一种邵氏硬度计试验力检定装置

技术领域

本发明涉及硬度计检定领域，尤其涉及一种邵氏硬度计试验力检定装置，使用该装置 能够满足计量部门和相关企事业单位对邵氏硬度计进行准确检定的需求。

背景技术

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。硬度是衡量材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如邵氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。邵氏硬度的测试方法：用邵氏硬度计插入被测材料，表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连，用针刺入被测物表面，表盘上所显示的数值即为硬度值，它的单位是“度”，其描述方法分A、D两种，分别代表不同的硬度范围，90度以下的用邵氏A硬度计测试，并得出数据，90度及以上的用邵氏D硬度计测试并得出数据，所以，一般来讲对于一个橡胶或塑料制品，在测试的时候，测试人员能根据经验进行测试前的预判，从而决定用邵氏A硬度计还是用邵氏D硬度计来进行测试。一般手感弹性比较大或者说偏软的制品，测试人员可以直接判断用邵氏A硬度计测试，而手感基本没什么弹性或者说偏硬的就可以用邵氏D硬度计进行测试。

目前实验室只能采取手握被检硬度计，使硬度计的压针垂直作用于测力传感器上，读取邵氏硬度计和标准测力仪的示值。

A型邵氏硬度试验方法是使用历史最为悠久、应用最广泛和最方便的橡胶硬度测量手段。我国使用的橡胶硬度计绝大多数是A型邵氏硬度计，约占目前国内橡胶硬度计90%以上。邵氏硬度计携带方便、结构简单、操作方便、测量迅速，特别适合于现场的硬度测定，长期以来，一直用于成品和半成品硬度性能的测定以及控制橡胶产品的质量。邵氏硬度计在发动机推进剂的研制和生产过程中大量使用，发动机推进剂的硬度是判定产品合不合格的一个重要指标。依据JJG304-2003《A型邵氏硬度计检定规程》的要求，A型邵氏硬度计实行周期检定，检定周期不超过1年。其中试验力检定需将邵氏硬度计的压针垂直压在测力传感器上，读取邵氏硬度计和与测力传感器相连的标准测力仪的示值，通过计算得出邵氏硬度计是否合格的结论。但由于邵氏硬度计体积较小，压针最大压缩量仅为2.5mm，最大试验力仅为8.05N，按照检定规程要求，在2.5mm的最大压缩量之间需等间隔选取5个压缩量作为检定点，分别为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm，这就导致在检定试验力时有两方面困难，一是加载过程难以控制，难以准确施加规定的压缩量，二是在加到规定的压缩量后难以保持。本发明设计了一套A型邵氏硬度计试验力的检定装置，可有效的解决以上两个难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明提供一种邵氏硬度计试验力检定装置，以解决现有实验室检定装置的操作繁琐；容易因校准人员的操作带来误差；测得示值无法溯源等问题。

为解决技术问题采用的技术方案

一种邵氏硬度计试验力检定装置,包括：

专用校准台架，所述专用校准台架是由底座及丝杠螺母传动机构，所述螺母传动机构是由手柄、丝杠、螺母及夹具组成，夹具通过螺母置于丝杠上，手柄带动丝杠使待测件下移，接触测力传感器；

测力传感器,置于底座上，放置在待测邵氏硬度计的正下方；

高精度数字测力仪, 所述高精度数字测力仪通过线缆与测力传感器连接，读取数值。

进一步地，所述丝杠螺母传动机构为滑动丝杠螺母机构。

有益效果

针对原装置中试验力检定过程中邵氏硬度计不好固定的问题，本发明将邵氏硬度计固定在夹具上， 通过摇动手柄带动丝杠转动来使试验力缓慢平稳地加在邵氏硬度计上，既可以避免加力过程中出现冲击现象，也可以使邵氏硬度计在加到额定力值时保持固定。

附图说明

图1：试验力检定系统原理图；

图2：丝杠结构原理图；

其中：1.底座，2.手柄，3.夹具，4.被测邵氏硬度计，5.丝杠，6.测力传感器，7.高精度数字测力仪，8.螺母。

具体实施方式

结合附图及具体实施例对本发明进一步说明：

本发明主要内容是设计一套邵氏硬度计试验力检定系统，其中的试验力加载装置可实现缓慢平稳加载试验力，在检定点保持邵氏硬度计及标准测力仪示值稳定不变。

本发明主要是设计一种邵氏硬度计试验力检定装置，本装置由专用校准台架、测力传感器、高精度数字测力仪组成。

校准台架主要由底座及丝杠螺母传动机构组成，其中，螺母机构上设计了具有弹簧结构的专用夹具，可以实现固定不同尺寸的邵氏硬度计。

检定时，将邵氏硬度计压针垂直向下固定在专用夹具上，测力传感器放置在校准台架底座上，调整传感器位置使邵氏硬度计压针正对传感器轴线，摇动手柄带动丝杠转动使邵氏硬度计缓慢下移，邵氏硬度计压针快要接触到标准测力仪时放慢速度，使邵氏硬度计的压针缓慢无冲击地垂直压在放于工作台面上的测力传感器上，

邵氏硬度计所受压力通过与测力传感器相连的高精度数字测力仪读出，然后利用硬度值与试验力的转换方程判定邵氏硬度计是否合格。邵氏硬度计试验力检定系统原理图如图1。

本发明中试验力加载过程通过丝杠螺母机构实现，丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的（如螺旋压力机、千斤顶等）；也有以传递运动为主的（如机床工作台的进给丝杠）；还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等。

丝杠螺母结构原理如图2所示，丝杠螺母机构有滚动摩擦机构和滑动摩擦机构之分。滚珠丝杠螺母机构虽然摩擦阻力矩小、传动效率高，但其结构复杂、成本高，尤其不能自锁，在试验力加载到检定点时难以稳定；滑动丝杠螺母机构虽然摩擦阻力矩较大、传动效率较低，但其结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，在试验力加载到检定点时能保持，方便计量人员读数，且检定过程中运动行程较短，摩擦阻力矩大、传动效率低等带来的不便可忽略不计，所以本装置采用滑动摩擦机构。丝杠的运动原理是：在丝杠旋转的时候，螺母是封闭循环，丝杠是开放循环，在循环过程中，螺母就会沿着丝杠的滚道向一个方向产生相对运动，从而带动螺母上的夹具产生运动。