高邮市计量测试所 江苏高邮 225600
摘要：作为一种计量工具，洛氏硬度计常被应用在各类金属材料的硬度测量上，其因操作简便的优势而有较为广泛的应用。然而，常规洛氏硬度计通常借由杠杆来加载，其在使用中很容易发生各种各样的故障，无法正常发挥出其计量的根本作用。本文以常用的洛氏硬度计作为研究对象，试探讨其日常发生的故障并总结相应的维修措施。
关键词：洛氏硬度计；常见故障；维修措施
硬度检测法的提出人为洛克威尔，洛氏硬度计便是由这种方法孕育而生，也因此得名，随后洛氏硬度计在经过了2次的改进之后最终形成了现代洛氏硬度计的雏形。近数十年来，洛氏硬度计被广泛应用于金属制品硬度的检测，以衡量金属制品的工艺性与质量。然而，洛氏硬度计常被用于热处理或机械加工等环境，因此其必然会经常发生故障，为了洛氏硬度计进行故障排除是非常有必要的。
一、工作原理
洛氏硬度计的测量对象主要为黑色金属、有色金属、钢材、具有一定厚度的板材、硬质合金、冶金材料以及热喷涂层，其测量范围包括厚度＞1mm的板材或直径3mm左右的圆棒，并不适用于测量小产品硬度。目前，其可以分为手动型（HR-150A等）、电动型（HR-150DT、HRM-45等）、磁力型及触摸屏型等若干类型。然而，无论是哪一种类型的洛氏温度计，其测量原理都是相同的，即：先后向被测试对象施加初始试验力（F0）和总试验力（F0+F1），随后从被测试对象的表面卸除F1试验力，将F0试验力保留下来，随后测量此时材料硬度高低的压痕残余深度。
图1 洛氏硬度计的工作原理
注：标记1为F0压入深度，标记2为F0+F1压入深度，标记3为卸除F1后材料的弹性恢复深度，标记4即为残余深度，标记5和标记6分别为被测试对象表面积测量基准面，标记7则是压头所在处。
二、试验力故障及维修方法
（一）初试验力不稳定
主轴系统因产生毛刺、出现锈蚀或存在污秽而产生较大的摩擦，施加初试验力时会出现不稳定问题，对于这种情况，可以将主轴系统中的毛刺进行打磨，使主轴表面恢复光滑，对于锈蚀与污秽，则要给予彻底的清洗，避免杂质遗留。
一般情况下，游码的固定度是适中的，若是游码松动便会导致初试验力不稳定，若遭遇这种情况可以借助测力计将游码的位置重新校准，并给予其固定处理。
（二）初试验力超差
游码位置是否在复合杠杆上位于正确的位置对于初试验力有很大的影响，若是游码位置不对则有可能导致初试验力超差，这时需要借助测力计对游码位置进行校准与固定。
吊杆是洛氏硬度计的重要组成部分，若是吊杆过短会使初试验力变得超差，这种可以对吊杆长度进行调整，令其在施加初试验力之后、上升工作台使指示器的大指针在转动35格到50格时能够出现操作者可以感到的阻力。
（三）总试验力不稳定
负荷杠杆的重点刀子与刀垫若是松动则会导致总试验力不稳定，这时可以将刀垫与重点刀子拧紧，便可以使总试验力恢复稳定。
刀刃磨损或刀刃崩缺同样可以导致总试验力不稳定，对刀刃进行修磨或直接更换崩缺的刀刃则可以恢复总试验力的稳定性。
主轴上部端面、刀刃工作面在正常情况下应该是平坦的，若是端面与工作面不平，则会导致总试验力失去稳定性，将端面与工作面修磨平整可以恢复总试验力的稳定性。
正常情况下砝码与支架是不会碰擦到一起的，若是机体倾斜便会导致砝码碰擦机架，若遭遇这类问题，可以将吊杆校准使其恢复直立状态，调整机体使其恢复水平度，并将砝码放正。
负荷杠杆上的三个刀刃应该是处于同一平面或相互平行的，若是三个刀刃未处于这个状态则会导致总试验力不稳定，在负荷杠杆前端对刀形支点位置进行调整，使三个刀刃相互平行或处于同一平面，则可恢复总试验力的稳定性。
（四）总试验力超差
总试验力是由F0和F1构成的，若是初试验力F0超差，则总试验力也会变得“超差”，若是发现总试验力超差的原因是初试验力超差，则可以对初试验力进行调整，使其符合试验的要求。
负荷杠杆的状况也会影响到总试验力大小，若是负荷杠杆不正常，则要将负荷杠杆中固定重点刀子的螺钉松开，将负荷杠杆的负荷比进行适当的调整。
砝码在使用过程中会出现磨损，作为洛氏硬度计的重要组成部分，砝码的磨损会使其质量下降，间接导致总试验力下降甚至变得“超差”，这时可以通过调整砝码质量或更换同规格、同型号的砝码来解决问题。
吊杆的长度是否合适同样会影响到总试验力的施加，若是吊杆过长，可能会导致总试验力尚未被完全施加便开始测量的状况，这时可以通过适当缩短吊杆长度来解决问题。
三、加力速度失控故障及维修方法
油量不够、缓冲阀机油浓度过低、活塞和气缸之间间隙过大、活塞面板和活塞端面之间密合性差会导致加力速度失控。油量不够会导致速度太快，可以通过加足油量来避免这一问题；对于缓冲阀机油浓度过低的问题，可以经常检查缓冲阀机油避免其太稀或直接更换浓度适宜的机油；对于活塞、气缸之间过大的间隙，可以增高油黏度或是直接更换活塞，以缩小二者的间隙；对于盖板和端面之间的密合差问题，可以对活塞盖板进行研磨。
机油太浓会导致加力速度过慢，可以通过更换浓度稍低的机油来提升加力速度；回油孔堵塞会导致同样结果，给予缓冲阀内部清洗即可。
四、硬度示值有偏差及其维修方法
硬度示值可能因故障而偏低或偏高，且原因及具体维修方法可参考表1；
表1 硬度示值有偏差及其维修方法
结语：
洛氏硬度计容易出现加速失控、力不稳或力差、示数有偏差等故障，采取相应维修措施可以排除这些故障，本文对此进行了简单研究，以供参考。
参考文献
[1]程存隆.洛氏硬度计的计量检定及常见故障探究[J].计量与测试技术,2017,44(03).
[2]吴进伟.浅析洛氏硬度计常见故障及调修[J].计量与测试技术,2016,43(08).
[3]张荣,王军,柴俊彬.洛氏硬度计常见故障分析与排除方法[J].金属加工(热加工),2016(21).
论文作者:王新
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
标签：初试论文; 吊杆论文; 洛氏硬度论文; 杠杆论文; 刀刃论文; 硬度论文; 砝码论文; 《基层建设》2017年第32期论文;