摩擦磨损与润滑实验
摩擦磨损实验报告
摩擦磨损实验报告一、引言摩擦磨损实验是工程领域中常见的一种实验方法，通过模拟材料或器件表面的微观接触，研究摩擦过程中的磨损特性和机理。
本实验报告旨在对摩擦磨损实验的目的、原理、实验装置和结果进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、目的本实验的目的是通过设计和进行摩擦磨损实验，探究不同材料在不同工况下的磨损特性及其机理，为工程设计和材料选择提供理论依据。
三、原理摩擦磨损实验的原理基于摩擦学和材料科学的知识。
在实验中，通过施加一定的载荷和运动速度，使两个试样或试样与摩擦片之间发生摩擦接触。
在摩擦接触过程中，表面微观起伏、化学反应和热效应等因素共同作用，导致材料表面的磨损和形貌变化。
摩擦磨损实验可分为干摩擦和润滑摩擦两种情况。
在干摩擦实验中，试样之间没有润滑剂的存在，摩擦过程可能引起大量的磨粒生成和表面热量积累，导致试样表面的磨损。
而润滑摩擦实验则通过添加润滑剂，减少试样间的摩擦热和磨损程度。
四、实验装置进行摩擦磨损实验需要一套实验装置，包括：1.摩擦磨损试验机：用于施加载荷和控制运动速度，一般具有高精度和可控性能。
2.试样和摩擦片：选择不同材料的试样和摩擦片，根据实验需求确定形状、尺寸和表面处理方式。
3.测量仪器：包括摩擦力传感器、位移传感器、温度传感器等，用于实时监测试样的摩擦力、位移和温度等参数。
4.润滑剂：用于润滑摩擦接触表面，减少磨损程度和摩擦热。
五、实验过程本次实验的具体过程如下：1.准备试样和摩擦片：根据实验要求选择不同材料的试样和摩擦片，进行尺寸加工和表面处理。
2.调节实验参数：根据实验设计，设置载荷大小、运动速度和实验时间等参数。
3.安装试样和摩擦片：将试样和摩擦片固定在实验装置上，确保摩擦接触表面平整、清洁。
4.启动实验：运行实验装置，开始施加载荷和控制运动速度，记录实验过程中的数据和现象。
5.停止实验：根据实验时间或实验目标要求，停止实验运行，取下试样和摩擦片进行观察和分析。
6.数据处理：根据实验结果，进行数据处理和曲线拟合，得到摩擦力、位移和温度等参数的变化趋势。
摩擦学性能实验
摩擦磨损实验一、实验目的1、掌握SRV4磨损实验机的操作与使用方法。
2、对比测试四种合金在油润滑条件下的摩擦学性能。
二、实验原理SRV4磨损试验机是一种用途广泛的摩擦、磨损实验机及润滑油、添加剂性能评定装置。
主要用于对材料在室温或高温条件下；有润滑或干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行测试。
对润滑介质承载能力、高温摩擦磨损性能进行评定。
图1 SRV4磨损实验机试样安装示意图三、实验器材实验在德国产SRV4型往复磨损实验机上进行，采用球/盘接触模式。
试验所用圆盘的尺寸为Φ24±0.5mm，厚度为5±0.1mm，所用GCr15轴承钢对磨球尺Φ10mm，实验介质为润滑油。
圆盘的材料分别为灰铸铁（HT250），Al-Si-Cu-Fe-Mg合金，表面喷涂Al-Si-Cu-Fe-Mg涂层的45钢和表面喷涂Al-Si-Cu-Fe-Mg涂层并进行300℃热处理的45钢。
四、实验过程与步骤1、试样准备与安装采用无水乙醇对上下试样进行超声波清洗，清洗时间10min，超声功率120W。
使用2400# Akasel金刚石磨盘对待测表面进行机械打磨，再用Al2O3抛光液进行抛光处理，确保样品表面粗糙度Ra低于0.3μm。
实验材料和对磨球均用乙醇超声波清洗干净并烘干备用。
在进行磨损表面检测分析之前，需要再次对磨损试样进行超声清洗，所用水溶液均为去离子水配制。
2、摩擦学实验（1）打开SRV4实验机主机开关与控制计算机，启动OIP Main控制软件，弹出“欢迎”对话框。
选择Meas Start Seq，进入测试模式。
（2）选择Meas Start Seq，进入测试模式。
Step1：根据需要选择实验模式，包括高温测试、往复测试、旋转测试的等。
Step2：点击Next，开始进行参数设置。
（3）选择Meas Start Seq，进入测试模式后，设置试验参数。
包括预加载荷、载荷、温度、频率、行程、采样间隔，摩擦系数保护阈值及反应时间等。
第四章 摩擦磨损试验及测试技术
②铁谱分析法：
分析式铁谱仪的结构原理如 图所示：从运转的摩擦机械 系统的润滑剂中提取一定量 的油样，经过能促进磨损微 粒沉淀的特殊溶剂稀释后， 由低流量泵送到并流过透明 基片。由于基片是装在略微倾斜的斜面上的，磁场力 呈梯度分布，所以微粒就粘附在底片上并接近按大小 分布。基片上的磨粒经去油和固定后，便制成了铁谱 图。
切槽法：切槽法测磨 损与压痕法十分相似, 用回转刀具刻出月牙 形槽，切槽法排除了 弹性变形回复和四周 鼓起的影响。根据几 何关系，切槽宽度和 磨损深度的关系为：
r-刀刃的回转半径；R-试件 的表面曲率半径，平面时 R=∞，凸面用“+”，凹面用“-” **压痕法和切槽法只适用于磨损量不大而表面光滑的试件。 由于这两种方法都要局部破坏试件的表层, 因而不能用于 研究磨损过程中表面层的组织结构的变化。
模拟的摩擦磨损试验系统中最多有四种参数 可以与实际摩擦系统不同：①载荷；②速度；③ 时间；④试样尺寸和形状。而在其他方面，例如 摩擦运动方式、引起磨损的机理、组成摩擦系统 的各要素及其材料性质、摩擦时的温度及摩擦温 升、摩擦系数等模拟的和实际的系统两者必须相 同或相似。
四、摩擦磨损实验机：
1、摩擦磨损试验机分 类 按摩擦副的接触形式和 运动方式分： 点、线、面接触；滑动、 滚动、滚滑、往复运动。
△h=(d2-d1)/m。
**因为压痕过程并非是完全塑性变形, 所以压坑与压头的 形状不完全相同。 考虑弹性变形的影响应将m 数值增大。当锥面角α=136° 时, 根据经验可按以下数值选取:塑性良好的金属例如铅, 选取m=7; 铸铁, 选取m=7.6 ～ 8.2；轴承钢, 选取 m=7.7～8.4。 压痕法产生误差的另一个因素是压坑四周形成鼓起, 使表 面形状变化，并影响摩擦副的配合性质和磨损测量精度。
摩擦磨损试验
实验四摩擦学基础实验（1学时）一.实验目的1•通过实验了解不同材料配副摩擦系数的变化及磨损量的不同。
2.掌握摩擦学实验的基本方法及有关仪器设备的使用方法。
二.实验原理1•概述摩擦表面上的物质，由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。
在一般正常工作状态下，磨损可分三个阶段：（1）.跑合（磨合）阶段：轻微的磨损，跑合是为正常运行创造条件。
（2）.稳定磨损阶段：磨损更轻微，磨损率低而稳定。
（3）•剧烈磨损阶段：磨损速度急剧增长，零件精度丧失，发生噪音和振动，摩擦温度迅速升高，说明零件即将失效。
（如图4.1）S跑合摩擦行程（时间〉图4.1磨损三个阶段的示总图机件磨损是无法避免的。
但是如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到來，是研究者致力的方向。
伯韦尔（Bunvell）根据磨损机理的不同，把粘着磨损，磨粒磨损、腐蚀磨损和表面疲劳磨损列为磨损的主要类型，而把表面侵蚀，冲蚀等列为次要类型。
这些不同类型的磨损，可以单独发生，相继发生或同时发生（称为复合磨损形式）。
2磨损的检测与评定研究磨损要通过各种摩擦磨损试验设备，检测摩擦过程中的摩擦系数及磨损量（或磨损率）。
摩擦过程中从表面上脱落下来的材料（磨屑），记录了磨损的发展历程，反映了磨损机理，描述了表面磨损的程度。
发生磨损后的表面，同样有着磨损机理、磨损严重程度及其发展过程的记载。
因此研究磨屑和磨损后表面上的信息是研究磨损的重要一环。
2.1摩擦磨损试验机磨损试验的目的在于研究各种因素对摩擦磨损的影响，从而合理地选择配对材料，采用有效措施降低摩擦、磨损，正确设计摩擦副的结构尺寸及冷却设施等等。
摩擦磨损试验大体上可分为实验室试验，模拟试验或台架试验，以及使用试验或全尺寸试验三个层次，各层次试验设备的要求各不相同。
（1）实验室评价设备实验室设备主要用于摩擦磨损的基础研究，研究工作参数（载荷、速度等）对摩擦磨损的影响。
可以得到单一参量变化与摩擦磨损过程之间的关系。
汽车的磨擦、磨损与润滑-
汽车的磨擦、磨损与润滑一、概述摩擦、磨损与润滑是汽车在制定、制造、使用与修理中不可避免而又必需妥善解决的问题。
它是研究各运动部件摩擦副表面摩擦、磨损、润滑这三者互相关系的一门科学与技术。
据有关资料统计，现在世界上有不少能源以各种不同的形式消耗于摩擦损失，依据美国环保局(EPA)测得的典型汽车能量分布状况可知，燃料能量消耗在汽车各种摩擦损失上的比例，活塞摩擦损失占3.0%，发动机其它摩擦损失占4.5%，变速器摩擦损失占1.5%，车轴摩擦损失占1.5%，总计占10.5%，亦即燃料的热能中有10.5%消耗在汽车的各种摩擦损失中。
摩擦不仅消耗能量，而且伴随着磨损的产生。
依据使用和试验统计，汽车零部件的主要失效形式是磨损，磨损型的故障约占50%。
其中，磨损造成的故障在发动机总成故障中占47.2%：在变速器故障中占65.3%：在驱动桥故障中占72.9%……由于磨损型故障而带来的修理费用约占汽车使用费用总数的25%。
由此可见，摩擦带来能量的损失，磨损产生材料的损耗和零部件的失效，而降低摩擦损失、减少磨损、延长车辆使用寿命的重要措施和有效途径就是润滑。
二、润滑的功能每辆汽车都是围绕完成某一功能而由许多互相依赖、互相作用的构件和零件组合而成的一个系统。
汽车在运行中，由于受到外部环境的干扰和内部因素的作用，在功能转换过程中，由于各种矛盾的对抗而产生摩擦和磨损，同时，因摩擦磨损引起系统的功能变化，导致各单元的尺寸发生变化，造成精度下降、功能降低、严重时会引发故障和事故。
由图1可见，在输入变量一定的状况下，假设要提升有用输入，就必需设法降低损耗输出，为此，对汽车用户来说，除正确调整各部间隔和操作外，简单而有效的办法是正确地进行润滑，充分发挥润滑剂的作用，这是降低损耗输出最有效、具体而经济的方法。
润滑的功能、价值和成本间的关系为：价值=功能/成本价值是把润滑剂加入到运动体之间形成一层具有一定强度的油膜，减少机件的磨损，降低能源消耗，确保机件正常运转，提升有用输出。
必修实验八材料的摩擦与磨损实验
必修实验八材料的摩擦与磨损实验一、实验目的1) 熟悉往复式摩擦磨损试验机的结构、实验原理和操作方法。
2) 掌握摩擦系数、磨损量的测定方法。
3) 比较不同材料的摩擦磨损性能，并分析其原因。
二、实验原理摩擦磨损是工业生产中普遍存在的现象，凡是具有相对运动的摩擦副间，必然会伴随有摩擦和磨损现象。
影响材料摩擦与磨损的因素很多，如压力、运动速度、工件表面质量、润滑剂及材料性能等。
所以材料的摩擦磨损特性并不是材料固有的，而是摩擦条件与材料性能的综合特性。
摩擦磨损试验机的种类很多，一般由加力装置、摩擦力测量机构及摩擦副相对运动驱动机构等部分组成。
现以往复式摩擦磨损试验机为例，介绍摩擦磨损试验机的结构及测试原理。
摩擦副由上试样和下试样组成；上试样与下试样间的往复运动由电机带动偏心轮的旋转而实现。
往复运动的振幅可通过偏心距进行调节。
摩擦副间的压力通过砝码加载、并由压力传感器进行测量；而摩擦副间的摩擦力通过拉/压传感器进行测量，如图1所示。
将压力、摩擦力和时间信号输入到计算机中，便可得到摩擦力、摩擦系数随时间的变化曲线，如图2。
经过一定时间(或滑动距离)后，下试样（待测试样）表面将产生具有一定深度的磨痕（图3a）。
利用表面轮廓仪，在垂直于往复运动的方向上测量磨痕的微观形貌（图3b），确定磨痕的深度、截面积，从而与往复运动的振幅相乘得到磨损的体积。
也可进一步由磨损体积求出材料的磨损重量，根据磨损量的大小即可判断材料的耐磨性能。
若在相同的时间(或距离)内磨损量愈大，表明材料的耐磨性能愈差。
反之，则表明耐磨性愈好。
图 1 往复式摩擦磨损试验机的原理图01002003004005006000.00.10.20.30.40.50.6摩擦时间 / s 摩擦系数图 2摩擦系数与时间的变化关系（a ）宏观形貌 （b ）微观形貌图 3 磨痕的宏微观形貌三、实验材料与样品本实验的上试样选用直径Φ8mm 的ZrO 2球或GCr15钢球，试验载荷为10N ，往复运动振幅为10mm ，频率为1Hz ，测试周期为20分钟。
金属材料表面润滑与摩擦减磨研究
金属材料表面润滑与摩擦减磨研究摩擦磨损是金属材料在接触和相对运动过程中不可避免的现象，它会导致材料的失效和寿命缩短。
为了降低摩擦磨损对金属材料的影响，科学家们进行了大量的研究，并提出了各种表面润滑和摩擦减磨的方法。
本文将探讨金属材料表面润滑与摩擦减磨研究的最新进展。
1. 润滑机制的研究润滑是减小金属材料摩擦磨损的重要手段之一。
科学家们通过研究润滑机制，可以了解金属材料在接触和相对运动过程中的摩擦行为并设计相应的润滑材料。
传统的润滑机制主要包括液体润滑、固体润滑和气体润滑。
液体润滑是通过润滑油或润滑脂在金属表面形成液膜，减小金属材料之间的直接接触，从而减小摩擦和磨损。
固体润滑是将固体材料添加在金属表面形成一层均匀的薄膜，如涂层或涂敷纳米颗粒。
气体润滑则是在接触面之间生成气体膜，减小接触面积，降低摩擦力。
近年来，随着纳米科技的发展，基于纳米颗粒的润滑机制逐渐受到关注。
研究人员通过研究纳米颗粒的表面性质和摩擦行为，设计出了一系列具有优异润滑性能的纳米润滑材料。
2. 润滑材料的开发在金属材料表面润滑和摩擦减磨研究中，润滑材料的开发是至关重要的。
科学家们通过改良传统润滑材料，设计新型润滑材料以满足不同工况下的需求。
在液体润滑领域，研究人员通过改良润滑油的添加剂，使其具有更好的抗氧化性、高温稳定性和抗磨损性能。
同时，还有人开发了基于纳米润滑颗粒的液体润滑材料，提高了润滑材料的润滑效能。
在固体润滑方面，研究人员设计了新型的涂层材料，例如石墨烯涂层、钻石涂层等，这些涂层具有良好的抗摩擦和抗磨损性能。
此外，还有学者在金属表面涂敷纳米颗粒，形成纳米晶体润滑材料，有效减小了金属材料的摩擦系数。
3. 表面改性技术除了润滑材料的开发，表面改性技术也是金属材料表面润滑与摩擦减磨研究中的一项重要内容。
通过改变金属表面的结构和性质，可以改善其摩擦和磨损性能。
一种常用的表面改性技术是离子注入。
离子注入可以改变金属表面的化学成分和微观结构，从而提高其硬度和抗摩擦性能。
金属的摩擦磨损实验
金属的摩擦磨损实验
金属的摩擦磨损实验是一种实验方法，用于研究金属材料在摩擦过程中的行为和性能。
该实验的目的是了解金属材料的摩擦系数、磨损率、耐久性以及在不同环境下的性能表现。
在金属的摩擦磨损实验中，通常采用滑动摩擦、滚动摩擦或冲击摩擦等实验条件，并采用各种摩擦磨损试验机进行测试。
根据实验要求，可以选择不同的试验机，如磨损试验机、往复摩擦试验机、滚动摩擦试验机等。
在实验过程中，需要测量金属材料的摩擦系数和磨损率。
摩擦系数是指材料在摩擦过程中所受的摩擦力与压力之比，反映了材料在摩擦过程中的润滑性能和耐磨性。
磨损率则是指材料在摩擦过程中损失的质量或体积与摩擦距离或时间的比值，反映了材料的耐久性和可靠性。
此外，在金属的摩擦磨损实验中，还需要考虑温度、湿度、载荷、速度等实验参数对金属材料性能的影响。
通过调整实验参数，可以研究金属材料在不同环境下的性能表现和变化规律，为材料的优化设计和改进提供依据。
总之，金属的摩擦磨损实验是一种重要的实验方法，可以帮助我们了解金属材料的性能和行为，为材料的优化设计和改进提供依据。
通过该实验，可以评估金属材料的耐磨性、耐久性和可靠性，为机械、汽车、航空航天等领域的工程应用提供技术支持。
摩擦学中的磨损和润滑研究
摩擦学中的磨损和润滑研究一、引言摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑等问题的一门重要学科，其涉及到材料学、力学、化学、电子学等多个学科领域。
磨损和润滑是摩擦学研究的关键问题，其研究对于提高机械设备的使用寿命、降低能源消耗、提高生产效率等方面具有重要意义。
本文将重点阐述摩擦学中磨损和润滑的研究现状及未来发展方向。
二、磨损与磨损机理磨损是指摩擦双体之间的材料表面损伤和材料的松散、脱落等现象，它会对机械设备的寿命和性能产生严重影响。
磨损机理包括磨粒磨损、微动磨损、疲劳磨损等。
其中磨粒磨损主要是由于磨粒在摩擦过程中撞击表面而造成的局部磨损。
微动磨损是由微观结构上的相对位移和相互接触引起的。
疲劳磨损是由于表面应力加载和循环变化引起的。
三、润滑与润滑机理润滑是指在两个表面之间形成液体或膜层，降低摩擦系数和磨损的现象。
润滑机理主要分为液体润滑、固体润滑和气体润滑。
液体润滑是指在两个表面之间形成液体膜层，减少表面间的接触和摩擦；固体润滑是指添加固体润滑剂，形成在表面上的保护膜层，减少表面间的接触及摩擦；气体润滑是指利用高压气体形成气体薄层，以减少表面间接触，减轻摩擦力和磨损。
四、研究现状1. 磨损研究在磨损方面，目前的研究主要集中在材料的选择和改性上，包括表面改性、材料合成和涂层技术。
表面改性的方法包括化学改性、物理改性和机械改性等。
化学改性主要是通过表面处理等方法，改变材料表面化学性质以提高耐磨性和耐腐蚀性能。
物理改性是利用离子注入、电子束强化等方法改变材料的物理性能；机械改性主要是通过表面处理、高温等方式增强材料的硬度和韧性。
2. 润滑研究在润滑方面，目前的研究主要集中在润滑剂的开发和润滑机理的研究上。
润滑剂的研究主要包括传统的润滑油和润滑脂的改进，以及新型的润滑剂的研究和应用。
润滑机理的研究主要是将摩擦、粘度、黏度、液态密度等多个参数综合考虑，构建一个更为科学合理的润滑理论体系。
五、未来发展方向未来的磨损和润滑研究将更加注重材料的基础性能和提高材料防磨损和润滑性能。
摩擦磨损实验报告概要
摩擦磨损实验实验报告汪骏飞（机自92 学号09011041）一、实验目的1. 摩擦系数和磨损量的测量2. 了解和熟悉表面粗糙度测量仪、电子分析天平、多功能摩擦磨损试验机等实验仪器的基本原理与实验步骤二、实验仪器1. 表面粗糙度测量仪2. 光学显微镜3. 电子分析天平4. 多功能摩擦磨损试验机三、实验内容1. 摩擦系数的读取2. 磨损量的测量3. 磨损前后的表面形貌的显微观察，辨别磨损形式四、实验步骤1. 用丙酮在超声波中清洗钢球和圆盘，然后用脱脂棉球擦拭；最后热风吹干待用2. 将一个清洁钢球安装在球夹具中，并固定于摩擦试验机3. 测试试样的表面粗糙度4. 用双面胶把圆盘固定于摩擦试验机5. 在实验载荷和速度下，开动电动机驱动主轴旋转6. 试验时间达到给定时间时，关掉电动机，卸去载荷取出试样，并清洗试样7. 用光学显微镜测量球上的磨斑直径，显微镜观察圆盘的磨痕宽度和深度，取平均值8. 清理现场9. 撰写实验报告五、实验参数试样：直径9.5mm的钢球；直径30mm，高度5mm的高速工具钢涂层圆盘实验条件：载荷5n或10n；速度0.05m/s；时间：20min；润滑方式：干摩擦实验内容：1. 摩擦系数的读取：（1）静摩擦系数静摩擦系数随着时间慢慢减小，一开始为最大cof=0.004 半径：radius = 8.999mm 速度：velocity = 0 m/s 力： set force = -10 n （2）动摩擦系数的读取：半径：radius = 8.999mm 速度：velocity = 53.05 力：set force = -10n 对12000行数据进行数学计算，发现cof在0.28附近，不妨取cof=0.28 3.磨损量的测算：（1）小钢球磨损直径d=830.27+838.622=834.45um 已知球半径r=9.5mm求线磨损量：h=r? r2?(2=18.36mm 2d磨损体积v=πh2 r?3 =5.02×10?3mm3 h磨损系数：取硅薄膜的维氏硬度为1400hv 由archard磨损公式vh5.02×10?3×1400k===5.85×10?2 由以上数据分析知，钢球与硅薄膜之间的磨损属于严重磨损（2）圆盘圆盘的磨损量图：上图的圆环宽度为0.15176mm，求出磨损体积为0.53132mm 3.磨损前后表面形貌的观察：小钢球： 3 对于圆盘：对两个图像的分析发现，两者均为磨料磨损。
摩擦磨损实验报告
摩擦磨损实验报告摩擦磨损是机械工程领域中非常重要的研究领域之一。
在工程实践中，物体之间的摩擦磨损现象经常发生，如机械零件在运动过程中的摩擦、轮胎与路面之间的摩擦等。
对摩擦磨损现象的深入研究和分析，可以为制造高品质的机械零件、提高机械传动效率、延长机械零件使用寿命提供基础和方向。
本实验采用球-盘式摩擦磨损试验机，对铜球和铜盘之间的摩擦磨损现象进行了研究。
通过测量铜球的质量变化和盘的重量损失，以及摩擦系数的变化，分析了摩擦磨损现象的特点和规律。
实验步骤1. 准备工作首先将球-盘摩擦试验机接通电源，打开加热器使得试验台的温度达到室温以上。
然后清洁试验台表面，将试验盘和铜球分别放置在试验台面上。
2. 实验操作打开摩擦试验机上的手动阀门，加入适量的机油到试验盘上，使其充分润滑。
然后将铜球放置在试验盘上，用扳手将附加的螺钉旋紧，使其固定在试验盘上。
接下来，打开摩擦试验机的电源，设定实验参数，如载荷大小、试验时间、旋转速率等，开始实验。
在实验过程中，通过计算器统计铜球经历的摩擦圈数，并及时记录实验数据。
3. 实验结束当实验时间达到设定时间后，关闭摩擦试验机的电源，停止试验。
然后将试验盘取下，用精密天平称量铜盘的重量，并计算铜盘的净重。
用精密天平称量铜球的质量，计算其在实验过程中的损失。
实验结果1. 铜球的磨损片断分析通过对摩擦试验机中铜球表面进行显微镜观察，可以看到铜球表面出现了明显的磨损痕迹，表现出不规则的形状和明显的划痕。
磨损片断的呈现表明了实验中铜球表面的摩擦磨损现象相当明显，在实验中出现了明显的摩擦现象。
2. 摩擦系数变化通过对球-盘式摩擦试验机的摩擦系数进行实时记录和卡片绘制，可以看到随着试验时间的延长，铜球与试验盘之间的摩擦系数逐渐变化，并表现出明显的上升趋势。
这说明，在实验中球-盘间的摩擦现象随时间的增加而加剧了。
通过测量实验过程中铜球质量的变化，可以看到铜球在实验过程中出现明显的损失。
在实验60min后，铜球的质量变化量达到了0.35g，这表明摩擦磨损现象相当明显，在实验过程中出现了明显的损耗现象。
北京科技大学-材料成型摩擦与润滑实验报告参考模板
材料成型摩擦与润滑实验报告四球摩擦磨损试验一、实验目的利用四球摩擦磨损试验机测试铜轧制油的摩擦系数。
二、实验材料四球摩擦磨损试验机一台、数据采集卡和计算机、传感器、变频器、放大器、四个完全一样的钢球、清洗剂、卫生纸、扳手、铜轧制油。
其中用到的铜轧制油的性能如下：性能1#密度29.5℃，g•cm-30.812运动粘度40℃，mm2•s-1 4.27倾点，℃＜-12.0闪点，开口，℃154馏程范围，℃261~388铜片腐蚀100℃，3h，级1a旋转氧弹，150摄氏度，加水，min 1348皂化值，mgKOH•g-1 15.21三、实验原理由右图可见，四球机的四个钢球形成一个等边四面体，上面一个球对下面三个球，在三个接触点的作用力可由等边四面体来分析。
B、C、D作用在上面A球上的三个压力相同，即N1=N2=N3。
假设A球受到的垂直方向上的合力为F，则在高速旋转时与下边三个球的摩擦力相同，F1=F2=F3=uN1。
所以只要测出自动拉力记录仪上的读数F1和载荷F就可以求得摩擦系数μ。
在此实验中，不同时刻的u由计算机程序自动计算得出。
四、实验步骤图一1.打开程序，设置零点。
2.用实验中用到的清洗剂清洗钢球、油盒和上夹头、夹具。
3.在试验机主轴上夹头中安装一洗净的试验钢球，并用夹具夹紧。
4.在油盒中安装三个洁净的试验钢球，并用夹具夹紧。
5.把试验中所用到的试验油倒入油盒中，使润滑油充满油盒中的空隙，并使润滑油浸没过油盒中三个试验钢球顶部。
6.按照所需要的转速调变频器的相应频率及相应的参数。
7.设置电脑上程序的相应初值。
8.开始试验，注意观察电脑显示屏上的摩擦系数的曲线变化，并记录数据。
五、实验结果分析与讨论实验中得出的数据如下：P B=559N WSD=0.44mm图二时摩擦系数波动较大，原因如下：1.试验机开始运转还未达到稳定状态。
2.钢球开始运转是逐渐加速的，所以在速度稳定以前，摩擦系数变化较大。
3.一开始钢球之间没有完全啮合，这种不稳定的摩擦系数变化大。
润滑剂的摩擦磨损实验报告
《摩擦学》课程实验报告实验名称：润滑剂的摩擦磨损实验姓名：班级：学号：实验日期：2015年12月13日指导教师：石琛成绩：一、实验目的1.了解四球摩擦试验机的基本结构；2.掌握润滑剂油膜强度、抗磨性能和摩擦系数的测试方法。
3．了解常用润滑油的摩擦学性能及减摩抗磨添加剂的作用二、仪器及装置1．四球摩擦试验机:负荷范围为6～800公斤。
2．显微镜：装有测微计，读数值为0.01毫米。
3．钢球：符合GB 308《钢球》要求的2级轴承钢球，直径为12.7毫米，材料为GCr15。
三、实验内容1.常用润滑油的油膜强度、抗磨性能、摩擦系数。
2.基础油，5wt%油性剂+基础油、5wt%极压剂+基础油等三个油样的油膜强度。
仅供参考四、实验原理在四球机中四个钢球按等边四面体排列着。
上球在1450转/分下旋转。
下面三个球用油盒固定在一起，通过液压系统由下而上对钢球施加负荷。
在试验过程中四个钢球的接触点都浸没在润滑剂中。
每次试验时间为10秒，试验后测量油盒内每个钢球纵横两个方向的磨痕直径，求出平均直径。
按规定的程序反复试验，直到求出代表润滑剂承载能力的评定指标（包括PB、PD 和ZMZ值）。
测润滑剂抗磨性能时，要求固定负荷392N(40kgf)，上球转速1200转/分，试验温度75℃，运转时间60min。
五、实验步骤1.使用前先启动电机空转10分钟。
2.用溶剂汽油或直馏汽油清洗钢球、油盒、夹具及其他在试验过程中与试样接触的零部件，清洗后的钢球应光洁无锈斑（每次试验后都要清洗）。
3.将钢球分别固定在四球机的上球座和油盒内，把试样倒入油盒中（盖过钢球），放上压环，拧紧螺帽固紧油盒。
如果是试验润滑脂，则将钢球嵌入润滑脂中。
试样中不能有空穴存在。
4.把装好试样和球的油盒安放在上球座下面，把规定负荷加载，加载时避免冲击。
5.每次试验时间为10秒，试验后测量每个钢球的纵横两个方向的磨痕直径。
6.最大无卡咬负荷PB 的测定：要求在最大无卡咬负荷PB 下的磨痕直径，不得大于相应的补偿线上的磨痕直径（即补偿直径）的5％。
17 - 摩擦磨损润滑 -宋宝玉版- SBY
4-1 摩擦（Friction）
摩擦的定义：在外力作用下，兩个相互接触的物体 有相对运动或相对运动趋势时，在摩擦界面产生切向 阻力，这种切向阻力称为摩擦力，这种现象称为摩擦。 摩擦的分类 按照摩擦性质分2种：外摩擦；内摩擦
外摩擦：存在于两物体表面之间的摩擦称为外摩擦。 内摩擦：流体运动时，由于分子间相互作用产生粘剪 力，这种存在于流体内部的摩擦称为内摩擦。
液体润滑剂－润滑油 润滑剂分类 半固体润滑剂－润滑脂 气体润滑剂－空气 固体润滑剂－石墨,二硫化鉬,聚四氟乙烯
一、液体润滑剂（润滑油）的性质
1 润滑油的粘度概念
润滑油的粘度反映了润滑油在 外力作用下抵抗剪切变形的能力， 是内摩擦力大小的标志。 式中 A-流体剪切面积，mm2 τ-流体剪切应力，MPa
4-2
磨损（Wear）
磨损定义：运动副表面材料不断损失的现象称为磨损。 磨损率定义：单位时间内材料的磨损量（体积、重量、厚度等） 称为磨损率。 一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段。
1.跑和磨损阶段
开始磨损较快，逐渐减慢。
相当使用寿命
2.稳定磨损阶段
磨损速度平稳缓慢
运动间隙增大， 引起动载荷， 温升增加
边界摩擦的特点： 1 摩擦磨损较小 2 取决于边界膜 3 取决于膜与边界作用
三、流体摩擦（流体润滑）
定义：当两摩擦表面被流体（液体或气体）完全隔开时，摩擦表 面不会产生金属间的直接摩擦，流体层间的粘剪阻力就是摩擦力， 这种摩擦称为流体摩擦。 实现流体摩擦的方法:
1.流体动压润滑
流体摩擦的特点： 1 需要一定的条件！ 2 摩擦系数很小，几乎无磨损 3 摩擦仅取决于润滑剂性质， 与边界几乎无关。
是相对粘度的一种表示方法
3 润滑油的粘温特性和粘压特性
实验报告(四球试验)
实验报告一：实验目的利用MS-800型四球摩擦磨损试验机测试润滑油的摩擦系数 二：实验设备主要用到变频器、传感器、放大器、数据采集卡和计算机、MS-800四球试验机、四个钢球（符合G308 要求的Ⅱ级钢球，材料CGr15，直径12.7mm ，硬度HRC64～66 之间）、美孚工业齿轮油632、清洗剂（石油醚）、卫生纸、扳手，载荷1kg ，其中MS-800四球试验机的技术指标如下：MS-800主要技术指标三：实验原理由右图可见，四球机的四个钢球形成一个等边四面体，上球对下3球在3个接触点的作用力可由等边四面体来分析。
设加载在顶球1上的垂直负荷W ，W N N N 4082.0321=== （1）由于上球与下面任意一个小球之间的摩擦力11312111N F F F F μ====,因此测量出1F 就可以得到摩擦系数μ的大小。
下面还需要求出顶球与底球的接触点至顶球球心垂线的距离11B O 、11C O 、11D O ，以求出顶球在接触处的线速度。
从图中几何关系得：11115774.031R R B O ==（2）自动拉力记录仪测得的力并不等于四球摩擦后产生的摩擦力，而是要经过力的传递和一定的放大倍数后得到的一个力，大小可以通过下面的计算得出。
由右图 可知：111B O L =MS-800各项技术指标数 据 最大轴向负荷 800公斤主轴转速1450±50转/分加温油杯最高工作温度200℃一次试验耗油量 约10毫升 试验时间的控制 手动和10秒自动刹车杠杆加载扩大倍数 10-20倍主电机功率及转速1.1千瓦 1410转/分A D1CN2O 1C1B 1BON1N 3Dω四球机钢球受力分析图有：662.35774.011≈=R L mm根据摩擦力测试机构可以知道，力系对O 点的主矩：12213L L F F =（3） 试验中F2由自动拉力记录仪测得，因此2122174.123F L L F F ==WF N F N F 2121174.12674.12===μ （4） 由此可知，试验中只要测出自动拉力记录仪上的读数2F 和载荷W 就可以求得摩擦系数μ，这就是MS-800型四球摩擦磨损试验机测试摩擦系数的原理。
机械工程中的摩擦学与润滑技术研究
机械工程中的摩擦学与润滑技术研究摩擦学与润滑技术是机械工程领域中不可或缺的重要内容。
摩擦学与润滑技术的研究，不仅深刻影响着机械设备的性能与寿命，也与环保和能源消耗密切相关。
1. 摩擦学的基本概念摩擦学是研究固体在相对运动时所产生的阻力及其规律的一门学科。
在机械运动中，摩擦作用常常导致能量损耗、磨损和噪音等问题。
因此，减小摩擦力，提高机械效率，是摩擦学研究的重要目标之一。
2. 摩擦学的研究内容与方法摩擦学研究的内容丰富多样，包括固体摩擦学、液体摩擦学、气体摩擦学等。
通过实验、数值模拟和理论分析等手段，摩擦学研究人员可以深入探索摩擦阻力产生的原因、传递机制和控制方法。
3. 摩擦学在机械工程中的应用摩擦学研究应用于各个机械系统中，包括发动机、齿轮传动、轴承等。
例如，在发动机研发中，通过降低摩擦力，可以提高燃油效率和减少污染物排放；在齿轮传动中，适当的润滑与润滑剂选择能够延长齿轮使用寿命。
4. 润滑技术的基本原理润滑技术是摩擦学的重要分支，它通过在接触表面形成充分的润滑膜来减少摩擦和磨损。
常见的润滑方式包括干摩擦、边界润滑、混合润滑和完全润滑。
不同的润滑方式对于减小摩擦力和延长机械寿命都起到关键作用。
5. 润滑技术在工程中的应用不同机械系统中的润滑技术应用也具有自身特点。
例如，在高速运动的摩擦副中，边界润滑常常起到关键作用；而在航空航天器械中，由于极端工况下的温度和压力，润滑系统需要经过特殊设计和优化。
6. 摩擦学与润滑技术的挑战和前景随着科技的不断进步，机械工程领域对于更高效、更节能、更环保的技术需求日益增长。
摩擦学与润滑技术的研究面临着新的挑战，并在应对挑战的过程中取得了一系列创新成果。
例如，新型润滑剂的开发、表面涂层技术的应用和纳米材料在摩擦学中的研究等，为机械工程领域提供了新的发展方向。
总结起来，摩擦学与润滑技术在机械工程中具有重要地位与作用。
通过深入研究摩擦学与润滑技术，能够提高机械设备的性能与寿命，降低能源消耗和环境污染。
铝的润滑性能实验
实验条件：设定不同的温 度、压力和润滑剂种类
实验结果：分析铝在不同 条件下的润滑性能，得出
结论
评估不同润滑剂对铝的润滑效果
添加 标题
添加 标题
添加 标题
添加 标题
实验目的：评估不同润滑剂 对铝的润滑效果
实验方法：使用不同的润滑 剂进行实验，观察铝的摩擦
系数和磨损情况
实验结果：比较不同润滑剂 对铝的润滑效果，得出最佳
• 选取铝材料：选择合适的铝材料，如纯铝、铝合金等 • 切割试样：将铝材料切割成合适的尺寸和形状 • 表面处理：对铝试样进行表面处理，如抛光、清洗等 • 干燥处理：将铝试样干燥，去除水分和杂质 • 测量尺寸：测量铝试样的尺寸和重量，记录数据 • 准备润滑剂：选择合适的润滑剂，如油、脂等 • 涂覆润滑剂：将润滑剂均匀涂覆在铝试样表面 • 干燥处理：将涂覆润滑剂的铝试样干燥，去除水分和杂质 • 准备实验设备：准备实验所需的设备，如摩擦磨损试验机等 • 安装试样：将铝试样安装在实验设备上，准备进行实验
实验条件：控制温度、湿 度、载荷等实验条件，确 保实验结果的准确性和可
靠性
04
实验步骤
实验材料准备
实验设备：摩擦磨损试验机、 显微镜、硬度计等
测量工具：游标卡尺、千分 尺等
润滑剂：矿物油、合成油、 润滑脂等
辅助材料：清洁剂、保护膜 等
铝材料：纯铝、铝合金等
安全防护用品：手套、护目 镜等
铝试样制备
实验目的：研究铝的润滑性 能，为铝制品的润滑提供理 论依据
结论：为铝制品的润滑提供 理论依据，选择合适的润滑 剂可以提高铝制品的耐磨性
和使用寿命。
03
实验原理
润滑原理概述
项标题
润滑原理：通过在 摩擦表面之间形成 一层润滑膜，降低 摩擦系数，减少磨
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
05 实验记录与数据处理
磨痕宽度记录
材料配副
磨痕宽度 （mm）
将下试件磨痕宽度记录在表格中
表3-5 干摩擦条件下两种配副的下试件磨痕宽度
GCr15钢球—45#钢盘 （干摩擦）
GCr15钢球—黄铜盘 （干摩擦）
表3-6 相同配副在两种摩擦状态下的下试件磨痕宽度
摩擦状态
磨痕宽度 （mm）
GCr15钢球—45#钢盘 （干摩擦）
机械设计
这是后处理的摩擦系数随时间变化的曲线。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
这是实验结束时的界面，点击“保存数据”可存成数据格式文件， 击“保存曲线”可存成图片格式文件。
国家工科机械基础教学基地
机械设计
摩擦系数测试原理
P=W （N） QL1=FL2 L1=L2 Q=F
f FQ PW
预先确定加载砝码的重力W，再由 测试系统测出传感器受力Q的大小， 进而计算出摩擦系数 f 。
国家工科机械基础教学基地
Natr engineering machinery
摩擦系数数 据文件。
WHY1
WHY2
WHY3
WHY4
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
绘制摩擦系数随时间变化曲线
根据三种实验条件下得到的摩擦系数数 据，每隔30秒取一点，在同一张坐标纸 上绘制出三条摩擦系数随时间变化曲线， 并在每条曲线上标注实验条件（如配副 材料、摩擦状态、载荷等）。
思考题
123 4
在干摩擦条件 下，哪一种配 副的摩擦系数 小，哪种配副 的磨损量小？ 为什么？
在相同摩擦副 根据磨痕形貌， 条件下，哪种 分析三个实验 摩擦（润滑） 各属于哪种磨 状态下的摩擦 损形式。 系数小，哪种 摩擦（润滑） 状态下的磨损 量小？为什么？
怎样选择配副 材料，可使机 械零件更耐磨。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
这是输入实验参数的界面。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
机械设计
数据采集系统原理
测试系统的硬件：传感器、信号放大器、数据采集卡、计算 机等。下图为数据测试采集系统框图。
数据采集
信号放大
AD转换
数据存储数 据处理
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
摩擦磨损实验测试系统软件是实验室自己开发的，这是主界面。
机械设计
磨痕宽度测试
使用读数显微镜对磨痕宽度（长度磨损量）进行测试，这是读数显微镜和 目镜视场中所看到的字和刻线。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
测量时，转动读数鼓轮手柄，使刻线分别与磨痕两侧相切，读出两次的读数， 相减可得磨痕宽度。
摩擦磨损与润滑实验
实验目的
12
通过实验了解 不同材料配副、 不同摩擦（润 滑）状态时的 摩擦系数与磨 损量的变化；
了解不同材料 配副对摩擦磨 损的影响；
3
学会摩擦学实 验的基本方法， 学会有关仪器 设备的使用方 法。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
03 实验内容（两类）
1.摩擦状态相同、材料配副不同时的 实验，测试摩擦系数，了解材料的减 摩情况；观察下试件磨痕形貌及宽度， 了解材料的耐磨情况。
摩擦状态：干摩擦 摩 擦 副： GCr15钢球-45号钢盘、 GCr15钢球-黄铜盘 2.材料配副相同、摩擦状态不同时的 实验，测试摩擦系数，了解有无润滑 时减摩情况；观察磨痕的形貌及宽度， 了解有无润滑时的耐磨情况。 摩 擦 副： GCr15钢球-45号钢盘 摩擦状态：干摩擦、脂润滑
试件的结构尺寸与材料
尺寸
材料
球的尺寸为Ф11.113mm；
上试件： GCr15钢、 Si3N4陶瓷
圆盘直径为Ф60mm，厚度为8mm。 下试件： 钢 、铸铁 、铜、PTFE等材料
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
测试摩擦系数
将试件安装在实验机上，加上加载砝码；
开启计算机，打开摩擦磨损实验系统界面，输入实验参数及有关数据；
调整好转速、摩擦半径，并开启实验机和测试系统；
将摩擦系数随时间变化曲线存成图片形式，或存成数据文件形式。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
观察表面形貌
将下试件拆下，在显微镜下观察下试件磨痕形貌，并通过二维图像测量软件拍下磨 痕表面形貌照片。
检测磨损量
用读数显微镜测量磨痕的宽度并记录下来。
国家工科机械基础教学基地
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
06 实验报告要求
实验报告内容
包括文字、曲线和图表等。 实验目的、实验设备及其工作原理、已知条 件、原始数据、实验结果、思考题、实验感 想。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
GCr15钢球—45#钢盘 （脂润滑）
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
05 实验记录与数据处理
实验参数与各种图片
实验条件记 载（载荷大 小，实验机 的转速等）；
实验机与上、 下试件照片；
表面形貌照 片与摩擦系 数图片；
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
04 实验步骤与方法（三个实验）
实验一：干摩擦条件下配副1的实验 配副材料：GCr15钢球—45#钢盘 (1)清洗试件： 在教师指导下选择试件，清洗干净；所用工 具及物品：工具盘、超声清洗器、吹风机、 丙酮（酒精）、脱脂棉等。
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
实验二： 干摩擦条件下配副2的实验
配副材料：GCr15钢球—黄铜盘 实验步骤和方法与实验一相同。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
这是二维图像测量软件主界面。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
这是通过二维图像测量软件拍摄到的磨痕照片。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
计算机屏幕实时显示摩擦系数的变化曲线，可以直接存储成图片文件格式。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
还可以把摩擦系数以数据文件格式输出，便于后处理。
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
02 实验设备及原理
实验机
设备的名称是球盘式摩擦磨损 实 验机，其实物照片如图所示
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
设备的原理图如下图所示，实验机由如下9部分组成
1.带传动 2.电动机 3.托盘 4.下试件 5.上试件 6.夹头 7.砝码 8.摆杆 9.压力传感器
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
设备的技术指标与参数
实验机参数： 转速范围：n=100-500(r/min)； 最大载荷：Wmax =10N；
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery