摩擦磨损试验机结构毕业设计
摩擦磨损试验机结构设计
摘要
先进的摩擦磨损试验机及试验技术对于摩擦学研究的深入开展有着重意义。本文在对摩擦磨损试验机的发展概况、分类、特点，摩擦磨损试验的目的、试验的基本方法等进行综合分析的基础上，建立了摩擦磨损试验机的要求明细表，通过功能分析确定试验机的整体结构，从主机的结构设计、主轴回转结构、多样式装夹、气压加载结构等方面对摩擦磨损试验机结构进行设计。该试验机能实现对摩擦副的轴向加载、径向加载以及往复运动等，结构稳定符合一般实验要求。
关键词：摩擦磨损试验机；气压加载；往复运动
structural design of Friction-Wear Tester
machine Abstract
Advanced friction and wear tester and test technology for tribological studies have highlighted significant depth. In this paper, friction and wear testing machine on the overview of development, classification, characteristics, friction and wear test purposes, test the basic methods for comprehensive analysis based on the established requirements of friction and wear testing machine schedule, determined by functional analysis of test machines The overall structure of the structural design from the host, Spindle structure, multi-style fixture, air pressure load structure in terms of friction and wear test machine structure design. The trial function of the friction pair to achieve the axial load, radial load and the reciprocating movement, structural stability and meet the general test requirements.
Keywords: Friction-Wear Tester; Pressure load; Reciprocating
目录
1 绪论 (1)
1.1摩擦学概念 (1)
1. 2摩擦磨损试验 (1)
1. 2. 1摩擦磨损试验分类 (1)
1.2. 2摩擦磨损试验机 (2)
1.2.3摩擦磨损测试技术研究现状 (4)
2 摩擦磨损试验机机械结构总设计思路 (7)
2.1摩擦磨损试验的基本系统 (7)
2.2摩擦磨损试验机的设计思路 (8)
2.2.1确定试验机设计要求 (8)
2.2.2试验机的功能分析 (10)
2.2.3 基本功能实现方案 .............................................. 错误！未定义书签。
2.2.4对各实现方案进行组合，确定最优方案 ........... 错误！未定义书签。
3 主传动部分设计 ................................................................... 错误！未定义书签。
3.1传动系统总体设计 ......................................................... 错误！未定义书签。
3.2驱动部分 ......................................................................... 错误！未定义书签。
3.2 1.确定电动机类型 ................................................... 错误！未定义书签。
3.2.2.确定电动机的容量 ............................................... 错误！未定义书签。
3.2.3.确定电动机的转速 ............................................... 错误！未定义书签。
3.3 传动部分——同步带设计 ........................................... 错误！未定义书签。
3.3.1同步带参数设计 ................................................... 错误！未定义书签。
3.3.2 带轮挡圈参数 ...................................................... 错误！未定义书签。
3.4 主轴的设计 ................................................................... 错误！未定义书签。
3.4.1.选择轴的材料及热处理方法 ............................... 错误！未定义书签。
3.4.2．确定轴的最小直径 ............................................ 错误！未定义书签。
3.4.3 轴承的选用 .......................................................... 错误！未定义书签。
3.4.4确定轴各段的尺寸 ............................................... 错误！未定义书签。
3.4.5主轴强度的校核 ................................................... 错误！未定义书签。
3.5轴承套筒的设计 ............................................................ 错误！未定义书签。
3.6 轴承座的设计 ............................................................... 错误！未定义书签。
3.7试验销夹具的设计 ........................................................ 错误！未定义书签。
3.7.1.总体设计 ............................................................... 错误！未定义书签。
3.7.2夹具设计 ............................................................... 错误！未定义书签。
4 加载机构总体设计 ............................................................... 错误！未定义书签。
4.1 气缸结构设计 ............................................................. 错误！未定义书签。
4.1.2活塞杆上输出力和缸径的计算............................错误！未定义书签。
4.1.3 气压缸的选择.......................................................错误！未定义书签。
4.2 气缸加载夹具的设计....................................................错误！未定义书签。
4.2.1 夹具设计的总体方案...........................................错误！未定义书签。
4.2.2轴向试样安装夹具设计........................................错误！未定义书签。
4.2.3径向试样安装夹具设计........................................错误！未定义书签。
4.2.3夹具台设计............................................................错误！未定义书签。
4.3 滑动托板的设计............................................................错误！未定义书签。
4.3.1上滑动托板的设计......................................................错误！未定义书签。
4.3.2下滑动托板的设计......................................................错误！未定义书签。
4.4 滚动导轨的设计与选择................................................错误！未定义书签。
4.5 滚珠丝杠的设计与选择................................................错误！未定义书签。
4.6 步进电机的设计与选择................................................错误！未定义书签。
4.7 试验机底座的设............................................................错误！未定义书签。结束语..........................................................................................错误！未定义书签。参考文献......................................................................................错误！未定义书签。致谢..............................................................................................错误！未定义书签。附录 (11)
摩擦磨损试验机设计——结构设计
1 绪论
1.1摩擦学概念
摩擦学的现象和应用伴随着人类活动的各个方面，钻木取火就是摩擦学古老的应用。而摩擦学作为一个学科研究体系则是由英国H. P. Jost所主持的润滑工程工作组于1966年提出，现代牛津词典中把摩擦学定义为:“研究作相对运动的相互作用表面的科学技术及其有关的各种实际问题”。在机械工程应用领域，摩擦学主要研究的就是相互运动着的物体工作表面上的摩擦、磨损和润滑等课题，从人类原始的很多简单劳动过程到当代的多种复杂工程系统，特别是机械工程系统，乃至日常生活的许多方面，都普遍地存在着种种不同形式的摩擦、磨损和润滑问题，这些问题的研究和解决，对人类创造光辉灿烂的历史文明和高度发达的现代科技都曾经起到了重要作用，并且还将对人类未来的科学技术发展和社会文明进步继续做出重要贡献。
1. 2摩擦磨损试验
1. 2. 1摩擦磨损试验分类
摩擦磨损试验的目的是为了对摩擦磨损现象和本质进行研究，正确地评价各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用条件的最优参数。由于摩擦磨损现象十分复杂，实验方法和装置种类繁多，如何准确的获取摩擦磨损过程中的参数变化显得十分重要。
摩擦磨损试验可根据实验条件和目的分为两大类:第一类是现场实物摩擦磨损试验;第二类是实验室摩擦磨损模拟试验。
第一类摩擦磨损试验是在实际使用条件下进行的，这种试验的真实性和可靠性较好，但机器零件在实际使用中的磨损一般较慢，因而需要较长的周期才-能得到试验结果，而且磨损量还需要可靠和精确的仪器测量。机器在不同工况下运行，由于运行的条件不固定，因而所取得的测试数据重现性和规律性较差，不便研究摩擦磨损的规律性，也难以进行单项因素对摩擦磨损影响的观察。第二类试验不需要进行整机试验，只需要模拟机器零件和部件在实际使用条件下进行试验，同时可改变各种参数来分别测定其对摩擦磨损的影响，而且测试数据重现性和规律性较好，便于进行对比分析，还可以通过
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强化试验条件，来缩短使用周期，减少试验费用。但这类试验方法所得到的结果，不能完全反映实际的复杂的摩擦磨损状况，往往不能直接应用，只有精确的模拟试验得到的结果才能有较好的实用性。
实践表明:摩擦磨损试验方法和条件不同，试验结果差别很大。所以在实验室中进行实验时，应当尽可能地模拟实际工矿条件，其中主要的有:滑动速度和表面压力的大小和变化、表面层的温度变化、润滑状态、环境介质条件和表面接触形式等等，对于高速滑动摩擦副的摩擦磨损试验，温度影响是主要问题，应当使试件的散热条件和温度分布接近实际情况。在低速摩擦副的实验中，由于磨合时间较长，为了消除磨合对试验结果的影响，可以预先将试件的摩擦表面磨合，以便形成与使用条件相适应的表面品质;对于未经磨合的试件，通常不采集运转初期的测量数据，因为这些数据可能不稳定。
1.2. 2摩擦磨损试验机
摩擦磨损实验机主要用来研究在不同速度、载荷和温度条件下各种材料和润滑剂的性能，也可以用来进行各种磨损形式的机理研究。摩擦磨损实验机试件之间的相对运动方式可以是纯滑动、纯滚动或者滚动伴随滑动，大多数实验机的试件采用旋转运动，也有是往复运动的。试件的接触形式可以分为面接触、线接触和点接触三种，通常面接触试件的单位面积压力为80~100MPa，常用于磨粒磨损实验，线接触试件的最大接触压力可达到1000~1500MPa，适合于接触疲劳磨损实验和粘着磨损实验，点接触试件的表面接触压力更高，最大可达5000MPa，适用于需要很高接触压力的实验，例如胶合磨损或高强度材料的接触疲劳磨损实验。常见的试验机有以下几种形式[1]：
(1)销一盘式磨损试验机:
由一个旋转的平圆盘和一个压在盘上的不动的圆柱销组成，销是试件，其端部可做成平面、半球形、锥形等，可进行各种摩擦副及润滑材料的摩擦磨损性能试验，也能进行粘着磨损规律的研究。国内产品型号有MD-240定速摩擦试验机等。
(2)滚子式磨损试验机:
上下两个母线接触的圆盘为试样，上下试样的转速不同，可获得纯滑动、纯滚动、滚动兼有滑动等运动形式。可对材科及润滑剂进行摩擦及磨损性能试验。适用于研究疲
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劳磨损等，国产型号有MM-200摩擦磨损试验机，国外型号有阿姆斯勒(Amsler)磨损试验机等。
(3)环一块型试验机:
国外型号有梯姆肯(Timken)试验机等。试件用被测材料做成约小于10 20平方毫米的方形平面，试环硬度非常大，与其它材料特别是塑料复合材料等磨时，可认为是不被磨的。因此可以直接测量试块在摩擦过程中被磨掉的体积。据此决定磨损量的相对值。较多用于快速筛选材料的耐磨损性能试验，试验中如能测出摩擦力的数值可以此计算摩擦系数。
(4)四球式试验机:
上球卡在夹头内，可以在不同速度下旋转，下面三个球固定，四个标准球均为中12. 7毫米，可从上面或下面施加载荷，主要用来评定润滑剂承载能力，也可测定摩擦副疲劳磨损寿命，国内有MQ-800型，国外有壳牌四球机等型号。
(5)端面摩擦磨损试验机:
端面摩擦磨损试验机采用面接触形式，如合肥工业大学摩擦学研究所研制的HDM-10端面摩擦磨损试验机采用上试样(圆环接触面，外径} 30 mm，内径} 22 mm)旋转，下试样(圆片状)静止的端面接触滑动摩擦形式，在油润滑和无油润滑条件下，对试样的摩擦磨损性能进行试验检测，该试验机特别适合于评定自润滑轴承材料、表面薄层或层状复合材料、固体润滑材料的减摩耐磨特性和综合使用性能。HDM-10端面摩擦试验机在实际使用中，可以在很宽的范围内通过对负荷、转速、时间、温度以及摩擦副配偶材料、光洁度、硬度等参数进行调整选择，考察试验材料在各种影响因素作用下其摩擦磨损性能的变化，并根据不同条件下试验参数的变化和试样表面的磨损状况来评定在干摩擦或油润滑条件下试样材料的摩擦学特性及其综合使用性能。
按不同试验要求，试验机又可分为快速磨损试验机、润滑材料性能试验机、高低温摩擦磨损试验机、高低速试验机以及轴承动态特性、齿轮疲劳、润滑油特性等试验机。
常见的摩擦磨损试验机摩擦副接触及运动方式在图1. 1中列出，其中(a)图所示的是四球试验机的摩擦副接触及运动方式。(b)图所示的是MM200试验机的摩擦副接触及运
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动方式。(c)图所示的是往复式试验机的摩擦副接触及运动方式。(d)图所示的是端面试验机的摩擦副接触及运动方式。(e)图PV摩擦磨损试验机摩擦副接触及运动方式。
图1.1 摩擦磨损试验机摩擦副接触及运动方式
1.2.3摩擦磨损测试技术研究现状
机械设备是生产和生活的物质基础，在其运转过程中，可动零部件会按规定的接触表面作相对运动产生摩擦，消耗能量进而造成零部件的磨损。
摩擦无处不在。由摩擦引起的磨损、润滑、材料与能源消耗等一系列摩擦学问题普遍存在并对社会、经济的发展产生了巨大影响。有数据表明世界能源的1/3～1/2消耗于摩擦发热，而大约有80％的零件损坏是由于磨损而引起的。根据美国、英国、德国等国的统计，与摩擦、磨损有关的费用约占一国GDP的2%~7%。同发达国家相比，我国目前平均生产水平还较低，即以占GDP5%计，我国每年因摩擦、磨损造成的损失就约为580多亿元人民币。这些数字表明，研究摩擦磨损试验机具有重要的意义]16[。
机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如许多重型机床、精密机床及高效自动化机床，常常由于轴承、导轨及其它重要摩擦副存在缺陷而发生故障或达不到所需要的加工精度与能力，以致长期无法使用。如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。另一方面，摩擦磨损会使零件失效，功能降低并有严重损伤或隐患，继续使用会失去可靠性和安全性甚至酿成事故，严重威胁到人们的生命安全和生产的顺利开展。由此可见，随着科学技术的发展，对机械学的分支之一——摩擦学进行深入研究成了令人关注的发展趋势；减
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少摩擦，避免磨损成了延长机械设备使用寿命，提高生产率的关键。
在机械工程上，摩擦学是研究作相对运动的、相互作用的材料表面间摩擦行为对机械系统作用的理论和实践的科学。为了了解摩擦、磨损的发生发展机理，寻找各种磨损类型的相互转化以及复合的错综关系，需要对材料表面的磨损全过程进行细微研究观察和记录，对材料的摩擦磨损性能进行测试和研究，所需的试验设备是摩擦磨损试验机。这是材料学、机械学和化学等研究领域从事相关摩擦学研究的重要试验设备，能评定材料间的抗磨损性能及各种润滑剂的极压特性，并计算摩擦系数。摩擦磨损试验机及摩擦学试验技术在正确地评定材料摩擦和磨损特性时是必不可少的，因而对于摩擦学研究的深入开展有着重要意义。试验机本身的精度、稳定性、可靠性、通用性等是现代测控设备的重要要求。
机械设备中零部件的摩擦磨损性能是由材料（摩擦副配对及润滑剂）、工作参数（载荷、速度）、接触几何和环境条件（温度、气氛等）等因素决定的。因此，研究零部件的摩擦磨损性能，需要根据使用场合的情况，设计试验并选择适当的试验机和评价参数，有时为了全面评价一种材料的摩擦磨损性能，需要同时配置多台不同用途的试验机。
摩擦磨损试验装置摩擦副的摩擦学性能试验,大致可分为试样试验、台架试验和实际使用试验三种类型。相对而言, 试验室条件下的试样试验具有选择范围宽, 影响因素容易控制等优点。在美国润滑工程师协会(ASLE) 汇编的摩擦磨损试验机目录中列有上百种类型, 目前, 5 种典型的试验机是:四球机、梯姆肯试验机、法莱克斯试验机、销盘试验机和MM200磨损试验机。
针对目前大多数摩擦磨损试验机运动形式单一、环境因素不可控的缺点, 又有研究人员开发了多功能集成摩擦磨损试验机及其智能测控系统。该智能测控系统以工控机为核心, 集数据采集、数据处理和实验环境控制为一体, 实现了温度、湿度、载荷、摩擦力、线速度和摩擦因数等参数的实时检测，可更好地模拟现实工况条件, 可开展多种环境因素、多种运动方式下的摩擦学实验研究。
·1.3本课题研究意义及内容
随着现代科学技术的进步, 预摩擦磨损试验机将会朝着以下几个方向发展：
（1）以高性能的电机系统取代机械变速系统。
目前, 高性能的电机系统已经比较成熟, 调速比可以达到一比几百、几千甚至更高。利用这种系统既可以实现转动, 也可以实现摆动和直线运动。由高性能电机直接驱动主
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轴, 不仅能使机械结构大大简化, 而且还能降低试验机的摩擦损耗, 提高整机的寿命和可靠性。
（2）在摩擦磨损试验机上应用多样式装夹。
随着加工技术、加工工艺及加工设备的发展，夹具的类型也变的多样。在同一台试验机上配置多种夹具，这样可以方便全面评价一种材料的摩擦磨损性能，得出更好的试验数据。
（3）采用气压加载，更好的调控加载力，增大加载范围、精度高。
（4）轴向、径向及轴径向加载，用于检测需轴径加载的试样。
（5）提高稳定性，提高试验机的稳定性, 以使试验结果具有更好的重复性和再现性。
本论文考虑区别于传统试验机杠杆式加载，机械式调速的加载精度不高，稳定性差，局限于单向加载，调速范围小且只能有级调速，紧紧围绕以上几点，着重对加载结构进行设计，改善电机传动，使试验机能准确反映摩擦磨损情况，稳定且可靠。
主要设计内容包括：总体方案的设计，主传动部分设计，加载系统设计。
本章主要介绍了摩擦磨损试验机的发展概况、分类、特点、摩擦磨损试验的目的、试验的基本方法以及国内外对此的研究情况，本课题研究的背景和意义、对本论文的主要设计内容作了一个大概分析。
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2 摩擦磨损试验机机械结构总设计思路
2.1摩擦磨损试验的基本系统
参照与摩擦磨损试验有关的特性和主要参数，建立摩擦磨损试验的基本系统如图
2.1所示。在大多数情况下，试验系统包括两个固体试件（1）、（2）以及润滑剂（3）和气氛（4）。试验系统的输入由图左侧的工作变量提供，通过工作变量对摩擦试验元素的作用，发生摩擦和磨损过程。为了描述这些摩擦学过程，必须测量右侧的摩擦计量特性，必要情况下，还必须测定试件的表面特性，以补充摩擦计量特性。 摩擦计量特性试验机试验系统工作运转变量
图2.1 摩擦磨损试验的基本系统
进行摩擦磨损试验的目的就是要模拟实际的摩擦系统，在试验室再现摩擦磨损现象及其规律性，以便通过选定参数的测量分析考察图所示的工作运转变量、润滑变量和气氛变量等对特定摩擦磨损试验系统摩擦元素的影响。因此，摩擦磨损试验机的设计就是要依据这种目的和既定的具体任务要求，构思形成图所示的基本系统。其工作运转变量一般要求在一定范围内可调，对于测试参数应当根据需要选定。
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8 2.2摩擦磨损试验机的设计思路
2.2.1确定试验机设计要求
综合试验机的实验条件等因素，按摩擦磨损试验的基本系统，初步确定设计要求，建立要求明细表。考虑本试验机的大体要求如下：
（1） 接近一般工程状态[2]
不同的试验要求和不同的测试状态和范围,都有其相应的应用背景和理论意义。摩擦磨损试验中，按照摩擦形式 ，可以分为滑动摩擦、滚动摩擦和冲击摩擦。根据对磨面条件,可以分为光滑平面、粗糙平面和磨料。从试验速度来说，可以分为低速（s /m 10~1035-- ）、工程速度（s /m 10~1012-）和高速（s /m 10~1082）三个范畴。从温度来说，可以分为低温（零度以下），常温和高温。润滑状态可以分为无润滑和有润滑。气氛可以分为真空、空气和其他气体气氛。负荷状态可以分为微负荷（mg~g ）和工程负荷（kg 10~g 1022）。磨损形式可以分为疲劳磨损、粘附磨损、磨料磨损、微动磨损和冲击磨损。
本试验机考虑用途较广，接近工程状态，满足部分高速运动（最高速度滑动速度是50m/s ），适用于实验室测试金属材料，塑件材料的摩擦特性的试验条件，包括试验速度、温度范围、负荷范围、气氛等方面，又从以金属材料做主要摩擦材料来考虑，本试验机采用与光滑刚性对磨面的滑动摩擦制式。初步设计要求如表2.1
表2.1试验机初步设计要求
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（2）易于操作
（3）适合较为灵敏的摩擦力、温度测定
（4）成本较低
按优先次序把摩擦磨损试验机所有任务要求分为必达要求、最低要求和附加要求三大类[2]，其中必达要求描述了产品的主要功能，这是必须满足的要求；最低要求反映了产品的次一级功能，有一定的活动余地；附加要求反映了产品的次要功能，这是在设计过程中应当尽量满足的要求。根据初步要求进一步明确具体的技术指标，建立要求明细表，如表2.2
表2.2试验机的要求明细表
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据要求明细表，可将本试验机要求概述为：
在无润滑、不加磨料、空气气氛的条件下，使一对摩擦副在一定轴向负荷作用下进
行端面摩擦，测量此时的负荷、摩擦力，用微机进行处理并记录数据。
2.2.2试验机的功能分析
根据对这台试验机的概述，总功能图如图2.1下：
能量
摩擦损耗：热、噪声、振动、变形
试件磨损的试件
摩擦力的信息控制信号负荷的信息
摩擦系数的信息
温度的信息
……
图2.1摩擦磨损试验机总功能图
可将其功能分解为如下的基本功能：
●输入能量转换成负荷;
●试件加载;
●负荷调节;
●速度稳定;
●测量负荷;
●测量摩擦力;
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附录A 图纸总汇
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摩擦学实验报告
摩擦磨损实验报告 一、实验目的： 1、了解常用的摩擦磨损试验机结构、测试原理及测试过程。 2、了解常用的摩擦磨损试验机的使用方法。 3、了解摩擦系数与磨损量的测量。 4、测试实验用材料摩擦系数。 二、实验设备： 1、划痕实验仪。 2、销盘摩擦磨损实验机。 3、四球摩擦磨损实验机。 4、疲劳摩擦磨损实验机。 三、实验要求： 1、了解常用的摩擦磨损试验机结构、测试原理及测试过程。 2、熟悉并掌握常用的摩擦磨损试验机的使用方法。 3、测试实验用材料摩擦系数。 4、对实验结果进行分析 四、实验设备与实验结果： MT-3000工作原理与结构 1、测试原理
MS-T3000摩擦磨损运用球-盘之间摩擦原理及微机自控技术，通过砝码或连续加载机构将负荷加至球上，作用于试样表面，同时试样固定在测试平台上，并以一定的速度旋转，使球摩擦涂层表面。通过传感器获取摩擦时的摩擦力信号，经放大处理，输入计算机经A/D转换将摩擦力信号通过运算得到摩擦系数变化曲线。μ=F/N μ—摩擦系数F—摩擦力 N—正压力（载荷） 通过摩擦系数曲线的变化得到材料或薄膜的摩擦性能和耐磨强度，即在特定载荷下，经过多长时间（多长距离）摩擦系数会发生变化。 2、试验机结构 1.加载方式：砝码加载； 2.加载范围: 10g～2000g、精度0.1g； 3.平台转速: 1转/min～3000转/min、精度±1转； 4.升降高度：20mm； 5.旋转半径：3mm～20mm； 6.摩擦副夹具：Φ3mm、Φ4mm 、Φ5mm、Φ6mm ； 7.摩擦副：GCr15钢球、AlO陶瓷球、ZrO陶瓷球、SiN陶瓷球； 8.测试操作：键盘操作，微机控制； 实验结果
摩擦磨损性能测试试验
典型黑色金属磨损性能测试实验 史秋月 一、实验目的 1.了解M-2000型摩擦磨损试验机的结构，及材料进行耐磨性测试的意义； 2.掌握滑动摩擦、滚动摩擦及其在不同条件下（干式、湿式、磨粒等）的 实验方法； 3.掌握摩擦磨损性能指标的评估方法； 4.了解典型黑色金属灰铁和球铁在滑动摩擦条件下（干式）的耐磨情况。 二、实验设备 M-2000型摩擦磨损试验机，如图2-1 图2-1 三、实验材料 1.灰铁滑动摩擦试样一对，试样尺寸如附图（a） 2.球铁滑动摩擦试样一对，试样尺寸如附图（a） 四.实验原理与方法 将试样分别装在上下试样轴上，接通电源，双速电动机○1通过三角皮带○3齿12使下试样轴以200转/分（或400转/分）的速度转动；通过轮○4带动下试样轴○ 48的传递。使上试样轴○14以180转/分（或360转/ 47和齿轮○ 蜗杆轴○ 44，滑动齿轮○ 47分）的速度转动。当做滑动摩擦试验时，为使上试样轴不转动，应将滑动齿轮○ 46上。试验时，两试样间的压移至中间位置，齿轮○48必须用销子○22固定在摇摆头○ 19的作用下获得（弹簧中间是一重力传感器），负荷的增大或减少力负荷在弹簧○ 21上即可读出。也可将复合传感器接入25进行调整；负荷的数值从标尺○ 可用螺帽○ 电脑，从显示屏上读出，本实验载荷直接从显示屏上读出。试验的终止条件可由时间或总转速控制。试验结束之后根据不同的方法评估材料的耐磨情况。
五、实验内容 将加工好的滑动摩擦试样装在实验机上，在给定的条件下（干式、滑动摩擦、压力：200N、时间60min）进行试验，试验结束后将试样取下，评估耐磨性能。 根据所选取磨损试验方法的不同以及材料本质的差异，可以选择不同的耐磨性能评定方法，以期获得精确的试验数据，现简单例举下述几种方法以供参考。 1、称重法：采用试样在试验前后重量之差，本表示耐磨性能的方法，由于两试 样之间的摩擦所引起的磨损量，可以采用精度达万分之一的分析天平称量出试样试验前后重量之差非凡获得。试样在磨损前后必须严格进行去油污，烘干后再进行称量否则因残余的没污会影响试验数据的准确性。 计算可按下式进行： W=W0－W1 式中：W—试样的磨损量。 W0—试样在试验前的重量。 W1—试样在试验后的重量。 2、测量直径法：采用试样在试验前后直径的变化大小来表示耐磨性能的方法。 （1）用测微计（或其它测量仪器）测量试样试验前后的直径变化而获得。 （2）本试验机所带小滚轮○6可用来精确测量试样直径试验前后的变化。 测量方法：使用时首先将装有小滚轮○6的支架拆下来装在下试样轴轴承座的小轴（附图）上，在试验前后把试验机各开一分钟或下试样试验前后运转同样转数可得小滚轮转数N1和N2，由此通过下列计算可得到磨损量“S” 如果：D1—试样试验前的直径。 D2—试样试验后的直径。 D0小滚轮○6的直径。 N1—磨损前一分钟内小滚轮○6的转数。
干摩擦条件下铜_石墨复合材料与ZQAl9_4铝青铜的磨损图研究
第28卷第5期摩擦学学报Vol.28 No.5 2008年9月Tribol ogy Sep t2008干摩擦条件下铜2石墨复合材料与ZQA l924 铝青铜的磨损图研究 马文林1,2,吕晋军1 (1.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州 730000; 2.中国科学院研究生院,北京 100039) 摘要:考察了铜2石墨复合材料和商品Z QA l924铝青铜材料在干摩擦条件下的室温摩擦磨损性能,得出了两者的磨损图.结果表明:铜2石墨复合材料表现出优异的减摩性能;铜2石墨材料的磨损体系可以分为轻微磨损(磨损率小于1×10-4mm3/m)、中等磨损(1×10-4～1×10-3mm3/m)和严重磨损(磨损率大于1×10-3mm3/m)3个区域,而Z QA l924铝青铜的磨损体系可分为轻微磨损、中等磨损和咬合3个区域;在载荷小于5N,滑动速度处于0.005～0.05m/s时,铜2石墨复合材料表现出比铝青铜更优异的耐磨性. 关键词:铜2石墨复合材料;铝青铜Z QA l924;磨损图 中图分类号:T H117.3文献标志码:A文章编号:100420595(2008)0520389205 以铜或铜合金为基体、石墨或二硫化钼为固体润滑相的自润滑复合材料具有低摩擦、耐磨损的特点,可在室温到400℃的温度范围内作为轴承材料以及通电条件下的电刷材料使用[122].由于石墨的加入对复合材料的力学性能影响较大,通常采用基体合金化的方法来获得足够的强度和耐磨性[3].也有采用细化石墨颗粒以提高材料的力学性能并改善其摩擦学性能的研究报道[4].近年来,铜包石墨或镍包石墨的研究也取得了一定进展[526].铜2陶瓷颗粒2石墨杂化材料的摩擦学性能,特别是高温摩擦学性能优异,这与陶瓷颗粒提高了基体的高温抗塑性变形能力有关[7].应该指出的是,铜基自润滑复合材料的摩擦学研究中针对试验条件,特别是速度对其性能影响的研究还很薄弱.主要体现在所评价的速度范围较窄,在低速(小于0.01m/s)和高速(大于2m/s)的材料摩擦学行为评价还不多见;而铜基自润滑复合材料与商品合金的摩擦学性能的比较应在宽的速度和载荷范围内进行.在摩擦过程中,除了摩擦系数和磨损率以外,材料的体相温度测量具有一定意义[8]. 基于此,本文制备出铜2石墨复合材料,在无润滑条件下,考察并比较了商品Z QA l924铝青铜和铜2石墨复合材料与Cr W Mn钢对摩时的摩擦磨损性能,比较了低速条件下2种材料的性能差异. 1 实验部分 1.1 材料 采用粉末冶金工艺制备Cu25%Graphite复合材料(质量分数,下同),所用铜粉与石墨粉粒度分别小于76μm和42μm.首先在行星式球磨机中混料8h,然后以300MPa压力冷压成型,最后在氢气炉中进行烧结,烧结温度为800℃,保温30m in后随炉冷却.用阿基米德法测出材料密度为6.90g/c m3;布氏硬度HB31.5(压头直径2.5mm,负荷62.5kg,保压时间30s);参照G B/T731422005测定出材料的压缩强度σ为235.6MPa.由于Z QA l924铝青铜(8.0%～9.0%A l,2.0%～4.0%Fe,杂质元素含量小于1.0%,其余为Cu)通常被用于制造高强度抗磨零件(如齿轮和轴套等),所以我们采用该合金作为对比材料. 1.2 摩擦磨损试验 摩擦磨损试验在瑞士CS M公司产T HT072135型高温摩擦磨损试验机上进行.采用栓2盘接触方式(见图1).栓材料选用所制备的复合材料或Z QA l92 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675216);中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室基金资助项目(0501).收稿日期:2008201210;修回日期:2008204230/联系人吕晋军,e2mail:jjlu@https://www.wendangku.net/doc/5d3921243.html, 作者简介:吕晋军,男,1971年生,博士,研究员,目前主要从事材料摩擦学研究.
摩擦磨损试验机结构毕业设计范文
摩擦磨损试验机结构毕业设计
摩擦磨损试验机结构设计 摘要 先进的摩擦磨损试验机及试验技术对于摩擦学研究的深入开展有着重意义。本文在对摩擦磨损试验机的发展概况、分类、特点，摩擦磨损试验的目的、试验的基本方法等进行综合分析的基础上，建立了摩擦磨损试验机的要求明细表，经过功能分析确定试验机的整体结构，从主机的结构设计、主轴回转结构、多样式装夹、气压加载结构等方面对摩擦磨损试验机结构进行设计。该试验机能实现对摩擦副的轴向加载、径向加载以及往复运动等，结构稳定符合一般实验要求。 关键词：摩擦磨损试验机；气压加载；往复运动
structural design of Friction-Wear Tester machine Abstract Advanced friction and wear tester and test technology for tribological studies have highlighted significant depth. In this paper, friction and wear testing machine on the overview of development, classification, characteristics, friction and wear test purposes, test the basic methods for comprehensive analysis based on the established requirements of friction and wear testing machine schedule, determined by functional analysis of test machines The overall structure of the structural design from the host, Spindle structure, multi-style fixture, air pressure load structure in terms of friction and wear test machine structure design. The trial function of the friction pair to achieve the axial load, radial load and the reciprocating movement, structural stability and meet the general test requirements. Keywords: Friction-Wear Tester; Pressure load; Reciprocating
MM1000系列型摩擦磨损性能试验设备
MM1000系列型摩擦磨损性能试验设备 由西安顺通机电应用技术研究所研制成功的我国最新型全自动化控制的惯性系列摩擦磨损性能试验机，己在国内的摩擦材料领域得到了普及应用和配置。 全自动控制的系列摩擦磨损性能试验机应用现代工业控制技术和计算机应用技术从主机的结构、动力源、采集值、测试技术、应用瞬间值的采集技术即提取同一瞬间的压力值和扭矩值计算出该瞬间的摩擦系数等相关的测试值，提高了测试数据的精度等级及准确性，实现了测试数据的可靠性和重复性。它集机、电、气技术和传感器技术、变频调速技术、现代工业控制技术、计算机应用技术为一体，成功的实现了摩擦材料性能测试自动化，涉入全部摩擦材料领域。在实现全自动控制的工艺过程时全部按照国标、行标、（企标）的工艺路线和模拟实际工况试验条件设置进行，制作出符合企业生产、科研院所、大专院校进行摩擦材料生产、研究、配方工艺、质量控制和新材料研制、开发的专业检测设备。应用现代先进的科学技术,提供科学的试验方法和准确的测试数据使该试验机具备了小样试验机和整片1：1台架试验功能。它保持了与产品工况的一致性，又保持了与台架试验的一致性。保持与路试、航试有稳定的对应关系，应用小样试验的跟踪工艺性强，满足了快速变化的试验步骤，为企业赢得了时间，节约了资金。 全自动控制的系列摩擦磨损性能试验机应用了小样缩比模拟制动惯性试验原理，建立了模拟制动的试验方法，应用了全自动控制技术，实现了实验室条件下小样缩比模拟制动试验的功能。应用了多元相似原理模拟实际工况完成了（惯性制动）热冲击刹车试验的功能. 该检测设备不但具备了髙速、髙压、低速、低压、变速、变压、变温等技术条件下的测试功能，完成了摸拟飞机、坦克、火车、汽车、轨道列车等重载大惯量等制动工况进行的摩擦材料的摩擦、磨损、热负荷、及可靠性的试验研究要求，以材料可承载的最大负荷完成各种试验项目和极限试验功能；对于全部试验参数的采集频率高、采集精度高、采集速度快、采集数量大都较之所有试验机、试验台无以比拟的，实现采控一体采集信号，能与计算机通讯完成数据的转存和试验机的监测系统。全系统在全自动控制实验过程中有安全警示、有过载保护能力，以专用控制程序完成全系统控制指令，试验参数任意设置，测试数据随机采集，测试软件参数完全放开可设置，试验曲线坐标随试验条件变化，在整亇制动曲线中反映出实验全过程绘制的七条曲线并记录其任一瞬间的压力、转速、扭矩、温度值，即可计算出这一状态下的.动、静摩擦力矩；动、静摩擦系数、；摩擦功、；
摩擦试验机概述
摩擦试验机概述 发表时间：2009-05-26T10:52:53.810Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年4月下旬供稿作者：赵亮[导读] 本文从摩擦学的学科背景开始，重点讲述了摩擦试验机的分类以及摩擦试验机的现状，并对摩擦试验机的发展趋势进行了展望。摘要：本文从摩擦学的学科背景开始，重点讲述了摩擦试验机的分类以及摩擦试验机的现状，并对摩擦试验机的发展趋势进行了展望。关键词：摩擦试验机分类 1 课题背景 摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用的一门交叉学科。摩擦学研究的对象很广泛，在机械工程中主要包括动、静摩擦；零件表面受工作介质摩擦或碰撞、冲击；机械制造工艺的摩擦学问题；弹性体摩擦；特殊工况条件下的摩擦学问题；深海作业的高压、腐蚀、润滑剂稀释和防漏密封等情况下的摩擦。摩擦学涉及许多学科。如完全流体润滑状态的滑动轴承的承载油膜，基本上可以运用流体力学的理论来解算。在计算摩擦阻力时则需要认真考虑油的流变性质，甚至要考虑瞬时变化过程的效应，而不能把它简化成牛顿流体。为了了解磨损的发生发展机理，寻找各种磨损类型的相互转化以及复合的错综关系，需要对表面的磨损全过程进行微观研究。仅就油润滑金属摩擦来说，就需要研究润滑力学、弹性和塑性接触、润滑剂的流变性质、表面形貌、传热学和热力学、摩擦化学和金属物理等问题，涉及物理、化学、材料、机械工程和润滑工程等学科[1]。 2 摩擦试验机的分类 摩擦试验的目的是为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确地评价各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。摩擦磨损试验研究的内容非常广泛，如探讨摩擦、磨损和润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因素，对新的耐磨、减磨及摩擦材料和润滑剂进行评定等。由于摩擦磨损现象十分复杂，摩擦磨损条件不同，试验方法和装置种类繁多，如何准确地获取摩擦磨损过程中的参数变化成为一个十分重要的研究课题。为了探索和验证机械工程中摩擦磨损问题的机理以及有关影响因素，在摩擦学研究中开展摩擦磨损测试技术和数据分析研究具有非常重要的作用。摩擦磨损试验机的种类繁多，分类的方式各不相同，最具代表性的分类方法有苏联的一种分类法和美国润滑工程师协会的分类法。桂长林参照磨损类型的分类提出了一种按摩擦系统的结构和摩擦副的相对运动形式对摩擦磨损试验机进行分类的新方法。这种分类方法突出了摩擦元素的特点和对试验的特殊功能要求，从而便于采用设计方法学原理对试验机进行设计。这种方法将摩擦磨损试验机分成了五大类: 第一类是固体——固体摩擦磨损试验机(表1.1) 这类试验机根据摩擦副的运动形态又分为5小类，即单项滑动、往复运动，旋转滑动(含滚滑)、冲击和微动摩擦磨损试验机(根据需要可以在摩擦元素间加或不加润滑剂)。可以认为，大部分摩擦磨损试验机种都属于这一大类，它们可以重现粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和摩擦化学磨损。 根据试件的磨损特性和运动特性可以将其分为3小类，即三体磨粒磨损、二体磨粒磨损和动载磨粒磨损试验机。与第一类试验机相比，三体磨粒磨损试验机要在摩擦副的摩擦面上加磨粒。固定磨粒磨损试验机的摩擦副一方是固定磨粒(一般都采用砂布盘)，另一方则可设计成各种不同形式，其特例是研究单个磨粒磨损的试验机。在这一小类试验机中，摩擦副多为销——盘式(转动)或销——板式(往复运动)。为了防止偏磨，销设计成能够自旋，但是摩擦路迹一般不重复。自由磨粒磨损试验机可以设计成试件运动、磨粒运动和试件与磨粒同时运动等3种形式。 第二类是固体——固体加磨粒(或固体——磨粒)的试验机，统称为磨粒磨损试验机(表1.2) 第三类是固体——液体加磨粒(或固体——液体)的试验机(表1.3)。该类试验机的最大特点是使含磨粒(或不含磨粒)的液体冲刷固体表面，因而其关键是要在试件表面形成具有一定流速的液流。通常利用泵、势能和离心力来实现这种目的。从相对运动的原理出发，也可以让试件相对于液体运动。液流和试件形成的冲击角是一个重要参数，通常要求可调。 第四类是固体——气体加磨粒的试验机(表1.3)。 其功能是使含磨粒的气流去冲刷固体表面。作为这类试验机的特例是单颗磨粒冲击装置。这种试验机有以下三种形式:①供气系统加磨粒加喷咀加试件；②高速运动的试件加供给的磨粒。③利用离心力抛出磨粒。第五类是除了以上所述之外的特殊摩擦磨损试验机(表1.3) 可控载荷、可控气氛、高温或低温磨损试验机均可归入此类。这类试验机在摩擦过程中摩擦元素所受的载荷是变化的。可控气氛摩擦磨损试验机有抽真空、通入或不通入特种气体和控制或不控制湿度等特殊要求。密封问题对这类试验机而言十分重要，非接触式传动—磁力传动在这类试验机上也得到了充分的应用。高温或低温摩擦磨损试验机要求在高温或低温下工作，因而需要考虑高温隔热和低温防护，其选材也要能够满足高温或低温要求。 3 摩擦试验机的现状及发展趋势 由于实际摩擦的环境可能千变万化，而进行摩擦试验要模拟实际的摩擦系统，在试验室再现摩擦现象及其规律性，以便对各参数进行观察测量，因此，设计一个满足要求的试验机成为很多人研究的课题。在高温下，材料的力学性能如强度、硬度、变形发生重大变化，同时温度和腐蚀介质等因素也对摩擦学系统的物化性能、力学性能和磨损机理产生影响。近年来，西安交通大学武文忠、邢建东和苏俊义在Fischer A的高温氧化磨损试验机的基础上，研制了一台高温磨损试验机。该试验机的试验温度范围达室温～900℃[2]。 由于受到试验机转速的限制，摩擦副相对运动的速度大多较低(一般不超过10m/s)，然而现代机械装备中许多摩擦副的相对滑动速度相当高，如高速列车制动时，制动盘与刹车片之间的摩擦速度达到60～70m/s。因此，北方交通大学的老师设计了一个盘块式高速摩擦试验机，该试验机的最大滑动速度可达70m/s[3]。 目前使用滑动摩擦试验机正压力小（100KN以下），主要用于滑动轴承磨损对比试验，存在不能准确测量滑动轴承的摩擦系数等缺点。因此，无锡职业技术学院向晓汉等人又研制出一种新型重载滑动摩擦试验机，用于测试滑动轴承的摩擦系数。该试验机采用液压压力机加载，加载的灵活性大，加载压力范围为0～1000KN[4]。
摩擦磨损试验机中直接影响滑动摩擦系数因素
摩擦磨损试验机中直接影响滑动摩擦系数因素 研究摩擦磨损试验机摩擦系数的影响因素和变化规律，是控制摩擦过程和降低摩擦损耗的一条有效途径。摩擦系数是摩擦副系统的综合特性，而不是材料本身的固有特性。在给出一种材料的摩擦系数时，必需同时给出得出该数值的条件和所用的测试设备。 摩擦系数受摩擦过程各种因素的影响，其主要影响因素有如下几个方面： 1、表面膜对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响具有表面氧化膜的摩擦副，摩擦主要发生在膜层内。对于金属的摩擦来说，由于表面氧化膜的塑性和机械强度比金属材料差，在摩擦过程中，膜先被破坏，金属摩擦表面不易发生粘着，使摩擦系数降低，磨损减少。在金属摩擦表面涂覆软金属能有效地降低摩擦系数。其中以镉对摩擦系数的影响最为明显，但镉与基体金属的结合力较弱，容易在摩擦时被擦掉。 2、材料性质对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响摩擦副的摩擦系数，随配对材料性质的不同而不同。分子或原子结构相同或相近的两种材料互溶性大，互溶性较大的材料组成摩擦副，易发生粘着，摩擦系数增高；反之，分子或原子结构差别大则互溶性小，互溶性较小的材料组成摩擦副，不易发生粘着，摩擦系数一般都比较低。因此，在设计摩擦副时，应尽可能地选择分子结构或原子晶格差别大，互溶性小的材料组成摩擦副，以降低其摩擦系数。如果条件允许的话，应尽可能选择金属与非金属(工程塑料、复合材料等)组成摩擦副。 3、载荷对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响载荷的大小直接影响摩擦副的接触状态，在不同的接触状态下，摩擦副所表现出来的摩擦特性也就不一样一般情况下，摩擦系数将随载荷的增加而增大，当载荷足够大时越过一极大值，随着载荷的继续增大而摩擦系数趋于稳定或减小。 4、滑动速度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响在一般情况下，摩擦系数随滑动速度增加而升高，越过一极大值后，又随滑动速度的增加而减少。滑动速度对摩擦系数的影响，主要是它引起温度的变化所至。滑动速度引起的发热和温度的变化，改变了摩擦表面层的性质和接触状况，因而摩擦系数必将随之变化。对温度不敏感的材料（如石墨），摩擦系数实际上几乎与滑动速度无关。 5、温度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响在摩擦过程中,温度的变化使摩擦副表面材料的性质发生改变,从而影响摩擦系数。摩擦系数随摩擦副工作条件的不同而变化。具体情况需用试验方法测定。 （１）对于大多数金属摩擦副而言，其摩擦系数均随温度的升高而降低，极少数（如金-金）的摩擦系数均随温度的升高而升高。 （２）对于散热性比较差的材料，特别是由热塑性工程塑料组成的摩擦副，开始摩擦系数将随着温度的升高而增大，当表面温度达到一定值，材料表面将被熔化。所以,一般工程塑料都只能在一定的温度范围内使用，超过这个温度范围，摩擦副材料将丧失其工作能力。 （３）对于金属与复合材料组成的摩擦副，其摩擦系数在一定的范围内受温度的影响较小，但是，当温度超过某一极限值时，摩擦系数将随温度的升高而显著下降。通常把这种现象称
摩擦磨损试验
实验四 摩擦学基础实验（1学时） 一．实验目的 1.通过实验了解不同材料配副摩擦系数的变化及磨损量的不同。 2.掌握摩擦学实验的基本方法及有关仪器设备的使用方法。 二．实验原理 1.概述 摩擦表面上的物质，由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。在一般正常工作状态下，磨损可分三个阶段： (1).跑合（磨合）阶段：轻微的磨损，跑合是为正常运行创造条件。 (2).稳定磨损阶段：磨损更轻微，磨损率低而稳定。 (3).剧烈磨损阶段：磨损速度急剧增长，零件精度丧失，发生噪音和振动，摩擦温度迅速升高，说明零件即将失效。（如图4.1） 机件磨损是无法避免的。但是如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到来，是研究者致力的方向。 伯韦尔(Burwell)根据磨损机理的不同，把粘着磨损，磨粒磨损、腐蚀磨损和表面疲劳磨损列为磨损的主要类型，而把表面侵蚀，冲蚀等列为次要类型。这些不同类型的磨损，可以单独发生，相继发生或同时发生（称为复合磨损形式）。 2磨损的检测与评定 研究磨损要通过各种摩擦磨损试验设备，检测摩擦过程中的摩擦系数及磨损量（或磨损率）。摩擦过程中从表面上脱落下来的材料（磨屑），记录了磨损的发展历程，反映了磨损机理，描述了表面磨损的程度。发生磨损后的表面，同样有着磨损机理、磨损严重程度及其发展过程的记载。因此研究磨屑和磨损后表面 磨损量 跑合 稳定磨损阶段 剧烈 图4.1 磨损三个阶段的示意图 摩擦行程（时间）
上的信息是研究磨损的重要一环。 2.1摩擦磨损试验机 磨损试验的目的在于研究各种因素对摩擦磨损的影响，从而合理地选择配对材料，采用有效措施降低摩擦、磨损，正确设计摩擦副的结构尺寸及冷却设施等等。 摩擦磨损试验大体上可分为实验室试验，模拟试验或台架试验，以及使用试验或全尺寸试验三个层次，各层次试验设备的要求各不相同。 (1)实验室评价设备 实验室设备主要用于摩擦磨损的基础研究，研究工作参数（载荷、速度等）对摩擦磨损的影响。可以得到单一参量变化与摩擦磨损过程之间的关系。还可控制试验环境，如加润滑（剂或材料、剂量和组分及润滑方式），周围气氛（惰性气氛、真空、温度、特殊介质），求得特定环境条件下的结果，研究者需要选择合适的试验设备和试验条件： 试验设备有各种不同的摩擦形式、接触形式和运动形式，有不同的主变参数（载荷、速度）和可测结果（摩擦系数、磨损），将这些形式排列组合成不同的试验设备。 摩擦形式：滑动摩擦、滚动摩擦及滚动-滑动混合摩擦； 接触形式：点接触、线接触和面接触； 运动形式：旋转运动和直线运动，又各自有单向和往复两种形式。 实验室设备的特点是： a.摩擦副是抽象了的各种不同的摩擦形式、接触形式和运动形式，而不是实际摩擦零件的形式； b.要有定量测定摩擦系数和（或）磨损的装置，以及能定量地显示实验条件(载荷和速度)的设备，有的设备和试验方法已经标准化。使用标准化的设备和方法，可以得到可比的试验结果。 几种常用的实验室摩擦试验设备见表4.1 表4.1 实验室常用的摩擦试验设备 摩擦副对偶实验机名称接触及运动形式可测数据应用范围
多功能摩擦磨损试验机技术参数
多功能摩擦磨损试验机技术参数 1设备用途说明 本设备主要用于试样摩擦磨损性能测试。 2 数量：1套 3 交货方式与地点：CIF武汉港；武汉理工大学 4 交货日期：合同生效后40天。 5 设备工作环境 除技术规格另有规定外，设备应能在以下环境里长期稳定的工作： 电压：220 V/380 V±10%，单相或三相；接地电阻≤4 Ω； 频率：50 Hz±3 Hz； 环境温度：5℃～40℃； 相对湿度：20%～80%。 6 主机技术要求及参数 6.1测试机架 高强度/高密度防震机架：测试设备采用高强结构设计，高密度落地式抗振降噪试验框架，具有优异的高载高频稳定性，“Z”向试样定位控制系统。 多通道信号调节器：能够满足载荷、速度、摩擦力、摩擦扭矩，摩擦系数,位移，等数据采集。 6.2样品台 应具有“X-Y”双向下试样定位控制系统。 a) Y方向上最大行程200mm；速度：0.001-10mm/s b) X方向上最大行程150mm；速度：0.001-10mm/s c) 垂直方向移动最大距离：150mm，速度：0.002-10mm/s，分辨率: ≤0.5μm 6.3加载及力传感器系统 a) 可伺服控制精确加载,通过软件实现对样品进行动态线性加载、恒力加载等模式。其中恒力加载要求载荷波动±0.05% N。 b）加载力范围: 1-100N；分辨率: ≤5mN 50-2000N；分辨率: ≤100mN 6.4摩擦学测试模块 a)高频线性往复模块 频率：0.1-50 Hz；最大行程：100mm b) 环块/轴承/轴瓦模块 转速范围要求：0.1-5000 rpm
c)高速旋转运动模块（销盘/球盘/盘盘/环环模块） 速度：0.1 to 7,000 rpm ( 低扭矩) 或者速度0.1 to 5,000 rpm (中/高扭矩6.5润滑油液池 用于往复、环块、销盘模块液池,高速防溅设计。 6.6通用样品及样品夹具 a）提供上试样球夹具1套。 b）提供下试样通用可调下盘夹具和通用可调下板夹具各1套。 6.7 电控以及其它附件 a) 主流配置计算机一台以及控制器，数据采集系统，液晶显示屏。 b）随机提供详细的整套仪器使用及维护说明书一套。 6.8软件 控制及数据分析软件要求采集速度200 kHz，界面友好，易于操作。
涂层摩擦磨损试验机功能简介
涂层摩擦磨损试验机功能简介 一、产品简介：涂层摩擦磨损试验机还可以做润滑剂的长时抗磨损试验，测定摩擦系数，记录摩擦力和温度曲线。该机配有高精度测量装置，可测量摩擦副磨斑尺寸，或实现摩擦副磨斑的计算机屏幕显示、测量和记录。 二、涂层摩擦磨损试验机技术指标： 1、试验力范围（无级可调）60N~10kN 2、试验力示值相对误差1% 3、试验力长时保持示值误差1%F、S 4、摩擦力测试范围0~300N 5、摩擦力测试误差3% 6、主轴转速范围（无级可调）10~2000r/min 7、主轴转速误差5 r/min 8、摩擦副温度控制范围室温~150○C 9、摩擦副温度控制误差2○C 10、试验时间控制范围1秒~999小时 11、主轴转速控制范围1~转 12、试验用钢球φ 12、7mm 三、涂层摩擦磨损试验机功能特点：(1) 实时显示电机转数(转速)和试验持续时间；(2)
具备多重保护功能：摩擦力、负荷、电机转数等；(3) 实时记录摩擦力-时间和负荷-时间试验曲线，高速采样；(4) 支持等速力和力保持闭环控制方式；(5) 涂层摩擦磨损试验机采用变结构PID控制算法调节加载过程，等速控制误差≤5%，保压控制误差≤0、5%；(6) 当试验力大于一定的上限，系统将自动进入过载保护，并及时采取一定的措施，以保证试验机的安全；(7) 试验数据采用数据文件管理方式，可以保存所有试验数据和曲线，打印试验报告格式满足国标要求。 四、售后服务 1、涂层摩擦磨损试验机在客户正常的储运、保养、使用条件下，因产品的质量问题而不能正常使用时，承诺:“7天包退、15天包换，终生保修"服务，三包期一年。 2、接到客户信息反馈后，将在2小时内电话响应，如需上门服务，48-72小时赶到现场解决问题。 五、技术情报和资料的保密 1、涂层摩擦磨损试验机技术方案属于济南铂鉴测试技术有限公司的技术资料，用户应对我方提供的技术情报和资料承担保密义务，不论本方案是否采用，本条款长期有效； 2、我方对用户提供的技术情报和资料亦应承担保密义务。
摩擦磨损试验装置研制和摩擦磨损性能测试
滑动电接触材料的摩擦磨损试验装置研制和摩擦磨损性能测试 摘要：研制一台环块式摩擦磨损试验装置，并用此装置对四组成分不同的二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料进行摩擦磨损性能测试。结果表明：同种成分的材料，电磨比机磨的磨 损量大；二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料的摩擦磨损性能比铜-镀铜石墨复合材料的 好，该摩擦磨损试验装置完全达到了设计要求。 关键词：摩擦磨损试验;装置研制;二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料;性能测试; 本次所设计的滑动电接触材料摩擦磨损试验装置，主要由拖动电机、环-块式对磨系统、加载装置、变速系统、摩擦系数测量系统和加电摩擦系统构成。 本项目的创新之处是摩擦磨损试验装置可进行不通电和通电摩擦磨损试验，以及在滑动速度、载荷、通电电流可变下进行摩擦磨损试验，另外，摩擦副之间的接触始终保持贴合状态且无振动现象、试样装取方便、装置结构简单、小巧玲珑、经济又实用。 一、摩擦磨损试验装置研制 本实验的摩擦磨损试验装置是由动力系统、变速系统、环块式摩擦磨损系统、通电摩擦 磨损系统和摩擦系数测量系统组成，试验装置图见：图1-1、1-2 1-交流电源；2-变频装置； 3-功率表；4-交流电动机； 5-对磨环与电刷；6-直流电源； 图1-1摩擦磨损试验装置示意图图1-2摩擦磨损试验装置实物图1．动力系统 摩擦磨损试验装置的动力系统由交流电源和拖动电机构成。动力系统为对磨环提供动力，使其与电刷产生滑动摩擦，并以与电动机转子相同的转速转动。 2．变速系统 摩擦磨损试验装置的变速系统由三相变频器和三相变频调速电动机构成；通过调节三相变频器的频率，改变拖动电机的转速，电动机转速n=60f，f为频率，对磨环滑动线速度V=2πr n，r 为对磨环半径；使得电动机实现无级变速，从而改变对磨环转速，以实现在不同滑动线速度下对电刷材料的摩擦磨损性能进行测试。 3 .环块式摩擦磨损系统 环块式摩擦磨损系统主要由拖动电机带着的对磨环与装电刷材料的刷握构成，为了对电刷材料进行加载还包括压力加载装置，通过旋转刷握杆后面的加力螺母，对电接触复合材料电刷进
摩擦磨损试验机结构毕业设计
摩擦磨损试验机结构设计 摘要 先进的摩擦磨损试验机及试验技术对于摩擦学研究的深入开展有着重意义。本文在对摩擦磨损试验机的发展概况、分类、特点，摩擦磨损试验的目的、试验的基本方法等进行综合分析的基础上，建立了摩擦磨损试验机的要求明细表，通过功能分析确定试验机的整体结构，从主机的结构设计、主轴回转结构、多样式装夹、气压加载结构等方面对摩擦磨损试验机结构进行设计。该试验机能实现对摩擦副的轴向加载、径向加载以及往复运动等，结构稳定符合一般实验要求。 关键词：摩擦磨损试验机；气压加载；往复运动
structural design of Friction-Wear Tester machine Abstract Advanced friction and wear tester and test technology for tribological studies have highlighted significant depth. In this paper, friction and wear testing machine on the overview of development, classification, characteristics, friction and wear test purposes, test the basic methods for comprehensive analysis based on the established requirements of friction and wear testing machine schedule, determined by functional analysis of test machines The overall structure of the structural design from the host, Spindle structure, multi-style fixture, air pressure load structure in terms of friction and wear test machine structure design. The trial function of the friction pair to achieve the axial load, radial load and the reciprocating movement, structural stability and meet the general test requirements. Keywords: Friction-Wear Tester; Pressure load; Reciprocating
摩擦磨损试验机研究现状
摩擦磨损试验机研究现状 郑冠华08223029 摘要： 摩擦磨损试验机是一种评定各种润滑剂的极压特性、抗磨损性能并计算摩擦系数的试验设备。由于实际摩擦环境可能千变万化，而进行摩擦实验要模拟实际摩擦系统，在实验室再现摩擦现象及其规律性，以便对个参数进行观察测量，因此，设计一个满足要求的试验机成为很多人研究的课题。 关键词： 摩擦磨损试验机研究现状 正文： 摩擦磨损不但是机械设备效率低下的原因，也是致使设备失效的主要形式。机械设备中零部件的摩擦磨损和零件材料、工况环境(压力、冲击、温度和润滑)等因素紧密相关。因此能模拟实际工况的专业摩擦磨损试验机是摩擦学试验研究必不可少的工具，摩擦磨损试验机的先进性和多功能性直接关系到实验研究的精度和可靠性。国内外许多研究人员在这方面进行了大量研究。要想模拟实际工况，需在试验中能对传动的速度，冲击的力量、频率，润滑的条件等方面实现自动控制，同时需对试验中摩擦力、冲击力、温度、载荷、速度、磨损率等工作参数或摩擦学特性参数等能实时进行数据采集。摩擦磨损试验机是一种评定各种润滑剂的极压特性、抗磨损性能并计算摩擦系数的试验设备。下面介绍一些适用于不同工况下的摩擦磨损试验机： 往复式摩擦磨损试验机 针对不同固体材料在不同条件下的摩擦磨损实验要求，开发设计了一种往复式摩擦磨损试验机，通过测量实验中产生的摩擦力、摩擦系数和磨损量的变化来研究材料的摩擦磨损性能。为提高测试系统的精确性和实时性，将计算机辅助测试系统应用到摩擦学试验当中，通过数据采集系统和测试软件系统完成摩擦磨损数据的实时动态测试，从根本上改变了传统摩擦磨损试验机的缺点。通过对聚四氟乙烯材料的摩擦磨损性能进行实验，证明该试验机性能稳定，测试系统准确可靠。本文设计的往复式摩擦磨损试验机及计算机控制系统，可用于不同固体材料在不同条件下的往复式摩擦磨损实验，能模拟往复式(如压缩机等)工况进行摩擦副元件的磨损性能测试。该试验机可在一定范围内实现往复行程、载荷、速度、温度、润滑的单因素或多因素控制，并可同时定性和定量显示运动中的摩擦力、磨损量、摩擦系数大小。通过在该试验机上进行的一些实验，证明试验机性能稳定，测试系统准确可靠，可有效地对运动副(试件)不同材质和工艺的摩擦磨损性能进行评定，以获得可靠的实验数据。 球-盘摩擦磨损试验机 此试验机提供的数据有：摩擦因数，磨损量和比磨损率。首先深入研究球一盘磨损试验机的工作原理，确定其工作原理是通过荷重传感器的A．D转换，将摩擦力的模拟信号转变为电压数字信号，输入计算机或者x-Y记录仪。然后与事先标定好的电压值对比，得到测试过程中的摩擦力。传感器的标定方法为：用已知载荷(一定质量的砝码)对传感器施加拉力，传感器将其转变成电压值，绘出电压-拉力关系曲线，将其用直线拟合。同时提供了数据处理的方法，并利用此试
盘销式摩擦磨损试验机
MPX—2000A型 盘销式摩擦磨损试验机使用说明书 张家口市宣化科华试验机制造有限公司（原宣化试验机厂）
目录 一、试验机的用途 (2) 二、试验机的主要技术参数 (2) 三、试验机结构简介 (2) 四、试验机的操作方法 (4) 五、摩擦系数与磨损量的测定 (8) 六、试验机的保养与润滑 (9) 七、试验机的安装 (9) 八、说明书的附签 (9)
一、试验机的用途 本试验机是立轴盘销式试验机，可将各种金属和非金属材料（塑料、尼龙等）做成盘销式或双环式，环盘式接触的试样，在本机上进行端面滑动摩擦试验，以测定在选定的负荷，速度下的各种材料的耐磨性能试验，并且能测定各种材料的摩擦系数，若安装随机携带的油杯则可做以上各种接触形式的湿摩擦以评定润滑介质的性能本试验机是各院校开展“摩擦学”教学和科研的可靠试验仪器。 二、试验机的主要技术参数 1、最大负荷：2000牛顿精度1% 2、上主轴转速：变频调速电机调速范围0~5600rpm 3、最大摩擦力矩：2牛顿.米 4、电动机：YD100L 6/4/2 0.75/1.3/1.8千瓦 1000/1500/3000转/分 5、试件计算直径：26毫米 接触形式可做成销盘式、双环式。 6、外形尺寸：（长×宽×高）700×330×690毫米 7、重量：约200公斤 三、试验机结构简介 1、结构简介：
试验机由三速电机（1）（见图一）通过一级齿形带轮（2）和（6）直接带动上试样轴（7）旋转，使装在上主轴上的上试件（9）同步旋转，由于采用了同步齿形带传动，就不会由于试样间的摩擦力增大而皮带打滑同时噪音较低。试验负荷由四等标准砝码通过1：10的杠杆（22）加载块（30）和下主轴（15），直接作用在试样（10）和（9）上，上试样（9）是通过试样夹具（8）联接在上主轴（7）的下端面上，下试样（10）是靠两个圆柱销（31）固定下主轴（15）的上端面上，这样由于上主轴（7）的旋转，通过试样间的摩擦力而使下主轴（15）随之旋转。由于下主轴是精确的安装在两套滚针轴承和一套轴向止推滚动轴承上，自身的摩擦系数很小。 在下主轴（15）上固定着力矩压杆（18）由于下主轴（15）旋转使力矩压杆（18）压向荷重传感器，通过放大器由一个显示表头显示出摩擦力矩，从而计算试样间的摩擦系数。 2、试样夹具和试样接触形式 本试验机可通过更换拭样夹具来实现不同的试样接触形式。见图二盘销形式图四双环形式及加润滑形式，另外装上油杯（11）和（50）见图三、图五，则可做以上二种形式的润滑摩擦。各种接触形式的试样摩擦中径：销盘试件为φ26毫米，双环试件为φ27毫米。 a、盘销试样的安装： 见图一、图二和图三，可先将固定刃口座的螺栓（24）逆时
MMW-1说明书
MMW-1微机控制立式万能摩擦磨损试 验机使用说明书 目录 1.试验机主要用途 (1) 2.试验机主要技术规格 (1) 3.试验机结构简述 (2) 4.试验机面板系统的操作 (6) 5.试验机的拆箱、吊运、安装、调试与润滑 (8)
1:试验机主要用途 M M W-1型立式万能摩擦磨损试验机,其主要用途与功能均与美国F A L E X6#型多功能试样测试试验机相似（M n l t i-s p e c i m t n.t e t M a c h i n e），它是研制开发各种耐磨损材料的模拟评定测试试验机。 该机以一定的摩擦形式在一定的接触压力下，具有脉宽无级调速系统,可在极低速或高速条件下,用来评定润滑剂,金属,塑料，涂层，橡胶，陶瓷，等材料的摩擦磨损性能。M M W-1型试验机在摩擦学各个专业技术领域，石油化工，机械,能源,冶金,航天,各大专院校,研究院(所)等部门具有广泛的应用前途。 2：试验机的主要技术规格 1.试验力
3:试验机结构简述(如图1) 立式万能摩擦磨损试验机是由主轴驱动系统，摩擦副专用夹具，油盒与加热器，试验力传感器，摩擦力矩测定系统，摩擦副下副盘升降系统，弹簧式微机施力系统，操纵面板系统等部分组成。它们都安装在以焊接机座为主体的机架内。 机座的右上方是试验机操作显示系统，左上方是主轴驱动系统和油盒，摩擦副，各种传感仪器等，机座的左下部是试验机弹簧式施力系统和微机自动加荷系统，右下部是工具箱，机座的前后及左侧有门，打开时能清楚看到内部机构，以便进行调试检修。 3．1主轴及其驱动系统 主轴(1)是由S-C Z K Y无级直流电机(2)和P W M C脉宽调速控制系统组成,该系统电机的额定力矩为5N·m,脉宽调速范围为10-1500r/m i n,无级恒扭矩,高速精度为1%.该直流电机最大功
MM-W1A 立式万能摩擦磨损试验机
MM-W1A 立式万能摩擦磨损试验机 一.产品简介 ●MM-W1A立式万能摩擦磨损试验机，其主要用途与功能均与美国FALEX6#型多功能试样测试试验机相似(Multi-Specimen-Test Machine），并与我公司MM-W1立式万能摩擦磨损试验机的用途基本一致。 ●该机在一定的接触压力下，具有滚动、滑动或滑滚复合运动的摩擦形式，具有无级调速系统，可在极低速或高速条件下，用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能，例如低速销盘（具有大盘与小盘，单针与三针）摩擦功能、四球长时抗磨损性能和四球滚动接触疲劳、球—青铜三片润滑性能、以及止推垫圈、球—盘和粘滑摩擦性能的试验。 二.试验机结构特征 ●本机是由主轴驱动系统、各种摩擦副专用夹具、油盒与加热器、摩擦力矩测定系统、摩擦副下副盘升降系统、闭环控制弹簧式施力系统、操纵面板系统（它包括各个主参数数显、设定控制、报警等单元）、以及试验机电控柜等部分组成。它们都安装在以焊接机座为主体的机架中，机座的右侧是试验机电控柜及面板操纵系统，左上方是主轴驱动系统和油盒、摩擦副及传感仪器等，机座的左下部是闭环控制弹簧式施力系统、载荷电机控制系统及主电机变压器。机座的前后及左侧有门，打开时能清楚看到内部机构，以便进行调试检修。 三、主要技术参数 序号技术名称技术参数 1 最大试验力（kN） 1 2 试验力测量范围最大试验力的0.4%-100% 3 200N以下示值误差(N) ≤±2 4 200N以上示值相对误差≤±1%
5 试验力长时自动保持示值相对误差≤±1%FN 6 试验力示值数显装置回零误差≤±0.2%FN 7 测定最大摩擦力矩(N·m) 2.5 8 摩擦力矩示值相对误差≤±2% 9 摩擦力荷重传感器(N) 50 10 摩擦力臂距离(mm) 50 11 摩擦力矩示值数显装置回零误差≤±0.2%FN 12 无级变速系统(r/min) 1～2000 13 特殊减速系统(r/min) 0.05～20 14 100r/min以上主轴转速误差不大于±5rpm 15 100r/min以下主轴转速误差不大于±1rpm 16 试验介质油、水、泥浆、磨料等 17 加热器工作范围(℃) 室温～260 18 盘式加热板φ65，220V，250W 19 套式加热器φ70×34，220V，300W 20 温度测量控制精度(℃) ±2 21 试验机主轴锥度1：7 22 试验机主轴与下副盘最大距离(mm) ≥75 23 试验机主轴控制方式手动控制时间控制转数控制摩擦力矩控制 24 试验机时间显示与控制范围1s~9999s（min） 25 试验机转数显示与控制范围0～9999999 26 试验机主电机输出最大力矩(N·m) 5 27 试验机外形尺寸(长×宽×高)(mm) 600×682×1560 28 试验机质量(kg) 约450 四、标准配置 类别序号名称略图数量备注 产 品 1 主机1台 技术文件1 使用说明书1份 2 合格证明书1份 3 检定合格证1份