摩擦磨損試驗機未來(lái)發(fā)展方向
更新時(shí)間：2019-05-25 09:36:12點(diǎn)擊次數：次
摩擦磨損試驗機采用微電腦控制、LCD動(dòng)態(tài)顯示、機電一體化原理，進(jìn)行設定的摩擦試驗。試驗前將試驗標準要求的、或操作者自定的摩擦次數輸入控制系統，試驗則可實(shí)現自動(dòng)控制，并在每次試驗結束后蜂鳴提示?？刂葡到y具有斷電記憶功能，即每次重新上電后，保持上次斷電前輸入的參數狀態(tài)。執行機構采用高精度齒輪減速微型電動(dòng)機驅動(dòng)摩擦體進(jìn)行直線(xiàn)往復摩擦運動(dòng)。
摩擦磨損是材料的三種主要失效形式之一，它所造成的經(jīng)濟損失是十分巨大的。全世界大約有1/3——1/2的一次性能源消耗在摩擦磨損上。機械設備中零部件的摩擦磨損性能是由材料、工作狀態(tài)、接觸方式和環(huán)境條件等因素決定的。摩擦磨損試驗機是一種對材料及潤滑劑在給定的條件下進(jìn)行摩擦與磨損性能試驗的試驗機。本文所述的試驗機發(fā)展及現狀是針對國內摩擦磨損試驗機而言。
摩擦磨損試驗機有多種分類(lèi)方式，例如載荷范圍、摩擦運動(dòng)方式、摩擦副等。據統計大概有200多種，可以按不同方法進(jìn)行分類(lèi)。有代表性的是前蘇聯(lián)按模擬摩擦面的破壞形式將摩擦磨損試驗機分類(lèi)。
早期的摩擦磨損試驗機是通過(guò)純粹的機械搭建起來(lái)的機器。他通過(guò)電機帶動(dòng)摩擦副往復運動(dòng)來(lái)評定被測材料和油脂的特性。被測材料或油脂經(jīng)過(guò)試驗機的磨損后需要人為的取出然后做進(jìn)一步的稱(chēng)重，表面紋理的觀(guān)測等，再經(jīng)過(guò)手動(dòng)計算測出材料的特性。這種實(shí)驗機僅僅能進(jìn)行簡(jiǎn)單的靜力加載，而且實(shí)驗溫度和電機扭矩等參量都沒(méi)有一個(gè)準確的標準，很難與實(shí)際情況相適應。因為多少材料在實(shí)際應用中的磨損所受的壓力都為變力。要想模擬實(shí)際工況，需在試驗中能對傳動(dòng)的速度，沖擊的力量、頻率，潤滑的條件等方面實(shí)現自動(dòng)控制，同時(shí)需對試驗中摩擦力、沖擊力、溫度、載荷、速度、磨損率等工作參數或摩擦學(xué)特性參數等能實(shí)時(shí)進(jìn)行數據采集。
近十年來(lái)隨著(zhù)工程實(shí)際對材料性能的準確性要求越來(lái)越高，隨著(zhù)現代自動(dòng)化測試技術(shù)和虛擬儀器迅速發(fā)展，以及計算機技術(shù)在控制、測量和數據分析等方面的應用，因此摩擦磨損試驗機的測控系統得到了飛速發(fā)展。目前應用的摩擦磨損試驗機已經(jīng)實(shí)現的閉環(huán)自動(dòng)化控制，可以按照給定程序自動(dòng)進(jìn)行連續的壓力加載，同時(shí)通過(guò)各種傳感器與調理電路直接及CUP的運算直接直觀(guān)的給出材料的各種性能，更加智能化。例如電磁加載、液壓加載等技術(shù)配合相應軟件的使用可以實(shí)現對樣品的恒力模式、線(xiàn)性增量模式等任意動(dòng)態(tài)模式加載。動(dòng)態(tài)加載技術(shù)的應用不但可以實(shí)現對復雜工況更真實(shí)的模擬，而且可以消除高速運轉下傳統機械加載帶來(lái)的誤差。雖然目前摩擦磨損試驗機發(fā)展已經(jīng)得到了很大發(fā)展，但是在某些領(lǐng)域仍然有待提高。例如在航空航天機械內部的摩擦是真空狀態(tài)極限溫度下的高負荷工作，如何能夠貼近于現實(shí)的模擬這類(lèi)惡劣的工作環(huán)境進(jìn)行摩擦磨損試驗仍然是一個(gè)難題。雖然目前國內對此也有一些特種摩擦磨損試驗機的問(wèn)世，但這些目前還無(wú)法形成商用，而且處于摸索階段。
我認為在未來(lái)的摩擦磨損試驗機會(huì )向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）使用高性能的機械系統和加載系統。高調速比、高穩定性并可實(shí)現無(wú)級調速的變頻電機、伺服電機等高性能電機的使用將使試驗機的機械結構大大簡(jiǎn)化，而且還能降低試驗機的摩擦損耗，提高整機的壽命和可靠性。高性能電機配合相應機械機構還能實(shí)現直線(xiàn)運動(dòng)、旋轉運動(dòng)、往復振動(dòng)等多種運動(dòng)方式。（2）高精度測控系統、數據處理系統的應用。通過(guò)各種高精度傳感器和控制器，可實(shí)現多種信號實(shí)時(shí)原位動(dòng)態(tài)采集，并可通過(guò)閉環(huán)反饋調節系統，動(dòng)態(tài)設定摩擦試驗機的工作方式和運行參數。計算機工作站等將引入摩擦測試系統中，實(shí)現試驗數據的自動(dòng)采集、處理，并可對摩擦系數、轉矩、速度、行程等關(guān)鍵參量自動(dòng)數值計算，實(shí)現相關(guān)數據的動(dòng)態(tài)顯示、存儲和打印。（3）試驗系統的多樣化。在未來(lái)發(fā)展的摩擦磨損試驗機中會(huì )出現多功能融合的實(shí)驗設備，即可以進(jìn)行油脂的評定同時(shí)也可以進(jìn)行材料的磨損試驗。
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