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法兰克斯立式万能摩擦磨损试验机

产品时间:2020-03-25

简要描述:

MVF-1A法兰克斯立式万能摩擦磨损试验机,具有滚动、滑动或滑滚复合运动的摩擦形式,具有无级调速系统,可在极低速或高速条件下,用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能,例如低速销盘(具有大盘与小盘,单针与三针)摩擦功能、四球长时抗磨损性能和四球滚动接触疲劳、球—青铜三片润滑性能、以及止推垫圈、球—盘、泥浆磨损、橡胶密封圈的唇封力矩和粘滑摩擦性能的试验,匹配往复模块可实现

法兰克斯立式万能摩擦磨损试验机

1、试验力
1.1轴向试验力工作范围:10N~1000N(无级可调)
1.2试验力示值相对误差:不大于±1%,200N以下示值误差不大于±2N
1.3试验力示值零点感量:±1.5N
1.4试验力自动加荷速率:300N/min
1.5试验力长时自动保持示值相对误差:不大于±1%
2、摩擦力矩
2.1测定最大摩擦力矩:不小于2.5N.m
2.2摩擦力矩示值相对误差:±2%
2.3摩擦力荷重传感器:不小于50N
2.4摩擦力臂距离:50mm
3、主轴无级变速范围
3.1单级无级变速系统:1-2000r/min,速度可分段式加载;转速100r/min以上时误差不大于±5r/min;转速100r/min以下时误差不大于±1r/min;特殊减速系统转速为0.05r/min~20r/min
3.2主轴转速误差:±1%
4、试验介质: 油、水、泥浆、磨料等。
5、试验机加热系统
5.1加热器工作范围:室温~200℃(260℃),温度控制精度不    大于±2℃
5.2盘式加热板:φ65,220V,250W
5.3套式加热器:φ68×44,220V,300W
5.4φ3双组输出铂热电阻:RO=100±0.1Ω(长短各一组)
5.5温度控制精度:±(0.3+0.005t),式中“t”为试验温度绝对值
6. 摩擦副盘保持方式 :无间隙周向保持(进口部件)
7.试验机主轴锥度: 1:7
8.试验机主轴与下副盘最大距离 :≥75mm
9.试验机主轴控制
9.1手动控制
9.2时间控制
9.3转速(周期)控制
9.4摩擦力矩控制
10.试验机时间显示与控制范围:10s~9999min
11.试验机转速(周期)显示与控制范围:(1~99)×105
12.试验机主电机输出最大力矩:5N.m
13.试验机外形尺寸:700×680×1560mm
14.试验机净重:650kg
15.试验机主要附件及特殊附件
16.配置工装 :销盘摩擦副为Φ23及Φ46各1套;四球摩擦副为滑动摩擦副及滚动摩擦副各1套;止推圈摩擦副为摩擦环Φ50×Φ42及摩擦环Φ28×Φ25;弹簧夹头2件;Φ12.7四球机专用钢球200粒;高温油盒1套;其它与该机匹配的满足功能调试需要的附属夹具。
17.台式计算机:i5以上处理器,4G以上内存,1T以上硬盘,2G以上独显,27寸以上液晶显示器
 18.打印机:品牌彩色高分辨率激光打印机。
三、法兰克斯立式万能摩擦磨损试验机各摩擦副的概述
1.销盘摩擦副:(图五 销盘摩擦副<单针与三针>)

1—小试环   2—大试环   3—试样销    4—螺钉   5—销夹头
图五 销盘摩擦副<单针与三针>
摩擦系数
1.1单针小环
因为  f=μP  …………………………………(1)
      T=fr ……………………………………(2)
所以  μ==0.0837………………………(3)
式中:f—摩擦力   N
 μ—摩擦系数
P—试验机轴向试验力   N
T—试验机摩擦力矩     N.mm
r—小试环与试样销接触点轨迹半径23.873/2      mm
1.2三针小环
因为  f=μ………………………………………(4)
      T=3fr ………………………………………(5)
     μ==0.0837…………………………(6)
1.3单针大环与三针大环
μ==0.04332…………………………(7)
式中R—大试环与试样销接触点轨迹半径46.155/2 mm
1.4  小式环与销试样速度Vs
Vs=πdn=75n mm/min
大式环与销试样速度Vs
VL=πDn=145n mm/min
式中:n—试验机主轴转速 r.h.m
d—小试环与试样销接触点轨迹直径d=23.873m
D—大试环与试样销接触点轨迹直径D=46.155mm
3102试样销轴向磨损量与磨损接触直径
2.止推圈摩擦副(图六)

1.止推圈夹头    2.止推圈小试盘   3.螺钉   4.圆柱销
5.止推圈大试盘  6.小试环         7.大试环
图六   止推圈摩擦副
AS—止推圈小试盘接触面积  mm2
        AS=π(d12-d22)/4≈125mm2
Al—止推圈大试盘接触面积  mm2
        Al=π(D12-D22)/4≈580mm2
P—试验机轴向试验力            N
n—试验机主轴转速              r.p.m
T—试验机摩擦力矩              N.mm
Ps—止推圈小试盘接触压力   Pa
        Ps=
Pl—止推圈大试盘接触压力   Pa
        
Rs—止推圈小试盘平均半径  Rs=(d1+d2)/4=13.25  mm
Rl—止推圈大试盘平均半径  Rl=(D1+D2)/4=22.3   mm
Vs—止推圈小试盘试验速度  
Vs=2π.Rs.n=83.25n   mm/min
Vl—止推圈大试盘试验速度
        Vl=2π.Rl.n=144.47n   mm/min
μ3—小止推圈摩擦副的摩擦系数
        μ3=………………………(1)
μl—大止推圈摩擦副的摩擦系数
        μl=………………………(2)
Pv3—小止推圈摩擦副速度因子  N 
         Pv3=Ps.Vs=2πRs n=0.666P.n…………(3)
Pvl—大止推圈摩擦副速度因子 N
         Pvl=Pl.Vl=2πRl n=0.249P.n…………(4)
Kt—止推圈摩擦副的磨损因子   mm2/N
         Kt=………………………………………(5)
式中:X—止推圈摩擦副轴向磨损量          mm
P—止推圈摩擦副Ps式pl的接触压力  Pa
V—止推圈摩擦副Vs式Vl的试验速度  mm/min
t—止推圈摩擦副试验山时间          min
3.球盘摩擦副<单球与三球>图七

1.小试环     2.大试环      3.φ12.7钢球     4.球盘夹具
图七  球盘摩擦副<单球与三球>
摩擦系数的计算:
3.1单球与三球小环和销盘摩擦副单针与三针相同
   μ=……………………….(1)
3.2单球与三球大环(与销盘摩擦副计算公式相同) 
  μ=…………….(2)
  式中:T—试验机摩擦力矩                      N.mm
        P—试验机轴向试验力                    N
        R—大试环与试样球接触点轨迹半径R=
        μ—球与大试环摩擦系数
   试验速度:
3.3球与小试环速度(Vs)和3103大试环速度(Vl)
   Vs=π.d.n=75n  mm/min ………………………..(3)
   Vl=π.D.n=130n  mm/min……………………….(4)
   式中:n—试验机主轴转速   r.p.m
         d—小试环与球试样接触点轨迹直径 d=23.873mm
         D—大试环与球试样接触点轨迹直径D=41.380mm
   赫兹接触应力
3.4球盘摩擦副最大赫兹接触应力σmax
   当摩擦副材料相同时,泊松比μ=0.3时
   单球盘摩擦副   σmax=0.388 N/mm2
    三球盘摩擦副   σmax=0.388 N/mm2
  式中:P—试验机轴向试验力   N
        E—合金钢弹性模数2.1×106kgf/cm2=2.06×105N/mm2
        R—球试样半径 6.35mm
4. 四球摩擦副(如图八)

图八  长磨四球摩擦副
1—加热器   2—垫  3—圆柱销   4.油盒   5—锁紧螺环    6—弹簧夹头
7—标准试验钢球(GB308-84)  8—压环  9—软铝垫  10铂热电阻传感器
   摩擦系数公式推导
   四球摩擦副由四个等直径钢球(r=6.35mm)组成,其四个球心组成一个正四面体ABCD,如图所示,上球与下三球的接触点组成一个正三角形B1C1D1,上球与下三球的正压力各为N1=N2=N3=N,摩擦力F=μN,摩擦圆半径rA=,摩擦力矩故摩擦系数,
因轴向试验力为
所以   
摩擦系数   μ=
T—摩擦力矩(N.mm)               P—试验力  (N)

图九  四球作用力的分析图
5.球青铜三片摩擦副(如图十)

1—销    2—试片座    3—试片    4—锁紧螺环    5—弹簧夹头
6—标准试样钢球(GB308-84) 7—油盒 8—软铝垫 
9—铂热电阻传感器
图十   球青铜三片摩擦副
摩擦系数公式推导:
如图十一,球对试片的正压力各为N,轴向试验力为P,由图所示的几何关系可得:
3Nsinα-P=0  故 N= 
因为摩擦力矩 T=
所以  F=                                             
因 F=μN                图十一  球三片作用力的分析图
所以摩擦系数                                                                          
μ= 
T—摩擦力矩(N.mm)  P—试验力(N)
  注:由于加工尺寸误差,为了提高试验结果的再现性精度,摩擦系数需要进行修正,乘以修正系数k,即
  式中:k=       RA—试球理论磨损圆环半径(=3.663mm)
                      —试球实际磨损圆环半径(实测值,mm)
6.其它摩擦副
(1)滚动接触疲劳四球摩擦副

图十二  滚动接触疲劳四球摩擦副
四、技术情报及资料的保密
1、本技术方案属于我公司技术资料,用户应对我方提供的技术情报和资料承担保密义务,不论本方案是否采用,本条款长期有效;
2、我方对用户提供的技术情报和资料亦应承担保密义务。

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