計算機控制滾動摩擦磨損試驗儀

1、擦磨損定義：

1.1  摩擦

兩物體接觸表面間產生阻礙切向相對移動的現象稱為摩擦。

1.2  滑動摩擦

兩接觸物體接觸點具有不同速度時之摩擦。

1.3  擦力

兩物體摩擦時相對移動的阻力。

1.4  摩擦系數

阻礙兩物體相對運動的摩擦力對作用到物體表面的法向力之比。

1.5  磨損

物體相對運動時相互接觸表面的物質不斷損失或產生殘余變形稱為磨損。

2、試樣：

2.1  塑料試樣尺寸

試樣尺寸見圖1。

圖1

2.2  試樣要求

試樣表面平整，無氣泡、裂紋、分層、明顯雜質和加工損傷等缺陷。每組試樣不少于3個。

3、試驗設備：

3.1傳動系統，用來帶動圓環以給定的轉速旋轉，到5%以內，并要求圓環安裝部位軸的徑向跳動小于0.01毫米。

3.2  加載系統，對試樣和圓環，可施加法向力，到5%以內。

3.3  測定和記錄摩擦力矩系統，到5%以內。

3.4  記錄圓環轉數的計數器或記時器，到1%以內。

3.5  試樣夾具結構和尺寸見圖2，并附配墊圈4 GB848—76，沉頭螺釘M3×0.35長10毫米。要保證試樣安置后無軸向竄動。

注：試驗設備本標準推薦采用M-200A型磨損試驗機。

圖2

3.6  本試驗中圓環的材質對塑料磨損試驗結果影響很大，因此本標準采用的圓環，其外形尺寸見圖3。材料為45號鋼，圓環要求整體淬火，熱處理HRC40～45，外圓表面光潔度▽8，倒角處均為0.5×45°，外圓表面與內圓同心度偏差小于0.01。

圖3

圓環可以反復使用，每次試驗后，需重新磨削。當外徑小于36毫米就不能再用。作仲裁試驗時必須用40毫米的圓環。

注：圓環材質也可按產品標準另定。

4、狀態調節：

狀態調節按GB2918—82《塑料試樣狀態調節和試驗的標準環境》進行，溫度為23±5℃，濕度為50±10%。

5、試驗條件：

試驗中上轉軸保持靜止，下轉軸以200轉/分轉動，摩擦副做滑動摩擦，對磨2小時，負荷20公斤，根據材料，允許選擇其他負荷。試驗環境溫度為23±5℃。

6、試驗步驟：

6.1  圓環應清除油污，貯存于干燥缸內以防生銹。

6.2  試樣經狀態調節后用感量為0.1毫克的分析天平稱取其質量(m1)。

6.3  把試樣裝進夾具，摩擦面用角尺校正并使它與圓環的交線處于試樣正中。裝好摩擦力矩記錄紙，開機校好零點。

6.4  再次用乙醇、丙酮等不與塑料起作用的溶劑仔細清除試樣和圓環上的油污，此后不準再用手接觸試樣和圓環的表面。

6.5  平穩地加荷至選定的負荷值。

6.6  對磨2小時后停機卸負荷，取下試樣和圓環，清理試樣表面后，用精度不低于0.02毫米的量具測量磨痕寬度，或在試驗環境下存放1小時后稱取試樣質量(m2)。

6.7  讀取摩擦力矩值。

7、結果計算：

7.1  單個試樣的結果計算

7.1.1  本標準以磨痕寬度來表征磨損量。測量三點，取平均值各點之差不得大于1毫米。在需要時，也可用體積磨損表示磨損量。

體積磨損V(厘米3)可用式（1）計算：

式中：m1——試驗前試樣的質量，克；

     m2——試驗后試樣的質量，克；

試樣在23℃時的密度，克/厘米3。

7.1.2  摩擦系數μ可用式（2）計算：

式中：M——趨向穩定的摩擦力矩，公斤·厘米；

F——試驗負荷，公斤；

r——圓環半徑，厘米。

結果取二位有效數字。

注：如果摩擦力波動較大，則應算出摩擦系數的大值和小值。

7.2  一組試驗結果計算

計算磨痕寬度或體積磨損及摩擦系數的算術平均值。如要求標準偏差S，可用式（3）計算：

式中：X——每個試樣測定值；

——一組試樣測定結果的算術平均值；

n——測定的試樣個數。

8、滾動摩擦磨損試驗儀試驗報告：

試驗報告應包括下列內容：

a. 塑料名稱、規格、牌號、生產廠；

b. 試樣的制備方法，摩擦表面狀況，測定的試樣個數；

c. 環境溫度、濕度及狀態調節條件；

d. 圓環材質、硬度、光潔度和外徑尺寸；

e. 試驗負荷；

f. 試驗結果：磨痕寬度或體積磨損及摩擦系數的測定結果；

g. 試驗日期、人員。