摩擦試驗(yàn)機(jī)

摩擦試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)機(jī)總體結(jié)構(gòu)

該磨損間隙調(diào)整式環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)包括試驗(yàn)機(jī)構(gòu)、加載機(jī)構(gòu)、動(dòng)力與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及數(shù)據(jù)采集模塊，其原理圖如圖1所示。

試驗(yàn)機(jī)構(gòu)采用由金屬摩擦環(huán)與橡膠試塊構(gòu)成的線接觸摩擦副，金屬摩擦環(huán)通過緊定螺釘和緊固壓板安裝在主軸的端部，實(shí)現(xiàn)金屬摩擦環(huán)的固定。根據(jù)具體試驗(yàn)要求，可以更換不同尺寸的金屬摩擦環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)。

橡膠試塊固定在夾具的卡槽里，其尺寸為40mm × 25mm × 6mm。金屬摩擦環(huán)與橡膠之間可實(shí)現(xiàn)干摩擦和液體介質(zhì) （ 可含固體顆粒） 潤滑下的摩擦磨損試驗(yàn)。對(duì)于含固體顆粒的黏稠液體介質(zhì)，金屬摩擦環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，表面粘附液體介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)金屬摩擦環(huán)與橡膠試塊在液體潤滑下的摩擦磨損試驗(yàn)。當(dāng)摩擦環(huán)與橡膠之間為間隙配合時(shí)，液體介質(zhì)中固體顆粒將切削橡膠表面，實(shí)現(xiàn)橡膠試塊的磨損。加載機(jī)構(gòu)包括調(diào)整桿、帶有標(biāo)尺的手柄，與手柄的標(biāo)尺相匹配的微調(diào)刻度盤，設(shè)置在剖分結(jié)構(gòu)的料箱上的固定座，帶有夾具的導(dǎo)向座和導(dǎo)軌等件。

橡膠試塊固定在夾具的卡槽內(nèi)，隨導(dǎo)向座沿固定在料箱內(nèi)的導(dǎo)軌軸向移動(dòng)，夾具通過調(diào)整桿與料筒連在一起。手柄固接在調(diào)整桿頂端，微調(diào)刻度盤組裝在固定座上，微調(diào)刻度盤的表面貼有環(huán)形刻度尺，微調(diào)刻度盤在固定座上繞調(diào)整桿軸線周向轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整手柄的標(biāo)尺正對(duì)微調(diào)刻度盤上的環(huán)形刻度尺零刻線的位置。環(huán)形刻度尺每一小格精度為0.1mm，量程為1mm。調(diào)整桿的螺柱段與料箱的螺紋孔相配合形成螺旋配副，螺柱段的螺紋螺距為1mm，導(dǎo)程為1mm，調(diào)整桿底端的連桿段與導(dǎo)向座連接在一起。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整桿頂端的手柄，調(diào)整桿沿軸向移動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)向座一起沿導(dǎo)軌軸向移動(dòng)，使橡膠試塊與摩擦環(huán)之間壓緊或脫離，并通過固定裝置對(duì)調(diào)整桿進(jìn)行固定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試塊的垂直加載或調(diào)整橡膠試塊與摩擦環(huán)之間的間隙。即通過反向旋轉(zhuǎn)手柄，調(diào)整桿沿軸向移動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)向座一起沿導(dǎo)軌軸向上移，使橡膠試塊與摩擦環(huán)之間脫離，實(shí)現(xiàn)調(diào)整摩擦環(huán)與橡膠試塊的間隙，然后通過固定裝置對(duì)調(diào)整桿進(jìn)行固定。

正向旋轉(zhuǎn)，調(diào)整桿沿軸向移動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)向座一起沿導(dǎo)軌軸向下移，使橡膠試塊與試環(huán)之間壓緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)試塊的垂直加載，然后通過固定裝置對(duì)調(diào)整桿進(jìn)行固定，在小變形條件下，所加載荷大小與橡膠的壓縮量成正比，通過壓縮量可反求載荷大小。

動(dòng)力與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過聯(lián)軸器連接在同一軸心線上的組裝在主軸箱中的主軸、固定有扭矩傳感器的傳動(dòng)軸和伺服電機(jī)的輸出軸。金屬圓環(huán)安裝在主軸的端部，隨著電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)金屬摩擦環(huán)旋轉(zhuǎn)，主軸裝在主軸箱中，并用軸承端蓋和機(jī)械密封分別進(jìn)行密封，其中固定試環(huán)的主軸端利用機(jī)械密封與料箱壁封裝，有效地防止了料箱中液體介質(zhì)的泄漏，近而保證了金屬摩擦環(huán)的工作精度。數(shù)據(jù)采集模塊包括扭矩傳感器和扭矩測(cè)量?jī)x，通過扭矩測(cè)量?jī)x和橡膠的壓縮量可以獲得扭矩值和壓力值。

摩擦試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)機(jī)的工作原理

將含固體顆粒的液體介質(zhì)充入料筒內(nèi)指定刻度線，橡膠試塊與金屬圓環(huán)在不加載下接觸，微調(diào)刻度盤的零刻線調(diào)整到與手柄的零刻線對(duì)齊。正向旋轉(zhuǎn)手柄，可以對(duì)橡膠試塊垂直加載進(jìn)行試驗(yàn)。反向旋轉(zhuǎn)手柄，可以調(diào)整試塊與圓環(huán)間隙進(jìn)行試驗(yàn)。通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)試環(huán)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的主運(yùn)動(dòng)。通過數(shù)據(jù)采集模塊求得正壓力和摩擦力，摩擦力與正壓力的比值大小為摩擦因數(shù)，即μ=F/N。試驗(yàn)機(jī)的磨損量可由試驗(yàn)前后樣品的質(zhì)量差值獲得。工作原理如圖2所示。

試樣尺寸

每次測(cè)量一般需要二個(gè)8cmX20cm的試樣。如果樣品較厚或剛性較大，固定到滑塊上必須用雙面膠帶時(shí)，一個(gè)試樣的尺寸應(yīng)與滑塊底面尺寸（63mmX63mm）一樣。

試樣的裁取

試樣應(yīng)在樣品整個(gè)寬度或圓周（管膜時(shí)）均勻裁取。

試樣的面和方向

如樣品的正反面或不同方向的摩擦性質(zhì)不同，應(yīng)分別進(jìn)行試驗(yàn)。通常，試樣的長(zhǎng)度方向（即試驗(yàn)方向）應(yīng)平行干樣品的縱向（機(jī)械加工方向）。

對(duì)試樣和試驗(yàn)表面的要求

試樣應(yīng)平整、無皺紋和可能改變摩擦性質(zhì)的傷痕。試樣邊緣應(yīng)圓滑。試樣試驗(yàn)表面應(yīng)無灰塵、指紋和任何可能改變表面性質(zhì)的外來物質(zhì)。

試樣的數(shù)量

每次試驗(yàn)至少測(cè)量三對(duì)試樣。如需要更高的試驗(yàn)精度，應(yīng)根據(jù)GB-3360 增加試樣數(shù)量。

目前，橡膠/金屬配副組成的液體輸送設(shè)備在原油開采、礦山鉆探中應(yīng)用廣泛，如潛油螺桿泵中的金屬轉(zhuǎn)子與橡膠定子的配副、螺桿混輸泵的橡膠襯套與金屬螺桿的配副等。在實(shí)際運(yùn)行過程中，橡膠襯套材料不僅受到金屬配副和液體介質(zhì)（如原油、礦漿等） 中固體顆粒的擠壓與剪切造成材料的流失，而且還受到液體介質(zhì)本身的溶脹腐蝕，致使橡膠材料的使役性能大大降低。橡膠/金屬配副剛開始投入使用時(shí)，為了保證輸送設(shè)備的容積效率，橡膠與金屬配副之間一般為過盈配合，過盈量一般為0.4～0.8mm。當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，固體顆粒的參與以及金屬轉(zhuǎn)子的擠壓與剪切，橡膠發(fā)生磨損，橡膠與金屬配副之間的過盈量就會(huì)減小。橡膠與金屬的配合隨著磨損的進(jìn)程逐漸由過盈配合向間隙配合過渡，致使輸送設(shè)備的容積效率降低。當(dāng)橡膠與金屬之間存在間隙時(shí)，液體介質(zhì)將攜帶固體顆粒對(duì)橡膠表面進(jìn)行切削造成材料磨損。當(dāng)橡膠磨損達(dá)到一定程度，液體介質(zhì)輸送設(shè)備的排量達(dá)不到使用要求時(shí)，即意味著設(shè)備報(bào)廢。

因此，橡膠在運(yùn)行過程中從過盈配合到間隙配合中的磨損失效問題，直接關(guān)系到液體介質(zhì)輸送設(shè)備的使用壽命，是原油開采、礦山鉆探等領(lǐng)域關(guān)心的問題。提高橡膠摩擦元件的耐磨性和液體介質(zhì)輸送設(shè)備的使用壽命、優(yōu)選橡膠摩擦元件和掌握摩擦磨損機(jī)制，成為液體介質(zhì)輸送設(shè)備設(shè)計(jì)的重中之重。

為此，必須選用與實(shí)際工況相符的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)橡膠材料進(jìn)行相應(yīng)的摩擦磨損測(cè)試。目前常規(guī)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)有很多，大部分都是針對(duì)金屬材料摩擦元件設(shè)計(jì)和制造的，而且無法實(shí)現(xiàn)橡膠塊與金屬摩擦環(huán)之間在不同磨損間隙下的摩擦。

摩擦試驗(yàn)機(jī)由于測(cè)試適用范圍不同，可分類：

1、油墨摩擦、耐磨測(cè)試儀：主要用于印刷品行業(yè)墨層耐磨性檢測(cè)。

2、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)：主要用于材料的摩擦、磨損耗檢測(cè)。

微電腦控制、LCD動(dòng)態(tài)顯示、薄膜微動(dòng)操作面板；

試驗(yàn)參數(shù)按鍵輸入，并具備斷電記憶功能；

準(zhǔn)確執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，與國際標(biāo)準(zhǔn)兼容；

控制解決印刷品墨層耐磨性差、抗擦性低、易脫落等問題；

通過試驗(yàn)，有效控制生產(chǎn)工藝，避免因品質(zhì)不良而導(dǎo)致的退貨損失

兼容PS版感光層耐磨性試驗(yàn)，分析預(yù)測(cè)PS版之耐印力。 解讀詞條背后的知識(shí)

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產(chǎn)品用途、功能

適用于印刷品印刷墨層耐磨性、PS版感光層耐 磨性及相關(guān)產(chǎn)品表面涂層耐磨性的測(cè)試試驗(yàn)。有效分析印刷品的抗擦性差、墨層脫落、PS版的 耐印力低及其它產(chǎn)品的涂層硬度差等問題。 技術(shù)