摩擦磨损试验及测试技术课件.ppt

关于摩擦磨损试验及测试技术
现在学****的是第1页，共30页
一、概述
1、摩擦磨损实验研究的必要性：
要研究摩擦学的理论，确定各种因素对摩擦、磨损性能的影响，研究新的耐磨、减摩及摩阻材料和评定各种耐磨表面处理的摩擦、磨损性销固定不动，盘做旋转运动。通过力传感器采集试验过程总摩擦力和载荷的变化，通过位移传感器对试样的总磨损进行测量。
主要用于在滑动条件下，评价材料的摩擦系数和磨损率，研究工况参数对摩擦性能和磨损机理的影响，是目前用途最广泛的摩擦磨损试验设备。
现在学****的是第11页，共30页
四、摩擦磨损实验中的参数测量
1、摩擦系数或摩擦力的测量
机械式：
载荷W通过上试件1加到下试件2上。下试件(半径为r)旋转，上试件固定。试样间的摩擦力使下主轴产生一个力矩，此时与主轴相连的砝码产生一个偏角，来平衡摩擦力产生的摩擦力矩，偏角反应了摩擦力矩P的大小，可以直接从标尺读出，由此摩擦力矩可以换算出试件上的摩擦系数μ
μ= P/(W r)
电测法：把压力传感器附加到测力元件上，将摩擦力转换成电信号，输入到测量和记录仪上，自动记录下摩擦过程中摩擦力的变化。这种方法目前已普遍应用。
现在学****的是第12页，共30页
2、磨损量的测量：
机械零件的磨损量可以用磨下材料的质量、体积或者磨去的厚度来表示。
称重法：
用称量试件在实验前后的质量变化来确定磨损量。这种方法简单，采用最普遍。通常采用精密分析天平称重，。
由于测量范围的限制，称量法仅适用于小试件。
为保证称重的精度，试件在称重前应当清洗干净并烘干，避免表面有污物或湿气而影响重量的变化。
对于多孔性材料，在磨损过程中容易进入油污而不易清洗，称重法往往误差很大。
若试件在摩擦过程中重量损失不大，而只发生较大的塑性变形，则称量法不能反映表面磨损的真实情况。
现在学****的是第13页，共30页
测长法：
测长法是测量摩擦表面法向尺寸在试验前后的变化来确定磨损量。
常用测量长度仪器，如千分尺、千分表、测长仪、万能工具显微镜、读数显微镜等。
为了便于测量，往往在摩擦表面人为地做出测量基准，然后以此测量基准来量度摩擦表面的尺寸变化，测量基准是根据试件形状和尺寸，在不影响试验结果的条件下设置的，其形式有：
现在学****的是第14页，共30页
压痕法：压痕法是通过事先在试样表面压出压痕，再根据磨损前后压痕尺寸的变化来计算试样的磨损量。
如磨损试验前用维氏硬度计压头在试样表面上打出压坑，如图所示，测出其对角线长度d2，试验后再测出压痕的对角线长度d1，则试验中磨损的深度为：△h=(d2-d1)/m。
**因为压痕过程并非是完全塑性变形, 所以压坑与压头的形状不完全相同。
考虑弹性变形的影响应将m 数值增大。当锥面角α=136°时, 根据经验可按以下数值选取:塑性良好的金属例如铅, 选取m=7; 铸铁, 选取m= ～ ；轴承钢, 选取m=～。
压痕法产生误差的另一个因素是压坑四周形成鼓起, 使表面形状变化，并影响摩擦副的配合性质和磨损测量精度。
现在学****的是第15页，共30页
**压痕法和切槽法只适用于磨损量不大而表面光滑的试件。由于这两种方法都要局部破坏试件的表层, 因而不能用于研究磨损过程中表面层的组织结构的变化。
b. 切槽法：切槽法测磨损与压痕法十分相似, 用回转***刻出月牙形槽，切槽法排除了弹性变形回复和四周鼓起的影响。根据几何关系，切槽宽度和磨损深度的关系为：
r-刀刃的回转半径；R-试件的表面曲率半径，平面时
R=∞，凸面用“+”，凹面用“-”
现在学****的是第16页，共30页
表面轮廓法：
　　当磨损厚度不超过表面粗糙峰高度的磨损时，用表面轮廓仪可以直接测量磨损前后表面轮廓的变化来确定零磨损量。
　　当测量磨损厚度超过表面粗糙度的磨损必须采用测量基准。下图给出两种测量基准, 图(a) 是用未磨损表面作为基准, 而图(b)是在表面上开设一个楔形槽, 根据磨损前后楔形槽宽B和b的数值计算磨损
厚度h。
现在学****的是第17页，共30页
非接触式测量法：
　　以上测量磨损量的方法都要拆卸部分机器零件，当重复试验时，反复拆卸会改变试样的相对位置，破坏摩擦表面的磨合性。用非接触式测量法可以避免这方面的缺陷。
　　非接触式测量磨损方法的原理如图所示：非接触式传感器装在靠近基准板的地方。此基准板与上试样连为一体。
当磨损使上试件
下沉时，则传感器与基准板
之间间隙增加，传感器得到
此位移信号，经仪表检测放
大就可以反映出磨损变化情
况。
现在学****的是第18页，共30页
放射性同位素法：
　　将摩擦表面经放射性同位素活化, 则在磨损过程中落入润滑油中的磨屑具有