摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、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、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)structuraldesignofFriction-WearTestermachineAbstractAdvance

2、dfrictionandweartesterandtesttechnologyfortribologicalstudieshavehighlightedsignificantdepth.Inthispaper,frictionandweartestingmachineontheoverviewofdevelopment,classification,characteristics,frictionandweartestpurposes,testthebasicmethodsforcomprehensiveanalysisbasedontheestablishedrequirementsoffr

3、ictionandweartestingmachineschedule,determinedbyfunctionalanalysisoftestmachinesTheoverallstructureofthestructuraldesignfromthehost,Spindlestructure,multi-stylefixture,airpressureloadstructureintermsoffrictionandweartestmachinestructuredesign.Thetrialfunctionofthefrictionpairtoachievetheaxialload,ra

4、dialloadandthereciprocatingmovement,structuralstabilityandmeetthegeneraltestrequirements.Keywords:Friction-WearTester;Pressureload;Reciprocating目錄1緒論11.1 摩擦學(xué)概念11.2 摩擦磨損試驗(yàn)11.2.1 摩擦磨損試驗(yàn)分類11.2. 2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)21.2.3摩擦磨損測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀42摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)思路72.1 摩擦磨損試驗(yàn)的基本系統(tǒng)72.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)思路82.2.1 確定試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)要求82.2.2 試驗(yàn)機(jī)的功能分析1

5、02.2.3 基本功能實(shí)現(xiàn)方案錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.4 對(duì)各實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行組合，確定最優(yōu)方案錯(cuò)誤！未定義書簽。3主傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 驅(qū)動(dòng)部分錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.1. 1.確定電動(dòng)機(jī)類型錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.2. 確定電動(dòng)機(jī)的容量錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.3. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3 傳動(dòng)部分一一同步帶設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.1. 同步帶參數(shù)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.2. 帶輪擋圈參數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4 主軸的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.1. .選擇軸的材料及熱處理方法錯(cuò)誤！未定義書簽。

6、3.4.2. .確定軸的最小直徑錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.3. 軸承的選用錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.4. 確定軸各段的尺寸錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.5. 主軸強(qiáng)度的校核錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5 軸承套筒的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6 軸承座的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.7 試驗(yàn)銷夾具的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.7.1. .總體設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.7.2. 夾具設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4加載機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.1氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.2 活塞桿上輸出力和缸徑的計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.3 氣壓缸的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2 氣缸加載夾具的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽

7、。4.2.1 夾具設(shè)計(jì)的總體方案錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.2 軸向試樣安裝夾具設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.3 徑向試樣安裝夾具設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.4 夾具臺(tái)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 滑動(dòng)托板的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.1 上滑動(dòng)托板的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.2 下滑動(dòng)托板的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)與選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。4.6 步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)與選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。4.7 試驗(yàn)機(jī)底座的設(shè)錯(cuò)誤！未定義書簽。結(jié)束語(yǔ)錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。致謝錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄1.1.1緒論1.1 摩

8、擦學(xué)概念摩擦學(xué)的現(xiàn)象和應(yīng)用伴隨著人類活動(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.Jos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

9、，并且還將對(duì)人類未來(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)2. 2.1摩擦磨損試驗(yàn)分類摩擦磨損試驗(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最優(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：第一類是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物摩擦磨損試驗(yàn)第二類是實(shí)驗(yàn)室摩擦磨損模擬試驗(yàn)。第一類摩擦磨損試驗(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

10、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)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

11、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

12、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、線接觸和點(diǎn)接觸三種，通常面接觸試件的單位面積壓力為80100MPa,常用于磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，線接觸試件的最大接觸壓力可達(dá)到10001500MPa,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)銷一盤式磨損試驗(yàn)機(jī)：由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的平圓盤和一個(gè)壓在盤上的不動(dòng)的圓柱銷組成，銷是試件，其端

13、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)母線接觸的圓盤為試樣，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。可對(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10M20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

14、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30mm,內(nèi)徑22mm）旋轉(zhuǎn)，下試樣（圓片狀）靜止的端面接觸滑

15、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

16、、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)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。-0-b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

17、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1/31/2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160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

18、，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)的分支之一一一摩擦學(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問(wèn)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

19、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

20、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)、銷盤試驗(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)

21、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)和直線運(yùn)動(dòng)。由高性能電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸，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

22、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

23、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、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。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，

24、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。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

25、求，建立要求明細(xì)表?？紤]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(10,10m/s)、工程速度(10立101m/s)和高速(102108m/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(mgg)和工程負(fù)荷(102g102kg)。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、