一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于硬質(zhì)合金或耐磨涂層的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及摩擦磨損測(cè)試方法，屬于摩擦磨損技術(shù)領(lǐng)域。

二、

背景技術(shù)：

摩擦磨損是材料和機(jī)械零件失效的主要形式之一，并且磨損一般都是從材料的表面開始，因此研究磨損規(guī)律，提高材料和機(jī)械零件的耐磨性，對(duì)節(jié)約資源、減少材料消耗、延長(zhǎng)機(jī)件壽命具有重要意義?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)展越來越快，但隨之也產(chǎn)生了許多問題，其中機(jī)器的磨損造成了人力、物力以及財(cái)力的極大浪費(fèi)，因此對(duì)摩擦磨損性能的研究占有舉足輕重的地位，其中包括整機(jī)和零件的摩擦磨損的臺(tái)架研究，以及相應(yīng)材料的摩擦磨損機(jī)理研究，而對(duì)摩擦磨損的研究非常復(fù)雜，不同的工況、不同運(yùn)動(dòng)形式以及不同接觸副都會(huì)產(chǎn)生不同的變化，因此摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是十分必要的。

目前，國(guó)內(nèi)外常用的金屬摩擦試驗(yàn)機(jī)主要有mmw-1微機(jī)控制立式萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、mrh高速環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、gwl-1000型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等幾種，主要是用來測(cè)定金屬的耐磨性能。由于這些試驗(yàn)機(jī)在制造成本高、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、占用空間大、加載荷低等方面在許多不足，有些試驗(yàn)機(jī)只能實(shí)現(xiàn)單參數(shù)(固定轉(zhuǎn)速、低載荷)控制，已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。

三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種用于硬質(zhì)合金或耐磨涂層的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及摩擦磨損測(cè)試方法。本發(fā)明摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)可用于不同硬質(zhì)合金材料在不同條件下的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，用質(zhì)量磨損量來評(píng)定材料的耐磨性。

本發(fā)明用于硬質(zhì)合金或耐磨涂層的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括電動(dòng)機(jī)1、變頻器2、機(jī)架3和磨盤4，所述電動(dòng)機(jī)1安裝在機(jī)架3的下方并與變頻器2相連，所述磨盤4通過圓心的螺孔套接固定于電動(dòng)機(jī)1的輸出軸上。

除此之外，在機(jī)架3上垂直設(shè)置有多個(gè)螺桿支撐臂5，并通過機(jī)架3上的安裝孔安裝固定；所述螺桿支撐臂5的下部套接安裝支撐彈簧6，所述螺桿支撐臂5的上部套接安裝加載彈簧7；在機(jī)架3的上方水平設(shè)置一上夾板8，上夾板8通過支撐彈簧6和加載彈簧7夾持固定，并通過螺桿支撐臂5頂部的調(diào)節(jié)螺母9調(diào)節(jié)水平及載荷。所述上夾板8可以通過調(diào)節(jié)螺母9在水平方向上上下移動(dòng)。

在所述上夾板8的下方安裝固定一夾具10，用以?shī)A持試樣。

在所述上夾板8上設(shè)置一水平儀11，用以判斷是否水平。

所述多個(gè)螺桿支撐臂5為至少3個(gè)。

所述螺桿支撐臂5在機(jī)架3上的安裝位置是以磨盤4的圓心為軸心對(duì)稱分布。

夾具10在上夾板8上的安裝固定位置必須使夾具10所夾持的試樣的待測(cè)表面和磨盤4能夠完全接觸。

所述支撐彈簧6與加載彈簧7各參數(shù)均相同。

本發(fā)明用于硬質(zhì)合金或耐磨涂層的摩擦磨損測(cè)試方法，包括如下步驟：

步驟1：用電子天平稱量待測(cè)試樣的初始質(zhì)量m0；

步驟2：將待測(cè)試樣夾持到摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的夾具上，通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)支撐彈簧及加載彈簧的長(zhǎng)度使上夾板水平，此時(shí)不能使待測(cè)試樣與磨具接觸；調(diào)節(jié)變頻器，使磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率降低至100-200轉(zhuǎn)/min，緩慢調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，壓縮彈簧，調(diào)整的過程中使上夾板保持水平，直到待測(cè)試樣與磨盤接觸，此時(shí)的狀態(tài)當(dāng)做平衡狀態(tài)，關(guān)閉開關(guān)，測(cè)量平衡狀態(tài)下支撐彈簧及加載彈簧的長(zhǎng)度并記錄；

步驟3：通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)彈簧長(zhǎng)度以施加載荷，在施加載荷的過程中使上夾板保持水平；調(diào)節(jié)變頻器，設(shè)置頻率、轉(zhuǎn)速并開啟開關(guān)，使磨盤在設(shè)置條件下運(yùn)轉(zhuǎn)10s，實(shí)驗(yàn)過程中加水冷卻；10s后停止，取下待測(cè)試樣，洗凈吹干，在電子天平上測(cè)量待測(cè)試樣的質(zhì)量m1；

步驟4：計(jì)算磨損量m＝m1-m0。

本發(fā)明摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的適用測(cè)試對(duì)象為硬質(zhì)合金或表面含有耐磨涂層的試樣。

本發(fā)明摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)針對(duì)上述測(cè)試對(duì)象，可通過變頻器的頻率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)摩擦速度的調(diào)節(jié)，節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，且方便模擬實(shí)際工況的使用速度。

本發(fā)明摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)針對(duì)上述測(cè)試對(duì)象，可通過調(diào)節(jié)螺母改變加載彈簧的伸長(zhǎng)量，調(diào)節(jié)施加載荷的大小，并且使上夾板保持水平，使夾持在夾具上的試樣磨損面受力均勻。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明裝置通過改變加載彈簧的伸長(zhǎng)量來調(diào)節(jié)壓力的大小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、適用硬質(zhì)合金或者表面含有耐磨涂層的摩擦磨損試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，省時(shí)省力。

本發(fā)明裝置具有調(diào)速系統(tǒng)，可在極低速或高速條件下，用來評(píng)定金屬、涂層、陶瓷等材料的摩擦磨損性能，通過磨盤的離心力來將磨屑甩出，避免二次磨損。

四、附圖說明

圖1為本發(fā)明摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1電動(dòng)機(jī)，2變頻器，3機(jī)架，4磨盤，5螺桿支撐臂，6支撐彈簧，7加載彈簧，8上夾板，9調(diào)節(jié)螺母，10夾具，11水平儀。

圖2為螺桿支撐臂安裝位置的俯視示意圖。

圖3是磨損量隨時(shí)間的變化曲線圖。

五、具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例描述本發(fā)明具體實(shí)施方式：

需要說明的是，本說明書所附圖中示意的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。

同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明用于硬質(zhì)合金或耐磨涂層的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括電動(dòng)機(jī)1、變頻器2、機(jī)架3和磨盤4，所述電動(dòng)機(jī)1安裝在機(jī)架3的下方并與變頻器2相連，所述磨盤4通過圓心的螺孔套接固定于電動(dòng)機(jī)1的輸出軸上。

除此之外，在機(jī)架3上垂直設(shè)置有3個(gè)螺桿支撐臂5，并通過機(jī)架3上的安裝孔安裝固定；所述螺桿支撐臂5的下部套接安裝支撐彈簧6，所述螺桿支撐臂5的上部套接安裝加載彈簧7；在機(jī)架3的上方水平設(shè)置一上夾板8，上夾板8通過支撐彈簧6和加載彈簧7夾持固定，并通過螺桿支撐臂5頂部的調(diào)節(jié)螺母9調(diào)節(jié)水平及載荷。所述上夾板8可以通過調(diào)節(jié)螺母9在水平方向上上下移動(dòng)。

在所述上夾板8的下方安裝固定一夾具10，用以?shī)A持試樣。

在所述上夾板8上設(shè)置一水平儀11，用以判斷是否水平。

所述螺桿支撐臂5在機(jī)架3上的安裝位置是以磨盤4的圓心為軸心對(duì)稱分布。

夾具10在上夾板8上的安裝固定位置必須使夾具10所夾持的試樣的待測(cè)表面和磨盤4能夠完全接觸。

所使用的支撐彈簧6與加載彈簧7各參數(shù)均相同。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。

不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明測(cè)試方法作詳細(xì)說明，下面實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：

選取cr12mov作為待測(cè)試樣，采用金剛石磨盤進(jìn)行對(duì)磨，加速實(shí)驗(yàn)過程。用于硬質(zhì)合金或耐磨涂層的摩擦磨損測(cè)試方法如下：

步驟1：用電子天平稱量待測(cè)試樣的初始質(zhì)量m0為5114.4mg；

步驟2：將待測(cè)試樣夾持到摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的夾具上，通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)支撐彈簧及加載彈簧的長(zhǎng)度使上夾板水平，此時(shí)不能使待測(cè)試樣與磨具接觸；調(diào)節(jié)變頻器，使磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率降低至100-200轉(zhuǎn)/min，緩慢調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，壓縮彈簧，調(diào)整的過程中使上夾板保持水平，直到待測(cè)試樣與磨盤接觸，關(guān)閉開關(guān)，此時(shí)的狀態(tài)當(dāng)做平衡狀態(tài)，測(cè)量平衡狀態(tài)下支撐彈簧及加載彈簧的長(zhǎng)度并記錄；

步驟3：通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)彈簧長(zhǎng)度以施加載荷，在施加載荷的過程中使上夾板保持水平；調(diào)節(jié)變頻器，設(shè)置頻率、轉(zhuǎn)速并開啟開關(guān)，使磨盤在設(shè)置條件下運(yùn)轉(zhuǎn)10s，實(shí)驗(yàn)過程中加水冷卻；10s后停止，取下待測(cè)試樣，洗凈吹干，在電子天平上測(cè)量待測(cè)試樣的質(zhì)量m1為5059.8mg；

步驟4：計(jì)算磨損量m＝m1-m0＝54.6mg。

改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)施例2-9的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表1。

表1實(shí)施例1-9中實(shí)驗(yàn)參數(shù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表1中數(shù)據(jù)可以看出，相同磨損時(shí)間下，磨損量m隨施加載荷和轉(zhuǎn)速的增加而迅速增加；而相同轉(zhuǎn)速和載荷下，磨損量m隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示，可以看出，磨損量隨時(shí)間的變化近似為一條直線，雖有波動(dòng)但相差不大，可以近似認(rèn)為，相同轉(zhuǎn)速和載荷下，單位時(shí)間內(nèi)的磨損量相同。普通的mg-2000型高溫高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在轉(zhuǎn)速2500r/min，施加載荷500n，磨損10min后cr12mov的磨損量為0.0021g。與本發(fā)明的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)相比，磨損周期較長(zhǎng)，磨損量太小不易測(cè)量且誤差較大。