佘光宇， 王振東*， 魏 娜， 曲航峰， 何 山

(1.國家林業(yè)和草原局哈爾濱林業(yè)機械研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2.國家林業(yè)和草原局林業(yè)機電工程重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150086；3.國家林業(yè)和草原局林業(yè)裝備工程技術(shù)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150086)

鏈鋸鋸鏈是以汽油機為動力源的油鋸和以電機為動力源的電鏈鋸的重要工作部件，影響鏈鋸鋸鏈切削性能的因素有切齒鏈片的切齒形狀和硬度，其切削性能的優(yōu)劣直接影響油鋸或電鏈鋸作業(yè)性能。國家林業(yè)行業(yè)標準《LY/T 1187-2016 林業(yè)機械 鏈鋸 鋸鏈》對切齒鏈片的硬度給出了具體的規(guī)定值，用以規(guī)范企業(yè)產(chǎn)品達到實際使用要求，第三方檢測機構(gòu)依據(jù)行業(yè)標準對鋸鏈切齒硬度進行測試并評判其是否符合標準規(guī)定[1-2]。中國合格評定國家認可委員會(CNAS)對獲得認可第三方檢測實驗室要求在可能的情況下應(yīng)給出被測對象測量值的不確定度，本文結(jié)合檢測工作實踐對鏈鋸鋸鏈切齒鏈片硬度測量進行不確定度分析并得出其不確定度值。

1 測量方法

洛氏硬度計是最常用的測量金屬硬度的儀器，洛氏硬度測量是對金屬樣品進行硬度測量和評定的主要方法，根據(jù)《LY/T 1187-2016 林業(yè)機械 鏈鋸 鋸鏈》的要求，鏈鋸鋸鏈切齒鏈片硬度的測量方法如下：用洛氏硬度計在每個鏈片測量三個點，以所測量三個點的算術(shù)平均值為測定值。在林業(yè)機械實驗室中對鏈鋸鋸鏈進行試驗時，切齒鏈片的硬度是主要的檢測考察指標。

2 切齒鏈片硬度測量數(shù)學(xué)模型

(1)試驗材料：生產(chǎn)廠家送檢1/4型鋸鏈樣品，對切齒鏈片硬度(52～57 HRC)進行評定。

(2)環(huán)境條件：按照GB/T 230.1-2018 《金屬材料 洛氏硬度試驗》第1部分規(guī)定，洛氏硬度的測量試驗環(huán)境溫度一般為10～35 ℃，本次試驗室內(nèi)溫度為22 ℃且變化范圍很小，符合標準要求，最大限度減小因環(huán)境溫度改變對試驗測量結(jié)果產(chǎn)生影響。

(3)測試方法：按照GB/T 230.1-2009，金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺)的要求，選用C標尺對1/4鏈鋸鋸鏈切齒鏈片硬度試驗樣品和標準洛氏硬度塊分別以3 mm間距選取3點進行硬度測量試驗，最后測得洛氏硬度值[3]。

(4)測量儀器：HR-150A洛氏硬度計，分辨率0.5 HR，硬度計經(jīng)國家計量檢定部門檢定合格。

切齒鏈片硬度C(HRC)，洛氏硬度計讀數(shù)為X(HRC)，重復(fù)測量引起的測量誤差δ1(HRC)，洛氏硬度計最大允許偏差造成的誤差δ2(HRC)，硬度計偏差導(dǎo)致的誤差δ3(HRC)為：

C=X+δ1+δ2+δ3

(1)

式(1)即為切齒鏈片硬度的數(shù)學(xué)模型，如圖1所示。

圖1 切齒鏈片硬度數(shù)學(xué)模型

3 測量不確定度的計算

按照標準的要求，對鋸鏈切齒鏈片硬度C進行測量，測量結(jié)果見表1。

表1 測量結(jié)果

利用貝塞爾公式，被測量C十次獨立測量的算術(shù)平均值為：

(2)

單個測得值xi的實驗室標準差s2(xi)為：

(3)

單個測得值xi實驗室標準偏差s(xi)為：

(4)

自由度為9，重復(fù)性測量引入的不確定度分量為u1=0.467 5。

硬度計最大允許偏差引入的標準不確定度分量u2，洛氏硬度計最大的允許誤差為±0.5 HRC，以均勻分布估計：

(5)

故硬度計偏差引入的不確定度分量為u3=0.2 HRC。

合成標準不確定度：

(6)

擴展不確定度，取擴展因子k=2。

U=k×UL=1.169 5 HRC

(7)

4 測量不確定度報告

切齒鏈片硬度測量擴展不確定度U=1.169 5 HRC，其是由合成標準不確定度UL和擴展因子k相乘得到，置信率為95%。