四球摩擦试验机是评估润滑剂抗磨、极压性能及材料摩擦学特性的经典设备，其核心在于通过精确施加法向载荷，模拟接触副在边界润滑或混合润滑状态下的摩擦行为。加载方式作为该设备的关键技术环节，直接影响试验的重复性、控制精度和适用范围。目前加载方式主要包括杠杆砝码加载和伺服电机/液压加载两大类，二者在结构原理、操作便捷性及测试能力上各有特点。 一、杠杆砝码加载（机械式加载）
这是传统且广泛应用的加载方式，其原理基于杠杆平衡原理：通过在杠杆一端悬挂标准砝码，利用杠杆比将砝码重量放大后作用于上球，从而对下三球试样施加所需试验负荷。
主要特点：
结构简单、成本较低：无复杂电子或液压部件，维护方便；
加载稳定、无波动：砝码重力恒定，加载过程无动态冲击，特别适合标准方法中规定的恒定负荷测试；
精度依赖砝码与杠杆制造质量：高精度设备需使用经计量认证的砝码，并确保杠杆支点无磨损；
操作繁琐：更换负荷需手动增减砝码，无法实现程序化变载或连续加载；
负荷受限：受杠杆长度和空间限制，通常适用于中低负荷范围。
该方式广泛用于教学、质检及常规润滑油性能评定，尤其在执行固定负荷标准试验时具有良好的可靠性和可比性。
二、伺服电机或液压加载（电控式加载）
现代精密四球摩擦试验机多采用电控加载系统，通过伺服电机驱动丝杠或液压缸直接施加法向力，并由力传感器实时反馈形成闭环控制。
主要特点：
加载灵活、可编程：支持设定任意负荷值，并可实现阶梯加载、斜坡加载或动态变载，适用于研究型摩擦学实验；
高精度与重复性：内置高精度负荷传感器（如应变片式），减少人为误差；
自动化程度高：与控制系统集成，可自动完成加载、保载、卸载全过程，提升测试效率；
支持极压点自动判定：在烧结负荷（PB值）测试中，可实时监测摩擦力突变并自动停机，提高安全性；
成本较高、维护复杂：需定期校准传感器，伺服或液压系统对环境清洁度要求高。
此类加载方式更适合科研机构、润滑油研发实验室或需要高通量、高精度测试的场景。
三、加载方式对测试结果的影响
1. 负荷稳定性
杠杆砝码加载在长时间试验中几乎无漂移，而电控系统若传感器温漂未补偿，可能出现微小波动，影响摩擦系数曲线平滑度。
2. 响应速度
电控加载可在秒级内完成负荷切换，便于研究瞬态摩擦行为；而机械加载需停机调整，仅适用于稳态测试。
3. 极压测试安全性
在测定烧结负荷（PD值）时，电控系统可结合摩擦力突增信号自动卸载，防止主轴卡死或钢球熔焊；机械加载则依赖操作员及时干预，存在滞后风险。
四、选择建议与使用注意事项
科研与开发需求：若需探索非标工况、变载摩擦或自动判定失效点，应选择伺服加载机型；
定期校准：无论何种方式，均需定期用标准测力仪验证实际施加负荷的准确性；
避免超载：尤其机械加载系统，超限使用可能导致杠杆变形或支点损坏；
保持清洁：电控加载系统的导轨、丝杠需防尘防油污，防止卡滞影响精度。
结语
四球摩擦试验机的加载方式虽为底层技术细节，却深刻影响着测试的适用范围、数据质量和操作体验。杠杆砝码加载以“简单可靠”见长，伺服/液压加载以“精准灵活”取胜。用户应根据自身应用场景——是常规质检还是前沿研究——合理选择加载类型，并在使用中注重校准与维护，方能确保摩擦学数据的真实、有效与可比。
