HB-3000布氏硬度計常見故障分析及排除

■張榮，王軍，柴俊彬

HB-3000布氏硬度計常見故障分析及排除

■張榮，王軍，柴俊彬

HB-3000型布氏硬度計是一種廣泛應用于進行各種金屬布氏硬度試驗的儀器，該類型硬度計目前仍在冷熱加工工藝以及冶金材料檢測等部門使用，由于此類硬度計為老型號產品，經過多年使用后，故障率不斷增加，針對該類型硬度計經常出現的具體故障，提出了排除故障的方法。

硬度試驗分為布氏硬度試驗、洛氏硬度試驗、維氏硬度試驗和里氏硬度試驗等，從而就產生了布氏硬度計、洛氏硬度計、維氏硬度計和里氏硬度計。本文以HB—3000型布氏硬度計（見圖1）為例，分析該型號硬度計在使用中常出現的故障及解決方法。該型號硬度計主要由機體、工作臺升降機構、負荷機構、主軸機構和控制機構（減速器、換向開關）等部件組成，使用直徑分別為2.5mm、5mm和10mm的硬質合金壓頭，各級試驗力分別有1838.7N、2451.7N、4900N、7350N、9800N和29400N。

1. 各級試驗力超差分析及排除方法

（1）小杠桿5（見圖2）前后刀子11、2松動，使得杠桿比發生變化。解決方法是用標準測力儀對試驗力進行監控，調整到規定力值后，擰緊螺釘1、12，使前后刀子固緊，恢復原來杠桿比。

圖1　布氏硬度計結構示意

圖2　主軸和負荷機構

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

（3）刀刃磨損、變鈍或崩角。如刀刃變鈍不嚴重時，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。如磨損或崩角嚴重則應配換新的刀子。

（4）小杠桿5杠桿體被壓破裂或變形，解決辦法是應按原尺寸更換或加工配換。

（5）大杠桿24重點刀子23沒有落在吊環4的V形刀墊3內。解決方法是重新裝配套環，使大杠桿24的重點刀子23和小杠桿5的力點刀子2分別落入套環上兩V形刀墊內，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，原因是大杠桿的左右位置不對，或螺釘19松動，使大杠桿產生偏移，加荷時大小杠桿錯位（產生扭矩）影響試驗力。應松開固定支點橫軸21的螺釘19，左右移動大杠桿24，直到大小杠桿在一平面內即可解決。

（7）大杠桿支點橫軸21外套滾動軸承20銹蝕不清潔，臟污使大杠桿移動不靈活。解決方法是對滾動軸承20進行清洗，并加少量潤滑油。如銹蝕嚴重清洗不凈時，應更換相同規格的合格軸承。

2. 小負荷試驗力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（見圖2）位置發生變動。解決辦法是通過用標準測力儀對試驗力進行調整，調整到規定試驗力值后，將其固定在相應位置。

（2）手輪下面定位器的螺釘調整不當，使手輪過早或過遲打滑，達不到規定預負荷要求試驗力。可通過用標準測力儀（或負荷傳感器）進行測力，調整手輪下面的定位螺釘，當達到980.7N左右時手輪打滑即可；也可以采取用另一方法進行調整：調整定位器彈簧的壓力，直到當手輪打滑時，能頂起不掛砝碼盤的大杠桿，而掛上砝碼盤就頂不起時，此時壓緊力較為合適。

（3）砝碼吊盤、砝碼、大杠桿等觸及機殼后面電線、機殼障礙物使試驗力變小。可排除障礙物或重新調整機體水平來解決。

3. 布氏硬度示值超差分析及排除方法

（1）試驗力超差而引起布氏硬度示值超差，可通過前面提到的方法檢查調整試驗力，通過標準測力儀調整，使其達到計量檢定規程的要求。

（2）鋼球壓頭銹蝕、磨損、變形，可更換合格的鋼球壓頭。

（3）測量壓痕用的讀數顯微鏡失準，造成失準，可通過以下幾個方面分析解決：①由于物鏡與物鏡筒相對松動，使放大倍數改變，可擰緊物鏡并用標準分劃板檢查放大倍數是否正常。②讀數顯微鏡微分筒零位刻線與分劃板刻線不對零，可調整微分筒零位刻線與分劃板零位刻線對準零。③鏡片上有污物，使視場內視線暗淡，影響對壓痕進行測量，可用脫脂棉蘸少量無水酒精和乙醚混合液小心輕擦。④目鏡未裝到位，解決方法是根據讀數顯微鏡安裝要求將目鏡安裝到位。

4. 打開電源電動機立即啟動

（1）打開電源開關前已按加荷按鈕4（見圖3），換向開關已接通。遇此情況應順其自然運轉一次可回到原位；若砝碼均已加好，但試件與壓頭尚未接觸的情況下，則應關閉電源取下砝碼和吊盤再打開電源讓其運轉一次。

（2）加荷按鈕4螺釘調得過長或按鈕中彈簧失效、斷裂，當按下按鈕后不能自動彈回原來位置。解決方法是檢查并調短按鈕4的螺釘或更換彈簧。

圖3　換向系統示意

（3）換向開關（見圖3）中的“R”形彈簧片變形、位置不正確或彈力失效。可檢查、調整、修復、更換換向開關中的“R”形彈簧片。

5. 開關反向電路不通，停機、試驗力不能自動卸載

（1）換向開關反向觸點燒壞，接觸片下面的彈簧失效。可修復觸點或更換彈簧片，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）支撐換向開關轉軸的兩膠木板的孔內有污物，使摩擦力增大。可通過除污、清洗消除較大的摩擦力使轉軸轉動靈活。

6. 電動機始終向一個方向轉動而不能自動換向或起動后不能自動停機

（1）換向開關中的拉力彈簧失效。可更換彈簧解決。

（2）換向開關安裝不當，致使換向開關擋銷碰不到調節盤上的活動擋板。可重新安裝、調整換向開關的位置，使其靠近機壁，但不碰到機壁，這樣活動擋板就能碰到換向擋銷，使之換向。

（3）換向開關“R”形彈簧片太軟或變形或位置不適當，因此不能使定位桿被定住。可檢查、調整彈簧的位置，使其達到要求，或更換符合要求的彈簧片。

7. 負荷系統加載開始有沖擊和振動現象

大蝸輪與蝸桿磨損，大蝸輪的定位鍵磨損，曲柄松動或曲柄鍵槽磨損，使其產生間隙和位移，因此出現沖擊和振動現象。可檢查磨損情況酌情處理，或修復或更換。

8. 減速器或電動機工作時發出噪聲

（1）減速器或電動機的軸承嚴重缺乏潤滑油或軸承等轉動部分磨損。可打開減速器后蓋，注滿合格的潤滑油，清洗軸承或更換軸承。

（2）電動機軸與減速器軸的同軸度改變。通過調整電動機軸與減速器軸的同軸度，可以消除噪聲。

9. 硬度計維護保養

（1）硬度計應放在清潔、干燥、無腐蝕性氣體和無振動的環境內。

（2）電器裝置應有良好的接地線，以防漏電傷人。

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

（4）有目鏡和物鏡的硬度計應經常保持清潔，長時間不用，可放在干燥箱內，防止產生霉點。

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

（6）操作者應根據零件的不同形狀和硬度要求，選擇相應的硬度計、壓頭、負荷和工作臺及相關夾具。對試驗中產生附加力矩的工件，必須使用專用工作臺和輔助支撐臺。例如：測量長桿件端部的硬度，需加輔助支撐臺。棒形零件的硬度測量需用V形槽工作臺等。

（7）硬度計應按期進行周期檢定和日常檢定。生產線（檢驗）使用的硬度計，操作者應在班前自行檢定一次。

（8）對有緩沖器的硬度計應每月對緩沖器進行檢查，必要時添加相應標號的潤滑油，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生粘連。布氏硬度計的變速器應定期涂凡士林。

（9）移動硬度計時，必須將砝碼、壓頭等晃動部件取下，將杠桿固定好。重新安裝后必須經過檢定合格方能使用。

（10）工作完畢后必須及時擦拭，蓋好保護罩，切斷電源。

（11）凡多班連續使用硬度計時，應建立完善的交接班制度。

10. 結語

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

張榮、王軍、柴俊彬，西安航空動力股份有限公司計量中心。