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发布时间:2022-08-20 00:12:57 来源:京华五金网

摩擦学试验方法的研究及发展

摩擦学试验方法的研究及发展 2011年12月09日 来源: 为了探索和验证摩擦学中一些问题的机理以及有关影响因素,人们必须掌握摩擦学的测 试技术和分析方法,因此在摩擦学把试验研究和理论放在同等的重要地位。摩擦学的试验的 内容比较广泛,如,探讨摩擦、磨损和润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因素:磨损量及新 的耐磨、减磨及摩阻材料的测定:润滑剂性能的测定。还有作相对运动的两物体的油膜、压 力分布规律,温度分布和摩擦系数等。这里就摩擦、磨损及润滑的最基本原理和测试方法加 以叙述,并且介绍几种典型试验机的工作原理,测试手段和测试方法。1 摩擦磨损试验分类  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;第一类是实验室摩擦磨损模拟试验。  第一类是摩擦磨损试验是在实际使用条件下进行的,这种实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实验结果,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。第二类试验方法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,还可以使用条件,缩短使用周期,减少 试验费用,可用来重复地对大量的试件进行实验。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。2 摩擦磨损实验室分类  随着摩擦磨损及润滑科学技术的发展和测试技术的日趋完善,实验室摩擦 磨损近年来得到很大发展,已成为摩擦磨损试验的主要方法。在这类方法中,根据实验目的 ,又可分为两种:(1)研究性的摩擦磨损试验;主要研究摩擦磨损现象的规律性,了解探讨 摩擦磨损现象的机理 ,以及影响摩擦磨损的有关参数等。一般就来这种方法没有固定模式,根据研究的目的来确 定;(2)应用性的摩擦磨损试验;实验目的就是要将试验的结果直接应用于生产实践中。  在实验室条件下,如何确定影响摩擦磨损的主要因素也是较为复杂的问题,因为摩擦、 磨损本身就是复杂的,而且影响它的因素也较多。稍许改变某一因素,可导致磨损量成倍的 增加,即使在同一时间、同一因素对不同的磨损形式产生的影响也不同,而且各因素有时相 互关联的,有很难把它们完全区分开来。材料的耐磨性与材料的强度、硬度不同,它不是材 料的固有特性,而是在一定条件下物理和化学特性的综合表现,若条件改变材料的耐磨性也 随之改变,故材料的耐磨性是相对的,有条件的。2.1 摩擦系数的测量方法  摩擦系数是摩擦副的材料、表面状态、加工及热处理的过程、及润滑状态 的、实验条件的 (压力、温度和速度)热诸因素的综合反映。其值的大小与磨损类型、材料的晶体结构等有一 定关系,故用不同的试验方法测得摩擦系数是不同的,难以进行直接的相互对比。  环块试验机又称Timken试验机,是一种多用途的试验机如图1,主要用来试验各种润滑 油(脂)在滑动摩擦状态下的承载能力及摩擦特性,同时也可以做各种材料的磨损实验;测 出 在规定条件下的摩擦力,从而推算出摩擦系数。环块试验机上的试件为圆环状,可由电动机 带其转动,下试件为块状,静止不动。通过负荷杠杆把载荷加到试环与试块间的接触面上, 试环的速度可以任意调节,可在两试件间得到不同的相对滑动速度。在试验机上利用杠杆加 载系统,可以测得试环与试块间的摩擦力,由此推算出试件间的摩擦系数。可以用不同载荷 、不同滑动速度,在不同的滑动条件下,对各种材料进行摩擦系数的测定。  摩擦系数μ的计算公式为:  μ=(9.45(B+R))(10(A+C)-2.5(B+R))式中:  A-负荷杠杆的法码重量;  B-测试杠杆的法码重量;  R-测试杠杆的游码重量;  C-负荷杠杆系数C=1/10Q。图1 环块试验机示意图  杠标系数C实际上是负荷杠杆不挂码是,为平衡其自重附加在负荷杠杆刃口上的力,磁 力的大小需通过平衡试验确定,其值1/10即为杠杆系数,因此可知每台环块试验机的杠标系 数都不同,这是由于负荷杠杆加工误差引起的。2.2 摩擦表面温度的测量  摩擦时接触表面温度的高低及分布状态,对摩擦磨损及润滑状态,对摩擦 磨损(及润滑 剂)的性能有较大的影响。摩擦表面的瞬时接触温度,又是胶合强度计算中的重要计算依据 ,因此摩擦表面的温度极为重要。摩擦表面温度的测试方法分为接触式和非接触式测温两种 。接触式测温方法是基于热平衡原理,即测温敏感元

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