往复式摩擦磨损实验台的设计

目录CONTENT第1章绪论.............................................................................................11.1课题研究的现状.................................................................................................11.2摩擦磨损实验的目的...........................................................................................31.3发展趋势...............................................................................................................31.4摩擦磨损试验机测控技术及其发展...................................................................41.5小结......................................................................................................................5第2章摩擦磨损试验机的影响因素.....................................................62.1试验条件的影响...................................................................................................62.2测量参数的影响...................................................................................................6第3章摩擦磨损实验台结构设计的相关计算....................................73.1往复式摩擦磨损试验台的工作原理..................................................................73.2传动的计算..........................................................................................................73.3主要零部件的分析和校核..................................................................................83.3.1电机和减速器的选择及其主要参数............................................................83.3.2齿轮1和齿轮2的分析和校核....................................................................83.3.3同步带的传送和计算....................................................................................93.3.4主轴的计算....................................................................................................113.3.5主轴的强度校核............................................................................................113.3.6主轴上键的强度校核....................................................................................123.3.7摩擦销的结构设计...........................................................................................................12.第4章磨损量的测量...............................................................................124.1.常用的磨损量的测量方法..............................................................................124.2摩擦系数测试部分............................................................................................................13小结...........................................................................................................................15致谢...........................................................................................................................16参考文献...................................................................................................................17附录一外文原文...................................................................................................................28附录二中文翻译....................................................................................................341往复式摩擦磨损试验台的设计第1章绪论1.1课题研究的现状1910年第一台磨料磨损试验机问世，1975年美国润滑工程学会（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SoemanteiS等人[1]最早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到400℃范围内大气气氛下磨料磨损的特性。80年代末德国的FischerA等人[2]在总结前人对试验机研究的基础上，研制一台气氛可控的高温三体磨损试验机。该机最大的优点是气氛可控、严格保证试验的主要因素（温度、磨料、再喝等）恒定，实验数据重现性好。主要缺点是：耐高温工作部位未设冷却系统，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年代西交大的邢建东等人[3](研制的高温磨损试验机在电阻炉中的磨损室内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：(1)试样总在同一轨迹上反复磨损，摩屑潜入砂轮间隙，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FischerA的高温氧化磨损试验机的基础上，研制一台高温氧化三体磨损试验机，该机的主要优点是：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；冷却系统还不够完善；气氛成分不能定量测定等。太原理工大学的杨学军等研制了一台高温销盘磨损试验机，该机结构简单，操作方便，加热温度可控，能在1000℃范围内对各种金属材料的摩擦磨损特性进行研究，摩擦速度可调，所加载荷稳定，试验磨损均匀，对试验参数的变化反应敏感[4]。北方交大的李霞等[5]研制的高速摩擦磨损试验机，其最大滑动速度可达70m∕s，可以测量高速状态下的摩擦学参数；可以模拟高速列车制动；可以实现多个测试数据的显示与同步记录。崔周平等人[6]研制的M-1型真空摩擦磨损试验机。该机可以提供从大气6.7×10-3Pa的压力环境；测量的参数较多，除了测力和速度等参数外，还可以测量温度和摩擦引起的震动频率等；同时具有较为完善的数据采集和处理系统；只须改变夹具及其附件，便可实现多种接触形势和相对运动形式，以及不同的系统刚度和震度特性，拓宽了试验机的应用范围。2哈工大的宋宝玉等人[7]研究的SY-Ⅰ型真空摩擦磨损试验机，可以提供4×10-3Pa的压力环境，速度在0~2800r／min范围内可调，并且可以自动进行数据采集和处理。该机可以在真空、不同气候环境、加热及冷却等多种条件下测定材料的摩擦性能。北方交大的徐双满等人[8]为了研究机车柴油机缸套-活塞环材料的摩擦学性能研制一台往复式销块摩擦磨损试验机，该试验机可以在一定范围内实行载荷、速度、润滑脂的单因素控制，但该试验机磨损量的测量采用的是不连续的称重法。以上这些摩擦试验机多采用静态选位法观察试件，虽然简单易行，但不能获得摩擦过程的动态信息，更不能对磨损（摩擦）过程进行动态观测及动态数据记录。参考文献：[1]S.Soemantri,atal.Someaspectsofabrasivewearatelevatedtemperatures[J].Wear.1985,104(1):77–91.[2]TischerA.ConstructionofanewtesterforelevatedtemperaturesandFirstResultofSlidingAbrasionTest.）,Wear.1989.25(2):729-734.[3]邢建东等，含碳量对20%deCr合金氧化和高温磨损性能的影响[J].机械工程学报，2002，28(6):31-37.[4]杨学军，赵浩峰，赵昕月，高温销盘磨损试验机的研制[J].太原理工大学学报，2005，36(4):477-499.[5]李霞，许志庆，杨勇，高速摩擦磨损试验台的总体设计[J].中国仪器仪，2003,10（3）：22-33.[6]崔周平，宋期，MT-1型真空摩擦磨损试验机的研制[J].固体润滑，2000，10（1）：61-62.[7]宋宝玉，吉乐，张峰等，SY-1型摩擦磨损试验机的研制[J].润滑与密封，2004,1,61-64.[8]杨双满，往复式摩擦磨损试验机的研制[J].机车车辆工艺，2007，6,22-24.1.2摩擦磨损实验的目的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，正确的评价各种因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内容非常广泛，如讨论摩擦、磨损个润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因