齒輪的洛氏硬度檢測方法
齒輪是機器中傳遞扭矩、調(diào)整速度及改變運動方向的重要零件，在裝備制造、交通運輸?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，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，就會造成齒輪斷齒、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度和韌性，齒面要具有高的硬度、耐磨性和抗疲勞強度。為實現(xiàn)這一目的，通常要對齒輪毛壞做調(diào)質(zhì)處理，對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)量的兩項重要指標。
齒輪的硬度檢測在很長一段時間因為齒面受條件的限制用洛氏法無法測量而不得不用可靠性不高的里氏或E型肖氏來測定。如何實現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場對齒輪齒面進行快速、方便、無損、精確的硬度檢測，一直以來都是業(yè)內(nèi)的一個難題。原來國內(nèi)沒有這樣的儀器，國外能檢齒輪洛氏硬度儀器的價格又很高。如果有檢測齒輪的齒面硬度大多采用切齒之后到實驗室里進行洛氏的硬度檢測?，F(xiàn)在沈陽天星試驗儀器有限公司生產(chǎn)了一款專門檢測齒輪硬度的洛氏硬度計，可對齒輪進行快速、方便、無損的洛氏硬度檢測。
一、天星齒輪硬度計的原理與結(jié)構(gòu)
天星齒輪洛氏硬度計是按照洛氏硬度試驗原理來設(shè)計的。硬度計采用用120°金剛石壓頭，62.5 kg試驗力，利用HRC:HR62.5=2:1(壓痕深度比)的關(guān)系直接顯示HRC硬度值。
儀器測試時，根據(jù)待測齒輪的總齒數(shù)z，查表或根據(jù)公式計算出應(yīng)跨齒數(shù)k，將儀器的測量臂和夾持臂跨接到k個齒上，夾緊之后，儀器壓頭會正好位于待測齒的分度圓位置，并且與齒面垂直，如下圖：
儀器的試驗力由測量單元中經(jīng)過精密校正的彈簧產(chǎn)生，由加力手柄控制施加初試驗力和總試驗力，試驗力經(jīng)過測量桿傳遞到金剛石壓頭上，并且試驗力的方向由垂直向下方向改變?yōu)榕c壓頭軸線方向相同。這一試驗力正好與測量點附近的齒面相垂直。
施加試驗力后，齒面上的壓痕深度位移量經(jīng)過測量桿傳遞到指示表上，指示表的指針會指到對應(yīng)的HRC硬度值上。儀器試驗力由可溯源的測力儀校正，儀器的硬度測量值由可溯源的標準洛氏硬度塊校正。一臺校正好的儀器，其硬度測量可以保證在1.5 HRC之內(nèi)。天星齒輪硬度計是由指示表、測量單元、測量桿、測量臂、滑動臂、橫梁、壓頭組件等組成。指示表通過測量壓痕深度指示測得的硬度值。測量單元通過加力手柄控制產(chǎn)生初試驗力和總試驗力。藏于測量單元和測量臂內(nèi)的測量桿用于傳遞試驗力和壓痕深度位移量信息。測量臂和滑動臂通過測量面和夾持面夾住應(yīng)測跨的k個齒。橫梁為滑動臂提供支撐。壓頭組件可精確地將試驗力傳遞到金剛石壓頭上，將壓頭壓入齒面，同時將壓痕深度位移量傳遞到測量桿。
二、天星齒輪硬度計使用方法
1. 查看隨機附帶說明書中的表一或按公式“k=z/9的整數(shù)部分+1”，根據(jù)待測齒輪的總齒數(shù)z，確定跨齒數(shù)k。
2. 固定好待測齒輪，使儀器靠近待測齒輪。
3. 調(diào)節(jié)夾緊手柄，使儀器測量臂和夾持臂跨到k個齒上。
4. 如果儀器無法跨到k個齒上，或者跨到k個齒上后無法夾緊，此時應(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)動夾緊手柄時測量臂和夾持臂可以跨到k個齒上，并且可以將齒輪夾緊。
5. 調(diào)節(jié)限位螺桿1，使測量臂上金剛石壓頭的測量點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)動夾緊手柄，將齒輪夾緊。
8. 將加力手柄移到初試驗力Ⅱ的位置。
9. 轉(zhuǎn)動指示表表圈，使大指針指向0。
10. 將加力手柄移到總試驗力Ⅲ的位置。
11. 待大指針停止移動之后，將加力手柄移到初試驗力Ⅱ的位置。
12. 讀取硬度值。此硬度值即為被測齒輪的洛氏硬度值。
注：完成一次測量之后，必須將加力手柄移回到起始位置Ⅰ，否則在下次測量時金剛石壓頭可能被損壞。