销盘式摩擦磨损试验机的设计Word文档格式.docx
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Keywords:
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第一章绪论
1.1本课题研究的目的和意义
摩擦学是一门实践性很强的应用科学，研究材料摩擦磨损行为一般需要借助摩擦磨损试验机测量摩擦副的摩擦磨损特性等一系列参量。
在国内的相关研究中广泛使用的试验机有滚子式磨损试验机、四球式摩擦磨损试验机、往复式摩擦磨损试验机、切人式摩擦、磨损试验机、盘销式摩擦磨损试验机等。
随着冶金、矿山、电力以及工程机械等行业的发展，人们对磨损危害的认识有了相当的提高。
为了弄清磨损机理以减少有害的磨损，各国学者对材料在常温下的各种磨损问题均进行了大量的研究，但对于材料在高温下的磨损问题至今却研究的较少，这和高温磨损试验装置的缺乏不无关系。
1910年第一台磨料磨损试验机即以问世，1975年美国润滑工程师学会（ALSE）编著的“摩擦磨损装置”一书中所公布的不同类型的摩擦磨损试验机也有上百种，但其中大部分都是常温磨损试验机[1]。
近几十年来，磨损试验机和试验方法虽然有了较大的发展，但这些试验机大多还是由企业和研究工作者根据工作需要和实际工况自行设计制造的，如高温磨料磨损试验机，适合高分子及其复合材料试验用的高温摩擦磨损试验机等。
只有少数试验机是由专门的试验机厂或仪器制造公司制造和供应的，而且这些试验机大都结构复杂，价格较贵，这说明了磨损问题的复杂性和进行实验室磨损试验研究的困难所在。
摩擦磨损问题存在于人类物质活动的各个方面。
在汽车、发电、设备、冶金、铁道、宇航、电子和农机等各方面的机械都大量存在着摩擦学的问题。
据估计，全世界约有1/2-1/3的能源以各种形式消耗在摩擦上，如果从摩擦学方面采取正确的措施，就可以大大节约能源消耗。
磨损是机械零部件3种主要的失效形式之一，所导致的经济损失是巨大的，大约有80%的机械零件由于各种磨损导致失效。
特别是随着物质文明的进步和工业技术现代化的发展，机械设备的开发使用普遍趋于重载、高速、高效率化，如何控制和改善机械的摩擦磨损状况、提高其使用寿命和工作可靠性，已成为机械工业技术人员必须关注的问题，并促使其研究不断的深入和发展。
这些摩擦试验机多采用静态选位法观察摩擦试件，虽然简单易行，但不能获得摩擦过程的动态信息，更不能对磨损（摩擦）过程进行动态观测及动态数据记录；
另外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，如高速列车运行时的速度约为300km/h，制动时制动盘与刹车片之间摩擦速度为60～70m/s.而目前还未曾见到可用于高速条件下数据动态测量所需的商用摩擦磨损试验机。
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。
1.2国内外研究概况
摩擦试验机对冶金、矿山、电力以及工程机械等行业的发展有着至关重要的作用,随着目前世界各国科技的飞速发展,各个行业在技术上的突飞猛进摩擦试验机对于各行业的重要性也越来越明显.
目前，世界只有美国、日本、瑞士等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业，而济南试金集团是国内最早研制和生产摩擦磨损试验机的厂家。
早在1964年为了满足我国石油工业和材料工业的发展需要，济南试金集团开始研制MQ-12型四球摩擦试验机，1965年研制成功并投入生产，1966年又研制成功MM-200型磨损试验机，两种试验机的研制成功标志着我国已有了自行研制摩擦磨损试验机的能力。
在最近的几年，涌现出了一批新兴生产摩擦磨损试验机的企业，也有不少优质产品面世。
济南竟成测试技术有限公司生产的SFT-2M销盘式摩擦磨损试验机：
图1-1SFT-2M销盘式摩擦磨损试验机
仪器工作原理：
本试验装置适用于材料表面和材料涂层的摩擦磨损测试。
可提供较宽的负载范围和旋转速度。
可进行球－盘、栓（销）－盘、盘－盘的不同摩擦副的试验，精确测量在不同摩擦方式下，材料的摩擦系数、磨痕深度及耐磨性，操作简便，测量精度高。
主要技术指标：
载荷范围：
1N～200N（100g～20kg）
旋转速度：
100～4500rpm（连续可调）
样品尺寸：
Φ8～Φ80mm厚度：
0.5～30mm
摩擦系数测量精度0.2％Fs（满量程）
样品对偶尺寸：
Φ3～Φ6mm
磨痕深度测量范围：
±
1mm精度：
0.1µ
m
选配件：
1.100g摩擦力传感器（0.05N～1N）适用于微小载荷下材料摩擦系数的测试。
2.1000g摩擦力传感器（0.1N～10N）
当然,目前国内还有其他公司的产品一样很成熟了。
济南思达测试技术有限公司生产的MME-2微机控制摩擦磨损试验机就是一个例子
MME-2微机控制摩擦磨损试验机：
图1-2MME-2微机控制摩擦磨损试验机
主要用途
本试验机可做各种金属材料及非金属材料（尼龙、塑料等）在滑动摩擦、滚动摩擦、滚滑复合摩擦和间歇接触摩擦等多种状态下的耐磨性能试验，用于评定材料的摩擦机理和测定材料的摩擦系数。
并可模拟各种材料在干摩擦、湿摩擦、磨料磨损等不同工况下摩擦磨损试验。
该机采用计算机控制系统，可实时显示试验力、摩擦力矩、摩擦系数、试验时间等参数，并可记录实验过程中摩擦系数—时间曲线。
滚动摩擦试验能调节实现不同的滑差率；
该产品所做结果符合GB/T12444.2-90金属磨损试验方法—MM型磨损试验；
GB/T3960—83塑料滑动摩擦系数试验方法。
由于该机功能多，结构简单可靠，使用方便，有多个标准试验方法建立在该机型上，且在国外使用较多，所以在国内摩擦学研究领域也有非常广泛的应用。
技术参数和技术指标表1-1
序号
项目名称
技术指标
1
最大试验力
2500N
2
摩擦力矩测量范围
0～20N.m
3
上、下试样轴转速
0—600r/min
4
试样轴向最大移动距离
4mm
5
试验力示值相对误差
在满量程的10%以上，不超过±
2%
6
试验力示值重复性相对误差
在满量程的10%以上，不超过2%
7
摩擦力矩示值相对误差
8
摩擦力矩示值重复性相对误差
9
温度控制范围
室温-60℃
10
时间控制范围
1s-9999min
11
转数控制范围
1-99999999
12
时间-摩擦力矩曲线
由计算机实现对各个参数的测量显示及数据处理，可实时显示时间-摩擦力矩曲线。
13
试验机的外形尺寸（长×
宽×
高）
主机：
970×
660×
1100
14
试验机净重
约500kg
以下是对于国外的一些成熟产品介绍：
美国FALEX公司：
FALEX公司是摩擦磨损测试仪器的专业制造商，具有75年的历史，其产品广泛应用在石化、机械，军工等多个领域，目前有超过300
台四球机试验机在各个国家使用，已被各国政府部门和工业界广泛的认同，FALEX公司的很多仪器已成为摩擦磨损领域的测试标准，被收录在ISO、ASTM等国际和行业的标准中。
FALEX
四球法磨损磨损试验机设计有精密负载以便完成精确的磨损实验，它是唯一通过多个实验室循环实验所得出的精度作为ASTM
方法中的精度要求的仪器，到目前为止没有其他的仪器展示这个精度，为了符
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