【毕业设计】销盘式摩擦磨损试验机毕业设计说明书

该设备是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的基础设备，该设备可以扩展该学科的研究领域和提高研究水平。

国内外研究概况摩擦试验机对冶金矿山电力以及工程机械等行业的发展有着至关重要的作用，随着目前世界各国科技的飞速发展，各个行业在技术上的突飞猛进摩擦试验机对于各行业的重要性也越来越明显目前，世界只有美国日本瑞士等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业，而济南试金集团是国内最早研制和生产摩擦磨损试验机的厂家。

早在年为了满足我国石油工业和材料工业的发展需要，济南试金集团开始研制型四球摩擦试验机，年研制成功并投入生产，年又研制成功型磨损试验机，两种试验机的研制成功标志着我国已有了自行研制摩擦磨损试验机的能力。

在最近的几年，涌现出了批新兴生产摩擦磨损试验机的企业，也有不少优质产品面世。

济南竟成测试技术有限公司生产的销盘式摩擦磨损试验机图销盘式摩擦磨损试验机仪器工作原理本试验装置适用于材料表面和材料涂层的摩擦磨损测试。

可提供较宽的负载范围和旋转速度。

可进行球盘栓销盘盘盘的不同摩擦副的试验，精确测量在不同摩擦方式下，材料的摩擦系数磨痕深度及耐磨性，操作简便，测量精度高。

主要技术指标载荷范围旋转速度连续可调样品尺寸厚度摩擦系数测量精度满量程样品对偶尺寸磨痕深度测量范围精度选配件摩擦力传感器适用于微小载荷下材料摩擦系数的测试。

摩擦力传感器当然，目前国内还有其他公司的产品样很成熟了。

济南思达测试技术有限公司生产的微机控制摩擦磨损试验机就是个例子微机控制摩擦磨损试验机图微机控制摩擦磨损试验机主要用途本试验机可做各种金属材料及非金属材料尼龙塑料等在滑动摩擦滚动摩擦滚滑复合摩擦和间歇接触摩擦等多种状态下的耐磨性能试验，用于评定材料的摩擦机理和测定材料的摩擦系数。

并可模拟各种材料在干摩擦湿摩擦磨料磨损等不同工况下摩擦磨损试验。

该机采用计算机控制系统，可实时显示试验力摩擦力矩摩擦系数试验时间等参数，并可记录实验过程中摩擦系数时间曲线。

滚动摩擦试验能调节实现不同的滑差率该产品所做结果符合金属磨损试验方法型磨损试验塑料滑动摩擦系数试验方法。

由于该机功能多，结构简单可靠，使用方便，有多个标准试验方法建立在该机型上，且在国外使用较多，所以在国内摩擦学研究领域也有非常广泛的应用。

技术参数和技术指标表序号项目名称技术指标最大试验力摩擦力矩测量范围上下试样轴转速试样轴向最大移动距离试验力示值相对误差在满量程的以上，不超过试验力示值重复性相对误差在满量程的以上，不超过摩擦力矩示值相对误差在满量程的以上，不超过摩擦力矩示值重复性相对误差在满量程的以上，不超过温度控制范围室温时间控制范围转数控制范围时间摩擦力矩曲线由计算机实现对各个参数的测量显示及数据处理，可实时显示时间摩擦力矩曲线。

试验机的外形尺寸长宽高主机试验机净重约以下是对于国外的些成熟产品介绍美国公司公司是摩擦磨损测试仪器的专业制造商，具有年的历史，其产品广泛应用在石化机械，军工等多个领域，目前有超过台四球机试验机在各个国家使用，已被各国政府部门和工业界广泛的认同，公司的很多仪器已成为摩擦磨损领域的测试标准，被收录在等国际和行业的标准中。

四球法磨损磨损试验机设计有精密负载以便完成精确的磨损实验，它是唯通过多个实验室循环实验所得出的精度作为方法中的精度要求的仪器，到目前为止没有其他的仪器展示这个精度，为了符合的要求，就定要使用四球法磨损实验测定仪。

图四球法磨损实验测定仪技术参数试验负荷可变驱动四球试验机，气动可变负载最大到标准四球试验机，固定砝码和机械杆，最大试验速度气动连续可变驱动，连续可调，可选，速度转换组件形带和滑轮驱动，提供三种速度选择温度控制数字温度控制环境温度自动启动加热，直至设定温度定时数字可编程定时器测量集成测压元件和数字显示摩擦力手动测量环境固态或液态润滑油润滑脂，固态膜涂层等可选外罩仓增强温度控制精度可选压力仓，最大压力尺寸，电源，气源干燥空气主要特点标准配置变速马达到马达控制器数字转速指示器数字温度控制器数字计时器数字负载读取加热器最高数字摩擦系统落地柜温度系统自动启动气体压力指示器气动负载最大到杯盖拧紧工具前面板负载调节器前面板有紧情况下切断电源开关扭矩扳手可装配球盖流量过滤球指示器热电偶球盘组件空气轴承组件。

瑞士公司产品图瑞士公司的摩擦磨损试验机瑞士公司是世界知名的表面力学性能测试设备制造商，数十年中，为世界范围的科研院所工业用户提供了最先进的技术与应用服务手册摘自，选取键的尺寸选定为，普通平键连接的强度条件为式中是轴的直径是键的工作长度是键的高度是许用压力键与轮毂键槽的接触高度传递的转矩，取，，则故键的强度满足要求。

横梁的强度校核由于横梁受到的轴向和切向力最大均为，而且摩擦销与横梁不是紧密接触，横梁所受的冲击也很小。

因而横梁受到的力很小，横梁强度在满足结构要求的前提下能够满足强度和刚度要求。

丝杠螺母副的相关计算该丝杠螺母副主要用于传递运动，来控制摩擦销沿摩擦盘的径向位移。

而没有很大的力的传递，因此其传递的力可以忽略不计。

下面对丝杠螺母副进行结构设计，强度校核可以不计。

螺母的轴向位移式中是螺杆转角是导程是螺距是螺纹线数令该螺纹为单线螺纹，则由于丝杠带动摩擦销的移动距离为，又要留下定的余量，可令螺纹长度设计使螺纹移动时，手轮转动圈，即由此可知螺纹中径式中是螺母形式参数，整体式螺母取，分体式螺母取是螺纹副许用压强可取，带入数据，有由系统结构特点，取丝杆公称直径，小径螺母高度丝杆旋动圈数基本牙型高度工作压强工作压强满足要求。

为了保证自锁，螺纹升角螺纹牙根部的宽度轴承的校核该系统三处用到了轴承主轴丝杠以及横梁旋转轴处的轴承。

后两处轴承均不用于承受载荷，仅仅起到支撑作用，受到的力很小，可以忽略不计而且其转速均远远低于轴承的极限转速。

因此轴承的校核可以省略，而认为这些轴承的均满足设计要求。

下面对主轴上的深沟球轴承和推力球轴承进行寿命校核深沟球轴承寿命校核根据主轴设计可知由带轮计算可知则则查机械设计得深沟球轴承的最小值为，故此时初步计算当量动载荷，根据式查机械设计得，取，则根据公式，求轴承应有的基本额定动载荷则演算轴承寿命，根据公式则该轴承符合设计要求。

二推力球轴承寿命校核同上第五章摩擦磨损试验机的结构设计磨损试验机的整体结构摩擦磨损试验机用装配图的整体外观效果如图所示。

图装配图正视图图装配图左视图图装配图俯视图箱体的结构设计根据计算所得的尺寸来看，为了能够是整体结构紧凑美观设计箱体如图所示图箱体结构设计横梁的设计将球安装在支倔强系数很大的杠杆上，该杠杆被设计为无摩擦切向力传感器，当盘旋转时，压头和样品间产生的摩擦力会使杠杆发生轻微的弯曲，该形变程度可被固定在起的线性差分位移传感器检测，并由此计算摩擦力的具体数值。

通过测量材料的损失体积可计算压头和样品的磨损系数。

横梁的设计如图图横梁在横梁的两侧可以加上线性差分位移传感器。

摩擦销受力引起横梁中间的杠杆的微变形，位移传感器检测并指示出相对应的力的大小。

横梁的两个臂上开的槽是为了提高测量的灵敏度横梁两侧与支架相连的部分有个的凸起，是为了使横梁的杠杆部分与其他零件分隔开，测量过程中减少部件之间的摩擦对测量结果的影响。

横梁右端的孔与摩擦销的配合采用过渡配合，既可以保证摩擦销的位置精度，又可以尽量避免和销在竖直方向上的摩擦力作用，以减少加载时对加载力精度的影响。

支架的设计此试验机用到的的支架有三种形式，它们受的力都很小，满足结构要求的支架就能够满足受力的要求。

因此对与丝杆相连的支架进行介绍与丝杠相连的支架滑动支架该支架的作用是为横梁的旋转提供个旋转轴，并且和丝杠相配合，控制摩擦销沿摩擦盘的径向位置。

支架上的横杆是用来防止其支撑的横梁发生侧翻。

图是与丝杠相连的支架的视图。

，图支架摩擦销的结构设计适合于高温摩擦磨损测试仪的测试球尺寸有毫米毫米毫米毫米均为直径。

可以为不同直径的摩擦球配备不同内径的夹持器。

夹持器中间为中空结构，后面有螺纹，只需将测试球从夹具的后端放入并应用配套的零件旋紧即可。

针对高温摩擦测试热胀冷缩的特点，可以在夹具中心加入微型弹簧以保证测试球始终保持被夹紧状态。

摩擦盘夹持器的设计由于摩擦盘尺寸相对较小，对于脆性材料摩擦盘进行试验，摩擦盘的加工尤其是钻中心孔难度很大，因此采用螺栓直接固定不适合。

设计成专用的摩擦盘夹持器。

用螺纹副将摩擦盘夹持器固定在主轴上，使之随主轴起旋转。

在摩擦盘下面加上个垫片，直径大小和摩擦盘相当，但厚度可调，装卸方便，用于夹紧不同厚度的摩擦盘，使这个夹持器更加通用化。

在摩擦盘外面用个盘盖定位，用螺栓紧固夹紧。

对于特殊形状而且尺寸较小的试件，例如可转位车刀刀片等，可以采用特制的镍合金盘型夹具来固定。

第六章总结高温高速摩擦磨损试验机是进行高温高速摩擦磨损试验的有效设备，广泛运用于对各种高速刀具的高温摩擦磨损性能进行测试和评价，是高速切削和新型刀具材料研制开发和应用的必备设备。

因此本文对销盘式高温高速摩擦磨损试验机的原理和结构进行介绍，给出了试验机的基本参数，并对试验机的机械结构部分进行了相关设计计算和计算机三维造型，为试验机的设计和实际制作提供了定的依据和参考。

该设计在满足设计要求的前提下，力求结构简单，制造成本低廉，没有味地追求高精度，适合进行实际的生产。

设计中采用了较为简单的方法实现了相同的功能，例如在实现摩擦销和摩擦盘的分离和摩擦销的安装这个功能上，没有采用较高精度的电动机带动丝杠螺母这结构，而是采用了简单的旋转结构这种纯机械结构来实现，既可以保证足够的精度，又可以简化结构，降低成本，制造安装维修都大为简化。

此外，摩擦销摩擦盘的设计都很灵活，可以适用于尺寸结构都不同的摩擦副的试验，