测试轧制油的摩擦系数

实验报告四球试验机测试铜轧制油摩擦系数及铜板轧制实验专业材控13学号413300XX姓名2016年4月8日四球试验机测试铜轧制油的摩擦系数一、实验目的1.学习使用四球摩擦磨损试验机测试润滑油的摩擦系数。2.通过实验总结和分析，加深对摩擦及润滑知识的了解，并能够在进行运用。二、实验器材主要用到变频器、传感器、放大器、数据采集器和计算机、MR-S10A型四球摩擦磨损试验机、铜轧制油、四个钢球、清洗剂（石油醚）、脱脂棉、扳手、橡胶手套。三、实验原理由右图可见，四球机的四个钢球形成一个等边四面体上球对下3球在三个接触点的作用力可由等边四面体来分析。设加载在顶球的垂直负荷为W，N1=N2=N3=0.4082W由于上球与下面任意一个小球之间的摩擦力F1=F11=F12=F13=μN1，因此，测量出F1就可以得到摩擦系数μ的大小。四、实验步骤1．打开程序，设定相应的值，把初值调成零点，以避免零点漂移。2．将4个钢球、由盒、上夹头、夹具以及销子在石油醚中浸泡1min，将试验钢球刚到洁净的玻璃杯中，用吹风机将其吹干。3．在试验机主轴上夹头中安装一个试验钢球，并用夹具夹紧；在油盒中安装3个洁净的钢球，并用夹具夹紧。4．把所用的试验油倒入油盒中，事润滑油充满油盒中的空隙，并使润滑油浸没过油盒中3个试验钢球顶部。5．按照所需要的转速调变频器的相应频率。6．在试验机上安装油盒，先将销子放进主轴中，然后把装有顶球的上夹头放进销子里，随后把装有3个底球的油盒和止推轴承一次安装。然后缓慢放平杠杆，缓慢施加试验所需要的载荷，避免冲击，并将传感器与油盒手柄相连，用于测量钢球所受摩擦力。7．完成上述步骤后，调零点，启动变频器运转按钮将实验机启动，然后按下电脑程序中的存盘按钮，将传感器与油盒手柄断开，轻轻取下载荷并将杠杆支起来，然后取下油盒和上夹头和开口销。8．向油杯中加入石油醚浸泡一分钟，轻轻摇晃油盒，用洗耳球反复冲洗油盒，倒掉石油醚。用洗耳球吸收残存的润滑油。重复该步骤两到三次，最后吸收丙酮清洗油杯内部两次，用吹风机吹干。9．读取数据并记录。五、实验结果NL7.1时的摩擦系数随时间变化曲线图片1平均摩擦系数μ=0.1167WSD=0.56PB=834N含极压剂353时的摩擦系数随时间变化曲线图片2平均摩擦系数μ=1.052WSD=0.65PB=353N图片3钢球磨损图片4钢球磨损铜轧制实验一、实验目的研究不同的润滑条件下轧制对扎件表面质量、轧制厚度、轧制压力和扭矩的影响。二、实验原理材料成型过程中的摩擦磨损与润滑是摩擦学的一个重要组成部分，也是材料加工成型理论和时间的基本研究课题。通过学习与应用摩擦学知识可以在成型过程中有效降低摩擦、控制磨损和改进润滑工艺，确保成型过程的稳定进行，并且达到优化生产工艺和提高产品质量的目的。轧制变形区中单位压力与单位摩擦里的关系在不同的摩擦条件下有不同的计算公式1．滑动摩擦条件变形区为滑动摩擦，采用库伦公式2．黏着摩擦条件摩擦力与变形金属的流动切应力k有关。3．流体摩擦条件变形区油膜较厚，轧辊与扎件表面完全杯润滑油膜隔开本实验同过对比三种不同摩擦条件下的轧制，得到摩擦对轧制压力、轧制力矩的影响情况。三、实验器材铜板（三块）、二辊实验轧机、千分尺、电子显微镜、两种浓度不同的润滑油、传感器、计算机。四、试验步骤1．测量铜板的轧前厚度，将数据记录在电脑上，设置道次为6。2．打开轧机，根据测量的铜板厚度条件辊缝间距，设定前四次轧下量为20%，后两道的轧下量为10%。3．将铜板送入轧辊入口进行轧制，测量轧制后的厚度，在电脑上输入相应的数据，调整轧辊进行第二道的轧制，按照上述步骤一次进行后面几道次的轧制。4．将其他两块铜板用相应的润滑油润滑后按照上述步骤进行轧制。5．轧制结束后清理轧辊，关闭轧机。6．将轧制后的铜板放在显微镜下观察其表面状况。五、实验结果与分析1．润滑对轧件表面质量的影响：（1）无润滑无润滑条件下实验数据记录图片1无润滑条件下终轧铜板表面形貌（2）基础油基础油条件下实验数据记录图片2基础油润滑条件下终轧铜板表面形貌（3）添加剂油（极压剂）添加剂油润滑条件下实验数据记录图片3添加剂油润滑条件终轧铜板表面形貌实验总结：从不同润滑条件下的铜的表面质量可以看出：①干轧后的铜板表面较形貌较差，表现出明显的糙化现象，说明摩擦程度较大。②在润滑油润滑的条件下表面粗糙度明显有所改善。③用添加了极压剂的润滑油轧后的铜板表面形貌最好。因此，润滑油能减少轧件表面摩擦及磨损。而加入添加剂且在油膜较厚的情况下，形成了液体摩擦，反而导致表面发生糙化现象。2．不同润滑条件下的轧后厚度、轧制压力与轧制道次的关系：图片4轧后厚度和轧制道次的关系由实验图像可知，轧制时使用不同的润滑油会带来不同的轧制效果，不使用润滑油时轧件轧后厚度最大，使用基础油和添加剂时最小。由于润滑油的加入，形成了油膜，尤其是在液体摩擦的情况下，油膜厚度更大。因而，轧后厚度最小。图片5轧制压力和轧制道次关系图图片5轧制扭矩与轧制道次关系由实验图像可知，前几个道次，在润滑条件下的轧制压力小于干轧时的轧制初压力。干轧最大，基础油最小。由于干轧时，轧辊和轧件直接接触，压下量大，轧制压力也较大。