[发明专利]一种基于销盘摩擦副的多功能摩擦磨损试验机及其测试方法

说明书

本发明公开了一种基于销盘摩擦副的多功能摩擦磨损试验机及其测试方法，所述试验机中可采用双销盘式摩擦副或单销式摩擦副作为测试对象，且双销盘式摩擦副通过加载末端的比例加载杆实现在两个试样销始终可靠加载；所述试验机中的加载机构采用由加载电机、短旋臂、长摆臂、滑车、直线导轨以及加载施力弹簧组成的加载装置循环加载或加载砝码恒定加载；所述试验机能够实现模拟测试两种材料试样销在成比例的循环载荷下或恒定载荷下对磨一种材料试样盘的工况，以及一种材料试样销在成比例的循环载荷下或恒定载荷下对磨一种材料试样盘的工况。本发明装置结构简单，测试过程直观便捷，可模拟多种工况，满足多种测试需求，节约测试成本。

技术领域

本发明属于材料的摩擦磨损性能测试技术领域，具体涉及一种基于销盘摩擦副的多功能摩擦磨损试验机及其测试方法。

背景技术

在开发新型摩擦材料时，为评估其摩擦磨损性能，往往需要对其进行模型磨损实验。模型磨损实验具有成本较低、样品易于制作、试验周期短以及载荷条件灵活等优点，是新型摩擦材料开发过程中，快速评估不同配比材料性能必不可少的测试手段。在模型磨损实验中，通过采用不同的摩擦副形式，以模拟不同的摩擦工况，如滑动摩擦和滚动摩擦等等。常用的摩擦副形式包括：销盘式、环块式以及四球式等等。其中，因为销盘式摩擦副结构简单，易于实现，应用最为广泛。

现有技术中常用的销盘式摩擦磨损试验机，通常采用砝码加载，将单个试样销的端面压紧在圆盘的侧面，实现单个试样销与圆盘的对磨，通过试样销与圆盘之间相互转动以形成滑动摩擦副。因此，在此类摩擦试验过程中，往往保持试样销的压紧力不变，并保持试样销与圆盘之间的相对转速恒定，由此能够得到摩擦副在特定恒载荷恒转速条件下的摩擦因数及磨损率情况。

然而，恒定载荷的实验条件不能很好地模拟诸如变载荷工作条件等真实工况。因此，有些试验机采取电加载，液压加载等方式在摩擦过程中提供变载荷条件。然而，电加载不可避免地存在滞后性等问题，而液压加载装置的成本较高。因此，提供一种可靠稳定的销盘试验变载荷加载方式，有其使用价值和现实意义。

高性能有机高分子耐磨材料由于其质量轻，强度高，易于批量加工的特性，近年来受到大量关注。当有机高分子材料对磨金属面时，磨屑会在金属表面堆积形成转移膜，防止高分子材料直接与金属面接触对磨，从而降低了摩擦因数及磨损率。因此，科研工作者对转移膜的形成机理开展了大量工作，常用的实验方法为：通过销盘摩擦副，使单个高分子材料销试样在恒定载荷及恒定转速的条件下对磨金属盘试样，最后观察金属盘摩擦轨迹上的转移膜形成情况。然而，很少有研究涉及到两种不同的高分子材料在同一条摩擦轨迹上对磨同一种金属面对形成转移膜的协同作用。由于转移膜的组成成分影响其附着性能，进而影响摩擦副摩擦性能，因此，有必要开发一种能够进行两种不同组成成分的试样销共同对磨金属的摩擦设备。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种基于销盘摩擦副的多功能摩擦磨损试验机及其测试方法，实现了单销及双销两种工作模式：在单销模式下，本发明在通过结构较为简单的循环加载装置提供循环载荷压紧力的基础上，亦可通过加载砝码提供恒定压紧力；在双销模式下，本发明在通过结构较为简单的循环加载装置对两个销提供相等或成比例的循环载荷压紧力的基础上，亦可通过加载砝码对两个销提供相等或成比例的恒定载荷。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：