摩擦磨損試驗機的未來發展方向
摩擦磨損試驗機采用微電腦控制,LCD動態顯示,機電原理,進行設定的摩擦試驗。試驗前將試驗標準要求或操作者確定的摩擦次數輸入控制系統,可自動控制試驗,每次試驗后蜂鳴器提示。控制系統具有斷電記憶功能,即每次通電后,保持上次斷電前進入的參數狀態。致動器采用高精度齒輪減速微電機驅動摩擦體做直線往復摩擦運動。
摩擦磨損是材料的三種主要失效形式之一,其經濟損失非常巨大。世界上大約1/3-1/2的可支配能量消耗在摩擦和磨損上。機械設備中零件的摩擦磨損性能是由材料、工作條件、接觸方式和環境條件決定的。摩擦磨損試驗機是在給定條件下測試材料和潤滑劑的摩擦磨損性能的一種試驗機。本文介紹的試驗機的發展和現狀是針對國內摩擦磨損試驗機的。
摩擦磨損試驗機的分類很多,比如載荷范圍、摩擦運動方式、摩擦副等。據統計,大概有200種左右,可以根據不同的方法進行分類。將摩擦磨損試驗機按照模擬摩擦表面的失效形式進行分類是有代表性的。
早期的摩擦磨損試驗機是純機械制造的機器。他用電機帶動摩擦副往復運動來評價被測材料和油的特性。被測材料或油脂需要在試驗機磨損后人工取出,然后進一步稱重、表面紋理觀察等。,然后通過手工計算測量材料的特性。這種實驗機只能進行簡單的靜態加載,實驗溫度、電機轉矩等參數沒有準確的標準,難以適應實際情況因為實際應用中很多材料的磨損都是受變力的。為了模擬實際工況,試驗中需要自動控制傳動速度、沖擊力、頻率和潤滑條件,同時需要實時采集摩擦力、沖擊力、溫度、載荷、速度、磨損率等工作參數或摩擦學特性參數。
近十年來,隨著工程實踐中對材料性能準確性要求的不斷提高,隨著現代自動測試技術和虛擬儀器的迅速發展,以及計算機技術在控制、測量和數據分析中的應用,摩擦磨損試驗機測控系統得到了迅速發展。目前已經實現了摩擦磨損試驗機的閉環自動控制,可以按照給定的程序自動進行連續壓力加載,同時通過各種傳感器和調理電路以及CUP的計算,可以直接直觀的給出材料的各種性能,更加智能化。如電磁加載、液壓加載等技術配合相應軟件的使用,可以實現恒力模式、線性增量模式等任意動態模式下的樣品加載。動態加載技術的應用不僅可以實現更加逼真的復雜工況模擬,還可以消除傳統機械加載在高速運行下帶來的誤差。雖然摩擦磨損試驗機的發展已經有了很大的發展,但是在某些領域仍然需要改進。比如航天機械中的摩擦,就是在真空狀態的惡劣溫度下的高負荷工作。如何模擬這種接近現實的惡劣工作環境,仍然是一個難題。雖然目前國內有一些專用的摩擦磨損試驗機,但目前還不能商業化,還處于探索階段。
我認為未來的摩擦磨損試驗機會會向以下幾個方向發展:(1)使用高性能的機械系統和加載系統。采用高性能電機,如變頻電機、伺服電機等,具有較高的速比和穩定性,可以實現無級調速,將大大簡化試驗機的機械結構,降低試驗機的摩擦損失,提高整機的壽命和可靠性。高性能電機配合相應的機械機構,還可以實現直線運動、旋轉運動、往復振動等多種運動方式。(2)高精度測控系統和數據處理系統的應用。通過各種高精度傳感器和控制器,可以實現各種信號的實時原位動態采集,并通過閉環反饋調節系統動態設定摩擦試驗機的工作模式和運行參數。摩擦試驗系統將引入計算機工作站,實現試驗數據的自動采集和處理,摩擦系數、扭矩、轉速、行程等關鍵參數的自動數值計算,實現相關數據的動態顯示、存儲和打印。(3)測試系統的多樣化在摩擦磨損試驗機的未來發展中,將出現多功能綜合實驗設備,不僅可以評定油液,還可以測試材料的磨損情況。
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