持器结构较为合理。弹簧加载结构简单，但加载不精确，容易受到弹簧性能等外部因素的干扰，对实验结果影响很大。手轮和分度盘控制销子的轴向位移，效率低，速度慢，而且结构复杂。步进电机控制销子沿摩擦盘的轴向位移，结构复杂，成本较高，安装维修不方便。方案四采用电机通过同步带带动主轴，可以缓和载荷冲击而且运行平稳，无噪声，且同步带传动无弹性滑动和打滑，效率高而且能保持准确的传动比，也就是能保持主轴以速度稳定地转动。主轴和电机之间的热影响很小。专用的摩擦盘夹持器保证了摩擦盘旋转时的精度，又可以保证其整体性，对于例如三角形硬质合金可专位车刀刀片等尺寸小性脆不易打中心孔等的试件的夹持又有很大的优势。传统的砝码加载简单易行而且加载准确，误差较小。左边立柱和横梁是相对固定的，可以绕个轴旋转定的角度，使系统稳定性好，测量结果较精确，结构简单，而且工作效率比较高。手轮和分度盘控制横梁和立柱的整体位移来控制摩擦销沿摩擦盘的径向位移，结构简单，成本低，维修方便，而且有足够高的精度。设计方案的确定通过上面对四种设计方案的优缺点的分析比较，可以得出结论方案四是这四种设计方案中比较合理的种方案。该方案既可以满足设计精度的要求，又具有成本低，结构简单，安装维修方便等特点。第四章摩擦磨损试验机结构设计的相关计算.试验机的主要性能指标的确定参考第章中的各种试验机的参数，结合设计要求，确定该试验机的主要性能指标如下主轴转速范围，无级调速工作最高温度加载力的范围,采用砝码加载摩擦球尺寸摩擦盘尺寸最大直径,最大厚度。.试验机的主传动系统的相关计算由试验机的主轴转速范围和变速方式，可以选择变频调速三相异步交流电动机来实现。因此该试验机的主传动路线为变频调速三相异步电动机同步带和带轮主轴摩擦盘夹持器摩擦盘。电机选择取摩擦盘和摩擦销之间的动摩擦系数，则摩擦产生的最大功率其中是摩擦产生的最大功率是相互作用力是相对运动速度是滑动摩擦系数是正压力是摩擦力作用电相对旋转轴的距离.同步带的传动效率η滚动轴承的传动效率η则总传动效率η总ηη.电动机的输出功率出故.为使电动机的功率留有余量，负荷率取.目前，磨损量的在线检测尚有困难，以往都是将试件取下再测量磨痕或称量失重而得之。现在，有人采用电测法或光栅对摩擦副在磨损过程中的相对位移进行测量，以此实现磨损量的在线检测。重复性和再现性摩擦磨损试验机能否给出重复性和再现性都比较好的试验结果，取决于每次试验用的试杆和试验环境条件包括仪器的工作状态是否都能保持致。西德公司的型标准化微动式摩擦磨损测试机之所以能够给出较好重复性和再现性的试验结果，就是因为它的关键部件振动系统和力监测系统的工作状态非常稳定。为了使试验条件稳定，就要从动力源和试验机结构上保证负荷及速度等矿稳定，同时还需要测试系统稳定，应能准确地测出工矿参数，以便于调整。此外，合理的摩擦副接触形式也是取得较好重复性和再现性试验结果的重要因素之。般说来，点接触比面接触受外界的影响小，因而在相同条件下，点线接触有利于再现摩擦副的接触状态。第三章方案设计分析与比较.试验机的整体分析根据上章的介绍不难确定，试验机的机械结构部分可以分为如下几个主要的系统主传动系统加载系统摩擦盘夹持系统摩擦销轴向和径向进给系统加热及冷却系统等主要部分。对上述各个部分不同的方案进行组合，就可以得到不同的整体设计方案方案。.设计方案的制定通过分析，制定下面四种方案设计方案图是设计方案的方案图。图设计方案设计方案各部分的组成主传动系统变频器和三相异步电动机通过齿轮驱动主轴，带动摩擦盘旋转加载系统采用伺服控制连续加载摩擦盘夹持系统采用特制的摩擦盘夹持器夹持摩擦盘，摩擦盘和夹持器起随主轴转动摩擦销轴向和径向进给系统通过手动旋转手轮和分度盘带动横梁内的根丝杠，经过丝杠螺母的相互运动控制摩擦销的沿摩擦盘的轴向进给通过步进电机和编码器带动立柱上的丝杠旋转，通过丝杠螺母副改变横梁的竖直方向的位置，来控制摩擦销的轴向位置加热及冷却系统加热炉外采用隔热层，加热炉和主轴箱之间采用石棉隔热层。设计方案二图是设计方案二的方案图图设计方案二设计方案二各部分的组成主传动系统变频器和三相异步电动机通过连轴器和主轴直接相连，带动摩擦盘旋转加载系统采用弹簧加载摩擦盘夹持系统采用螺栓螺母副将摩擦盘固定到主轴的上端摩擦销轴向和径向进给系统通过手动旋转手轮和分度盘带动横梁内的根丝杠，经过丝杠螺母的相互运动控制摩擦销的沿摩擦盘的轴向进给通过步进电机和编码器带动立柱上的丝杠旋转，通过丝杠螺母副改变横梁的竖直方向的位置，来控制摩擦销的轴向移动加热及冷却系统加热炉外采用隔热层，加热炉和主轴箱之间采用石棉隔热层。此外，主轴外用螺旋铜制冷却管包裹，冷却管内通入冷却水，对主轴进行冷却。设计方案三图是设计方案三的方案图。图设计方案三设计方案三各部分的组成主传动系统变频器和三相异步电动机通过通过带和带轮驱动主轴，带动摩擦盘旋转加载系统采用传统的弹簧加载摩擦盘夹持系统采用特制的摩擦盘夹持器夹持摩擦盘，摩擦盘和夹持器起随主轴转动摩擦销轴向和径向进给系统通过步进电机和编码器带动底座支架上的丝杠旋转，通过丝杠螺母副带动立柱和横梁起水平运动滑动速度的方向有单向和往复两种，后者又可以分为摆动式和往复直动式。在试验机上既可以用机械方式如凸轮机构和曲柄摇杆机构等实现摆动，也可以由电机如伺服电机和步进电机来实现摆动。往复直线运动通常是用曲柄滑块等往复直线运动机构实现。试验机的速度大小般都要求可调，所能采用的方式有级调速和无级调速两种。有级调速是利用变换齿轮或皮带轮速度比等方法实现的。无级调速可通过两种方式来实现种是机械式无级调速如摩擦轮和差动轮系等，但其调速范围不大，另种是使用无级调速电机进行，这种方式的调速范围很大，如直流伺服电机的调速范围可达.下限还可以更低。当采用电机无级调速时，般都要求速度稳定，因而常采用速度控制环节实现速度的闭环控制。温度的影响温度是摩擦磨损试验的又个重要参数。有些试验对环境温度有其特定的要求，如高温条件或低温条件。高温试验通常采用电阻丝加热，也可以借助于高频加热等。对于高温试验机，既要考虑加热部件和其他部件的隔热问题，又要针对加热温度很高的特定情况同时考虑其加热部件的选材问题。低温试验机常采用适当的制冷方法使试件周围的局部环境保持低温，也可以将摩擦副浸泡在制冷剂中实现低温。气氛的影响有些试验研究要求对气氛进行控制如真空试验。在只要求控制湿度的场合，简易的办法是将摩擦副部分加个有较好密封性能的罩子，再在其中放置些盛水的盒子即可调节湿度。当然，湿度调节也可以在湿度传感器控制下自动地进行。此外，用于真空条件下摩擦磨损研究的试验机对真空度的要求较高。实现真空可以使用真空泵，在这里密封问题很重要，尤其动密封往往是令人头疼的问题。为了提高真空度，有些试验机上采用了磁力传动，借以少用或不用动密封。试验时间的影响试验时间般是依具体情况而定，大多数试验机没有配备定时装置。要在试验机上实现时间控制，可以采用定时器控制动力源，也有的是根据摩擦力或摩擦力矩的极限值来控制停机。这种控制方法对试验机也起着过载保护作用。测量参数的影响.试验负荷的影响试验机般都要对试验负荷进行测量，所采用的测量方式往往随加载方式的不同而不同。机械式杠杆砧码加载可以直接根据加载砝码得到负荷值如试验机，机械式公司的摩擦试验机主要用于测定自润滑涂层的使用寿命，以及表征固体材料或硬质涂层在不同条件下的摩擦磨损行为，用户可以通过改变摩擦时间接触压力运动速率环境温度湿度润滑剂等参数得到材料的系列性能指标。套完整的摩擦试验机系统包括以下组成主机计算机通信接口数据处理工作站仪器操作及数据处理软件平台附件针式压头支架，球形压头支架，润滑剂容器，砝码，校正模块试验机的尺寸主机计算机接口毛重建议安装环境试验机应安装在振动较小的平台上。图是该试验机的测试原理示意图。图公司摩擦磨损试验机测试原理。试验机的测试原理是平头或圆形压头安放在被测样品上，用精确测定质量的砝码施加载荷针或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式样品旋转时，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。.发展趋势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，高性能的电机系统己经比较成熟，调速比可以达到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，提高整机的寿命和可靠性。但高性能电机系统价格比较昂贵。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。改进测试手段提高稳定性测试精度，以使试验结果具有更好的重复性和再现性。.小结本设计主要对销盘式高温高速摩擦磨损试验机进行机械结构部分的设计与计算机三维实体造型以及二维图的绘制。所设计的试验机满足下面的性能要求主轴转速范围，无级调速工作的最高温度加载范围，采用砝码加载样品盘最大尺寸为，最大厚度。本设计要求设计出实现上述要求的较为合理的方案，并进行相关计算。最后对整个试验机进行机械结构设计，用绘制整个试验机的二维图。第二章摩擦磨损试验机的影响因素进行摩擦磨损试验的目的是要模拟实际的摩擦系统，在实验室再现摩擦磨损现象及其规律性，以便通过选定参数的测量分析考察图所示的工作运转变量润滑变量和气氛变量等对特定摩擦磨损试验系统摩擦元素的影响。因此，摩擦磨损试验机的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。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。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