磨損的測試技術(shù)課件

第十章摩擦磨損實驗及檢測分析技求第十章摩擦磨損實驗1概述1、摩擦磨損實驗研究的必要性:要研究摩擦學(xué)的理論,確定各種因素對摩擦磨損性能的影響,研究新的耐磨、減摩及摩阻材料和評定各種耐磨表面處理的摩擦、磨損性能,必須掌握摩擦磨損實驗技術(shù)。摩擦磨損實驗技術(shù)包括兩個方面,即:摩擦磨損實驗方法和摩擦磨損實驗測試裝置。概述2摩擦磨損實驗的分類:目前采用的實驗方法可以歸納為下列三類:1、實驗室試件實驗根據(jù)給定的工況條件,在通用的摩擦磨損實驗機上對尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡單的試件進行實驗。由于實驗室實驗的環(huán)境條件和工況參數(shù)容易控制,因而實驗數(shù)據(jù)的重復(fù)性較高,實驗周期短,實驗條件的變化范圍寬,可以在短時間內(nèi)取得比較系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。但由于實驗條件與實際工況不完全符合,因而實驗結(jié)果往往實用性較差。實驗室實驗主要用于:各種類型的摩擦磨損機理和影響因素的研究,以及摩擦副材料、工藝和潤滑劑性能的評定摩擦磨損實驗的分類:32、模擬性臺架實驗在實驗室實驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)所選定的參數(shù)設(shè)計實際的零件,模擬零件的實際工作條件,進行臺架實驗。由于臺架實驗的條件接近實際工況,增強了實驗結(jié)果的可靠性。同時,通過實驗條件的強化和嚴格控制,也可以在較短的時間內(nèi)獲得系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù);并且能夠預(yù)先給定可控制的工況條件,并能夠測得各種摩擦磨損的參數(shù),進行摩擦磨損性能影響因素的研究。臺架實驗的主要目的在于:校驗實驗室實驗數(shù)據(jù)的可靠性和零件磨損性能設(shè)計的合理性常見的臺架實驗臺有:軸承實驗臺、齒輪實驗臺、凸輪挺桿實驗臺等2、模擬性臺架實驗43、實際使用實驗在上述兩種實驗的基礎(chǔ)上,對實際零件進行使用實驗,使用實驗是在實際運轉(zhuǎn)現(xiàn)場條件下進行的。這種實驗的真實性和可靠性最好。但是實驗周期長、費用大,實驗結(jié)果是各種影響因素的綜合表現(xiàn),因而難以對實驗結(jié)果進行深入分析。這種方法通常用作檢驗前兩種實驗數(shù)據(jù)的一種手段*上述幾種類型的試驗各有特點,在磨損磨損研究工作中,通常先在實驗室里進行試樣實驗,然后再進行模擬性臺架實驗和實際使用實驗,構(gòu)成一個所謂的“實驗鏈”3、實際使用實驗5三、摩擦磨損實驗的模擬問題和實驗參數(shù)選擇1、摩擦磨損試驗?zāi)M摩擦磨損性能是摩擦學(xué)系統(tǒng)在給定條件下的綜合性能,實驗結(jié)果的普適性較低。所以在實驗室實驗時,應(yīng)當(dāng)盡可能地模擬實際工況條件。2、實驗參數(shù)的選擇模擬的摩擦磨損試驗系統(tǒng)中最多有四種參數(shù)可以與實際摩擦系統(tǒng)不同:①載荷;②速度;③時間;④試樣尺寸和形狀。而在其他方面,例如摩擦運動方式、引起磨損的機理、組成摩擦系統(tǒng)的各要素及其材料性質(zhì)、摩擦?xí)r的溫度及摩擦溫升、摩擦系數(shù)等模擬的和實際的系統(tǒng)兩者必須相同或相似。三、摩擦磨損實驗的模擬問題和實驗參數(shù)選擇6載荷、往復(fù)運動的四、摩擦磨損實驗機固定銷轉(zhuǎn)動固定板1、摩擦磨損試驗機分a)滑動,面接觸b)滑動,面接觸類按摩擦副的接觸形式和乾荷載荷運動方式分:d}滑動,面接觸點、線、面接觸;滑動荷滾動、滾滑、往復(fù)運動e)滑動,面接觸)滑動,線接觸谷復(fù)囈動式固定回柱固定球轉(zhuǎn)動圓柱l)滑動,點接觸滑動磨損試驗機的典型配副形式濃于式紙磨試驗執(zhí)快碰垂損試驗a)銷一盤b)銷一平面c)銷一環(huán)d)環(huán)一環(huán)銷一套日環(huán)一塊g載荷、往復(fù)運動的72、常用的摩擦磨損試驗機上球旋轉(zhuǎn))(1)四球式試驗機工作原理:由四球(1個上球3個下球)組成摩擦副(如圖所示),上球卡在夾頭內(nèi),下球組固定不動,上球與下球組相接觸工作時,上球由主軸帶動旋滑轉(zhuǎn),通過加載系統(tǒng)向下球組負荷力加載。四球機工作原理主要用途主要用來評定潤滑劑的性能2、常用的摩擦磨損試驗機8該試驗機的評定指標有:磨損一負荷曲線:在雙對數(shù)坐標上,基于不同負荷下三個固定鋼球的平均磨痕直徑所作的曲線。赫茲線赫茲線:由于彈性變形所產(chǎn)生的圓形接觸面的理論直接與靜載荷的關(guān)系。負荷N磨損一負荷曲線①最大無卡咬負荷P:在試驗條件下不發(fā)生卡咬的最高負荷,它代表油膜強度卡咬:鋼球摩擦面之間出現(xiàn)局部的金屬轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象以摩擦和磨損增大為標志,并導(dǎo)致三個固定球上呈現(xiàn)粗糙的磨痕,轉(zhuǎn)動球上呈現(xiàn)粗糙的環(huán)。②燒結(jié)負荷:試驗條件下使鋼球發(fā)生燒結(jié)的最低負荷,它代表潤滑劑的極限工作能力。燒結(jié):試件摩擦面之間出現(xiàn)金屬熔化,并使之相互結(jié)合的現(xiàn)象,此時四個球就燒結(jié)在一起形成寶塔形該試驗機的評定指標有:9(2)環(huán)塊式試驗機載荷又稱Timken試驗機,用于線接觸摩擦副的摩擦磨損試驗。塊工作原理:主動件是標準旋轉(zhuǎn)圓環(huán),被動件是被固定的標準尺寸矩形塊。潤滑油通過測量不同載荷下,被動試件矩形塊上出現(xiàn)的條形磨痕寬度,以及摩擦副材料環(huán)間的摩擦力、摩擦系數(shù),來L環(huán)塊實驗機原理評定潤滑劑的承載能力以及摩擦副材料的摩擦磨損性能(2)環(huán)塊式試驗機10磨損的測試技術(shù)課件11磨損的測試技術(shù)課件12磨損的測試技術(shù)課件13磨損的測試技術(shù)課件14磨損的測試技術(shù)課件15磨損的測試技術(shù)課件16磨損的測試技術(shù)課件17磨損的測試技術(shù)課件18磨損的測試技術(shù)課件19磨損的測試技術(shù)課件20磨損的測試技術(shù)課件21