Ruční tvrdoměry ERNST s modifikovaným Rockwellovým principem

Měření tvrdosti technických materiálů patří k základním zkouškám jejich vlastností. Častým požadavkem je měření tvrdosti na vstupních polotovarech nebo na hotových výrobcích, jejichž rozměry přesahují možnosti měření pomocí stolních tvrdoměrů. Proto mají ruční tvrdoměry nezastupitelné místo v instrumentaci k měření tvrdosti.

Ruční tvrdoměry využívají měřicí metody, které jsou statické a vycházejí z definice podle Rockwella, Brinella či Vickerse nebo využívají dynamický princip podle Leeba, existují také tvrdoměry využívající ultrazvukovou metodu.

Z hlediska návaznosti měření ručními tvrdoměry na hodnoty získané stacionárními přístroji je výhodné používat ty ruční tvrdoměry, které využívají statické metody. Dynamicky pracující tvrdoměry nebo ultrazvukové přístroje mohou být sice pro svoji velikost uživatelsky atraktivní, mají však principiální aplikační omezení, jejichž zanedbání může vést k nesprávným měřením a tím ke špatnému hodnocení měřených materiálů.

Švýcarský výrobce tvrdoměrů ERNST Härteprüfer nabízí ucelenou řadu ručních přístrojů pracujících na principu podle Rockwella, který je však modifikován tak, aby bylo možné měřit prakticky bez omezujících podmínek. Ruční tvrdoměry tak umožní měření všech běžných technických materiálů, a to i na tvarově složitých místech polotovarů a výrobků. Podle účelu použití jsou k dispozici typy tvrdoměrů s názvy Esatest, Computest a Dynatest. Přístroj Esatest byl již podrobně popsán v Technickém týdeníku č. 10, věnujme se tedy zbývajícím dvěma typům.

Zásadním funkčním principem obou ručních tvrdoměrů je modifikovaný Rockwellův princip, který má výrobce ERNST Härteprüfer patentovaný. V čem tato modifikace spočívá?

Tradiční uspořádání pro měření tvrdosti podle Rockwella vychází z předpokladu, že měřený díl je dokonale podepřený. Jakýkoliv posun nebo prohnutí dílu při zatížení způsobí změnu změřené hloubky vtisku a tím i snížení zjištěné tvrdosti. Po aplikaci tzv. předzátěže F 0 musí být snímač hloubky vtisku vynulován. Zatěžovací sílu F1 je nutné potom aplikovat plynule a musí se nechat působit určitou dobu podle tvrdosti měřeného materiálu. Po odstranění zatěžovací síly F1 zůstane vnikací těleso v poloze dané zátěží, zanedbáme-li všechny elastické deformace. Snímač poté udává rozdíl mezi předzátěží a měřicím zatížením. Ale to jen tehdy, pokud nedojde ke změně polohy měřeného povrchu. Tento předpoklad, který je dobře splnitelný u stacionárních tvrdoměrů, kde je měřicí obvod dostatečně tuhý, lze v případě ručního měření jentěžko splnit bez modifikace způsobu měření.

Modifikovaný způsob měření tvrdosti podle Rockwella má o něco složitější uspořádání. Sestava vnikacího tělesa (a) a pomocného dotyku (b) se dotkne měřeného povrchu a vnikací těleso působí na povrch silou předzátěže. Nastavení nulového výchozího bodu je přitom automatické. Poté je na vnikací těleso aplikováno požadované zatížení. Když zatížení pomine, snímač hloubky indikuje právě vniknutí zatěžovacího tělesa, které odpovídá tvrdosti měřeného materiálu. Tak jsou eliminovány změny polohy měřeného povrchu, ať jsou způsobeny třeba nedostatečně tuhou opěrkou nebo deformací měřeného dílu.

Computest

Přístroj Computest sestává z měřicí hlavice a vyhodnocovací jednotky. Měřicí hlavice je tvarově přizpůsobena pro pohodlné ruční měření, kdy je nutné vyvodit zatěžovací sílu 49 N. Hodnota předzatížení je 12 N. Na hlavici se nasazují měřicí opěrky podle tvaru měřeného povrchu. Základem je rovinná opěrka, dále je k dispozici prizmatická opěrka pro válcové povrchy. K měření tvrdosti v nepřístupných místech je možné použít prodlužovací nástavec vnikacího tělesa o délce 50 mm. Je-li potřeba měřit malé díly, je možné osadit měřicí hlavici do stojánku s plochou nebo prizmatickou opěrkou. Pro pohodlné měření na velkých dílech lze využít magnetický držák.

Vyhodnocovací jednotka zobrazuje na displeji tvrdost v hodnotách HRC, je možné nastavit přepočet do hodnot HRB, HB30 a HV nebo zobrazovat výsledky měření v N/mm2, případně lze vyhodnocení rozšířit o stupnice HB5 a HB10 nebo i další. Přístroj má možnost nastavení tolerancí měřených hodnot s optickou i akustickou signalizací. Naměřené hodnoty lze ukládat do paměti, kam se jich vejde 1000. Ke zpracování měření na počítači slouží program DataView. Akumulátory umožní práci až 8 hodin, nabíjecí stanice je současně praktickým podstavcem vyhodnocovací jednotky. Měřicí hlavice má hmotnost 670 g, vyhodnocovací jednotka 780 g.

{gallery}9{/gallery}

Dynatest

Přístroj Dynatest je unikátní tím, že v ručním provedení umožní měřit tvrdost při vysokém zatížení 980 N. Přitom není nutné, aby obsluha byla nějak zvlášť fyzicky zdatná. O zatížení se postará patentovaný mechanismus měřicí hlavice. Stačí jen rotačním pohybem ovládacího kroužku na hlavici natáhnout pružinovou soustavu a lehkým stiskem spustit měření. Vnikací těleso může být diamantový kužel nebo tvrdokovová kulička podle zvolené měřicí metody. V základní sestavě jsou opěrky pro rovinné, válcové i kulové povrchy.

Vyhodnocovací jednotka udává tvrdost v HRC, další stupnice jsou HB30 (pro kuželové i kulové vnikací těleso), N/mm2 a údaj hloubky vtisku. Jako další stupnice je možné doplnit HB5, HB10, HRB, HV a Shore D. Kromě tolerančního a statistického vyhodnocení naměřených hodnot lze využít paměťové vlastnosti přístroje a další zpracování měření na počítači pomocí programu DataView. Akumulátorové napájení a provedení vyhodnocovací jednotky je stejné jako u předchozího přístroje. Měřicí hlavice je však větší a má hmotnost 1,9 kg.

Přenosný tvrdoměr Dynatest umožňuje ruční měření při velkém zatížení. Díky unikátní konstrukci měřicí hlavice je průběh zatěžování plynulý. Výsledek tedy není ovlivněný dynamickým zatěžováním a s tím souvisejícími vlastnostmi měřeného dílu. Dynatest najde uplatnění zejména ři měření výrobků s horší kvalitou povrchu, jako jsou hutní polotovary nebo odlitky.

TSI System s.r.o.
www.tsisystem.cz

Podrobnosti: