喷砂机硬度机示值误差的不确定评定_青岛华盛泰铸造机械设备公司
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发表时间:2019-05-14 18:28

摘要:本文主要通过对磨具标准硬度块的测量, 完成对喷砂硬度计示值误差的不确定度评定。

0、引言:

  磨具硬度指的是磨粒在外力作用下脱落的难易程度, 它是磨具产品在使用过程中的一个关键指标。如果磨具太硬, 容易烧伤工件;太软则磨具的消耗很快, 同时在加工中也容易对工件的表面质量带来很大的影响。目前, 磨具行业对磨具硬度测量常用的设备就是喷砂机硬度机。其关键部件结构见下图1。喷砂硬度机是利用一定体积的石英砂, 在一定压力的高速气流作用下, 通过喷嘴, 喷射到磨具表面, 使部分磨粒和结合剂剥离, 表面形成凹坑, 用测量凹坑深度来表示磨具的硬度。由于影响磨具硬度的因素很多, 同时为了验证喷砂硬度计测量结果的可靠, 本文将根据JJF 1059。1-2012《测量不确定度评定与表示》和结合磨具行业的特征完成两种砂室 (5cm3和28 cm3) 情况下喷砂硬度机示值误差的不确定度评定。

1、试验准备:

  根据喷砂硬度计的操作规程将喷砂气压调至合适的气压, 砂室放入足够的石英砂, 用标准钠玻璃将喷砂硬度机调整在稳定的范围内。

1.1、被测对象:

  喷砂硬度机。

1.2、测量环境:

  环境温度: (5~35) ℃。

  相对湿度:≤80%RH。

1.3、标准装置:

  标准硬度块:

 5cm3硬度块值为3.50, 均匀度≤5.0%, 28cm3硬度块值为4.00, 均匀度≤3.0%。

2、不确定的评定:

2.1、测量模型:

计算公式

 

  式中:δ—喷砂硬度机的示值误差;

  h—喷砂硬度机测量值的算术平均值;

  h0—标准喷砂硬度块的标称值。

图1 喷砂硬度机关键结构

图1 喷砂硬度机关键结构

2.2、输入量的标准不确定度分量的评定:

2.2.1、输入量h的标准不确定度u (h) 的评定:

  输入量h的不确定度主要是测量重复性所引起的, 采用A类方法进行评定。根据JJF (机械) 043-2014《喷砂硬度机校准规范》规定, 采用JS2000型喷砂硬度机对标准硬度块进行重复性测量试验, 两种砂室情况下的测量数据如下 (数据单位为mm) :

  5 cm3砂室:3.51、3.52、3.51、3.50、3.49、3.47、3.48、3.51、3.49、3.49;

  28 cm3砂室:4.02、4.01、4.01、4.02、3.97、3.99、4.01、3.98、4.01、3.99。根据公式计算出两组试验的算术平均值和标准差。

  5cm3砂室, 算术平均值:

计算公式

 

  单次实验标准差:

计算公式

 

  28cm3砂室, 算术平均值:

计算公司

 

  单次实验标准差:

计算公式

 

  在实际测量中, 以3次测量的算术平均值作为测量结果。由此, 两种砂室情况下的输入量h的标准不确定度u (h) 分别为:

计算公式

 

2.2.2、输入量h0的标准不确定度u (h0) 的评定:

  输入量h0的标准不确定度来源是标准硬度块的自身的均匀性。这是由于磨具行业的特性以及现有工艺水平决定的, 在标准硬度块中不可避免的问题。我们根据标准硬度块提供的均匀性百分比分别计算两种标准硬块的均匀度分别为:5cm3砂室, 0.18mm;28cm3砂室,   0.12mm。假定服从均匀分布, 包含因子为计算公式, 采用B类方法进行评定, 两种情况下的不确定度为:

计算公式

 

2.2.3、合成标准不确定度的评定:

宝岛彩票官网   输入量h和h0彼此独立, 相互之间不存在任何关联, 所以合成标准不确定度按下式计算:

计算公式

 

宝岛彩票官网   式中:c1、c2—灵敏系数, 由测量模型我们得知其值分别为1, -1。根据公式计算出两种情况下的合成不确定度如下:

  5cm3砂室:uc=0.104mm

  28cm3砂室:uc=0.070mm

2.2.4、扩展不确定度的评定:

  取k=2, 则扩展不确定度分别为:

  5cm3砂室:U=k×uc=0.20mm,

  28cm3砂室:U=k×uc=0.14mm

2.2.5、测量不确定度报告:

  喷砂硬度示值误差测量结果的不确定度评定结果为:

  5cm3砂室:U=0.20mm k=2,

  28cm3砂室:U=0。14mm k=2。

3、结论:

宝岛彩票官网   根据对测量结果不确定度结果的分析, 两种砂室情况下得到的结果均接近砂轮喷砂硬度机示值最大误差的1/3 (5cm3砂室选用硬度块MPE=0.70mm, 28cm3砂室选用硬度块MPE=0.40mm) , 所以我们可以确定这种经过标准钠玻璃对值调整过的喷砂硬度机是能够满足砂轮喷砂硬度检测的。同时经过对两类测量不确定的比较分析, 可以看出标准硬度本身的均匀性对喷砂机机示值误差评定结果影响比较大。

  通过对上述过程的总结, 在日常的任何检测中, 测量都是存在误差的, 测量结果都是具有一定的分散性。我们要准确可靠地得出一组检测数据, 必须要经过多次测量, 同时必须要对测量结果的不确定的评定。只有这样得出检测数据才是科学的、规范的, 这不仅是检测自身的需要, 更是对检测实验室水平认可的需要。


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