)關(guān)擋銷碰不到調(diào)節(jié)盤(pán)上的活動(dòng)擋板?？芍匦掳惭b、調(diào)整換向開(kāi)關(guān)的位置，使其靠近機(jī)壁，但不碰到機(jī)壁，這樣活動(dòng)擋板就能碰到換向擋銷，使之換向。

（3）換向開(kāi)關(guān)“R”形彈簧片太軟或變形或位置不適當(dāng)，因此不能使定位桿被定住?？蓹z查、調(diào)整彈簧的位置，使其達(dá)到要求，或更換符合要求的彈簧片。

7. 負(fù)荷系統(tǒng)加載開(kāi)始有沖擊和振動(dòng)現(xiàn)象

大蝸輪與蝸桿磨損，大蝸輪的定位鍵磨損，曲柄松動(dòng)或曲柄鍵槽磨損，使其產(chǎn)生間隙和位移，因此出現(xiàn)沖擊和振動(dòng)現(xiàn)象?？蓹z查磨損情況酌情處理，或修復(fù)或更換。

8. 減速器或電動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)出噪聲

（1）減速器或電動(dòng)機(jī)的軸承嚴(yán)重缺乏潤(rùn)滑油或軸承等轉(zhuǎn)動(dòng)部分磨損?？纱蜷_(kāi)減速器后蓋，注滿合格的潤(rùn)滑油，清洗軸承或更換軸承。

（2）電動(dòng)機(jī)軸與減速器軸的同軸度改變。通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)軸與減速器軸的同軸度，可以消除噪聲。

9. 硬度計(jì)維護(hù)保養(yǎng)

（1）硬度計(jì)應(yīng)放在清潔、干燥、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)振動(dòng)的環(huán)境內(nèi)。

（2）電器裝置應(yīng)有良好的接地線，以防漏電傷人。

（3）工作臺(tái)的升降絲杠要經(jīng)常加油，保持清潔，防止生銹或灰塵落入引起的絲杠卡死現(xiàn)象。

（4）有目鏡和物鏡的硬度計(jì)應(yīng)經(jīng)常保持清潔，長(zhǎng)時(shí)間不用，可放在干燥箱內(nèi)，防止產(chǎn)生霉點(diǎn)。

（5）硬度計(jì)的工作臺(tái)要保持平整、清潔，不得在臺(tái)面上敲擊重物，以免引起其劃傷或變形。

（6）操作者應(yīng)根據(jù)零件的不同形狀和硬度要求，選擇相應(yīng)的硬度計(jì)、壓頭、負(fù)荷和工作臺(tái)及相關(guān)夾具。對(duì)試驗(yàn)中產(chǎn)生附加力矩的工件，必須使用專用工作臺(tái)和輔助支撐臺(tái)。例如：測(cè)量長(zhǎng)桿件端部的硬度，需加輔助支撐臺(tái)。棒形零件的硬度測(cè)量需用V形槽工作臺(tái)等。

（7）硬度計(jì)應(yīng)按期進(jìn)行周期檢定和日常檢定。生產(chǎn)線（檢驗(yàn)）使用的硬度計(jì)，操作者應(yīng)在班前自行檢定一次。

（8）對(duì)有緩沖器的硬度計(jì)應(yīng)每月對(duì)緩沖器進(jìn)行檢查，必要時(shí)添加相應(yīng)標(biāo)號(hào)的潤(rùn)滑油，注意不要將油滴灑在砝碼上，以免增加砝碼重量或使砝碼之間發(fā)生粘連。布氏硬度計(jì)的變速器應(yīng)定期涂凡士林。

（9）移動(dòng)硬度計(jì)時(shí)，必須將砝碼、壓頭等晃動(dòng)部件取下，將杠桿固定好。重新安裝后必須經(jīng)過(guò)檢定合格方能使用。

（10）工作完畢后必須及時(shí)擦拭，蓋好保護(hù)罩，切斷電源。

（11）凡多班連續(xù)使用硬度計(jì)時(shí)，應(yīng)建立完善的交接班制度。

10. 結(jié)語(yǔ)

HB—3000型布氏硬度計(jì)出現(xiàn)的故障在具體工作中還有其他不同表現(xiàn)，不同類型布氏硬度計(jì)出現(xiàn)的故障可以依此類推，根據(jù)不同原理逐一解決，方法基本類似。只有在工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，善于總結(jié)，冷靜分析，摸清硬度計(jì)工作原理，才能針對(duì)不同類型的布氏硬度計(jì)故障做到快速判斷，及時(shí)解決。

張榮、王軍、柴俊彬，西安航空動(dòng)力股份有限公司計(jì)量中心。