> 儀器知識(shí) > 維修保養(yǎng) > 阿壩微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)參數(shù)說(shuō)明 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)如何做好保養(yǎng)5.3供電系統(tǒng)為交流220VAC±10%/50Hz，電流視不同電機(jī)功率而定。注：供電電源應(yīng)有可靠接地措施。6.1初次開(kāi)機(jī)前，請(qǐng)檢查各種連線(xiàn)的準(zhǔn)確性以及輸入電源的正確性，電源一定為交流220V交流電源，接地良好。6.2試驗(yàn)前，請(qǐng)正確設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。7.1軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂一般3—5年更換一次。7.2試驗(yàn)機(jī)應(yīng)每年請(qǐng)當(dāng)?shù)赜?jì)量部門(mén)檢定一次。開(kāi)機(jī)后無(wú)顯示控制器電源線(xiàn)，保險(xiǎn)，啟動(dòng)不動(dòng)作主機(jī)電源，保險(xiǎn)，開(kāi)關(guān)，加載后，打印機(jī)無(wú)動(dòng)作檢查是否配備打印機(jī)，經(jīng)過(guò)以上排查，還不能排除設(shè)備故障，請(qǐng)及時(shí)撥打我公司售后服務(wù)熱線(xiàn)電話(huà)，由我公司專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員協(xié)助解決，嚴(yán)禁用戶(hù)私自打開(kāi)設(shè)備進(jìn)行維修，若私自打開(kāi)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
沖擊試驗(yàn)機(jī)故障9點(diǎn)自我檢修方法及解決方案沖擊是指一個(gè)構(gòu)造體系遭到瞬時(shí)的載荷，也能夠當(dāng)作能量從外界傳遞到一個(gè)構(gòu)造體系的短暫進(jìn)程。沖擊實(shí)驗(yàn)法分紅三種：規(guī)則脈沖實(shí)驗(yàn)辦法，選用正弦波進(jìn)行實(shí)驗(yàn);沖擊普實(shí)驗(yàn)辦法;規(guī)則實(shí)驗(yàn)機(jī)實(shí)驗(yàn)辦法。前兩種歸于無(wú)損檢測(cè)，后一種歸于破壞性檢測(cè)。咱們常常運(yùn)用的即是第三種實(shí)驗(yàn)辦法，而它選用的即是咱們的沖擊試驗(yàn)機(jī)。正確運(yùn)用沖擊試驗(yàn)機(jī)首先要學(xué)會(huì)簡(jiǎn)略的自檢方法。沖擊試驗(yàn)機(jī)有故障時(shí)的自我檢修：1.做拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，試樣斷口總是在兩邊斷。應(yīng)該是鉗口裝夾時(shí)沒(méi)放正，應(yīng)按需求使鉗口對(duì)稱(chēng)的夾好試樣。鉗口質(zhì)量低質(zhì)，牙齒損壞，除了影響鉗口不同心外，還使實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中試樣打滑，使屈服點(diǎn)很難辨認(rèn)。這時(shí)應(yīng)替換鉗口。2.度盤(pán)指針靈敏性差。
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摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì).._職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)_職業(yè)教育_教育專(zhuān)區(qū)。摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)..摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要 先進(jìn)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)技術(shù)對(duì)于摩擦學(xué)研究的深入開(kāi)展有著重意義。本文在 對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展概況、分類(lèi)、特點(diǎn)，摩擦磨損試驗(yàn)的目的、試驗(yàn)的基本方法等 進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，建立了摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的要求明細(xì)表，通過(guò)功能分析確定試驗(yàn) 機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，從主機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主軸回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、多樣式裝夾、氣壓加載結(jié)構(gòu)等方面 對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該試驗(yàn)機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦副的軸向加載、徑向加載以及 往復(fù)運(yùn)動(dòng)等，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定符合一般實(shí)驗(yàn)要求。 關(guān)鍵詞：摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)；氣壓加載；往復(fù)運(yùn)動(dòng) 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-data-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 目錄 1 緒論 ........................................................................................................................... 1 1.1 摩擦學(xué)概念 ...................................................................................................... 1 1. 2 摩擦磨損試驗(yàn) ................................................................................................. 1 1. 2. 1 摩擦磨損試驗(yàn)分類(lèi) ............................................................................... 1 1.2. 2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) .................................................................................... 2 1.2.3 摩擦磨損測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀 ................................................................. 4 2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)思路 ................................................................. 7 2.1 摩擦磨損試驗(yàn)的基本系統(tǒng) .............................................................................. 7 2.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)思路 .......................................................................... 8 2.2.1 確定試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)要求 ............................................................................. 8 2.2.2 試驗(yàn)機(jī)的功能分析 ............................................................................... 10 2.2.3 基本功能實(shí)現(xiàn)方案 .............................................. 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.2.4 對(duì)各實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行組合，確定較優(yōu)方案 ........... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3 主傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) ................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ......................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.2 驅(qū)動(dòng)部分 ......................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.2 1.確定電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 ................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.2.2.確定電動(dòng)機(jī)的容量 ............................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.2.3.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 ............................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.3 傳動(dòng)部分——同步帶設(shè)計(jì) ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.3.1 同步帶參數(shù)設(shè)計(jì) ................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.3.2 帶輪擋圈參數(shù) ...................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.4 主軸的設(shè)計(jì) ................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.4.1.選擇軸的材料及熱處理方法 ............................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.4.2．確定軸的最小直徑 ............................................ 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.4.3 軸承的選用 .......................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.4.4 確定軸各段的尺寸 ............................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.4.5 主軸強(qiáng)度的校核 ................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.5 軸承套筒的設(shè)計(jì) ............................................................ 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.6 軸承座的設(shè)計(jì) ............................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.7 試驗(yàn)銷(xiāo)夾具的設(shè)計(jì) ........................................................ 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.7.1.總體設(shè)計(jì) ............................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.7.2 夾具設(shè)計(jì) ............................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4 加載機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì) ............................................................... 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.1 氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................. 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.1.2 活塞桿上輸出力和缸徑的計(jì)算 ............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.1.3 氣壓缸的選擇 .......................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2 氣缸加載夾具的設(shè)計(jì) ....................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2.1 夾具設(shè)計(jì)的總體方案 ...........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2.2 軸向試樣安裝夾具設(shè)計(jì) ........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2.3 徑向試樣安裝夾具設(shè)計(jì) ........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2.3 夾具臺(tái)設(shè)計(jì) ............................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.3 滑動(dòng)托板的設(shè)計(jì)............................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.3.1 上滑動(dòng)托板的設(shè)計(jì) ......................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.3.2 下滑動(dòng)托板的設(shè)計(jì) ......................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與選擇 ................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.5 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)與選擇 ................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.6 步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)與選擇 ................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.7 試驗(yàn)機(jī)底座的設(shè)............................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 結(jié)束語(yǔ) ..........................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 參考文獻(xiàn) ......................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 致謝 ..............................................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 附錄 .............................................................................................................................. 11 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1 摩擦學(xué)概念 摩擦學(xué)的現(xiàn)象和應(yīng)用伴隨著人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)方面，鉆木取火就是摩擦學(xué)古老的應(yīng) 用。而摩擦學(xué)作為一個(gè)學(xué)科研究體系則是由英國(guó) H. P. Jost 所主持的潤(rùn)滑工程工作組于 1966 年提出，現(xiàn)代牛津詞典中把摩擦學(xué)定義為:“研究作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相互作用表面的科 學(xué)技術(shù)及其有關(guān)的各種實(shí)際問(wèn)題” 。在機(jī)械工程應(yīng)用領(lǐng)域，摩擦學(xué)主要研究的就是相互 運(yùn)動(dòng)著的物體工作表面上的摩擦、磨損和潤(rùn)滑等課題，從人類(lèi)原始的很多簡(jiǎn)單勞動(dòng)過(guò)程 到當(dāng)代的多種復(fù)雜工程系統(tǒng)，特別是機(jī)械工程系統(tǒng)，乃至日常生活的許多方面，都普遍 地存在著種種不同形式的摩擦、磨損和潤(rùn)滑問(wèn)題，這些問(wèn)題的研究和解決，對(duì)人類(lèi)創(chuàng)造 光輝燦爛的歷史文明和高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代科技都曾經(jīng)起到了重要作用，并且還將對(duì)人類(lèi)未 來(lái)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)文明進(jìn)步繼續(xù)做出重要貢獻(xiàn)。 1. 2 摩擦磨損試驗(yàn) 1. 2. 1 摩擦磨損試驗(yàn)分類(lèi) 摩擦磨損試驗(yàn)的目的是為了對(duì)摩擦磨損現(xiàn)象和本質(zhì)進(jìn)行研究，正確地評(píng)價(jià)各種因素 對(duì)摩擦磨損性能的影響，從而確定符合使用條件的較優(yōu)參數(shù)。由于摩擦磨損現(xiàn)象十分復(fù) 雜，實(shí)驗(yàn)方法和裝置種類(lèi)繁多，如何準(zhǔn)確的獲取摩擦磨損過(guò)程中的參數(shù)變化顯得十分重 要。 摩擦磨損試驗(yàn)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和目的分為兩大類(lèi):第一類(lèi)是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物摩擦磨損試驗(yàn); 第二類(lèi)是實(shí)驗(yàn)室摩擦磨損模擬試驗(yàn)。 第一類(lèi)摩擦磨損試驗(yàn)是在實(shí)際使用條件下進(jìn)行的，這種試驗(yàn)的真實(shí)性和可靠性較 好，但機(jī)器零件在實(shí)際使用中的磨損一般較慢，因而需要較長(zhǎng)的周期才-能得到試驗(yàn)結(jié) 果，而且磨損量還需要可靠和精確的儀器測(cè)量。機(jī)器在不同工況下運(yùn)行，由于運(yùn)行的條 件不固定，因而所取得的測(cè)試數(shù)據(jù)重現(xiàn)性和規(guī)律性較差，不便研究摩擦磨損的規(guī)律性， 也難以進(jìn)行單項(xiàng)因素對(duì)摩擦磨損影響的觀察。第二類(lèi)試驗(yàn)不需要進(jìn)行整機(jī)試驗(yàn)，只需要 模擬機(jī)器零件和部件在實(shí)際使用條件下進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)可改變各種參數(shù)來(lái)分別測(cè)定其對(duì) 摩擦磨損的影響，而且測(cè)試數(shù)據(jù)重現(xiàn)性和規(guī)律性較好，便于進(jìn)行對(duì)比分析，還可以通過(guò) 1 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 強(qiáng)化試驗(yàn)條件，來(lái)縮短使用周期，減少試驗(yàn)費(fèi)用。但這類(lèi)試驗(yàn)方法所得到的結(jié)果，不能 完全反映實(shí)際的復(fù)雜的摩擦磨損狀況，往往不能直接應(yīng)用，只有精確的模擬試驗(yàn)得到的 結(jié)果才能有較好的實(shí)用性。 實(shí)踐表明:摩擦磨損試驗(yàn)方法和條件不同，試驗(yàn)結(jié)果差別很大。所以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)時(shí)， 應(yīng)當(dāng)盡可能地模擬實(shí)際工礦條件， 其中主要的有:滑動(dòng)速度和表面壓力的大小 和變化、表面層的溫度變化、潤(rùn)滑狀態(tài)、環(huán)境介質(zhì)條件和表面接觸形式等等，對(duì)于高速 滑動(dòng)摩擦副的摩擦磨損試驗(yàn)，溫度影響是主要問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)使試件的散熱條件和溫度分布 接近實(shí)際情況。在低速摩擦副的實(shí)驗(yàn)中，由于磨合時(shí)間較長(zhǎng)，為了消除磨合對(duì)試驗(yàn)結(jié)果 的影響， 可以預(yù)先將試件的摩擦表面磨合， 以便形成與使用條件相適應(yīng)的表面品質(zhì);對(duì)于 未經(jīng)磨合的試件，通常不采集運(yùn)轉(zhuǎn)初期的測(cè)量數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)可能不穩(wěn)定。 1.2. 2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)研究在不同速度、載荷和溫度條件下各種材料和潤(rùn)滑劑 的性能，也可以用來(lái)進(jìn)行各種磨損形式的機(jī)理研究。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)試件之間的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)方式可以是純滑動(dòng)、純滾動(dòng)或者滾動(dòng)伴隨滑動(dòng)，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)機(jī)的試件采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 也有是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。試件的接觸形式可以分為面接觸、線(xiàn)接觸和點(diǎn)接觸三種，通常面接 觸試件的單位面積壓力為 80~100MPa，常用于磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，線(xiàn)接觸試件的最大接觸壓 力可達(dá)到 1000~1500MPa，適合于接觸疲勞磨損實(shí)驗(yàn)和粘著磨損實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)接觸試件的表 面接觸壓力更高，最大可達(dá) 5000MPa，適用于需要很高接觸壓力的實(shí)驗(yàn)，例如膠合磨損 或高強(qiáng)度材料的接觸疲勞磨損實(shí)驗(yàn)。常見(jiàn)的試驗(yàn)機(jī)有以下幾種形式[1]： (1)銷(xiāo)一盤(pán)式磨損試驗(yàn)機(jī): 由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的平圓盤(pán)和一個(gè)壓在盤(pán)上的不動(dòng)的圓柱銷(xiāo)組成，銷(xiāo)是試件，其端部可做 成平面、半球形、錐形等，可進(jìn)行各種摩擦副及潤(rùn)滑材料的摩擦磨損性能試驗(yàn)，也能進(jìn) 行粘著磨損規(guī)律的研究。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品型號(hào)有 MD-240 定速摩擦試驗(yàn)機(jī)等。 (2)滾子式磨損試驗(yàn)機(jī): 上下兩個(gè)母線(xiàn)接觸的圓盤(pán)為試樣，上下試樣的轉(zhuǎn)速不同，可獲得純滑動(dòng)、純滾動(dòng)、 滾動(dòng)兼有滑動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式?？蓪?duì)材科及潤(rùn)滑劑進(jìn)行摩擦及磨損性能試驗(yàn)。適用于研究疲 2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 勞磨損等，國(guó)產(chǎn)型號(hào)有 MM-200 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，國(guó)外型號(hào)有阿姆斯勒(Amsler)磨損試 驗(yàn)機(jī)等。 (3)環(huán)一塊型試驗(yàn)機(jī): 國(guó)外型號(hào)有梯姆肯(Timken)試驗(yàn)機(jī)等。試件用被測(cè)材料做成約小于 10 ? 20 平方毫米 的方形平面，試環(huán)硬度非常大，與其它材料特別是塑料復(fù)合材料等磨時(shí)，可認(rèn)為是不被 磨的。因此可以直接測(cè)量試塊在摩擦過(guò)程中被磨掉的體積。據(jù)此決定磨損量的相對(duì)值。 較多用于快速篩選材料的耐磨損性能試驗(yàn)，試驗(yàn)中如能測(cè)出摩擦力的數(shù)值可以此計(jì)算摩 擦系數(shù)。 (4)四球式試驗(yàn)機(jī): 上球卡在夾頭內(nèi)， 可以在不同速度下旋轉(zhuǎn)， 下面三個(gè)球固定， 四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球均為中 12. 7 毫米，可從上面或下面施加載荷，主要用來(lái)評(píng)定潤(rùn)滑劑承載能力，也可測(cè)定摩擦副疲 勞磨損壽命，國(guó)內(nèi)有 MQ-800 型，國(guó)外有殼牌四球機(jī)等型號(hào)。 (5)端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī): 端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)采用面接觸形式，如合肥工業(yè)大學(xué)摩擦學(xué)研究所研制的 HDM-10 端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)采用上試樣(圓環(huán)接觸面，外徑} 30 mm，內(nèi)徑} 22 mm)旋 轉(zhuǎn)，下試樣(圓片狀)靜止的端面接觸滑動(dòng)摩擦形式，在油潤(rùn)滑和無(wú)油潤(rùn)滑條件下，對(duì)試 樣的摩擦磨損性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，該試驗(yàn)機(jī)特別適合于評(píng)定自潤(rùn)滑軸承材料、表面薄層 或?qū)訝顝?fù)合材料、固體潤(rùn)滑材料的減摩耐磨特性和綜合使用性能。HDM-10 端面摩擦試 驗(yàn)機(jī)在實(shí)際使用中，可以在很寬的范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、時(shí)間、溫度以及摩擦副配 偶材料、光潔度、硬度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整選擇，考察試驗(yàn)材料在各種影響因素作用下其摩 擦磨損性能的變化， 并根據(jù)不同條件下試驗(yàn)參數(shù)的變化和試樣表面的磨損狀況來(lái)評(píng)定在 干摩擦或油潤(rùn)滑條件下試樣材料的摩擦學(xué)特性及其綜合使用性能。 按不同試驗(yàn)要求，試驗(yàn)機(jī)又可分為快速磨損試驗(yàn)機(jī)、潤(rùn)滑材料性能試驗(yàn)機(jī)、高低溫 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、高低速試驗(yàn)機(jī)以及軸承動(dòng)態(tài)特性、齒輪疲勞、潤(rùn)滑油特性等試驗(yàn)機(jī)。 常見(jiàn)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)方式在圖 1. 1 中列出， 其中(a)圖所示的是 四球試驗(yàn)機(jī)的摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)方式。(b)圖所示的是 MM200 試驗(yàn)機(jī)的摩擦副接觸及運(yùn) 3 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 動(dòng)方式。 (c)圖所示的是往復(fù)式試驗(yàn)機(jī)的摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)方式。 (d)圖所示的是端面試驗(yàn) 機(jī)的摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)方式。(e)圖 PV 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)方式。 圖 1.1 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)方式 1.2.3 摩擦磨損測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀 機(jī)械設(shè)備是生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，在其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可動(dòng)零部件會(huì)按規(guī)定的接觸 表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦，消耗能量進(jìn)而造成零部件的磨損。 摩擦無(wú)處不在。由摩擦引起的磨損、潤(rùn)滑、材料與能源消耗等一系列摩擦學(xué)問(wèn)題普 遍存在并對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。有數(shù)據(jù)表明世界能源的1/3～1/2消耗于 摩擦發(fā)熱，而大約有80％的零件損壞是由于磨損而引起的。根據(jù)美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó) 的統(tǒng)計(jì)，與摩擦、磨損有關(guān)的費(fèi)用約占一國(guó)GDP的2%~7%。同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)目前 平均生產(chǎn)水平還較低，即以占GDP5%計(jì)，我國(guó)每年因摩擦、磨損造成的損失就約為580 多億元人民幣。這些數(shù)字表明，研究摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)具有重要的意義 [16 ] 。 機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過(guò)限度而報(bào)廢和更換的，如許多重型機(jī) 床、精密機(jī)床及高效自動(dòng)化機(jī)床，常常由于軸承、導(dǎo)軌及其它重要摩擦副存在缺陷而發(fā) 生故障或達(dá)不到所需要的加工精度與能力， 以致長(zhǎng)期無(wú)法使用。 如果能控制和減少磨損， 則既減少設(shè)備維修次數(shù)和費(fèi)用，又能節(jié)省制造零件及其所需材料的費(fèi)用。另一方面，摩 擦磨損會(huì)使零件失效，功能降低并有嚴(yán)重?fù)p傷或隱患，繼續(xù)使用會(huì)失去可靠性和安全性 甚至釀成事故，嚴(yán)重威脅到人們的生命安全和生產(chǎn)的順利開(kāi)展。由此可見(jiàn)，隨著科學(xué)技 術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械學(xué)的分支之一——摩擦學(xué)進(jìn)行深入研究成了令人關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)；減 4 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 少摩擦，避免磨損成了延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命，提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。 在機(jī)械工程上，摩擦學(xué)是研究作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的、相互作用的材料表面間摩擦行為對(duì)機(jī) 械系統(tǒng)作用的理論和實(shí)踐的科學(xué)。為了了解摩擦、磨損的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，尋找各種磨損 類(lèi)型的相互轉(zhuǎn)化以及復(fù)合的錯(cuò)綜關(guān)系，需要對(duì)材料表面的磨損全過(guò)程進(jìn)行細(xì)微研究觀察 和記錄，對(duì)材料的摩擦磨損性能進(jìn)行測(cè)試和研究，所需的試驗(yàn)設(shè)備是摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。 這是材料學(xué)、機(jī)械學(xué)和化學(xué)等研究領(lǐng)域從事相關(guān)摩擦學(xué)研究的重要試驗(yàn)設(shè)備，能評(píng)定材 料間的抗磨損性能及各種潤(rùn)滑劑的極壓特性，并計(jì)算摩擦系數(shù)。摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及摩擦 學(xué)試驗(yàn)技術(shù)在正確地評(píng)定材料摩擦和磨損特性時(shí)是必不可少的，因而對(duì)于摩擦學(xué)研究的 深入開(kāi)展有著重要意義。試驗(yàn)機(jī)本身的精度、穩(wěn)定性、可靠性、通用性等是現(xiàn)代測(cè)控設(shè) 備的重要要求。 機(jī)械設(shè)備中零部件的摩擦磨損性能是由材料 （摩擦副配對(duì)及潤(rùn)滑劑） 、 工作參數(shù) （載 荷、速度） 、接觸幾何和環(huán)境條件（溫度、氣氛等）等因素決定的。因此，研究零部件 的摩擦磨損性能， 需要根據(jù)使用場(chǎng)合的情況， 設(shè)計(jì)試驗(yàn)并選擇適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)機(jī)和評(píng)價(jià)參數(shù)， 有時(shí)為了全面評(píng)價(jià)一種材料的摩擦磨損性能，需要同時(shí)配置多臺(tái)不同用途的試驗(yàn)機(jī)。 摩擦磨損試驗(yàn)裝置摩擦副的摩擦學(xué)性能試驗(yàn),大致可分為試樣試驗(yàn)、 臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)際 使用試驗(yàn)三種類(lèi)型。相對(duì)而言, 試驗(yàn)室條件下的試樣試驗(yàn)具有選擇范圍寬, 影響因素容 易控制等優(yōu)點(diǎn)。在美國(guó)潤(rùn)滑工程師協(xié)會(huì)(ASLE) 匯編的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)目錄中列有上百 種類(lèi)型, 目前, 5 種典型的試驗(yàn)機(jī)是:四球機(jī)、梯姆肯試驗(yàn)機(jī)、法萊克斯試驗(yàn)機(jī)、銷(xiāo)盤(pán)試 驗(yàn)機(jī)和MM200磨損試驗(yàn)機(jī)。 針對(duì)目前大多數(shù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)形式單一、環(huán)境因素不可控的缺點(diǎn), 又有研究 人員開(kāi)發(fā)了多功能集成摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及其智能測(cè)控系統(tǒng)。該智能測(cè)控系統(tǒng)以工控機(jī)為 核心, 集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)環(huán)境控制為一體, 實(shí)現(xiàn)了溫度、濕度、載荷、摩擦 力、線(xiàn)速度和摩擦因數(shù)等參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，可更好地模擬現(xiàn)實(shí)工況條件, 可開(kāi)展多種環(huán) 境因素、多種運(yùn)動(dòng)方式下的摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。 ·1.3 本課題研究意義及內(nèi)容 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步, 預(yù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)將會(huì)朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展： （1）以高性能的電機(jī)系統(tǒng)取代機(jī)械變速系統(tǒng)。 目前, 高性能的電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟, 調(diào)速比可以達(dá)到一比幾百、幾千甚至更高。 利用這種系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng), 也可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。由高性能電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主 5 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軸, 不僅能使機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化, 而且還能降低試驗(yàn)機(jī)的摩擦損耗, 提高整機(jī)的壽命和 可靠性。 （2）在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上應(yīng)用多樣式裝夾。 隨著加工技術(shù)、加工工藝及加工設(shè)備的發(fā)展，夾具的類(lèi)型也變的多樣。在同一臺(tái)試 驗(yàn)機(jī)上配置多種夾具，這樣可以方便全面評(píng)價(jià)一種材料的摩擦磨損性能，得出更好的試 驗(yàn)數(shù)據(jù)。 （3）采用氣壓加載，更好的調(diào)控加載力，增大加載范圍、精度高。 （4）軸向、徑向及軸徑向加載，用于檢測(cè)需軸徑加載的試樣。 （5）提高穩(wěn)定性，提高試驗(yàn)機(jī)的穩(wěn)定性, 以使試驗(yàn)結(jié)果具有更好的重復(fù)性和再現(xiàn) 性。 本論文考慮區(qū)別于傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)杠桿式加載， 機(jī)械式調(diào)速的加載精度不高， 穩(wěn)定性差， 局限于單向加載，調(diào)速范圍小且只能有級(jí)調(diào)速，緊緊圍繞以上幾點(diǎn)，著重對(duì)加載結(jié)構(gòu)進(jìn) 行設(shè)計(jì)，改善電機(jī)傳動(dòng)，使試驗(yàn)機(jī)能準(zhǔn)確反映摩擦磨損情況，穩(wěn)定且可靠。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：總體方案的設(shè)計(jì)，主傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)，加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本章主要介紹了摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展概況、分類(lèi)、特點(diǎn)、摩擦磨損試驗(yàn)的目的、 試驗(yàn)的基本方法以及國(guó)內(nèi)外對(duì)此的研究情況，本課題研究的背景和意義、對(duì)本論文的主 要設(shè)計(jì)內(nèi)容作了一個(gè)大概分析。 6 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)思路 2.1 摩擦磨損試驗(yàn)的基本系統(tǒng) 參照與摩擦磨損試驗(yàn)有關(guān)的特性和主要參數(shù)，建立摩擦磨損試驗(yàn)的基本系統(tǒng)如圖 2.1 所示。在大多數(shù)情況下，試驗(yàn)系統(tǒng)包括兩個(gè)固體試件（1） 、 （2）以及潤(rùn)滑劑（3）和 氣氛（4） 。試驗(yàn)系統(tǒng)的輸入由圖左側(cè)的工作變量提供，通過(guò)工作變量對(duì)摩擦試驗(yàn)元素的 作用， 發(fā)生摩擦和磨損過(guò)程。 為了描述這些摩擦學(xué)過(guò)程， 必須測(cè)量右側(cè)的摩擦計(jì)量特性， 必要情況下，還必須測(cè)定試件的表面特性，以補(bǔ)充摩擦計(jì)量特性。 工作運(yùn)轉(zhuǎn)變量 試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng) 摩擦計(jì)量特性 運(yùn)動(dòng)形式 載荷 溫度 速度 時(shí)間 （4） （3） （1） 摩擦力 摩擦系數(shù) 速度 溫度 （2） （1）摩擦元素 （2）摩擦元素 （3）潤(rùn)滑劑 （4）氣氛 表面特性 表面形貌 表面成分 圖 2.1 摩擦磨損試驗(yàn)的基本系統(tǒng) 進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)的目的就是要模擬實(shí)際的摩擦系統(tǒng)，在試驗(yàn)室再現(xiàn)摩擦磨損現(xiàn)象 及其規(guī)律性，以便通過(guò)選定參數(shù)的測(cè)量分析考察圖所示的工作運(yùn)轉(zhuǎn)變量、潤(rùn)滑變量和氣 氛變量等對(duì)特定摩擦磨損試驗(yàn)系統(tǒng)摩擦元素的影響。因此，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)就是 要依據(jù)這種目的和既定的具體任務(wù)要求，構(gòu)思形成圖所示的基本系統(tǒng)。其工作運(yùn)轉(zhuǎn)變量 一般要求在一定范圍內(nèi)可調(diào)，對(duì)于測(cè)試參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要選定。 7 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)思路 2.2.1 確定試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)要求 綜合試驗(yàn)機(jī)的實(shí)驗(yàn)條件等因素，按摩擦磨損試驗(yàn)的基本系統(tǒng)，初步確定設(shè)計(jì)要求， 建立要求明細(xì)表。考慮本試驗(yàn)機(jī)的大體要求如下： （1） 接近一般工程狀態(tài)[2] 不同的試驗(yàn)要求和不同的測(cè)試狀態(tài)和范圍,都有其相應(yīng)的應(yīng)用背景和理論意義。 摩擦 磨損試驗(yàn)中，按照摩擦形式 ，可以分為滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦和沖擊摩擦。根據(jù)對(duì)磨面 條件,可以分為光滑平面、粗糙平面和磨料。從試驗(yàn)速度來(lái)說(shuō)，可以分為低速 （ 10?5 ~ 10?3 m / s ） 、工程速度（ 10?2 ~ 101 m / s ）和高速（ 102 ~ 108 m / s ）三個(gè)范疇。 從溫度來(lái)說(shuō)，可以分為低溫（零度以下） ，常溫和高溫。潤(rùn)滑狀態(tài)可以分為無(wú)潤(rùn)滑和有 潤(rùn)滑。氣氛可以分為真空、空氣和其他氣體氣氛。負(fù)荷狀態(tài)可以分為微負(fù)荷（mg~g） 和工程負(fù)荷（ 102 g ~ 102 kg ） 。磨損形式可以分為疲勞磨損、粘附磨損、磨料磨損、微動(dòng) 磨損和沖擊磨損。 本試驗(yàn)機(jī)考慮用途較廣，接近工程狀態(tài)，滿(mǎn)足部分高速運(yùn)動(dòng)（最高速度滑動(dòng)速度是 50m/s） ， 適用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試金屬材料， 塑件材料的摩擦特性的試驗(yàn)條件， 包括試驗(yàn)速度、 溫度范圍、負(fù)荷范圍、氣氛等方面，又從以金屬材料做主要摩擦材料來(lái)考慮，本試驗(yàn)機(jī) 采用與光滑剛性對(duì)磨面的滑動(dòng)摩擦制式。初步設(shè)計(jì)要求如表 2.1 表 2.1 試驗(yàn)機(jī)初步設(shè)計(jì)要求 溫度范圍 常溫 負(fù)荷范圍 工程負(fù)荷（ 1 0 ~ 1 0 k g ） 2 2 速度范圍 工程速度（ 10 ?2 ~ 101 m / s ） 氣氛 空氣 8 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摩擦形式 滑動(dòng)摩擦 潤(rùn)滑狀態(tài) 無(wú)潤(rùn)滑 （2）易于操作 （3）適合較為靈敏的摩擦力、溫度測(cè)定 （4）成本較低 按優(yōu)先次序把摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)所有任務(wù)要求分為必達(dá)要求、最低要求和附加要求三 大類(lèi) [2] ，其中必達(dá)要求描述了產(chǎn)品的主要功能，這是必須滿(mǎn)足的要求；最低要求反映了 產(chǎn)品的次一級(jí)功能，有一定的活動(dòng)余地；附加要求反映了產(chǎn)品的次要功能，這是在設(shè)計(jì) 過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡量滿(mǎn)足的要求。根據(jù)初步要求進(jìn)一步明確具體的技術(shù)指標(biāo)，建立要求明細(xì) 表，如表 2.2 表 2.2 試驗(yàn)機(jī)的要求明細(xì)表 要求類(lèi)型 要求 數(shù)量 備注 試件滑動(dòng)摩擦 主軸轉(zhuǎn)動(dòng) 必要要求 線(xiàn) m/min 間可調(diào) 無(wú)級(jí)調(diào)速 工作時(shí)保 加軸向、徑向載荷且可調(diào)整 最大載荷為 2500N 持恒定 試件數(shù)目 2個(gè) 尺寸 待定 最低要求 試件裝夾方便、可靠 減小振動(dòng) 成本較低 9 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 盡可能采用工廠現(xiàn)有摩擦磨損 試驗(yàn)機(jī)的部件 附加要求 維修方便 操作方便舒適、 造型美觀、 色彩 和諧 據(jù)要求明細(xì)表，可將本試驗(yàn)機(jī)要求概述為： 在無(wú)潤(rùn)滑、不加磨料、空氣氣氛的條件下，使一對(duì)摩擦副在一定軸向負(fù)荷作用下進(jìn) 行端面摩擦，測(cè)量此時(shí)的負(fù)荷、摩擦力，用微機(jī)進(jìn)行處理并記錄數(shù)據(jù)。 2.2.2 試驗(yàn)機(jī)的功能分析 根據(jù)對(duì)這臺(tái)試驗(yàn)機(jī)的概述，總功能圖如圖 2.1 下： 能量 摩 擦 摩擦損耗：熱、噪聲、振動(dòng)、變形 試件 副 摩 擦 磨損的試件 摩擦力的信息 負(fù)荷的信息 摩擦系數(shù)的信息 溫度的信息 …… 控制信號(hào) 圖 2.1 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)總功能圖 可將其功能分解為如下的基本功能： ? 輸入能量轉(zhuǎn)換成負(fù)荷; ? 試件加載; ? 負(fù)荷調(diào)節(jié); ? 速度穩(wěn)定; ? 測(cè)量負(fù)荷; ? 測(cè)量摩擦力; 10 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 附錄 A 圖紙總匯 圖號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 圖紙名稱(chēng) 裝配圖 軸向夾具 滾珠絲杠連接塊 夾具臺(tái) 法蘭 主軸軸承座 下托板 軸承套杯 絲杠軸承座 上托板 支撐架 夾具臺(tái)上蓋 圖紙大小 A0 A3 A3 A2 A3 A2 A3 A3 A3 A1 A1 A4 11
塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)常用的兩種測(cè)量方法 塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)又稱(chēng)摩擦試驗(yàn)機(jī)、磨損試驗(yàn)機(jī)，是一種評(píng)定各種潤(rùn)滑劑的極壓特性、抗磨損性能并計(jì)算摩擦系數(shù)的試驗(yàn)設(shè)備。摩擦系數(shù)大小是表示摩擦材料系統(tǒng)特性的主要參數(shù)之一，為靜摩擦系數(shù)μs和動(dòng)摩擦系數(shù)μ。在給出某種材料的摩擦系數(shù)時(shí)，必須注明該數(shù)值的試驗(yàn)條件和所用的測(cè)試設(shè)備，因?yàn)椴煌脑囼?yàn)條件和不同測(cè)試設(shè)備所測(cè)定的摩擦系數(shù)大小是不一樣的。摩擦表面物質(zhì)發(fā)生脫落或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。磨損的過(guò)程是多因素相互影響的復(fù)雜過(guò)程。除了與材料自身的特性有關(guān)外，還與摩擦形式、表面狀態(tài)、使用條件（諸如壓力，速度、溫度）等有關(guān)。磨損的結(jié)果使摩擦表面產(chǎn)生多種不同形式的破壞，因而磨損的形式也就相應(yīng)不同。可以從不同的角度來(lái)對(duì)磨損進(jìn)行分類(lèi)，但比較常用的方法是基于磨損破壞的機(jī)理。 塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)常用的測(cè)量摩擦力或摩擦力矩的方法有機(jī)械法和電測(cè)法： 機(jī)械法：有杠桿法和彈簧法兩種。杠桿法就是用杠桿加砝碼來(lái)平衡摩擦過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力矩，根據(jù)杠桿原理來(lái)計(jì)算出摩擦力或摩擦力矩，塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)即采用該方法。彈簧法是用彈簧直接或間接地拉住摩擦副一方，然后根據(jù)彈簧的彈性變形力求出摩擦力。 電測(cè)法：把壓力傳感器附加在測(cè)力元件上，將摩擦力或摩擦力矩轉(zhuǎn)換成電量（電信號(hào)），輸入到測(cè)量和記錄儀上，自動(dòng)記錄下摩擦過(guò)程中摩擦系數(shù)的變化。目前測(cè)定動(dòng)摩擦系數(shù)大多采用此法。 塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要做潤(rùn)滑劑的長(zhǎng)時(shí)抗磨損試驗(yàn)，可測(cè)摩擦副磨斑尺寸。用于各種金屬，非金屬材料及涂層的磨損性能測(cè)定。尤其適用于中汽車(chē)齒輪油的抗擦傷性能評(píng)定。主要用于各種金屬材料及非金屬材料（尼龍，塑料等）檢測(cè)。評(píng)定材料的摩擦機(jī)理和測(cè)定材料的摩擦系數(shù)。塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)還可用于塑料薄膜，薄片，紙張等檢測(cè)。測(cè)量材料的潤(rùn)爽性，可以控制調(diào)節(jié)包裝袋的開(kāi)口性、包裝機(jī)的包裝速度等生產(chǎn)質(zhì)量工藝指標(biāo)。
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