毕业设计论文-四球磨擦试验机主机设计论文.doc

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1、济南大学毕业设计毕业设计题目四球摩擦试验机主机设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0707学生张鹏学号20070403269指导教师陶立英二〇一一年五月二十三日-1-济南大学毕业设计-1-济南大学毕业设计-19-济南大学毕业设计1前言1.1国内外摩擦试验机的研究现状以及发展趋势四球摩擦试验机是国际上普遍使用的润滑剂模拟评定的试验装备，摩擦副（或称摩擦偶件）是由四个钢球组成的，四个钢球的球心组成一等边四棱锥体，下面四个钢球用油盒固定在一起，上面一个钢球通过专用弹簧夹头固定在主轴上。目前国内典型四球摩擦试验机（MRS-10A型）测量控制系统主要由传感器和以单片机为核心的二次仪表构

2、成，试验载荷的控制是用步进电机拖动一个负载保持阀来实现。国际上摩擦磨损试验机以美国Falex微机控制多功能摩擦磨损试验机测量控制系统最具有代表性。四球试验机的评定对象是各种润滑剂，环境较油腻，最多的试验为极压试验，每次试验过程仅为10秒钟【1】。随着现代科学技术的进步，摩擦磨损测试技术呈快速发展之势，摩擦磨损试验机呈以下发展趋势：（1）、以高性能的电机系统取代机械变速系统：目前，高性能的电机系统已经比较成熟，调速比可以达到一比几百、几千甚至更高。利用这种系统既可以实现转动，也可以实现摆动和直线运动。由高性能电机直接驱动主轴，不仅能使机械结构大大简化，而且还能降低试验机的摩擦损耗，提高整机

3、的寿命和可靠性。但高性能电机系统价格比较昂贵；（2）、在摩擦磨损试验机上应用微型计算机：微型计算机的价格低廉，操作简单，性能稳定，不仅可以取代以往的二次仪表对试验机进行控制，而且还可以对测试参数进行自动采集和数据处理，因而能使试验机的功能大大加强【2】；（3）、改进测试手段；（4）、提高稳定性，提高测试精度。1.2研究摩擦试验机的目的和意义由于磨损在生产生活中存在的广泛性，给国民经济带来的损失极其巨大。有摩擦一般都有磨损，摩擦造成了巨大的能源、材料的消耗和经济损失。据估计，仅磨料磨损每年就使工业国家损失国民生产总值的1%-4%。按艾尔的的估计，磨损给工业国带来的损失可达国民生产总值的2-

4、8%。美国曾估计，磨损造成的损失是摩擦造成的能量损失的12倍。所以对摩擦学的研究具有重要的意义。摩擦学研究的主流之一是摩擦实验的研究，摩擦学实验不仅是摩擦学进步的强有力的动力源，同时也为摩擦学学科的进一步发展提供丰富的资料积累。摩擦试验机是摩擦学领域的测试仪器，四球摩擦试验机能快速、准确的评定润滑剂的各项承载指标，对润滑剂在生产中的合理应用具有重要意义，因此其研究和发展也具有深远的意义。-19-济南大学毕业设计1.3国内外的几种常见的摩擦实验机1.3.1四球摩擦试验机四球摩擦试验机主要是以滑动摩擦的方式，在极高的点接触压力的条件下，用于评定润滑剂的承载能力的试验机。包括最大无卡咬负荷Pb

5、，烧结负荷Pd，综合值ZMZ三相指标，在实际的应用中根据润滑剂各种不同的用途来选用不同的指标【3】。1.3.2高温高速销盘摩擦试验机该机主要用于平定金属、非金属及复合材料等材料在各种条件下的摩擦性能，可在改变温度、速度、负荷、摩擦配偶材料、表面粗糙度、硬度等参数的各种情况下进行试验，可测量材料摩擦温升、摩擦系数等值。该机适用于科学研究、教学实验、质量监督、航空航天、钢铁冶金、塑料、陶瓷、建工建材、军工等领域。主要技术规格及参数：主轴转速范围：60r/min~12000r/min(盘式样外径ф160mm)；主轴转速示值准确度：在1000r/min以下，示值误差不超过±2r/min，示值重复

6、性误差不大于2r/min；在1000r/min以下，示值相对误差不超过±0.2%，示值重复性相对误差不大于0.2%；高温炉温度范围：室温~800℃；高温炉温度控制精度（波动）：100℃~800℃范围内不超过±3℃；高温炉密封性能：在连续充入氮气（纯度99.9%以上）的条件下，炉内氮气含量应能达到0.5%以下；试验力范围：75N~450N（销式样外径ф14mm，截面积约150mm2）；可测量最大摩擦力矩：20N.m；极限性能：在800℃、12000r/min、空载条件下，主轴正常连续运转时间不少于15min【4】。1.3.3金属加工液攻丝扭矩模拟评定试验机该机主要用于各种金属加工液，包括切

7、削液，少、无切削液等润滑性能的模拟评定，也可用于不同材质的金属可加工性能的研究，还可用于丝锥的寿命试验及节能试验，为丝锥的设计提供精确合理的数据。主要技术规格及参数：最大工作扭矩：25Nm；主轴转速范围：15～600r/min（30～1000r/min)无级可调；扭矩采样区间设置范围：1～9999；记录仪走纸速度：25mm/s；50mm/s；标准螺尖丝锥规格：M10；标准螺母坯件底孔尺寸：ф8.538mm（切削）、ф9.337mm（