文档介绍：摩擦学基础实验
一实验目的
1通过实验了解不同材料配副、不同摩擦状态时摩擦系数及磨损量的变化情况
2 学会摩擦学实验的基本方法,学会有关仪器设备的使用方法。
1. 带传动 2. 电动机 3. 托盘 4. 下试件 5. 上试件
6. 夹头 7. 砝码 8. 摆杆 9. 压力传感器
图1 HIT-1型球盘式摩擦磨损实验机原理图
二实验设备及原理
1 实验机
图1为HIT-1型球盘式摩擦磨损实验机原理图。电动机2经带传动1驱动托盘3回转,下试件4安装在托盘3上并随托盘3一起回转,上试件5装在夹头6中。载荷P由砝码7的重力W产生,摆杆8在摩擦力F作用下摆动,摆杆的另一端压在压力传感器9上,压在压力传感器上的力Q可经数据采集测量系统获得。工作时,托盘3中可加入润滑油或在下试件4表面上滴润滑油(边界润滑),也可不加润滑油(干摩擦)。
图2 试件结构及尺寸
试验机主要技术指标:
转速:100~500r/min
最大载荷:W=10N
2 试件
试件结构及尺寸如图2所示,上试件为球体,下试件为圆盘。上试件选用标准轴承球,材料为GCr15钢或Si3N4陶瓷等。下试件材料根据实际需要可选用铜、铸铁、A3和45#钢等。
3摩擦系数测试原理
如图1所示,本实验机作用在试件上的载荷P由砝码重力W产生,P与W的关系为:
P=W (N) (1)
作用在上试件5上的摩擦力F与作用在压力传感器9上的力Q的关系为:
QL1=FL2 (2)
本试验机 L1=L2=100mm,则:
Q=F (3)
摩擦系数:
(4)
所以,只要预先确定加载砝码的重力再测出传感器受力Q的大小,即可计算出摩擦系数f。
4数据采集处理系统
传感器
AD转换
数据存储数据处理
图3 数据处理系统框图
本试验机配有自动数据采集处理系统,图3为数据处理系统框图,系统的硬件有:传感器、数据采集卡和计算机等。
数据的结果有两种形式:一是由计算机直接做出摩擦系数随时间的变化曲线。在屏幕上显示,并在打印机上打印出曲线;二是计算机只记录实验数据,并通过计算机打印出数据,由学生手工绘图。
三实验内容
测试在干摩擦条件下不同材料配副的摩擦系数,了解材料的减摩情况。观察磨痕大小及形貌,了解材料的耐磨情况。
测试相同材料配副时,不同润滑条件下的摩擦系数,了解有无润滑时减摩情况,观察磨痕的大小及形貌,了解有无润滑时的耐磨情况。
四实验步骤与方法
1干摩擦条件下的实验步骤
在教师指导下选择试件,清洗干净,并按操作规程将试件安装。
所用工具及物品:工具盘、镊子、吹风机、***、脱脂棉;
加上加载砝码;
开启计算机,打开摩擦磨损实验系统界面,输入实验参数及有关数据,点击“开始”;
调整好转速,并开启实验机,此时在计算机屏幕上可看到摩擦系数随时间的变化曲线;
将试验曲线打印出来,学生带回用于整理实验报告;
将试件拆下,观察圆盘的磨痕并将磨痕的直径记录在表3、表4中。
2边界润滑条件下配副1的实验
实验步骤和方法见实验一
实验时在圆盘上均匀涂抹少量润滑脂。
记录磨痕直径。
实验报告
实验记录:将磨痕直径记录在下面的表格中
摩擦系数数据整理
图4为摩擦系数整理的示例曲线,(a)为计算机记录结果,(b)为整理出的结果。
参照图4,将各种条件下实验