高速高温摩擦磨损试验机 摩擦磨损试验机工作原理

　　MG—2000 型 高速高温摩擦磨损试验机 使用说明书 张家口市宣化科华试验机制造有限化司 （原宣化试验机厂） 目 一、 试验机的用途 二、 试验机的主要技术参数 三、 试验机的结构简介 四、 试验机的操作方法 1、 2、 3、 4、 5、 6、 试验机的安装研磨 加载 加热炉的操作 摩擦力矩的测定和校正 加液体介质的试验 控制柜的操纵部分 录 五、 摩擦系数和磨损量的测定 六、 试验机的保养和润滑 七、 试验机的安装 八、 试验机的附件表 九、 P—μ 图 十、 各附图 十一、 试样加工图 一、试验机的用途 本试验机是立轴销盘式的磨损试验机，可将各种材料做 成销盘形式或双环形、环盘形接触的试样，在本机上进行端 面滑动摩擦试验， 以测定在选定的负荷、 速度和环境温度下， 各种金属材料或非金属材料（塑料、尼龙等）的磨擦系数和 耐磨性能，并且能作有液体介质的摩擦试验。 二、试验机的主要质术参数 1、**负荷 2000 牛顿 精度 1% 精度 2% 2、主轴转速 320—3200 转/分 变频电机： 转速、 累计转数能显示数字， 能在 0—99999999 间给定的转数下自动停车。 3、**摩擦力矩：10 牛顿· 米 精度 1% 4、试验机容许负荷范围 P—μ 图（第 10 页） 5、电动机：YP2—132 S—4 4KW 1440 转—分 6、加热炉温度：室温—800℃（按订货要求制造）温度能自 动开车。 7、试件温度：用插入热电偶测定，能自动显示并记录。 8、试件计算直径：60 毫米，接触形式可作成盘销式、双环 式、环盘式。 9、外形（尺寸） （长×宽×高）主机：956× 594× 1580 毫 米 控制柜： 760× 550 ×1500 毫米 10、重量：主机：700 公斤 控制柜：100 公斤 三、试验机的结构简介 1、结构简介：试验机由直流电动机（17）见图第 11 页通过 **皮代传动，直接带动下主轴（12）旋转所以振动小、噪 音低、试验负荷由杠杆机构加载，负荷稳定、操作简单。负 荷由四等标准砝码（14）和 1：10 的主杠杆（2）加在上主 轴（3）上。在上主轴、下主轴的锥孔内分别装着安有试样 销（7）和试样盘（8）的上、下试样轴（6） （10） ；由于下 主轴的旋转通过试样间的磨擦力带动上主轴旋转。在上主轴 上有一弦线） ，拴在弦线盘上钢丝绳的另一端固定在拉 力传感器（13）上，由于钢丝绳的张力使上主轴静止不转， 通过传感器可测出钢丝绳的张力，并换算成摩擦系数，杠杆 加载机构的加载、卸载动作可通过凸轮（19）来完成，凸轮 轴手柄有“水平” “工作” “抬起”三个位置，表示主杠杆所 处的三种状况。配重械杆（1）是上主轴、上主轴套、主杠 杆本身重量的平衡机构。 2、主轴结构：上主轴通过 D106、D8106、D107 三套轴 承装在上主轴套内，使其运转自如，以测量力矩，又能随套 自由升降以传递载荷，上主轴的升降量，可在机前的百分表 观察。下主轴由三套高精度轴承 D3182109、C8207、C7207 装在主轴套（3）图二（第 12 页）内，所以主轴刚性的旋转 精度高，转动手轮（1）传动伞齿轮（4） （5）带动螺杆（2） 旋转可使主轴套（3）升降，以装卸试样轴和不同高度的试 样。由于螺杆的自锁性能和板动手柄 96）使二对刹紧块（7） 刹住主轴套，使主轴在长时间承受大负荷试验时，也不会向 下滑移。整个主轴套可以从机身中抽出，打开尼龙堵（ 9） 可通过带锁紧块螺母（8）及尾部的带锁紧块园螺母（10） 调节轴承间隙，装卸主轴和润滑脂。使用注意点： 1、主轴 套露出上刹紧块（7）后，当回升主轴时，应注意刹紧块是 否转动了，否则会顶柱上主轴的上升。2、构开刹紧块要升 降主轴时，可按逆时针方向旋转手柄（6）一圈到两圈，再 把手柄（6）的座子往里轻拍一下，不能一直逆时会转下去， 使刹紧块（7）脱落。3、试样和试样轴：试验机的试样接触 形式可分为销盘式、双环式和环盘式三种。 试样销为 Ф6 的园柱销（1） ，可安装在试样销座（2）内， 用顶丝（30 固定试验时，可用单销试验，也可同时安二个销 或四个销子作试验，试样销座上部的通孔用来插入热电偶和 往外顶出销子用。试样盘（4）上有二个定位销孔，将孔套 在试样轴（5）上即可进行试验。 上、下、试样环（6） （7）的内孔是定位孔，分别套在试 样轴（8）上和试样环座（9）上，环背部有二槽（8） （9） 的销子配合与带动旋转。为使上下环的表面能贴合，试样环 座后装一钢球（10）传递负荷，并由插入环座的销子使试样 轴转动。 各试样轴的尾部是 1： 20 的锥柄， 可插入上、 下主轴锥孔， 以锥面定们，联接可靠，定们精度高，装卸迅速方便，用手 将试样轴装处锥孔内，用力一拧即可工作，在主轴颈部的长 孔内插入铜头板子，一板即可卸下试样轴，装时注意必须将 内外结合面擦二净，保证定位精度，以保护锥面。试样轴用 Icr18Ni9Ti 不锈钢制作，硬度较低，使用时应注意避免磕碰。 3、加热部分： 试验机的加热炉（温度为室温—800℃） ， 并可按用户订货 要求配置，炉腔是电阻加热，由两个半园形的炉子组成，可 以打开装卸试样。炉子在中部有插热电偶的孔，顶部有左右 两上吊环，可调整炉子的位置，整个炉子悬挂在杨机身连接 的折臂上，转动折臂端下部的方头可调节炉的高低，不使用 炉子时可由折臂把炉子转至机身侧面。 4、 控制柜部分见 MG—2000 型高速高温磨损试验机微机智 能测控系统使用说明书。 5、电动机部分： 电动机（1）安装在电机座（20 上，见图四第 14 页，并 通过电机座板（3）滑轨（40，固定在主机机座上，电机座 （2）为左右两半园，便装卸皮带方便。主机皮带轮的顶端 联接一测速发电机，打开底座前盖，松开半园块（16）即可 卸下发电机。 四、试验机的操作方法： 1、试样的安装与研磨： 对销形试样的试验前应进行研磨， 研磨方法是在一试样盘 上，用**胶粘合一张金相砂纸，应贴得平整，装在下试样 轴上， 试样轴端面与试样盘下面应贴紧， 将试样轴装上主机。 试样销也装在试样的轴的试样销座内，加负荷 50 牛顿，开 机转速为 320—400 转/分， 研磨时间因销的硬度不同而不同， 以销端被研平 50%以上即算研合。再取下试样销，清洗称重， 将贴砂纸的试样盘换成试验用的试样盘即可进行试验。注意 在重安试样销时， 应尽量保持原来的位置， 以提高试验精度。 试样环也可按上术方法研磨。 2、加载： 将凸轮松手放在“水平”位置。在砝码托盘上放上试验负 荷相同质量的砝吗，注：砝码上标记的力值数（如 500 牛顿） 就是加载后的实际负荷，用后扳手轮上升下主轴，观察机身 前面的百分表，当上下试样接触时，百分表指针开始转动， 待转动 5 小格到 10 小格时（即试样接触后主轴上升了 0.05-0.1 毫米刹住下主轴的刹紧块。 把凸轮手柄放在 “抬起” 的位置，就可使试样胖离；放在“工作”的位置，使凸轮下 主杠杆脱离接触，即可进行开机试验。 3、加热炉的操作： 当试验需要加热炉内进行时， 在试样轴插入主轴之前应将 炉子由折臂移至机身**，并打开炉身，进行安装试样轴和 试样。安装后，闭合加热炉，挂上左右吊钩，并调节炉子位 置，使炉子上下孔与试样轴不接触，将热电偶插入监孔。需 测试样温度时， 将测试样的热电偶拉下， 沿试样轴插入试样， 并将期绑在试样轴上，以免加热炉砖接触上。 4、摩擦力矩的测定： 将钢丝绳一端的铜头， 卡在上主轴弦线盘的长槽内， 钢线 绳沿着弦线 圈，通过机身孔进入测力箱，拧 松固定旋钮（16）将钢丝绳铜头穿过滑轮（4）下方，把铜 头放在螺母（2）的长槽内，再拧紧螺母，使钢丝绳铜头与 传感器（10 成刚性联接。转动上主轴使弦线）左右转动（在滑轮座转达动任意位置时，能保持从传 感器引下的钢丝绳处在铅垂位置）至一合适位置（拉直的钢 丝绳在弦线盘的切线方向） ，拧紧固定旋钮（ 6） ，使滑轮座 不能再转动，注意：在未松固定旋钮（6）时不要用手直接 扳转滑轮轮座。 （2） 、摩擦力矩示值的标定、校正： **试验和使用较长时间后，应对摩擦力矩示值重新标 定。标定方法如下： 打开测定部分门盖（3）装上滑轮支架（7）用园术头内六 角螺钉固定住，将拴在弦线盘上的钢丝绳头抽出，成如图五 状态，下端挂历一砝码托盘， （砝码托盘连杆的重量为四等 标准 12 牛顿）钢丝绳下所挂重量 P 与摩擦力矩示值 M 应附 合下列公式：P=M/L 式中 P—砝码重（牛顿） （包括托盘重 12 顿） M—摩擦力矩示值（牛顿· 米） L—上主轴弦线 米） 用目测方法检查允差小于刻度标尺的一小格， 如超差可调 节控制柜部分，具体方法见《高速高温摩擦损度验机自动控 制装置使用说明书》 。 5、加液体介质的试验： 试验机可在有液体介质情况下进行试验，试验方法如下： 把试验机用的介璺倒入附件箱内（不得少于 21 升） 待用， 电泵的出口通过塑料管、阀、软管、喷咀进入有机玻璃桶， 下降主轴取掉防尘罩，装上两个半园的支座（1） ，在其上面 安装有机玻璃和园桶（2）把带有甩盘的下试样轴（4）装入 下主轴， 装上带试样的上试样轴和下试样轴， 用软管喷咀 （ 3） 对准试样接触面，注意不能把喷咀对准甩水盘下面，使液体 流回附件箱，有机玻璃和支座，都用螺钉固定，试验前把有 机玻璃桶的两半园盖盖上拧紧，即可开车。试验时可调节阀 改变流量，注意时节咀位置是否对准试样接触面。用环形试 样作试验时，可在环上开一油槽，以保证液体流入接触面。 五、摩擦系数 μ 和磨损量的测定 按库仑定律 F—μN F—摩擦力（牛顿） 力（牛顿） 其中 N 即试验时的负荷值， 而 F 乘试样回转半径 0.03 米， 就是记录仪上显示的摩擦力矩 M（牛顿· 米） ，所以 μ 可按下 试计算： μ=F/N=M/0.03N M=摩擦力矩（牛顿· 米） N—载荷（牛顿） μ—摩擦系数 N—正压 磨损量可用称重法或测长法测定， 从机身百分表可直接读 出试样的磨损量。 六、试验机的保养与润滑 1、试验机应保持各部清洁经常擦洗，并保持试验场地的 环境清洁，附近不得有大的振动，不使用时罩上机衣。 2、试验时将下主轴上部二个半园的防尘罩合上，以免摩 擦碎末掉进主轴孔的间隙。 3、主机的润滑：下主轴内有三号高速润滑脂润滑，一个 清洗更换一次。 下主轴孔压盖的油孔每班注 20#机油一次。 机身侧面油地灌 5#机油，每天试验前打开上面的机盖， 注入机油至没标半园为止，这是润滑上主轴轴承和上主轴套 和机身配合面的，保持这二处的润滑是保证主轴灵活和负荷 的主要因素，对渗同上主轴套下缘的机油应经常擦去，一个 月左右应打开下面机座的前盖，用棉纱擦将主轴下的油池。 4、在不作试验时，应将凸轮手柄放在“抬起”位置，卸 去砝码和砝码托盘，主轴锥孔盖上纸或干净棉丝，合上防尘 罩，盖上机衣。 5、不能随意拆装扛杆和刀口环，注意保护刀口，以免影 响载荷精度。 七、试难机的安装 本试验机必须在专门的地基上安装， 开车， 地基的要求见 图七第 16 页。电气控制柜按使用方便，可放在主轴右侧。 MG—2000 型微机智能测控系统 使用说明书 产品型号：MG—2000 型 产品名称：高速高温摩擦磨损试验机 张家口市宣化科华试验机制造有限公司 目录 一、 系统介绍 二、 主要技术性能 三、 试验方法简述 四、 操作面板说明 五、 系统操作 六、 系统设置 七、 温度曲线 八、 系统维护 一、系统介绍 MG—2000 型微机智能测控系统（简体中文版）可用于 MG—2000 磨损试验机和其它类似的摩擦磨损试验机。该测 控系统采用美国 NI 公司的 VI（虚拟仪器技术）开发，由于 这一代表当今世界***先进测控技术的引入，使得试验机整体 技术水平获得大幅提升。当您购买和使用含有 VI 技术的试 验机产品时，您会深刻的体验到新技术带给您的愉悦和享 受。 MG—2000 型微机智能测控系统的主要功能为： 1．1 测量显示参数：平均力矩、**力矩、摩擦功，磨擦系 数、平均磨擦系数、试样转速、试验转数、试验时间、试样 温度。 1．2 显示力矩一时间曲线 多种试验终止条件的设定：定时、定转数、摩擦力矩突 变停车。 1．4 测量数据自动保存和回放，可实时保存试验数据；可提 供文本、Word、表格等多种数据格式。 二、主要技术性能 2．1 力矩测量范围：0—10N· M 2．2 炉温设控范围：室温——800℃ 2． 2 转数设控范围： 0-1016 2．3 转速测量范围：0—5000r/min 刷新率 1 次/S 其他参数详见《MG—2000 型高温高速磨损试验机使用说明 书》 三、试验方法简述 3.1 测量 由于矩传感器检测到的摩擦力矩信号，热电偶检测到的 炉温信号和光电传感器检测到的转速和“转数”信号调理电 路对信号进行放大和滤波处理后输入数据采集卡，数据采集 卡将输入的模拟信号转换为计算机所需的数字信号，计算机 按照设计程序将采集到的信号经计算处理后分别以数安形 式或波形图形式显示相关的测量结果。 3．2 主要测量数据定义 3．1．1 力矩平增值 精度+1% 精度+1% 精度+1% 精度+1% 为采样点数内取的力矩平均值； 式中的 M1—瞬时力矩值：N—采样点数。 3．1．2 力矩**值 此值为已测量过的力矩**值，试验结束该值为全试 验过程测量到的**值， 3．1．3 摩擦系数 摩擦系数 μ+M/（R.P） 式中 M—摩擦力矩：R—试样半径、单位米；P—压力负荷、 单位牛顿 3．1．4 摩擦功 摩擦功 Q= 3．1．5 平均摩擦系数 平均摩擦系数 μ 式中 R—试样半径、单位米；P—压力负荷、单位牛顿、N— 转数。 3．1．6 测量时间 为试样摩擦开始到停止所用的时间。 3．2 控制 控制主要是主机运行控制。主机运行控制（运行与停止） 信号由计算机设定并经数据采集卡将数安信号转换为开关 信号，该信号经信号调理电路放大后直接控制主机电机启停 触器（或变频调速器） ，从而实现“定转数停机”功能或“摩 M1 第Ⅰ转测取的力矩值。 擦系数突变（试样表面破坏）停机”或“定时停机”功能。 四、操作面板说明 4．1 操作 该系统的操作、控制和显示面板采用仿真设计，您只需使用 鼠标就可以操作**控件来控制试验的全过程。本系统所有 控制、显不控件（如按钮、示波器等）您都可以在帮助菜单 中得到操作使用方面的指导和功能说明。 五、系统操作 5．1 双击桌面的 MG—2000 图标系统即进入控状态。 5．2 置“**—复位”于“复位”状态。注意每次试验开始 前均需进行“**—复位”操作。 5．3 参数输入 根据试验要求您需在 “测量控制”面板的相应控件中输入 相关参数； 采样点数； 采样点数决定波形控件显示的数据量、 试样半径、试验编号、压力负荷及炉温设置；选择试验终止 条件并在选择按键的下方数值控件中输入相应的终止条件 参数值。 5．4 试验终止条件设置 点击“终止条件”选择框右侧的箭头，即可弹出下拉菜单， 有“定时停车，定转停车，摩擦力矩停车”选项供用户选择， 在确定某一“终止条件”后，在下面的数值控件中输入设定 的数值。 5．5 文件操作 5．5．1 数据保存 点击 “数据记录” 健， 弹出文件对话框， 输入文件名点按 “确 认” 键， 测量数据被同步保存到您所选定的硬盘文件目录中， 为便于管理，建议净每次试验的测量数据保存在非系统盘中 专用文件夹下。 注意：当保存数据量接近于磁盘的容量时应及时释放磁 盘空间以保证下一次测量数据的正常保存。 5．5．2 置“运行—停止）键于（运行）位置，启动主机开 始试验。 5．5．3 数据打印 点按“数据打印”键，弹出“数据打印”模板，您可在数据 模板的空白处输入相关信息，选取 File—Print Window,弹出 打印对话框后点按“确定”键即可打印出输入到数据打印模 板时的测量数据。 5．5．4 曲线打印 方法同上，需要说明的是在打印力矩一时间曲线时，您可以 通过模板右下角的 Plot 菜单设置波形图的各种属性。 如颜色、 线 使用分析报告 分析报告的功能是对试验记录数据回放、波形测量分析、 数值分析、打印等；操作界面见图二。使用该系统可以** 地提取记录数据的某一部分进行分析，也可以一次获得记录 的**数据，这些数据均可转为 YAB 格式供进一步的数据 值分析和打印之用。 5．6．1 波形回放 选择“分析报告”进入操作界面；设定读取数据的相关 数。 5．6．1．1“显示点数” ：一次读到数据量，当该数值控件 处于“—1”时，示波器一次读取并显示**所选的记录数 据。 5．6．1．2“显示选择” ：显示选择包含“摩擦力矩” 、 “摩 擦系数” 、 “力矩+系数”和“试样温度” 。当您选择某一选项 时，波形控件只读取和显示该项的数据和波形。 5．6．1．3“下一组” ：在非一次读取数扰设置下，每点一 次该按钮读取一组新数据，只有一个记录一部读完才可打开 读到另一个记录。 5．6．1．4 波形数据分析：本系统示波器提供**测量和控 制工作，示波器右上方提供的“放大镜”和“手形”工具可 对波形曲线进行缩入和移动操作。 右上的 “摩擦力矩” 和 “摩 擦系数”图例可对波形的线宽、颜色等属性进行设置。其方 法是用鼠标右键点击相应的标线然后在弹出菜单中选取相 应的属性。在示波器的直部是波形测量工具，该工作可** 的测量波形某一点的位置和幅值。该工具还提供其它址分有 的功能，请细心体会。 5．6．1．5“打印曲线” ：点击该按钮在弹出的打印模板中 仍可对波形属性进行设置。 5．6．1．6 查询试验结果 点击“打开”键即可从保存文件中查询到您需要的某 一试验的试验结果。 六、系统设置 系统设置部分除显示系统工作状态外，主要用于对力矩 传感器标定，一般试验机出厂已进行**标定。若用户需要 重新定标，请按以下步骤进行。 6．1 置打“开标定—关闭标定”键于“打开标定”位置。 6．2 力矩标定：传感器在非加载状态下点击“力矩补偿”键， 在弹出对话框中先择“replace” 。 6．3 加载已知荷载，在“力矩设定值”控件中输入相应的值， 点击“力矩标定”键，在弹出对话框中选择“replace” ，标定 完毕。 6．4 务请注意：标定完毕，须置“打开标定—关闭标定”键 于“关闭标定”位置。 七、温度曲线 温度曲线主要用于显示炉温升降及温度一时间曲线，其 观察分析与力矩相同。 八、系统维护 8．1 运行测试系统时，请退出其他程序。 8．2 严禁上网。避免计算机病毒对系统的侵害。 8．3 严禁安装游戏软件及其他测控系统无关的软件。增加软 件将会影响系统的运行速度。 8．4 在使用移动磁盘和软盘进行数据存取时应特别注意“杀 毒” 。