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使用塑料滑動摩擦磨損試驗機實驗案例
閱讀：881發(fā)布時間：2024-4-9
1. 實驗目的
（1）了解塑料摩擦,、磨損的概念及表征方法。
（2）采用磨損實驗機,，測定塑料的滑動摩擦,、磨損性能,，主要測定磨損量及摩擦因素。
2. 實驗原理
工程塑料常用來制造各種機械的減摩耐磨零件,，在設計各種零件之前,，必須選擇合適的材料，對工程塑料的摩擦與磨損性能必須有所了解,。因此,，測試工程塑料的摩擦、磨損性能十分重要,。摩擦性能主要是指材料的摩擦因素,。磨損性能主要是指摩擦過程中，材料的表面不斷損失的性能,。
摩擦磨損定義
（1）摩擦：兩物體接觸表面間產(chǎn)生阻礙切向相對移動的現(xiàn)象稱為摩擦,。
（2）滑動摩擦：兩接觸物體接觸點具有不同速度時之摩擦。
（3）摩擦力：兩物體摩擦時相對移動的阻力,。
（4）摩擦系數(shù)：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,。
（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(chǎn)生殘余變形稱為磨損。
3. 實驗設備和材料
（1）塑料試樣尺寸
試樣尺寸見圖2－58,。
圖2－58 塑料試樣尺寸
（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：推薦采用中航時代M－200型摩擦磨損試驗機,。
1）傳動系統(tǒng)，用來帶動圓環(huán)以給定的轉速旋轉,，精確到5%以內(nèi),，并要求圓環(huán)安裝部位軸的徑向跳動小于0.01毫米。
2）加載系統(tǒng),，對試樣和圓環(huán),，可施加法向力，精確到5%以內(nèi),。
3）測定和記錄摩擦力矩系統(tǒng),，精確到5%以內(nèi)。
4）記錄圓環(huán)轉數(shù)的計數(shù)器或記時器,，精確到1%以內(nèi),。
5）試樣夾具結構和尺寸見圖2－59，并附配墊圈 GB 848－76，沉頭螺釘M3 X 0.35長10毫米,。要保證試樣安置后無軸向竄動,。
圖2－59 試樣夾具結構和尺寸
6）本試驗中圓環(huán)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(huán),，其外形尺寸見圖2－60,。材料為45號鋼，圓環(huán)要求整體淬火,，熱處理HRC 40～45,，外圓表面光潔度 ▽8，倒角處均為0. 5× 45o,，外圓表面與內(nèi)圓同心度偏差小于0.01,。
圖2－60 圓環(huán)外形尺寸
圓環(huán)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。作仲裁試臉時必須用φ40毫米的圓環(huán),。
注：圓環(huán)材質也可按產(chǎn)品標準另定,。
（4） 狀態(tài)調(diào)節(jié)
狀態(tài)調(diào)節(jié)按GB 2918－82《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)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(jù)材料，允許選擇其他負荷,。試驗環(huán)境溫度為23±5℃,。
4. 實驗步驟
（1）圓環(huán)應清除油污，貯存于干燥缸內(nèi)以防生銹,。
（2）試樣經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)后用感量為0.1毫克的分析天平稱取其質量 (m1),。
（3）把試樣裝進夾具，摩擦面用角尺校正并使它與圓環(huán)的交線處于試樣正中,。裝好摩擦力矩記錄紙,，開機校好零點。
（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(huán)上的油污,，此后不準再用手接觸試樣和圓環(huán)的表面。
（5）平穩(wěn)地加荷至選定的負荷值。
（6）對磨2小時后停機卸負荷,，取下試樣和圓環(huán),，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(huán)境下存放1小時后稱取試樣質量 (m2),。
（7）讀取摩擦力矩值。
5. 實驗數(shù)據(jù)處理
（1）單個試樣的結果計算
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 (cm3)可用式 (2－55)計算,；
（2－55）
式中,；m1— 試驗前試樣的質量，克,；
m2一 試驗后試樣的質量,，克；
ρ— 試樣在23℃時的密度,，克/厘米3,。
2）摩擦系數(shù)μ可用式 (2－56)計算；
(2－56)
式中,；M—趨向穩(wěn)定的摩擦力矩,，公斤·厘米；
F— 試驗負荷,，公斤,；
r— 圓環(huán)半徑，厘米,。
結果取二位有效數(shù)字,。
注：如果摩擦力波動較大，則應算出摩擦系數(shù)的最大值和最小值,。
（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(shù)的算術平均值,。如要求標準偏差S，可用式 (2－57)計算,；
(2－57)
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(shù),。
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