固體材料摩擦磨損試驗的設(shè)備選型
做固體材料摩擦磨損試驗的試驗機(jī)有多種,像立式萬能摩擦磨損試驗機(jī)、滑動摩擦磨損試驗機(jī)、端面摩擦磨損試驗機(jī)、環(huán)塊摩擦磨損試驗機(jī)等等都適合于做固體材料的摩擦試驗。
① MVF-1A型立式萬能摩擦磨損試驗機(jī)的最大加載負(fù)荷為1000N、摩擦副相對最大運動速度為7.2m/s、可測定的最大摩擦力矩為5N·m,它可以滾動、滑動或滑滾復(fù)合運動的摩擦形式,用來評定潤滑劑、金屬、塑料、涂層、橡膠、陶瓷等材料的摩擦磨損性能。
該試驗機(jī)可配備多種摩擦副,如銷盤摩擦副、止推圈摩擦副、球盤摩擦副、凸輪齒輪摩擦副、粘滑摩擦副、四球摩擦副等。
銷盤摩擦副分為圓頭銷-盤摩擦副、圓柱銷-盤摩擦副、方銷-盤摩擦副,圓頭銷-盤摩擦副主要模擬點面接觸摩擦形式,圓柱銷-盤摩擦副和方銷-盤摩擦副主要模擬面面接觸摩擦形式。
止推圈摩擦副是兩個圓環(huán)面接觸,在一定的接觸應(yīng)力下作相對運動,該摩擦副主要模擬面面接觸摩擦形式。
球盤摩擦副是上試樣用標(biāo)準(zhǔn)直徑ø12.7或ø6.35的鋼球,下試樣為試驗者自定材料制成的盤在一定接觸應(yīng)力下作相對運動而模擬點面摩擦形式。
凸輪齒輪摩擦副是一種模擬滾滑復(fù)合運動的摩擦形式,其結(jié)構(gòu)是由中間滾子用標(biāo)準(zhǔn)圓柱銷,滾子上下各有試驗者自定材料的摩擦偶件組成的,該摩擦副模擬線面接觸摩擦形式,主要用于軸承模擬摩擦磨損試驗中。
粘滑摩擦副和四球摩擦副是用在油品摩擦潤滑性能的評定,具體使用范圍將在后面潤滑油摩擦磨損試驗中介紹。另外該機(jī)還具有對摩擦副加熱功能,對摩擦副添加液體介質(zhì)功能,可使各種試驗在一定溫度下、某種液體介質(zhì)中進(jìn)行,還可根據(jù)試驗者的實際應(yīng)用制作出特種形式的摩擦副。
② MMS-2A型磨損試驗機(jī)的最大加載負(fù)荷為2000N、可測定的最大摩擦力矩為15N·m,它主要是用來試驗各種金屬、非金屬材料(尼龍、塑料等)在滑動摩擦、滾動摩擦、滾滑復(fù)合摩擦等狀態(tài)下及在濕摩擦、干摩擦、磨料磨損等工況下的耐磨性能。
該試驗機(jī)是GB3960-83《塑料滑動摩擦磨損試驗方法》和GB/T12444.1-90《金屬磨損試驗方法》指定使用機(jī)型,它能模擬線線接觸、面面接觸的摩擦形式。模擬線線接觸的摩擦副有環(huán)環(huán)摩擦副、環(huán)塊摩擦副等,模擬面面接觸的摩擦副有環(huán)蝶摩擦副(2α角接觸)。
該試驗機(jī)的最大特點是環(huán)環(huán)摩擦副間有多種相對運動形式,如純滾動形式,即一個試樣作旋轉(zhuǎn)運動,另一試樣保持自由狀態(tài),在摩擦力的作用下與對磨試樣做滾動摩擦;純滑動形式,即一個試樣作旋轉(zhuǎn)運動,另一試樣固定不動;反向滑動形式,即一個試樣作旋轉(zhuǎn)運動,另一試樣作反向旋轉(zhuǎn)運動,形成相對速度較大的滑動摩擦;滾滑復(fù)合運動形式,即一個試樣作旋轉(zhuǎn)運動,另一試樣作同向旋轉(zhuǎn)運動,但兩試樣旋轉(zhuǎn)速度有一定的速比,形成帶有滑差率的滾滑復(fù)合運動。另外,該機(jī)還具有往復(fù)摩擦、間歇摩擦功能,做往復(fù)摩擦?xí)r最大往復(fù)運動距離達(dá)4mm
③ MMU-10G型材料端面摩擦磨損試驗機(jī)最大加載負(fù)荷為10kN(液壓加載),試驗溫度最高可達(dá)800℃,主要是采用滑動摩擦的形式,在規(guī)定的試驗條件下用來評定各種金屬材料、工程塑料、粉末冶金、合金軸承等的摩擦磨損性能。該設(shè)備的主要特點是加載負(fù)荷大、試驗溫度高等,比較適合于金屬材料干摩擦工況下摩擦偶件摩擦系數(shù)及磨損率的測試。端面摩擦磨損試驗機(jī)摩擦偶件的接觸形式為面面接觸,即上試樣為環(huán)形端面或圓柱銷端面,下試樣為盤形端面。試驗時,下試樣固定不動,上試樣在一定的載荷下與下試樣接觸作旋轉(zhuǎn)運動。
④ MRH-3型高速環(huán)塊試驗機(jī)主要是用于各種潤滑油和脂的潤滑性能評定,尤其適用于中、高檔汽車齒輪油抗擦傷性能的評定,也可用于固體潤滑材料的潤滑性能評定及各種金屬與非金屬材料的磨損試驗。GB/T12444.2-90《金屬磨損試驗方法》指定在高速環(huán)塊試驗機(jī)上進(jìn)行。
高速環(huán)塊試驗機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r/min。該設(shè)備的摩擦偶件接觸形式為線接觸,即上試樣塊下平面與下試樣環(huán)圓周面的切線接觸。在做潤滑油和脂的潤滑性能試驗時,用標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)塊試樣,把試驗油或脂加注到試驗腔體內(nèi),讓標(biāo)準(zhǔn)環(huán)塊試樣在試驗油或脂中在一定的試驗條件下作相對運動。試驗結(jié)束后,可測取試塊上磨痕的寬度來評定試驗油或脂的潤滑及抗擦傷性能。在做各種金屬與非金屬材料的磨損試驗時,把試驗材料制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的環(huán)和塊試樣,在一定的試驗條件下(載荷、轉(zhuǎn)速、時間、溫度、潤滑等),使摩擦偶件作相對運動。在試驗過程中,測量摩擦偶件間的摩擦系數(shù)以評定其摩擦性能,試驗結(jié)束后還可用失重法測得在該試驗條件下的磨損率。
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