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1、磨损实验、实验目的1. 了解 M-2000 型盘销式摩擦磨损试验机的构造及使用方法；2. 初步掌握利用盘销式摩擦磨损试验方法进行磨损实验；3. 初步了解对材料耐磨性的影响因素 .实验设备MPX-2000 型盘销式摩擦磨损试验机 三、实验材料. 盘销式试样及夹具四. 实验原理与方法 试验机由三速电机通过一级齿形带轮直接带动上试样轴旋转，使装在上主 轴上的上试样同步旋转， 试验负荷通过 1：10 的杠杆加载块和下主轴， 直接作用 在两对磨试样上， 两试样间便产生摩擦力， 在摩擦力的作用下长时间对磨的两试 样表面会有不同程度的磨损， 通过测量其尺寸或质量上的变化情况， 即可评估材 料的耐磨性能。五.
2、 实验前的准备工作1. 安要求加工试样 ;2. 根据转速要求更换带轮。 .六 . 实验步骤1. 把销试样及盘试样分别通过试样夹具安装在试验机上下主轴上2. 调杠杆平衡；3. 加载 ;4. 启动电动机，选择速度 ,进行实验 .5. 实验结束 ,测磨损量，进行数据处理 .七, 实验报告思考题1. 说明磨损试验的目的、意义。答：目的：（1）进行材料性能评定（2）进行滑剂性能评定（3）进行摩擦磨损机理分析（4）进行基础研究 意义：通过做磨损试验，可以评估材料的耐磨性能。其次，利用做磨 损试验，可以知道并了解每一种材料的耐磨系数， 因此可以制定相应的热处理规 范来改善材料的力学性能， 从而使材料更加具有
3、使用价值， 且能使材料的寿命大 大延长，节约工程成本。2. 简要说明 M-2000 型盘销式摩擦磨损试验机的构造及使用方法。答：构造：M-2000型盘销式摩擦磨损试验机由三速电机通过一级齿形带轮 直接带动上试样轴旋转， 使装在上主轴上的上试件同步旋转， 由于采用了同步齿 形带传动，就不会由于试样间的摩擦力增大而皮带打滑同时噪音较低。 试验负荷 由四等标准砝码通过 1： 10 的杠杆加载块和下主轴， 直接作用在试样和上， 上试 样是通过试样夹具联接在上主轴的下端面上， 下试样是靠两个圆柱销固定下主轴 的上端面上，这样由于上主轴的旋转， 通过试样间的摩擦力而使下主轴随之旋转。 由于下主轴是精确的安
4、装在两套滚针轴承和一套轴向止推滚动轴承上， 自身的摩 擦系数很小。在下主轴上固定着力矩压杆由于下主轴旋转使力矩压杆压向荷重传感器， 通过放大器由一个显示表头显示出摩擦力矩，从而计算试样间的摩擦系数。使用方法： （1）、电机及同步齿形带的调整和齿形带轮的更换：a电机及同步齿形带的调整： 本试验机是同步齿形带传动，中心距是靠移动电机来实现的。先松掉试验 机顶盖的两条内六角螺钉顶盖取下， 然后松开四条螺栓向左右移动电机来调整齿 形带（ 3）的松紧。注意齿形带松紧要调节适当不可象三角带那样拉的很紧，过 松则带齿与轮齿啮合不住。b、若要选择您所满意的转速则可通过更换齿形轮和来实现六个不同的转 速也就是每
5、一对齿形带轮都可得到三种转速。其齿数为第一对主动轮 20 齿从动 轮 52 齿（电机轴为主动轮）可得到 370、 549、 1102转/分三种转速。第 2对主 动轮为 50 齿，从动轮为 25 齿可得到 1970、 2930、 5880 转/分三种转速。c、更换带轮时，先将电机板上的螺钉松开，电机板向左推取下齿形带， 将上主轴端元螺母拧下来更换从动轮后， 将元螺母重新紧固。 换主动轮时先将螺 钉松开将垫圈取下更换另一个主动带轮， 再将垫圈装好紧固螺钉将齿形带套在轮 上后调节齿形带的松紧度。 然后紧固电机板螺栓盖上顶盖紧固螺钉， 将顶盖固定 在机身上。（2）、试样的安装和杠杆的平衡a试样的安装1
6、）对试样的安装 试验前应将试样加工成如图六尺寸，去掉毛刺要求，盘环试样端面的销孔位置准确。盘试样两上下平面要求平行度允差 0.01。2）试样的安装如说明书第三中的 a、 b 方法，做干摩擦时可不降下杠杆，只要将杠杆前 端抬起，下主轴就可下降一定距离，具体方法如前就不再复述。3）杠杆的平衡 试样安装完毕后，尤其是湿摩擦试验会给下主轴一个向下的重力，使杠杆 在单挂砝码托盘时杠杆前端偏轻， 即杠杆仰头，这时就需调节杠杆尾部的游动铊。 方法是松开滚花螺钉将游动铊向前推， 直到杠杆前后端放 20g 砝码能自动压下为 止，这时说明杠杆已经平衡这样就可紧固滚花螺钉将游动铊固定。4）杠杆调水平 当杠杆平衡完毕
7、这时因试件的尺寸（高度）不同就会产生两试样端面接触 后而杠杆不处于水平面位置， 这样则需要调整下主轴下边的两个锁母只要上下调 节锁母就可使杠杆处于水平位置后重新锁紧两锁母。（3）、摩擦力矩的测定a、摩擦力矩的测定 摩擦力矩的测定是由上下试样间的摩擦力作用使精确的定位于两套滚动轴承间的下主轴产生一回转扭矩通过固定在下主轴上的力矩压杆直接作用在一 个测力传感器上，传感器的输出信号经过放大器将信号放大显示在电压微安表 上，在表上可直接读出力矩值的大小。b、摩擦力矩的标定每次试验前连续试验除外应对摩力矩示值重新标定。标定方法如下：1）本试验机最大摩擦力矩是 2牛顿.米。在表上显示分为 2楼 01牛顿.
8、 米，02 牛顿.米。标定前先按下电源按钮，使整机得电（预热 5 分钟）这时可 将滑轮支架见图（一）固定在中间支承板上，并将弦线挂于弦线盘的槽中，使弦 线通过滑轮支座槽，在滑轮支座下面挂上砝码 P 这样就使下主轴产生一个力矩， 其力矩值用下式计算： （此处 P 值应为砝码标记力值的 1/10，即砝码标记为 500 牛顿，贝U: P=500/10=50牛顿M=P X L式中：M摩擦力矩示值P挂砝码质量（牛顿）（在砝码标记为值中有1: 10杠杆比）L弦线盘半径（0.025米）2）当标定 01 牛顿.米挡时挂 40牛顿砝码。标定 2牛顿.米挡时挂 80牛 顿砝码，当标定 01 牛顿米挡时，（按下 0
9、 1 牛顿米相对应的按键） ，表上每一 小格示值为 0.05牛顿.米。用手托起砝码，并且旋转调零旋钮使表针对准零线后 轻轻放下砝码，这时指针应对准表上最后的刻线，若有误差则可旋转调终旋钮， 如此反复数次即调整完毕。 用02牛顿.米挡时，按下 02牛顿.米相对应按键， 表上每一小格指示为 0.1 牛顿.米，标定过程同上。3）本机备有外接二次仪表插孔。并在插孔位置标有正负，其输出电压为 100mv-1v。（ 4 ）、加载 当试样安装完毕，调整了杠杆的水平位置并且调节了杠杆的平衡后就可以 在砝码托上挂上您要求载荷数值相等力值标记的砝码这时的载荷就是您要的载 荷。每个砝码上标记的力值，数为实际加载后的
10、力值，其中已包含了 1： 10的杠 杆比值。（ 5 ） 、启动电机当您把载荷加好后， 就可以按下试验机按钮板上的电源 Q 键，这时琴键开 关上方的指示灯亮了这告诉你现在电器部分得电，这时就可以按下你所选用的 慢、中、高速中的一个按键电机启动， 并且在按下键上方的批示要也亮了它会正 确的告诉你电机运转的转速。电机的电源线应接在三相四线插座上。 （采用三相 四线制供电）（ 6）、摩擦试验，磨损试验的保护调整机构a当您做摩擦试验时，须将调整螺丝与本体脱开，保证压杆压在测力传 感器上，并锁紧螺母。然后调整螺钉使其与压杆保持不大于 0.5毫米间隙。这时 即可开机做摩擦试验。b、当您做磨损试验时，先将螺钉
11、与压杆保持最大间隙，然后松开螺母， 调整螺钉， 使压杆与压力传感器脱离接触 （在做单纯磨损试验而不需测材料的摩 擦系数时，这样做主要是为了延长测摩擦系数这一部分仪器的使用寿命） 。然后再将螺母拧紧，这时即可开机做测磨损量的试验。3. 查阅资料， 叙述对金属材料耐磨性的影响因素 （不少于 1000 字的小论文）。 答：对金属材料耐磨性的影响因素：（1）.硬度 宏观硬度是最直观反映金属耐磨性的一个因素， 用户往往会直观地通过比较 硬度值的高低来判断金属耐磨性的优劣，这样其实是不科学的。我们知道，常用的 45 号钢通过热处理表面可以达到较高的硬度，但和常规 的低合金耐磨材料的耐磨性是没办法相比的，
12、同样硬度下， 低合金和高合金的材 料耐磨性相差很大。一般来讲，同样的合金成分下，硬度越高耐磨性越好。比如，曾经对国外进 口低合金锤头进行剖析， 锤体是整体锻打的， 不同的部位取样分析， 化学成分是 一致的， 可以判定不是复合锤头。 沿锤体的母线打磨进行腐蚀， 呈现不同的腐蚀 度，可以初步判定硬度是不一样的，实际测量，从锤孔到锤面，硬度呈明显的递 增梯度变化， HRC3060 之间，锤孔部位硬度低，韧性好，抗冲击性好，锤面部 位硬度高， 耐磨性好，抵抗物料的刮擦性较好， 通过特殊的热处理可以在同一化 学成分下获得不同的性能。那么，对于不同的合金成分， 其显微硬度显得较为重要， 但这需要比较专业
13、的设备，以及需要和微观组织一起讨论。用于高温场合的合金是需要特别设计的， 用于常温和用于高温场合的不同合 金成分， 如果常温硬度值相近， 高温硬度测试值会有很大差别， 常温合金硬度值 会急剧下降， 但高温合金硬度的下降幅度不大。 硬度随温度的下降幅度直接决定 材料的工作温度。（2）.化学成分和微观组织金属的化学成分和显微组织是决定材料性能的主要因素。 堆焊材料一般是在 焊态下使用，其化学成分和焊接工艺直接决定了其显微组织结构。我们知道，常用的高铬合金铸铁材料是性价比较高的合金材料， 不同的合金 形成的初生碳化物类型是不一样的， 不同的碳化物其分布形态、 显微硬度差别较 大，见下表所示。对于复杂
14、碳化物， 其显微硬度可达 3200HV 以上，而采用宏观洛氏硬度测试， 高铬铸铁的硬度一般在 HRC60 左右，与 HV 换算大约只有 700，与实际测试值 差距很大，这从另一个侧面说明宏观硬度与耐磨性没有必然联系。合金的组配决定了合金的显微组织， 合金的显微组织决定了显微硬度， 组织 的显微硬度决定了材料的耐磨性。（3）.各种耐磨试验比对根据现场应用工况， 将之归结在用三种耐磨试验机进行比对试验， 在实验室 进行耐磨材料的筛选试验， 为实际应用作指导， 为科研部门使用， 进行磨料磨损 机理的研究。MLS-225 型湿式橡胶轮磨损试验机MLS-225 型湿式橡胶轮磨损试验机是湿砂半自由磨料磨损
15、试验机。它的工 作原理是利用转动的橡胶轮带动与水混合的矿砂、 砂石、泥沙等磨料对各种金属 或非金属材料产生磨损，从而对材料进行耐磨性试验。由于橡胶轮的转速和对试样施加的正压力等参数可以改变， 故本机能很好地 模拟许多工况， 这种试验机适于相对致密的堆焊层耐磨性对比， 如果堆焊层表面 缺陷多，由于介质中有水砂，容易积在缺陷处，造成失重测试不准确，引起实验 误差。ML-100 型磨料磨损试验机该试验机系干式固定磨粒磨损试验机。 主要用于金属与砂石、 矿石、泥沙等 固体发生摩擦情况下， 金属材料的耐磨性能试验。 这比较适合低应力磨粒磨损研 究。MLD-10 型动载磨料磨损试验机该试验机是具有多功能可
16、模拟多种工况条件的试验机， 可用于金属材料和各 种干、湿磨料在有冲击载荷或无冲击载荷、 接触或无接触、 滑动或滚动摩擦情况 下，金属材料的耐磨性能试验，通过实验可以定量测量，金属材料在不同载荷、 不同相互作用情况下所造成的磨损，以及进行磨损机理的实验研究。从上可以看出，三种试验机基本涵盖了常用的磨损形式， 可以根据实验研究， 为实际选材提供依据。影响材料耐磨性的因素很多，也比较复杂，要求用户全面掌握是不现实的， 我们根据多年的实践经验， 建议用户在使用耐磨堆焊材料之前， 可以与材料厂商 进行沟通，确定部件的母材、热处理状况、受力情况、工作稳定及破坏形式，希 望达到的效果， 这些信息也可以由材料厂商到现场协助采集， 由材料厂商根据实 际情况帮助选材， 并制定合理的焊接工艺， 这样就可以做到有的放矢、 有针对性 地去帮助客户有效地解决实际问题。