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高溫高速摩擦磨損試驗機的設計

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更新時間：2017-03-21
發布人：不騷何來氣質

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高溫高速摩擦磨損試驗機的設計1.1 摩擦磨損試驗機的發展過程及研究意義
隨著機械行業的發展，人們對磨損危害的認識有了更大的提高。為了弄清磨
損機理以減少有害的磨損，各國學者對材料在常溫下的各種磨損問題均進行了大
量的研究，但對于材料在高溫下的磨損問題至今卻研究的較少，這和高溫磨損試
驗裝置的缺乏不無關系。從 1910 年第一臺磨料磨損試驗機即以問世，到 1975
年美國潤滑工程師學會（ALSE）編著的“摩擦磨損裝置”一書中所公布的不同類
型的摩擦磨損試驗機已達上百種，但其中大部分都是常溫磨損試驗機[1]。近幾
十年來，磨損試驗機和試驗方法雖然有了較大的發展，但這些試驗機大多還是由
企業和研究工作者根據工作需要和實際工況自行設計制造的，如高溫磨料磨損試
驗機，適合高分子及其復合材料試驗用的高溫摩擦磨損試驗機等。只有少數試驗
機是由專門的試驗機廠或儀器制造公司制造和供應的，而且這些試驗機大都結構
復雜，價格較貴，這說明了磨損問題的復雜性和進行實驗室磨損試驗研究的困難
所在。
摩擦磨損問題存在于人類物質活動的各個方面。在汽車、發電、設備、冶金、
鐵道、宇航、電子和農機等各方面的機械都大量存在著摩擦學的問題。據估計，
全世界約有 1/2- 1/3的能源以各種形式消耗在摩擦上，如果從摩擦學方面采取
正確的措施，就可以大大節約能源消耗。磨損是機械零部件3種主要的失效形式
之一，所導致的經濟損失是巨大的，大約有80%的機械零件由于各種磨損導致失
效。特別是隨著物質文明的進步和工業技術現代化的發展，機械設備的開發使用
普遍趨于重載、高速、高效率化，如何控制和改善機械的摩擦磨損狀況、提高其
使用壽命和工作可靠性，已成為機械工業技術人員必須關注的問題，并促使其研
究不斷的深入和發展。
這些摩擦試驗機多采用靜態選位法觀察摩擦試件，雖然簡單易行，但不能獲
得摩擦過程的動態信息，更不能對磨損（摩擦）過程進行動態觀測及動態數據記
錄；另外由于受到試驗機轉速的限制，摩擦副相對運動的速度大多較低（一般不
超過10m/s ）。然而現代機械裝備中許多摩擦副的相對滑動速度相當高，如高速
列車運行時的速度約為 300km/h，制動時制動盤與剎車片之間摩擦速度為 60～
7
0m/s.而目前還未曾見到可用于高速條件下數據動態測量所需的商用摩擦磨損
試驗機。
摩擦磨損試驗的目的是為了對摩擦磨損現象及其本質進行研究，正確地評價
各種因素對摩擦磨損性能的影響，從而確定符合使用要求的摩擦副元件的最優參
數。摩擦磨損試驗研究的內容非常廣泛，如探討摩擦、磨損和潤滑機理以及影響
摩擦、磨損的諸因素，對新的耐磨、減磨及摩擦材料和潤滑劑進行評定等。由于
摩擦磨損現象十分復雜，摩擦磨損條件不同，試驗方法和裝置種類繁多，如何準
確地獲取摩擦磨損過程中的參數變化成為一個十分重要的研究課題。為了探索和
...

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