M-200A型塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)儀（GB3960）

一,、概述：

M-200A對比老款產(chǎn)品M-200增加了觸摸屏控制功能，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)或觸摸屏雙重控制,。采用了進(jìn)口松下伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),，轉(zhuǎn)動(dòng)更穩(wěn)定，測試更準(zhǔn)確,。并且對整機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化更新,。此試驗(yàn)機(jī)符合標(biāo)準(zhǔn)：GB3960-2016 塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)方法；M-200A型塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)儀（GB3960）適用于塑料制品及橡膠制品或其他復(fù)合材料的滑動(dòng)摩擦,，磨損性能測試,，也可對試驗(yàn)中試樣的磨擦力、磨擦系數(shù)和磨損量進(jìn)行測定,。本儀器由試驗(yàn)主機(jī)及智能控制系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成,，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行操作試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中同時(shí)可以顯示數(shù)值,、扭矩,、時(shí)間，顯示當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)值,，可以打印出標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)報(bào)告,。 

二、參數(shù)：

1.試樣尺寸：30mm×7mm×6mm；

2.轉(zhuǎn)動(dòng)速度：200轉(zhuǎn)/分,；（可定制10轉(zhuǎn)/分-400轉(zhuǎn)/分）

3.負(fù)   荷：20kg（196N）≤1%,；(可根據(jù)特殊材料定制不同負(fù)荷)

4.摩擦環(huán)尺寸：￠40×10mm ，倒角0.5×45°,，外圓表面與內(nèi)圓同心度偏差小于0.01,；

5.摩擦環(huán)材質(zhì)：45號(hào)鋼,淬火,熱處理HRC40-45,外圓表面光潔度▼8；

6.摩擦力矩：0--4N·m,；

7.速度精度：≤1%,；

8.摩擦力矩精度：≤1%；

9.傳感器測量精度：≤1% FS,；

10.尺寸：長400mm*寬500mm*高350mm,；

11.重量：約50kg；

一,、摩擦與磨損

一,、摩擦

內(nèi) 摩 擦：在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

外 摩 擦：在相對運(yùn)動(dòng)的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象,。

靜 摩 擦：僅有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)的摩擦,。

動(dòng) 摩 擦：在相對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行中的摩擦。

滑動(dòng)摩擦：物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對滑動(dòng),。

滾動(dòng)摩擦：物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對滾動(dòng),。

滑動(dòng)摩擦分為如下４種狀態(tài)

１ .  干摩擦：是指表面間不加潤滑劑的摩擦。

２ .  邊界摩擦：是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開,，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜 和表面的吸附性能時(shí)的摩擦,。

３．流體摩擦：是指摩擦表面被流體膜隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻 力的摩擦,。流體摩擦?xí)r的摩擦系數(shù)最小,，且不會(huì)有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài),。

４．混合摩擦：是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài),。混合摩擦能有 效降低摩擦阻力,，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多,。

邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為混合摩擦（或邊界摩擦）,。

二,、磨損

磨損是零件表面材料逐漸損失的現(xiàn)象。磨損會(huì)影響機(jī)器的效率,，降低工作的可靠性,，

甚至促使機(jī)器提前報(bào)廢,。

單位時(shí)間（或單位行程、轉(zhuǎn)等）材料的損失量,，稱為磨損率,。

耐磨性：是指材料抵抗磨損的能力。與磨損率成倒數(shù)關(guān)系,。

（一）磨損過程

一般零件的磨損過程大致可分為以下三個(gè)階段：

1 ）磨合階段

磨合（跑合）：是指新的零件在運(yùn)轉(zhuǎn)初期的磨損,，

磨損率較高。新的摩擦副表面比較粗糙,，真實(shí)微觀接

觸面積比較小，壓強(qiáng)大,，因此運(yùn)轉(zhuǎn)初期的磨損比較快,。

但是，磨損以后表面的微觀凸峰降低,，接觸面積增大,，

壓強(qiáng)減小，磨損的速度逐漸減慢,。

2 ）穩(wěn)定磨損階段

屬于零件正常工作階段,，磨損率穩(wěn)定且較低。這一階段的長短直接影響機(jī)器的壽命,。

3 ）劇烈磨損階段

零件經(jīng)長時(shí)間工作磨損以后,，表面精度下降，表面形狀和尺寸有較大的改變,，破壞了 原有的間隙和潤滑性質(zhì),，使效率降低，溫度升高,，沖擊振動(dòng)加大,，導(dǎo)致磨損加劇，最終導(dǎo) 致零件報(bào)廢,。

（二）磨損的類型

按磨損的機(jī)理不同,，機(jī)械零件的磨損大體分為四種基本類型：

1 ．黏著磨損  也稱膠合，當(dāng)摩擦表面的微觀凸峰在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時(shí)的溫升 和壓力而粘在一起后,，相對運(yùn)動(dòng)時(shí),，材料從一個(gè)表面遷移到另一個(gè)表面，便形成粘著磨損,。

2 ．疲勞磨損  也稱點(diǎn)蝕,，是由于摩擦表面材料微體積在交變接觸應(yīng)力和摩擦力的作用 下，反復(fù)變形所產(chǎn)生的材料疲勞所引起的磨損,。

3 ．磨粒磨損  也稱磨料磨損,，是外部進(jìn)入摩擦表面的游離硬顆?；蛴驳妮喞寮馑?/span> 起的磨損。

4 ．腐蝕磨損  當(dāng)摩擦表面材料在環(huán)境的化學(xué)或電化學(xué)作用下引起腐蝕,，在摩擦副相對 運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損,。

（三）減小磨損的方法

（1 ）潤滑是減小摩擦、減小磨損的*的方法,。

合理選擇潤滑劑及添加劑,，適當(dāng)選用高粘度的潤滑油、在潤滑油中使用極壓添加劑或 采用固體潤滑劑,，可以提高耐疲勞磨損的能力,。

(2)合理選擇摩擦副材料

由于相同金屬比異種金屬、單相金屬比多相金屬粘著傾向大,，脆性材料比塑性材料抗 粘著能力高,，所以選擇異種金屬、多相金屬,、脆性材料有利于提高抗粘著磨損的能力,。采 用硬度高和韌性好的材料有益于抵抗磨粒磨損、疲勞磨損和摩擦化學(xué)磨損,。提高表面的光 潔程度,，使表面盡量光滑，同樣可以提高耐疲勞磨損的能力,。

（3 ）進(jìn)行表面處理

對摩擦表面進(jìn)行熱處理（表面淬火等）,、化學(xué)處理（表面滲碳、氮化等）,、噴涂,、鍍層 等也可提高摩擦表面的耐磨性。

（4 ）注意控制摩擦副的工作條件

對于一定硬度的金屬材料,，其磨損量隨著壓強(qiáng)的增大而增加,，因此設(shè)計(jì)時(shí)一定要控制 最大許用壓強(qiáng)。另外,，表面溫度過高易使油膜破壞,，發(fā)生粘著，還易加速摩擦化學(xué)磨損的 進(jìn)程,，所以應(yīng)限制摩擦表面的溫升,。

第二節(jié)  潤滑

潤滑――是指在作相對運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)摩擦表面之間加入潤滑劑，變干摩擦為加入潤滑劑 分子之間的摩擦,。

潤滑的主要作用：

（1 ）降低摩擦,，減少磨損

（2 ）降溫冷卻

（3 ）防止腐蝕

（4 ）緩沖吸振

（5 ）密封作用

一、常用潤滑劑及選擇

（一）潤滑油

1 ,、潤滑油的性能指標(biāo)

1 ）黏度

黏度的大小表示了液體流動(dòng)時(shí)其內(nèi)摩擦阻力的大小,，黏度愈大,，內(nèi)摩擦阻力就愈大， 液體的流動(dòng)性就愈差,。

粘度可用動(dòng)力黏度,、運(yùn)動(dòng)黏度、條件黏度（恩氏黏度）等表示,。我國的石油產(chǎn)品常用運(yùn)動(dòng)黏度來標(biāo)定,。

一般潤滑油的牌號(hào)就是該潤滑油在 40C （或 100C）時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度（以 mm2/s 為單位） 的平均值。

(3)  條件粘度

2)  黏—溫特性

潤滑油的粘度一般隨溫度的升高而降低

3 ）油性  油性是指潤滑油濕潤或吸附于干摩擦表面的性能,。吸附能力越強(qiáng),，油性越好。

4 ）極壓性  是潤滑油中加入含硫,、氯,、磷的有機(jī)極性化合物后，油中極性分子在金屬 表面生成抗磨,、耐高壓化學(xué)反應(yīng)膜的能力。

5 ）凝點(diǎn)

6 ）傾點(diǎn)（流動(dòng)點(diǎn)）

7 ）閃點(diǎn)

2 ．常用潤滑油

礦物潤滑油

合成潤滑油

潤滑油的選擇原則：在低速,、重載,、高溫、間隙大的情況下,，應(yīng)選用粘度較大的潤滑 油,；而在高速、輕載,、低溫,、間隙小的情況下應(yīng)選粘度較小的潤滑油。

(二)  潤滑脂

1 ,、 潤滑脂組成：潤滑脂俗稱黃油,。  由潤滑油+稠化劑混合而成。 特點(diǎn)：稠度大,，不易流失,，承載能力

但穩(wěn)定性差，摩擦功耗大,，流動(dòng)性差,，無冷卻效果——適于低速重載且溫度變化不大 處，難于連續(xù)供油時(shí),。

2 ,、 潤滑脂的性能指標(biāo)：

1 ）錐入度，反映其稠度大小,。

2 ）滴點(diǎn),，是指潤滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)測量杯的孔口滴下第一滴油時(shí)的溫度,。滴點(diǎn)決定 工作溫度。

3 ．固體潤滑劑：  石墨,、二硫化鉬,、聚四氟乙烯等。

二,、常用潤滑方式及裝置

（一）油潤滑方式及裝置

1 ,、間歇供油 ——低速、輕載和不重要的場合

2 ,、連續(xù)供油 ——較重要場合

1 ）滴油潤滑——針閥式油杯                                      2 ）繩芯潤滑——利用繩芯的毛吸管作用吸油滴到軸頸上              3 ）油杯潤滑——油杯下端浸到油里                                4 ）浸油潤滑——軸頸直接浸到油池中潤滑,，攪油損失較大            5 ）飛濺潤滑——利用下端浸在油池中的轉(zhuǎn)動(dòng)件將潤滑油濺成油來潤滑、

6 ）壓力潤滑——用油泵進(jìn)行連續(xù)壓力供油,，潤滑,、冷卻，效果較好,，適于重 載,、高速或交變載荷作用。

7 ）油霧潤滑

（一） 脂潤滑方式及裝置

1 ）手工潤滑

2 ）油杯潤滑

3 ）集中潤滑

第三節(jié) 常用傳動(dòng)裝置的潤滑

一,、滑動(dòng)軸承的潤滑

絕大部分滑動(dòng)軸承都是采用潤滑油潤滑,。潤滑油牌號(hào)應(yīng)根據(jù)軸頸的圓周速度 υ ，軸 頸的壓強(qiáng) p 和軸承的工作溫度 t 等進(jìn)行選取,，參見表 2-1,。

對于潤滑要求不高、難以經(jīng)常供油,，或低速重載以及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)之處的滑動(dòng)軸承,， 常采用潤滑脂潤滑?？筛鶕?jù)軸承所受壓力,、速度和工作溫度來選擇潤滑脂的牌號(hào)，參見表 15.8 ,。在某些特殊場合可考慮使用氣體或固體潤滑劑,。

二、滾動(dòng)軸承的潤滑

滾動(dòng)軸承的潤滑劑常用潤滑油或潤滑脂,，可根據(jù) dn 值查表確定（d 為軸承內(nèi)徑,， n 為軸的轉(zhuǎn)速）。

在 dn 值較高或軸上零件采用有潤滑時(shí),，滾動(dòng)軸承應(yīng)采用油潤滑,。

在 dn 值較小時(shí)，滾動(dòng)軸承應(yīng)采用脂潤滑,。潤滑脂具有不易流失,，便于密封和維護(hù),， 使用周期長，所以應(yīng)用較多,。

三,、齒輪傳動(dòng)的潤滑

1 、潤滑劑的選擇

齒輪傳動(dòng)大多采用潤滑油進(jìn)行潤滑,，閉式齒輪傳動(dòng)潤滑油的粘度可根據(jù)齒輪的材料,、 承載情況和圓周速度參考表確定。

2 ,、潤滑方式

（1 ）浸油潤滑(油浴潤滑)

用于齒輪的圓周速度 v ≤ 12m／s 處,。大齒輪浸入油池中的深度約為 1～2 個(gè)全齒高， 但不小于 10   mm ,，同時(shí)要求齒頂距離箱底不少于 30～50mm ,。圓錐齒輪應(yīng)將整個(gè)齒寬浸入  油中（至少要有半個(gè)齒寬）。多級齒輪傳動(dòng)應(yīng)盡量使各級齒輪的浸油深度相等

（2 ）壓力噴油潤滑

當(dāng)齒輪的圓周速度 v>12m／s 時(shí),，應(yīng)采用壓力噴油潤滑,。即用油泵將具有一定壓力 的潤滑油經(jīng)油管、噴嘴直接噴射到齒輪嚙合處,，  壓力噴油潤滑效果良好,，但需要專門的裝

置，費(fèi)用較貴,。

（3 ）對于開式或半開式齒輪傳動(dòng)及低速輕載的閉式齒輪傳動(dòng)，由于其圓周速度較低,， 一般選用潤滑脂或粘附性高的潤滑油進(jìn)行人工定期加油,。

四、蝸桿傳動(dòng)的潤滑

1 ,、潤滑劑的選擇

蝸桿傳動(dòng)潤滑時(shí),，通常采用粘度較大的潤滑油。潤滑油的種類較多,，實(shí)際中需根據(jù)蝸 桿,、蝸輪配對材料和運(yùn)轉(zhuǎn)條件合理選用,。

2 、潤滑方式

蝸桿傳動(dòng)應(yīng)選擇潤滑效果好、散熱作用突出的潤滑方式,，常用的潤滑方式是浸油潤滑

和壓力噴油潤滑，選擇時(shí)可根據(jù)滑動(dòng)速度 vs 參照表選取,。

一般當(dāng)蝸桿圓周速度小于 4~5m／s 時(shí),，常采用下置式蝸桿傳動(dòng)，浸油深度 h 約為蝸  桿的一個(gè)齒高,，但油面不應(yīng)高于蝸桿上滾動(dòng)軸承一個(gè)滾動(dòng)體的中心,。當(dāng)蝸桿圓周速度 大于 4~5m／s 時(shí),，為避免攪油損失過大，采用上置式蝸桿傳動(dòng),，此時(shí)浸油深度 h 約為蝸輪 半徑的 1／3,。

第四節(jié)  機(jī)械裝置的密封

機(jī)械裝置密封的作用：

（1 ）阻止液體、氣體工作介質(zhì),、潤滑劑泄露,；

（2 ）防止灰塵、水分進(jìn)入潤滑部位,。

密封裝置有許多類型,，兩個(gè)具有相對運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面之間的密封稱為動(dòng)密封。兩個(gè)相對  靜止的結(jié)合面之間的密封稱為靜密封,。泄漏包括兩方面原因――密封面上有間隙及密封兩  側(cè)有壓力差,。所有的靜密封和大部分動(dòng)密封都是借助密封力使密封面互相靠近或嵌入以減  少或消除間隙，達(dá)到密封的目的,，這類密封方式稱為接觸式密封,。密封面間預(yù)留固定間隙， 依靠各種方法減少密封間隙兩側(cè)的壓力差而阻漏的密封方式,，稱為非接觸式密封,。

一、靜密封

靜密封只要求結(jié)合面間有連續(xù)閉合的壓力區(qū),，沒有相對運(yùn)動(dòng),，因此沒有因密封件而帶 來的摩擦、磨損問題,。常見的靜密封方式有：

（1）研磨面密封  這是簡單的靜密封方法,。要求將結(jié)合面研磨加工平整、光潔,，并在壓

力下貼緊（間隙小于 5 ）,。但加工要求高，密封要求高時(shí)不理想,。

（2）墊片密封  這是較普遍的靜密封方法,。是在結(jié)合面間加墊片，并在壓力下使墊片產(chǎn)生 彈性或塑性變形填滿密封面上的不平,，消除間隙,，達(dá)到密封的目的。在常溫,、低壓,、普通  介質(zhì)工作時(shí)可用紙、橡膠等墊片，在高壓及特殊高溫和低溫場合可用聚四氟乙烯墊片,，一  般高溫,、高壓下可用金屬墊片。

（3）密封膠密封  在結(jié)合面上涂密封膠是一種簡便良好的靜密封方法,。密封膠有一定的流 動(dòng)性,，容易充滿結(jié)合面的間隙，粘附在金屬面上能大大減少泄漏,，即使在較粗糙的表面上  密封效果也很好,。密封膠型號(hào)很多（如鐵錨 602），使用時(shí)可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊,。          （4）密封圈密封  在結(jié)合面上開密封圈槽,，裝入密封圈，利用其在結(jié)合面間形成嚴(yán)密的壓 力區(qū)來達(dá)到密封的目的,，效果甚好,。

二、動(dòng)密封

動(dòng)密封是指工作時(shí)兩接合零件在密封表面有相對運(yùn)動(dòng)的密封,。

由于動(dòng)密封兩個(gè)結(jié)合面之間具有相對運(yùn)動(dòng),，所以選擇動(dòng)密封件時(shí)，既要考慮密封性能,， 又要避免或減少由于密封件而帶來的摩擦發(fā)熱和磨損,，以保證一定的壽命?；剞D(zhuǎn)軸的動(dòng)密  封有接觸式,、非接觸式和組合式三種類型。

（一）接觸式密封

接觸式密封包括氈圈密封,、橡膠密封等,。由于密封件與軸或其它配合件直接接觸，工 作時(shí)產(chǎn)生摩擦磨損并使溫度升高,，所以適用于中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下軸承的密封,。

1 ,、氈圈密封

2 、密封圈密封

3 ,、機(jī)械密封

(二)  非接觸式密封

非接觸式密封中密封件不與軸或配合件直接接觸,，可用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)軸承的密封。

1 ,、 間隙式密封

即在軸和軸承蓋的之間留一個(gè)極窄的縫隙,，徑向間隙通常為 0.1~0.3  mm ，適用于環(huán)境 比較干凈的脂潤滑軸承,；若在軸承蓋上車出環(huán)形溝槽并填以潤滑脂,，可提高密封效果,，溝  槽數(shù)不應(yīng)少于 3 ；則在軸或軸套上開有“W”形槽,，用來甩回滲漏的油,，并在端蓋上開回油   孔（槽），適用于油潤滑,，速度不限,。

2 、迷宮式密封

根據(jù)迷宮曲路的伸展方向,，迷宮的布置可以是徑向的或軸向的,。迷宮式密封可用于油 潤滑和脂潤滑的軸承中，防塵防漏油效果較好,，密封可靠,，無摩擦損失，基本上不受圓周 速度的限制,。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，制造安裝不便。

3 ,、擋油環(huán)（板）式密封

擋油環(huán)式,，用于脂密封，防止油侵入軸承中使?jié)櫥魇?；擋油板式,，用于油密封?/span> 既可阻止軸承中油的泄出，又可阻止外部油流沖擊或雜物的侵入,。擋油盤（環(huán)）隨軸一起 轉(zhuǎn)動(dòng),，轉(zhuǎn)速越高密封效果越好。

（三）組合式密封

是將幾種密封結(jié)構(gòu)組合在一起使用,，可發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn),，使密封更為有效和可靠。