齒輪的洛氏硬度檢測(cè)方法
齒輪是機(jī)器中傳遞扭矩、調(diào)整速度及改變運(yùn)動(dòng)方向的重要零件，在裝備制造、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。許多齒輪的服役條件都很惡劣。齒輪工作時(shí)，齒根要受到交變彎曲應(yīng)力，齒面要受到磨擦力、交變接觸壓應(yīng)力及沖擊載荷。如果制造不當(dāng)，就會(huì)造成齒輪斷齒、齒面磨損或齒面接觸疲勞破壞，造成齒輪這一重要零件的早期失效。
大多數(shù)齒輪都要求心部具有高的強(qiáng)度和韌性，齒面要具有高的硬度、耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)這一目的，通常要對(duì)齒輪毛壞做調(diào)質(zhì)處理，對(duì)齒面做表面淬火或滲碳、滲氮處理。困此齒面硬度和硬化層成為代表齒輪質(zhì)量的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。
齒輪的硬度檢測(cè)在很長(zhǎng)一段時(shí)間因?yàn)辇X面受條件的限制用洛氏法無(wú)法測(cè)量而不得不用可靠性不高的里氏或E型肖氏來(lái)測(cè)定。如何實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)齒輪齒面進(jìn)行快速、方便、無(wú)損、精確的硬度檢測(cè)，一直以來(lái)都是業(yè)內(nèi)的一個(gè)難題。原來(lái)國(guó)內(nèi)沒(méi)有這樣的儀器，國(guó)外能檢齒輪洛氏硬度儀器的價(jià)格又很高。如果有檢測(cè)齒輪的齒面硬度大多采用切齒之后到實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行洛氏的硬度檢測(cè)?，F(xiàn)在沈陽(yáng)天星試驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn)了一款專(zhuān)門(mén)檢測(cè)齒輪硬度的洛氏硬度計(jì)，可對(duì)齒輪進(jìn)行快速、方便、無(wú)損的洛氏硬度檢測(cè)。
一、天星齒輪硬度計(jì)的原理與結(jié)構(gòu)
天星齒輪洛氏硬度計(jì)是按照洛氏硬度試驗(yàn)原理來(lái)設(shè)計(jì)的。硬度計(jì)采用用120°金剛石壓頭，62.5 kg試驗(yàn)力，利用HRC:HR62.5=2:1(壓痕深度比)的關(guān)系直接顯示HRC硬度值。
儀器測(cè)試時(shí)，根據(jù)待測(cè)齒輪的總齒數(shù)z，查表或根據(jù)公式計(jì)算出應(yīng)跨齒數(shù)k，將儀器的測(cè)量臂和夾持臂跨接到k個(gè)齒上，夾緊之后，儀器壓頭會(huì)正好位于待測(cè)齒的分度圓位置，并且與齒面垂直，如下圖：
儀器的試驗(yàn)力由測(cè)量單元中經(jīng)過(guò)精密校正的彈簧產(chǎn)生，由加力手柄控制施加初試驗(yàn)力和總試驗(yàn)力，試驗(yàn)力經(jīng)過(guò)測(cè)量桿傳遞到金剛石壓頭上，并且試驗(yàn)力的方向由垂直向下方向改變?yōu)榕c壓頭軸線方向相同。這一試驗(yàn)力正好與測(cè)量點(diǎn)附近的齒面相垂直。
施加試驗(yàn)力后，齒面上的壓痕深度位移量經(jīng)過(guò)測(cè)量桿傳遞到指示表上，指示表的指針會(huì)指到對(duì)應(yīng)的HRC硬度值上。儀器試驗(yàn)力由可溯源的測(cè)力儀校正，儀器的硬度測(cè)量值由可溯源的標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度塊校正。一臺(tái)校正好的儀器，其硬度測(cè)量可以保證在1.5 HRC之內(nèi)。天星齒輪硬度計(jì)是由指示表、測(cè)量單元、測(cè)量桿、測(cè)量臂、滑動(dòng)臂、橫梁、壓頭組件等組成。指示表通過(guò)測(cè)量壓痕深度指示測(cè)得的硬度值。測(cè)量單元通過(guò)加力手柄控制產(chǎn)生初試驗(yàn)力和總試驗(yàn)力。藏于測(cè)量單元和測(cè)量臂內(nèi)的測(cè)量桿用于傳遞試驗(yàn)力和壓痕深度位移量信息。測(cè)量臂和滑動(dòng)臂通過(guò)測(cè)量面和夾持面夾住應(yīng)測(cè)跨的k個(gè)齒。橫梁為滑動(dòng)臂提供支撐。壓頭組件可精確地將試驗(yàn)力傳遞到金剛石壓頭上，將壓頭壓入齒面，同時(shí)將壓痕深度位移量傳遞到測(cè)量桿。
二、天星齒輪硬度計(jì)使用方法
1. 查看隨機(jī)附帶說(shuō)明書(shū)中的表一或按公式“k=z/9的整數(shù)部分+1”，根據(jù)待測(cè)齒輪的總齒數(shù)z，確定跨齒數(shù)k。
2. 固定好待測(cè)齒輪，使儀器靠近待測(cè)齒輪。
3. 調(diào)節(jié)夾緊手柄，使儀器測(cè)量臂和夾持臂跨到k個(gè)齒上。
4. 如果儀器無(wú)法跨到k個(gè)齒上，或者跨到k個(gè)齒上后無(wú)法夾緊，此時(shí)應(yīng)改變夾持臂的位置（使用5 mm內(nèi)六角扳手從滑塊上卸下夾持臂，安裝到新的位置），使得在轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊手柄時(shí)測(cè)量臂和夾持臂可以跨到k個(gè)齒上，并且可以將齒輪夾緊。
5. 調(diào)節(jié)限位螺桿1，使測(cè)量臂上金剛石壓頭的測(cè)量點(diǎn)位于齒輪的分度圓位置（大約在齒高的中間位置）。
6. 調(diào)節(jié)限位螺桿2，使夾持臂上的夾持平面位于齒輪的分度圓位置（大約在齒高的中間位置）。
7. 轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊手柄，將齒輪夾緊。
8. 將加力手柄移到初試驗(yàn)力Ⅱ的位置。
9. 轉(zhuǎn)動(dòng)指示表表圈，使大指針指向0。
10. 將加力手柄移到總試驗(yàn)力Ⅲ的位置。
11. 待大指針停止移動(dòng)之后，將加力手柄移到初試驗(yàn)力Ⅱ的位置。
12. 讀取硬度值。此硬度值即為被測(cè)齒輪的洛氏硬度值。
注：完成一次測(cè)量之后，必須將加力手柄移回到起始位置Ⅰ，否則在下次測(cè)量時(shí)金剛石壓頭可能被損壞。