卧式浸油润滑端磨试验机设计方案.doc

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1、卧式浸油润滑端磨试验机设计方案1.1摩擦磨损概述摩擦学是一门年轻而又古老的学科，是“研究相互接触、相对运动表面的科学、及相关的实践”。摩擦磨损问题存在于人类物质活动的各个方面。在汽车、发电、冶金、铁道、宇航、电子和农机等各方面的机械都大量存在着摩擦学的问题。据统计计，全世界约有1/2~1/3的能源以各种形式消耗在摩擦上，如果从摩擦学方面采取的措施，就可以大大节约能源消耗。磨损是机械零部件3种主要的失效形式之一，致的经济损失是巨大的，大约有80%的机械零件由于各种磨损导致失效。特别是物质文明的进步和工业技术现代化的发展，机械设备的开发使用普遍趋于重载、

2、、高效率化，如何控制和改善机械的摩擦磨损状况、提高其使用寿命和工作可靠已成为机械工业技术人员必须关注的问题，并促使其研究不断的深入和发展。19666年英国学者H.P.JOSt发表了著名的学术报告系统的阐述了“摩擦学”及其在国民经济中的重大意义并被人们普遍关注，也标志着摩擦学发展一门包括摩擦、磨损和润滑在的跨学科的科学。摩擦学是研究在摩擦与磨损过程中相对运动表面之间相互作用、变化及其有关的与实践的一门科学。摩擦磨损则是“两个接触表面之间的由于相对运动而发生的作用及物质运动的过程。”摩擦与磨损是自然界中能量守恒和物质守恒两大基本规律的重要环节，因为减少摩

3、擦和磨损从本质上也就是节省能量和提高材料利用率的问题。在机器系统中，机器构件的运动是最基本和最重要的功能。机器构件之间的相对运动和接触作用是通过摩擦副来实现的，同时也在摩擦副两表面之间产生摩擦、磨损滑等物理现象。机器中任何一个摩擦副故障(摩擦学失效)，都将导致机器相关部全部功能的失效。因此，摩擦副的摩擦磨损问题是摩擦学研究的基本问题和及其的课题，也是机器设计的关键技术之一。摩擦学具有两个重要属性:(l)多学科性:摩擦学的研究涉及材料学、化学、机械学、测试技术、物理和力学等多个学科和领域，摩擦学的发展需要多学科的高度交融合和支持;(2)实践性:摩擦学理

4、论分析往往需要大量实验研究成果的支持，用更是直接服务于各种生产实践，因此，试验测试技术的开发研究对摩擦学学科展和工程实际问题的解决具有非常重要的作用，是一基础性工程。机械零件摩擦问题的解决有赖于实验研究方法的进步及其测试技术的开发研究，也有赖于多学的交叉和融合。.1.2摩擦磨损试验的目的和意义摩擦磨损试验的目的是为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确地评价各种素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。摩擦磨损试验研究的容非常广泛，如探讨摩擦、磨损和润滑机理以及影响摩擦、磨损的因素，对新的耐磨、减磨及摩擦材料和润滑剂进行评定

5、等。由于摩擦磨损现象十分复杂，摩擦磨损条件不同，试验方法和装置种类繁多，如何准确地获取摩擦磨损过程中的参数变化成为一个十分重要的研究课题。为了探索和验证机械工程中摩擦磨损问题的机理以及有关影响因素，在摩擦学研究中开展摩擦磨损测试技术和数据分析研究具有非常重要的作用。1.3文献综述1.3.1研究现状1910年第一台磨料磨损试验机问世，1975年美国润滑工程师学会(ALSE)编著的“摩擦磨损装置”一书中所公布的不同类型摩擦磨损试验机已有上百种，仅几十年来，摩擦磨损试验机和试验方法有了较大发展，但价格都比较昂贵。80年代初美国的Soemnatri是等人最早

6、从事高温磨损试验机的研究，共研制了三台高温磨料磨损试验机。并在这些试验机上研究了纯铝和纯铜在室温一400℃围大气气氛下磨料磨损的特性。80年代末德国的FisaherA等人在总结前人对试验机研究的基础上，研制了一台气氛可控的高温三体磨损试验机。该机最大优点是气氛可控、严格保证试验的主要因素(温度、磨料、载荷等)恒定，试验数据重现性好。主要缺点是:上试件矩形缺口处未留倒角，磨料不易进入磨面，易发生粘着磨损;耐高温工件部位未设冷却系统，影响设备精度;同时由于该机未考虑高温氧化对磨损的影响，在该机上测定高温氧化与磨损的交互作用时误差较大。90年代西交大的邢建

7、东等人研制的高温磨损试验机在电阻炉中的磨损室装有一水平放置的砂轮，砂轮上有一定的松散磨料。试样夹上相同成分的3个试样受载荷作用于表面铺有松散磨料的砂轮上，由于试样和砂轮及其松散磨料间的相对运动而产生两体和三体混合磨料磨损。该机即可严格控制温度，一次3个试样可减少重复试验次数。但其主要不足是:(l)试样总在同一轨迹上反复磨损，磨屑潜入砂轮间隙，使砂轮研磨能力逐渐下降;(2)气氛不易控制;(3)这种混合磨损与实际工矿相差较远。近年来，西交大吴文忠、邢建东等人在FisacherA的高温氧化磨损试验机的基础上，研制的一台高温氧化三体磨损试验机，该机的主要优点

8、是:摩擦学系统设计合理;气氛可控，温度可控;关键部件设有冷却系统。主要不足是:密封还存在一些问题;冷却系统还