第四章-摩擦磨损试验及测试技术解析
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。
摩擦磨损试验和测试分析技术学习PPT教案
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• 属于实验室试验的还有一种为台架试验。台架试验是用真实的 零部件，甚至整台机器进行的试验。
• 这种试验的工作条件比较接近实际工况，而比实机磨损试验的 优越之处在于能够预先给定可控制的工况条件，并能够测得各 种摩擦磨损参数。
• 常见的台架试验台有轴承试验台、齿轮试验台、凸轮挺杆试验 台等。
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图7-9 温度测量法
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• 远红外辐射测温是利用物体辐射强度随温度变化的物理现象来 测量温度的。它是一种非接触式测温。因为它与摩擦表面不接 触，而且反应速度快，灵敏度高，有利于测量运动件表面温度 及摩擦温度分布。
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图7 -6 环块式摩擦磨损试验机示意图
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• 4．往复式磨损试验机
• 该试验机可对作往复运动的零件材料，如气缸套和活塞环进行 试验研究。
• 齿轮箱是将旋转运动变换为连杆往复运动的全平衡机构，试件 装在滑块上，由连杆带动作往复运动，上试件固定在支架上， 并由液压油缸加载。
• 2、摩擦磨损试验技术包括两个方面内容，即： ① 摩擦磨损试验装置； ② 摩擦磨损试验方法。
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7.1 摩擦磨损试验的分类
• 根据试验条件和任务可将摩擦磨损试验分类如 下：
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7.1.1 使用试验
• 使用试验是在实际运转现场条件下进行的。
• 目的：
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• 2) 弹簧力平衡法。
• 当下试件4转动时，
由于摩擦上试件将会
有沿着F方向运动的
室温干滑动摩擦磨损试验
室温干滑动摩擦磨损试验
一、试验目的
利用逐步增加的贴合压力和滑动距离,模拟两种不同表面材料在干滑状态下的磨损情况,获得两种材料在不同条件下的磨损规律。
二、试验原理
利用球杆料与平面材料的干滑动接触,随着重复滑动,两材料间会产生微粒磨损。
将试件固定在试验机上,球杆以规定频率和压力作往复滑动,在不同层数下记录压痕深度,进而了解两材料在不同条件下的磨损程度。
三、试验装置
主要由材料配对的试件、以及实施往复滑动的引擎驱动试验机组成。
试验机能够实时记录并控制压力和滑行距离,保证试验条件的重复性。
四、试验过程
1. 将平面材料固定在底座上,球杆材料置于其上;
2. 设置不同的初始压力和滑行距离;
3. 启动试验机,进行规定次数的往复滑动;
4. 测量每次滑行后球杆处和平面处的压痕深度。
五、结果分析
通过试验得到不同条件下两种材料的磨损深度数值,绘制曲线找出两者的磨损规律,为后续结构材料的选择提供参考。
摩擦磨损特性的材料测试与分析
摩擦磨损特性的材料测试与分析引言：摩擦和磨损是我们生活中经常遇到的现象，无论是机械设备的运转还是日常用品的使用，都离不开这两个概念。
然而，摩擦和磨损对材料的表面质量和寿命有着重要影响。
为了有效地控制和减少摩擦磨损，我们需要对材料的摩擦磨损特性进行测试和分析。
第一部分：摩擦测试方法摩擦测试是评价材料摩擦性能的重要手段之一。
目前常用的摩擦测试方法包括横滑摩擦测试、滚动摩擦测试和旋转摩擦测试等。
横滑摩擦测试通过在材料表面施加垂直负载并施加相对运动，在不同的负载和速度条件下测量摩擦系数。
滚动摩擦测试则通过在滚轮和材料表面之间施加负载和旋转运动，测量滚动摩擦系数和磨损体积。
旋转摩擦测试是通过将试样固定在转盘上，并施加负载和旋转运动，测量摩擦系数和磨损特性。
第二部分：磨损测试方法除了摩擦性能的测试，磨损性能的测试也是十分重要的。
磨损测试可以分为干磨和润滑磨损测试。
在干磨试验中，常用的测试方法有质量损失法、尺寸损失法和表面形貌法。
质量损失法通过测量试样经过摩擦磨损后的质量变化，来评价其耐磨性能。
尺寸损失法则通过测量试样在磨损过程中的尺寸变化，来评估其磨损性能。
表面形貌法则通过扫描电子显微镜等设备，分析磨损后试样表面形貌的变化，来研究磨损机理和特性。
第三部分：摩擦磨损分析通过摩擦和磨损测试得到的数据，我们可以进行一系列分析以了解材料的摩擦磨损特性。
首先，摩擦系数的测试结果可以帮助我们选择合适的润滑方式和控制摩擦力。
其次，磨损量的测试结果可以评估材料的耐磨性能，从而选择更合适的材料。
此外，通过分析磨损试样的表面形貌，我们可以了解磨损机理，以便进行改进设计和优化。
结论：摩擦磨损是材料性能评估的重要指标之一，通过摩擦和磨损测试可以有效地评估材料的摩擦磨损特性。
根据测试结果进行分析和研究，有助于选择合适的材料和润滑方式，延长设备的使用寿命，提高材料的表面质量。
在今后的实验和工程实践中，摩擦磨损测试和分析的研究将会持续发展，为材料科学和工程技术的进步做出更大贡献。
摩擦磨损实验报告
摩擦磨损实验报告摩擦磨损实验报告引言：摩擦磨损是我们日常生活中经常遇到的现象。
无论是机械设备的运行，还是人类活动的进行，都离不开摩擦磨损的存在。
为了更好地了解摩擦磨损的机理和特性，我们进行了一系列的实验研究。
本实验报告旨在总结实验过程、结果以及对摩擦磨损的认识。
实验目的：本次实验的目的是通过模拟不同工况下的摩擦磨损现象，研究不同材料的摩擦磨损特性，并探讨其影响因素。
实验方法：我们选取了两种常见的材料：金属和塑料。
首先，我们准备了两组试样，一组是金属试样，另一组是塑料试样。
然后，我们使用摩擦试验机对试样进行摩擦磨损实验。
实验中，我们控制了不同的载荷、速度和摩擦时间等参数，并测量了试样的质量变化、表面形貌以及磨损量等数据。
实验结果：通过实验，我们得到了一系列数据。
首先，我们观察到金属试样在高载荷下磨损量较大，而塑料试样在低载荷下磨损量较大。
这说明了不同材料在不同工况下的磨损特性存在差异。
其次，我们发现在相同工况下，摩擦速度对磨损量的影响较大。
随着摩擦速度的增加，磨损量也逐渐增加。
最后，我们观察到试样表面出现了不同形状的磨损痕迹，如划痕、磨粒等。
这些痕迹的形成与试样材料的特性以及摩擦过程中的摩擦力、温度等因素密切相关。
讨论与分析：通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 不同材料的摩擦磨损特性存在差异。
金属试样在高载荷下容易发生磨损，而塑料试样在低载荷下容易发生磨损。
这是由于金属材料的硬度较高，抗磨性较好，而塑料材料的硬度较低，抗磨性较差所致。
2. 摩擦速度对磨损量有明显影响。
摩擦速度越高，磨损量越大。
这是因为摩擦速度的增加会导致试样表面的摩擦热量增加，从而加剧了磨损现象。
3. 磨损痕迹的形成与多种因素有关。
试样材料的硬度、表面粗糙度以及摩擦过程中的温度、湿度等因素都会对磨损痕迹的形成产生影响。
结论：通过本次摩擦磨损实验，我们对摩擦磨损的机理和特性有了更深入的了解。
不同材料的摩擦磨损特性存在差异，摩擦速度对磨损量有明显影响，而磨损痕迹的形成与多种因素密切相关。
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。
摩擦磨损试验报告
摩擦磨损试验报告1. 引言摩擦磨损试验是评估材料表面磨损性能的重要方法。
通过模拟实际工况下的摩擦情况，可以了解材料的耐磨性能，并为工程设计和材料选择提供参考。
本文将介绍摩擦磨损试验的步骤和关键点。
2. 实验目的本次试验的目的是评估不同材料的摩擦磨损性能，为材料选择提供依据。
3. 实验步骤3.1 材料准备首先，选择需要测试的材料样本，确保样本的尺寸和形状符合试验要求。
洗净样品表面，去除杂质和油脂。
3.2 试验装置搭建搭建摩擦磨损试验装置。
该装置通常由试验台、摩擦头、负荷装置和摩擦盘组成。
根据试验需求，选择适当的材料和参数。
3.3 试验参数设置根据试验要求，设置试验参数。
包括负荷大小、滑动速度、试验时间等。
确保参数的准确性和一致性。
3.4 实验操作将样品安装在试验装置上，调整负荷装置使其与样品接触。
启动试验装置，根据设定的参数进行试验。
同时记录试验过程中的数据和观察结果。
3.5 数据处理和分析试验结束后，对获得的数据进行处理和分析。
计算摩擦磨损量、磨损速率等指标，比较不同材料的性能差异。
4. 实验注意事项在进行摩擦磨损试验时，需要注意以下事项：- 安全操作，避免发生意外伤害。
- 样品的选择和准备要符合试验要求。
- 试验装置搭建要牢固可靠，确保试验的准确性和稳定性。
- 试验过程中需要保持参数的一致性，避免不必要的误差。
- 记录和保存试验数据，确保数据的完整性和可靠性。
5. 结论通过摩擦磨损试验，可以评估不同材料的摩擦磨损性能。
根据试验结果，可以选择合适的材料用于不同的工程设计和应用场景。
6. 参考文献[参考文献1] [参考文献2] [参考文献3]以上是摩擦磨损试验的一般步骤和注意事项。
对于具体的试验设计和操作细节，建议参考相关文献和专家指导。
试验过程中需谨慎操作，确保试验结果的准确性和可靠性。
摩擦磨损测试及考核评价方式
摩擦磨损测试及考核评价方式一、磨损1.1磨损定义磨损是指摩擦副相对运动时，表面物质不断损失或产生残余变形的现象。
表面物质运动主要包括机械运动、化学作用和热作用：(1)机械作用使摩擦表面发生物质损失及摩擦表面的物理变形；（2）化学作用使摩擦表面发生性状改变；热作用是摩擦表面发生形状改变。
典型的磨损曲线通常由三部分组成，如图1.1所示。
磨损量时间图1.1 磨损曲线示意图磨合阶段：磨损量随时间的增加而增加。
发生在初始运动阶段，由于表面存在粗糙度，微凸体接触面积小，接触应力大，磨损速度较快。
稳定磨损阶段：摩擦表面磨合后达到稳定状态磨损率保持不变。
稳定磨损阶段标志磨损条件保持相对稳定，是零件整个寿命范围内的工作过程。
剧烈磨损阶段：工作条件恶化，磨损量急剧增大。
该阶段内零件精度降低、间隙增大，温度升高，产生冲击、振动和噪声，最终导致零部件完全失效。
1.2磨损种类按磨损的破坏机理，通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。
（1）粘着磨损当摩擦副相对滑动时, 由于粘着效应所形成结点发生剪切断裂，被剪切的材料或脱落成磨屑，或由一个表面迁移到另一个表面，此类磨损称为粘着磨损。
粘着磨损再细分还有轻微磨损、涂抹、擦伤、划伤和咬死五种。
图1.1 粘着磨损机理（2）磨料磨损外来的硬料介质进入摩擦副，或摩擦副一个表面比另一个表面硬，在较硬表面上存在的微凸体，在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽，引起表面材料的脱落，这种现象叫做磨料磨损。
磨料磨损是一种最常见的磨损，按照磨损机理还可细分为微观切削、挤压剥落和疲劳破坏三小类。
图1.2 二体/三体磨粒磨损机理（3）化学磨损化学磨损是在摩擦促进作用下，摩擦副的一方或双方与中间物质或环境介质中的某些成分发生化学或电化学作用，造成表面材料损失的过程。
分为氧化磨损与特殊介质腐蚀磨损两类。
图1.3 化学磨损机理（4）疲劳磨损摩擦接触表面在交变接触压应力作用下，材料表面因疲劳损伤而引起表面脱落的现象。
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。
《摩擦磨损试验》课件
目录 CONTENTS
• 摩擦磨损试验概述 • 摩擦磨损试验的种类 • 摩擦磨损试验的设备与材料 • 摩擦磨损试验的结果分析 • 摩擦磨损试验的应用 • 摩擦磨损试验的发展趋势与展望
01
摩擦磨损试验概述
摩擦磨损试验的定义
摩擦磨损试验
通过模拟实际工况，对材料或零件进行摩擦和磨 损性能测试的方法。
摩擦系数的确定
摩擦系数的测量
通过测量试样与对磨材料在一定压力 和速度下的摩擦力与正压力之比得到 摩擦系数。
摩擦系数的确定
根据测量的摩擦力与正压力之比，可 以得到摩擦系数随时间的变化曲线， 从而分析摩擦系数的变化规律。
表面形貌的分析
表面形貌的观察
通过光学显微镜、扫描电子显微镜等手 段观察试样表面在摩擦过程中的形貌变 化。
摩擦磨损试验可以研究材料的摩擦学 行为，揭示其摩擦磨损机制，为新型 耐磨材料的研发和应用提供理论支持 。
在石油化工中的应用
石油化工设备常常需要在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下工作，其摩擦磨损性能对生产安全和经济效 益具有重要影响。
摩擦磨损试验可以研究石油化工设备的摩擦磨损机理，为其材料选择、设计和优化提供依据，提高设 备的安全性和可靠性。
开展多学科交叉研究
探索微观摩擦磨损机制
利用先进的微观观测手段，深入探索摩擦磨损的微 观机制，为新型试验技术的发展提供理论支持。
结合材料科学、物理学、化学等多学科知识 ，开发新型的摩擦磨损试验技术与方法。
开发智能化试验系统
结合人工智能和机器学习技术，开发能够自 动识别、预测摩擦磨损行为的智能化试验系 统。
复合摩擦磨损试验
总结词
同时模拟滑动和滚动摩擦以及不同润滑条件下的摩擦和磨损行为。
《摩擦磨损试验》课件
结果分析
根据试验数据，分析材料的摩擦磨损性能， 探究其变化规律。
撰写报告
根据试验结果和分析，撰写详细的试验报告 ，总结试验结论和建议。
归档保存
将试验报告和其他相关资料进行归档保存， 以便后续查阅和使用。
05
摩擦磨损试验的结果与分析
结果记录
摩擦系数
记录不同时间点的摩擦系数，观察其变化趋势。
磨损量
测量试验前后的材料磨损量，计算磨损率。
干摩擦、油润滑、水润滑、气体润滑 等。
环块摩擦试验、球盘摩擦试验、销盘 摩擦试验等。
根据摩擦副
金属对金属、金属对非金属、非金属 对非金属等。
02
摩擦磨损试验的原理
摩擦的基本概念
01
02
03
摩擦
是两个接触表面在相对运 动或具有相对运动趋势时 ，在接触区域产生的阻碍 相对运动的现象。
静摩擦力
当两个接触表面之间没有 相对运动，但有相对运动 趋势时，产生的阻力称为 静摩擦力。
设置试验参数
根据试验方案，设置摩擦磨损试验机 的参数，如摩擦副、加载条件、摩擦 速度等。
开始试验
启动摩擦磨损试验机，开始记录数据 ，观察摩擦磨损现象。
异常处理
在试验过程中，如发现异常情况，应 立即停止试验，检查并排除问题。
试验后处理
数据整理
对试验过程中记录的数据进行整理，包括摩 擦系数、磨损量、温度等。
它通过控制试验条件，如摩擦副的材 料、接触压力、滑动速度和环境温度 等，来研究材料的摩擦学性能。
摩擦磨损试验的目的和意义
01
评估材料在实际工况下的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲 劳性能。
02
预测材料在不同工况下的使用寿命和可靠性。
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。
摩擦磨损测试及考核评价方式..
摩擦磨损测试及考核评价方式一、磨损1.1磨损定义磨损是指摩擦副相对运动时，表面物质不断损失或产生残余变形的现象。
表面物质运动主要包括机械运动、化学作用和热作用：(1)机械作用使摩擦表面发生物质损失及摩擦表面的物理变形；（2）化学作用使摩擦表面发生性状改变；热作用是摩擦表面发生形状改变。
典型的磨损曲线通常由三部分组成，如图1.1所示。
磨损量图1.1 磨损曲线示意图磨合阶段：磨损量随时间的增加而增加。
发生在初始运动阶段，由于表面存在粗糙度，微凸体接触面积小，接触应力大，磨损速度较快。
稳定磨损阶段：摩擦表面磨合后达到稳定状态磨损率保持不变。
稳定磨损阶段标志磨损条件保持相对稳定，是零件整个寿命范围内的工作过程。
剧烈磨损阶段：工作条件恶化，磨损量急剧增大。
该阶段内零件精度降低、间隙增大，温度升高，产生冲击、振动和噪声，最终导致零部件完全失效。
1.2磨损种类按磨损的破坏机理，通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。
（1）粘着磨损当摩擦副相对滑动时, 由于粘着效应所形成结点发生剪切断裂，被剪切的材料或脱落成磨屑，或由一个表面迁移到另一个表面，此类磨损称为粘着磨损。
粘着磨损再细分还有轻微磨损、涂抹、擦伤、划伤和咬死五种。
图1.1 粘着磨损机理（2）磨料磨损外来的硬料介质进入摩擦副，或摩擦副一个表面比另一个表面硬，在较硬表面上存在的微凸体，在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽，引起表面材料的脱落，这种现象叫做磨料磨损。
磨料磨损是一种最常见的磨损，按照磨损机理还可细分为微观切削、挤压剥落和疲劳破坏三小类。
图1.2 二体/三体磨粒磨损机理（3）化学磨损化学磨损是在摩擦促进作用下，摩擦副的一方或双方与中间物质或环境介质中的某些成分发生化学或电化学作用，造成表面材料损失的过程。
分为氧化磨损与特殊介质腐蚀磨损两类。
图1.3 化学磨损机理（4）疲劳磨损摩擦接触表面在交变接触压应力作用下，材料表面因疲劳损伤而引起表面脱落的现象。
实验19_摩擦磨损试验
摩擦磨损试验当前认为研究机器零件的摩擦和磨损是最迫切的任务，因为大多数机器及其零件均由与磨损而损坏。
同时，摩擦过程消耗世界上（1/2~1/3）的能量。
因此，研究和测定摩擦副材料的性能参数，以便减少其摩擦与磨损，对于节约能源，降低材料消耗，提高机械零件的使用寿命，具有十分重要的意义。
一、实验目的1.掌握摩擦磨损测试技术；2.了解摩擦磨损试验机的工作原理和使用方法；3.了解在不同工作运转变量下摩擦系数的变化规律；4.了解减小摩擦的途径；5.培养对实验数据的分析和处理能力；6.初步了解影响摩擦磨损过程的参数。
二、设备和工具摩擦磨损试验用M —200型磨损试验机，如图1所示。
其传动原理图如图19-2所示。
M —200型磨损试验机的结构简述如下。
图1 M—200型磨损试验机1、上、下试样轴的运转：双速电动机通过三角皮带、齿轮带动下试样轴，使下试样轴以200m⋅（或pr⋅400mr⋅⋅p r⋅p⋅）的速度转动；通过蜗杆轴，滑动齿轮和齿轮的传递，使上试样轴以180m （或360m⋅）的速度转动。
当上下试样轴都转动，且两试样直径相同时，由于上、r⋅p下试样轴转速不同，除滚动摩擦外，则在试样间常有10%的滑动率，使试样间常有滑动摩擦，改变试样直径，即可使这种滑率增大或减小。
如要提高滑动速度，将滑动齿轮移至右端与反向齿轮啮合，使上试样轴反向旋转即可。
为了防止实验时螺帽松动，因此下式样轴上的螺丝是左旋的，而上试样轴上的螺纹则是右旋。
2、上试样轴的固定：当做滑动摩擦试验时，为使上试样轴不动，应将滑动齿轮移至中间位置，齿轮必须用钳子固定在摇摆头上。
图2试验机传动原理图3、两试样间压力负荷的调整：试验时，两试样间的压力负荷在弹簧的作用下获得，负荷的增大或减小，可用螺帽进行调整；负荷的数值从标尺上即可读出。
弹簧有两种：软弹簧产生0~30Kg负荷，刻度尺为1Kg/格。
硬弹簧产生30~200Kg负荷，刻度尺为5Kg/格，可根据负荷的范围选用，不同的负荷范围必须选用相应范围的标尺（刻度在标尺的正反两面）。
摩擦磨损性能测试试验
典型黑色金属磨损性能测试实验史秋月实验学时实验分组实验性质实验要求所属课程2h 班人数/4 综合性必做材料性能学一、实验目的1.了解M-2000型摩擦磨损试验机的结构，及材料进行耐磨性测试的意义；2.掌握滑动摩擦、滚动摩擦及其在不同条件下（干式、湿式、磨粒等）的实验方法；3.掌握摩擦磨损性能指标的评估方法；4.了解典型黑色金属灰铁和球铁在滑动摩擦条件下（干式）的耐磨情况。
二、实验设备M-2000型摩擦磨损试验机，如图2-1图2-1三、实验材料1.灰铁滑动摩擦试样一对，试样尺寸如附图（a）2.球铁滑动摩擦试样一对，试样尺寸如附图（a）四.实验原理与方法将试样分别装在上下试样轴上，接通电源，双速电动机○1通过三角皮带○3齿12使下试样轴以200转/分（或400转/分）的速度转动；通过轮○4带动下试样轴○48的传递。
使上试样轴○14以180转/分（或360转/47和齿轮○蜗杆轴○44，滑动齿轮○分）的速度转动。
当做滑动摩擦试验时，为使上试样轴不转动，应将滑动齿轮○47移至中间位置，齿轮○48必须用销子○22固定在摇摆头○46上。
试验时，两试样间的压力负荷在弹簧○19的作用下获得（弹簧中间是一重力传感器），负荷的增大或减少21上即可读出。
也可将复合传感器接入可用螺帽○25进行调整；负荷的数值从标尺○电脑，从显示屏上读出，本实验载荷直接从显示屏上读出。
试验的终止条件可由时间或总转速控制。
试验结束之后根据不同的方法评估材料的耐磨情况。
五、实验内容将加工好的滑动摩擦试样装在实验机上，在给定的条件下（干式、滑动摩擦、压力：200N、时间60min）进行试验，试验结束后将试样取下，评估耐磨性能。
根据所选取磨损试验方法的不同以及材料本质的差异，可以选择不同的耐磨性能评定方法，以期获得精确的试验数据，现简单例举下述几种方法以供参考。
1、称重法：采用试样在试验前后重量之差，本表示耐磨性能的方法，由于两试样之间的摩擦所引起的磨损量，可以采用精度达万分之一的分析天平称量出试样试验前后重量之差非凡获得。
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2、磨损量的测量： 机械零件的磨损量可以用磨下材料的质量、体积 或者磨去的厚度来表示。 ① 称重法： 用称量试件在实验前后的质量变化来确定磨损量。 这种方法简单，采用最普遍。通常采用精密分析天平 称重，测量精度为0.1mg。 由于测量范围的限制，称量法仅适用于小试件。 为保证称重的精度，试件在称重前应当清洗干净并 烘干，避免表面有污物或湿气而影响重量的变化。 对于多孔性材料，在磨损过程中容易进入油污而不 易清洗，称重法往往误差很大。 若试件在摩擦过程中重量损失不大，而只发生较大 的塑性变形，则称量法不能反映表面磨损的真实情 况。
(3)销盘式试验机 用于面接触摩擦副的摩 擦磨损试验。 工作原理： 试验时，销固定不动，盘 做旋转运动。通过力传感 器采集试验过程总摩擦力 和载荷的变化，通过位移 传感器对试样的总磨损进 行测量。 主要用于在滑动条件下，评价材料的摩擦系数 和磨损率，研究工况参数对摩擦性能和磨损机 理的影响，是目前用途最广泛的摩擦磨损试验 设备。
第四章 摩擦磨损实验及检测 分析技术
一、概述 1、摩擦磨损实验研究的必要性： 要研究摩擦学的理论，确定各种因素对摩擦、 磨损性能的影响，研究新的耐磨、减摩及摩阻材
料和评定各种耐磨表面处理的摩擦、磨损性能，
个方面，即：摩擦
磨损实验方法和摩擦磨损实验测试装置。
四、摩擦磨损实验中的参数测量
1、摩擦系数或摩擦力的测量 ① 机械式： 载荷W通过上试件1加到下试件2上。 下试件(半径为r)旋转，上试件固 定。试样间的摩擦力使下主轴产 生一个力矩，此时与主轴相连的 砝码产生一个偏角，来平衡摩擦 力产生的摩擦力矩，偏角反应了 摩擦力矩P的大小，可以直接从标 尺读出，由此摩擦力矩可以换算 出试件上的摩擦系数μ μ= P/(W r) ② 电测法：把压力传感器附加到测力元件上，将摩擦力 转换成电信号，输入到测量和记录仪上，自动记录下 摩擦过程中摩擦力的变化。这种方法目前已普遍应用。
该试验机的评定指标有： 磨损一负荷曲线：在双对数坐标上， 基于不同负荷下三个固定钢球的平均 磨痕直径所作的曲线。 赫兹线：由于弹性变形所产生的圆形 接触面的理论直接与静载荷的关系。 ①最大无卡咬负荷PB：在试验条件下不发生卡咬的最高负 荷，它代表油膜强度。 卡咬：钢球摩擦面之间出现局部的金属转移。这种现象以 摩擦和磨损增大为标志，并导致三个固定球上呈现粗糙的 磨痕，转动球上呈现粗糙的环。 ②烧结负荷PD：试验条件下使钢球发生烧结的最低负荷， 它代表润滑剂的极限工作能力。 烧结：试件摩擦面之间出现金属熔化，并使之相互结合的 现象，此时四个球就烧结在一起形成宝塔形。
②测长法： 测长法是测量摩擦表面法向尺寸在试验前后 的变化来确定磨损量。 常用测量长度仪器，如千分尺、千分表、测 长仪、万能工具显微镜、读数显微镜等。 为了便于测量，往往在摩擦表面人为地做出 测量基准，然后以此测量基准来量度摩擦表面的 尺寸变化，测量基准是根据试件形状和尺寸，在 不影响试验结果的条件下设置的，其形式有：
(2)环块式试验机 又称Timken试验机，用 于线接触摩擦副的摩擦磨损 试验。 工作原理：主动件是标准 旋转圆环，被动件是被固 定的标准尺寸矩形块。 通过测量不同载荷下，被 动试件矩形块上出现的条 形磨痕宽度，以及摩擦副 材料间的摩擦力、摩擦系 数，来评定润滑剂的承载 能力以及摩擦副材料的摩 擦磨损性能。
二、摩擦磨损实验的分类：
目前采用的实验方法可以归纳为下列三类： 1、实验室试件实验 根据给定的工况条件, 在通用的摩擦磨损实 验机上对尺寸较小、结构简单的试件进行实验。 由于实验室实验的环境条件和工况参数容易 控制, 因而实验数据的重复性较高, 实验周期短, 实验条件的变化范围宽, 可以在短时间内取得比 较系统的数据。 但由于实验条件与实际工况不完全符合, 因 而实验结果往往实用性较差。 实验室实验主要用于：各种类型的摩擦磨损 机理和影响因素的研究, 以及摩擦副材料、工艺 和润滑剂性能的评定。
2、模拟性台架实验 在实验室实验的基础上，根据所选定的参数 设计实际的零件，模拟零件的实际工作条件，进 行台架实验。 由于台架实验的条件接近实际工况，增强了 实验结果的可靠性。同时，通过实验条件的强化 和严格控制，也可以在较短的时间内获得系统的 实验数据；并且能够预先给定可控制的工况条件， 并能够测得各种摩擦磨损的参数，进行摩擦磨损 性能影响因素的研究。 台架实验的主要目的在于：校验实验室实验 数据的可靠性和零件磨损性能设计的合理性。 常见的台架实验台有：轴承实验台、齿轮实 验台、凸轮挺杆实验台等。
三、摩擦磨损实验的模拟问题和实验参数选择：
1、摩擦磨损试验模拟 摩擦磨损性能是摩擦学系统在给定条件下的 综合性能, 因此, 实验结果的普适性较低。所以 在实验室实验时, 应当尽可能地模拟实际工况条 件。 2、实验参数的选择 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。
2、常用的摩擦磨损试验机 (1)四球式试验机 工作原理： 由四球(1个上球3个下球) 组成摩擦副(如图所示)， 上球卡在夹头内，下球组 固定不动，上球与下球组 相接触。工作时，上球由 主轴带动旋转，通过加载 系统向下球组加载。 主要用途： 主要用来评定润滑剂的性 能。
3、实际使用实验 在上述两种实验的基础上, 对实际零件进行 使用实验，使用实验是在实际运转现场条件下进 行的。 这种实验的真实性和可靠性最好。 但是实验周期长、费用大, 实验结果是各种 影响因素的综合表现，因而难以对实验结果进行 深入分析。这种方法通常用作检验前两种实验数 据的一种手段。 **上述几种类型的试验各有特点，在磨损磨损研 究工作中，通常先在实验室里进行试样实验，然 后再进行模拟性台架实验和实际使用实验，构成 一个所谓的“实验链”。