橡胶塑料滑动摩擦磨损试验机

橡胶轮磨粒磨损试验机的“等摩擦面”试验方法的研究水正闿 刘竞生 刘佐民 【摘要】：作者针对橡胶轮磨粒磨损试验机存在的主要问题,为实现“等摩擦面”试验方法改进了试验机的结构,制定了一套较为合理的试验规范,以保证平均单位压力在试验过程中始终保持不变,从而获得了精度较高的试验数据。【作者单位】： 武汉工学院摩擦学研究室 武汉工学院摩擦学研究室 武汉工学院摩擦学研究室 【关键词】： 橡胶轮 平均单位压力 摩擦面 试验机 失重 磨粒磨损 试验方法 磨粒流 相对耐磨性 标准误差 【DOI】：CNKI:SUN:MCXX.0.1985-04-001

摩擦磨损模拟试验是摩擦学的一个重要研究手段。摩擦是现象，磨损是摩擦的结果，摩擦、磨损是两个不同的概念。二者在大多数情况下没有直接的关系，在少数特殊条件下才会有密切的关系。那么，我们如何做摩擦磨损模拟试验？摩擦磨损模拟试验结果又与哪些因素有关？我们应该怎样提高摩擦磨损模拟试验有效性？ 经多年的、大量的试验（设备评定试验和客户委托试验）及研究分五个教程为大家作浅要介绍。 标准试验设备选型（上） 通常情况下进行摩擦磨损模拟试验，首先要对试验设备进行合理选型。设备选型的原则是：标准试验须遵循标准方法要求，选择相应的设备；非标试验需考虑实际工况（试验条件），试样易于制备，节约试验成本，试样条件可更改性好，便于缩短试验周期，试验设备易于操作等因素。 部分摩擦磨损模拟试验有标准试验方法，其标准不仅给出了试验方法，还给出了评定方法（也有标准仅给出了试验方法）。 1.油品润滑性能 油品方面的标准、试验方法相对是比较全面的。 润滑油、润滑脂的抗磨、极压性能试验标准有《四球机法》。《四球机法》是一类较全面的标准，明确给出了试验方法及试验结果评定方法。就应选择符合标准技术要求的四球摩擦试验机及符合标准要求的四球试验专用钢球。 比如标准《GB/T 12583-98润滑剂极压性能测定法（四球机法）》、《GB/T 3142-82 润滑剂承载能力测定法（四球机法）》、《SH/T 0202-92 润滑脂极压性能测定法》中，明确规定了试验运行时间、试验转速、负荷级别以及评定方法，以测定油品极压性能指标最大无卡咬负荷、烧结负荷以及综合磨损值。因此，润滑油、润滑脂极压性试验MRS-10A 微机控制四球摩擦磨损试验机、MRS-10P 触摸屏杠杠式四球摩擦磨损试验机以及MRS-10G 杠杠式四球摩擦磨损试验机都可供选择。 标准《SH/T 0189-92 润滑油抗磨性能测定法（四球机法）》、《SH/T0204-92 润滑脂抗磨性能测定法（四球机法）》中也明确规定了试验载荷、试验时间、试验转速以及统一的评定指标磨斑直径。若试验结果需参考分析摩擦系数就须选择MRS-10A 微机控制四球摩擦磨损试验机、MRS-10P 触摸屏杠杠式四球摩擦磨损试验机以及MMW-1A 立式万能摩擦磨损试验机进行试验。若试验分析指标按标准规定只分析磨斑直径，那么MRS-10G 杠杠式四球摩擦磨损试验机也可供选择。 标准《SH/T 0762-2005 润滑油摩擦系数测定法》中不仅明确规定了试验过程中所选试验载荷、试验时间及试验转速，还明确要求需记录摩擦系数，所以只能选择MRS-10A 微机控制四球摩擦磨损试验机、MRS-10P 触摸屏杠杠式四球摩擦磨损试验机以及MMW-1A 立式万能摩擦磨损试验机进行试验。 柴油的润滑性试验方法有《柴油润滑性评定法》，标准《ISO 12156-1：1997 用高频式往复试验机评定柴油的润滑性》、《SH/T 0765-2005 柴油润滑性评定法》中明确给出了具体试验方法（含试验条件，如试验载荷、试验频率、试验时间以及所允许的工作环境温、湿度范围）及试验结果评定方法（含部分典型磨斑读取方法）。甚至规定了试验中所使用的试验球、试验片的具体技术要求。根据标准规定，可选择MGW-001柴油润滑性能评定试验机（高频往复摩擦磨损试验机）进行试验。 润滑油、润滑脂的承载能力即OK值、擦伤值试验标准、方法有《GB/T 11144-89 润滑剂承载能力测定法（梯姆肯法）》，试验标准中亦明确给出了试验方法（如试验温度、试验转速、试验时间、施力要求等）及结果评定方法。除此，还明确指出试验中所使用的试环、试块必须满足标准要求的样件。就可选择满足标准技术要求的MRH-5A环块磨损试验机（梯姆肯试验机）及满足标准要求的标准试环、试块进行试验。 润滑剂的承载能力试验标准、方法还有《SH/T 0306-1992 润滑剂承载能力测定法（CL-100齿轮机法）》，该试验标准也同样规定了具体的试验方法（如试验转速、试验时间、试验温度、载荷级别等）、试验样件（齿轮）以及结果评定方法。就可选择满足标准技术要求的MRC-1齿轮磨损试验机及满足标准要求的标准齿轮进行试验。 航空煤油润滑性评定方法有《SH/T 0687-2000 航空涡轮燃料润滑性测定法（球柱润滑性评定仪法）》，该试验标准更是明确了具体的试验方法（含试验条件，如试样体积、试样温度、施加负荷、试验转速、试验时间等）、试验样件（试验环、试验球）要求及试验结果评定方法。就可选择MRQ-01 航空燃料润滑性评定试验机及符合标准试验的试验环、试验球。 油品方面的润滑性评定试验，国家标准、行业标准也相对是较全面的。比如国家2015年最新强制执行的国四标准中，明确规定炼油厂出厂的柴油，润滑性磨斑不得超过460um。这样国家标准、行业标准结合就构成了油品具体的评定方法。 2.金属、非金属材料 材料方面，大多数材料试验没有统一的标准试验方法，或有简单的试验方法标准，没有统一的试验结果评定方法。这就需要根据研究目的、现有的标准相结合来选择合适的试验设备。 《GB/T 12444-2006 金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验》试验标准，根据试验标准指出的试验原理、方法及试样尺寸、处理等技术要求，可选择MRH-3 高速环块摩擦磨损试验机或MRH-5A环块磨损试验机（梯姆肯试验机）进行试验。但是该试验标准没有明确试验条件及具体评定标准，仅规定了试验方法。具体试验条件需根据自己的实际情况、要求进行不断摸索确定。 《GB 3960-83塑料滑动摩擦磨损试验方法》试验标准，根据标准指出的试验原理、方法及试样尺寸、处理等技术要求，可选择MRH-1环块摩擦磨损试验机或MMS-2A 微机控制摩擦磨损试验机进行试验。该试验标准内容虽明确规定了试验方法及试验条件（如试验载荷、试验转速、试验时间等），但并未给出具体的评定标准。 《SH/T 0190-92 液体润滑剂摩擦系数测定法》、《GB/T 12444.1-90 金属磨损试验方法 MM型磨损试验》，根据试验标准内容要求可选择MMS-2A 微机控制摩擦磨损试验机进行试验。两标准皆具体规定了试验方法、试样尺寸、技术要求等。其中，SH/T 0190-92指出了相关试验条件（如试验载荷、试验转速、试验时间等），但也未给出具体的评定标准。而在GB/T 12444.1-90试验标准中，试验条件也仅涉及到了试样转速方面，并未规定相关试验载荷、试验时间等条件。另外，标准虽明确指出在无特殊要求的情况下，可采用标准规定的转速。但同时也指出转速可根据实际工作条件确定，即该标准方法试验条件，可根据自己的实际情况确定。 GB/T 7948-1987 塑料轴承极限PV试验方法》，根据试验标准内容可选择MPV-20 屏显示PV摩擦试验机。该试验方法、试样技术要求及条件在标准中都有体现，试验条件仅涉及到了线速度方面。但是试验条件仅限于标准建议的试验条件，并不是具体的、标准的试验条件。具体试验条件，还需结合样品的承受能力及设备允许范围摸索确定。 《GB 10622-89 金属材料滚动接触疲劳试验方法》、《YB/T 5345-2006 金属材料滚动接触疲劳试验方法》根据试验标准内容可选择GPM-30 微机控制滚动接触疲劳试验机。该试验标准指出了试验方法、试样技术要求，也涉及到了试验条件及结果评定现象。但所涉及的试验条件也仅限于标准建议的试验条件，并不是具体的、标准的试验条件。具体试验条件，还需结合样品的承受能力及设备允许范围摸索确定。涉及的现象也只是部分现象，实际进行的试验现象不仅限于标准所涉及的现象。 美国标准《ASTM D3702-94 止推圈测定材料摩擦性能的试验方法》、《ASTM G 99-04 销盘检测材料摩擦性能的试验方法》，根据试验标准内容所讲的试验方法，可选择MMW-1A 立式万能摩擦磨损试验机或MMD-1多功能摩擦磨损试验机。两标准也仅介绍了试验方法，并没有给出具体的试验条件及具体的试验结果评定标准。具体试验条件，更需结合样品的承受能力及设备允许范围而定。 由此可见，多数材料方面的试验标准在设备选型及试样制备方面提供了参考，至于能否正常进行摩擦磨损模拟试验，还需研究人员根据自己的要求及设备的允许范围，通过试验确定合适的试验条件和评定方法。试验条件主要是试验力、速度、时间等，评定方法主要有摩擦因数、磨损量、磨痕几何尺寸等。