四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)原理
四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)由主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、油盒與加熱器、試驗(yàn)力傳感器、摩擦力測(cè)量系統(tǒng)、微控液壓加載系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（包括各個(gè)主參數(shù)的設(shè)定、控制、報(bào)警等單元）等部分組成。它們都安裝在以焊接機(jī)座為主體的機(jī)架中。
3.1主軸及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
主軸是由變頻電動(dòng)機(jī)通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，速度無(wú)級(jí)調(diào)速。通過(guò)圓弧齒同步帶調(diào)速系統(tǒng)把電機(jī)的功率傳遞到主軸上。
試驗(yàn)機(jī)主軸系統(tǒng)的安裝調(diào)試，技術(shù)難度大，故不要輕易拆裝清洗。本主軸傳動(dòng)系統(tǒng)可以在200～2000r/min范圍內(nèi)正常工作，由于應(yīng)用了變頻調(diào)速系統(tǒng)，故其在低轉(zhuǎn)速下具有高的傳動(dòng)力矩。本試驗(yàn)機(jī)的主軸上裝有一測(cè)速片，通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)測(cè)速。本機(jī)通過(guò)變頻器的控制，當(dāng)大負(fù)荷試驗(yàn)過(guò)程中突然出現(xiàn)摩擦力矩較大時(shí)，主軸力矩迅速增加，變頻器過(guò)電流保護(hù)，主軸立即自動(dòng)停車；本機(jī)設(shè)有計(jì)時(shí)單元（分、秒預(yù)置），時(shí)間超預(yù)置自動(dòng)停車系統(tǒng)。
恒旭特制擴(kuò)展式主軸，可以用來(lái)設(shè)計(jì)其它形式的摩擦偶件，夾具以擴(kuò)大四球摩擦試驗(yàn)機(jī)的使用范圍。
3.2微控液壓加載系統(tǒng)
本試驗(yàn)機(jī)是通過(guò)液壓油缸的活塞來(lái)對(duì)鋼球施加60～10000N的軸向壓力負(fù)荷，為了適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷試驗(yàn)的要求，如1小時(shí)392N、1200r/min的長(zhǎng)磨試驗(yàn)，本機(jī)采用了負(fù)荷保持閥的結(jié)構(gòu)。液壓原理如圖二所示，
3.3磨斑的測(cè)量
鋼球磨斑的測(cè)量是利用經(jīng)過(guò)改裝的測(cè)量顯微鏡來(lái)完成的，測(cè)量精度為0.01mm,通過(guò)對(duì)測(cè)量顯微鏡的改裝，能在不取出鋼球的情況下，對(duì)油盒中三個(gè)鋼球的磨斑進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)先將油盒放置在與顯微鏡安裝在一起的油盒頭座上，使鋼球?qū)?zhǔn)顯微鏡的物鏡，再轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦手輪，求得清晰的磨斑。然后旋轉(zhuǎn)橫向測(cè)微手輪，使目鏡中十字分劃線的縱線與磨斑左右邊緣分別相切，測(cè)微手輪上刻度線讀數(shù)的差值，即為磨斑橫向的直徑；同理旋轉(zhuǎn)縱向測(cè)微器，使目鏡中的十字分劃線的橫線分別與磨斑前后邊緣分別相切，縱向測(cè)微器上刻度線讀數(shù)的差值，即為磨斑縱向的直徑，兩直徑的算術(shù)平均值即為該鋼球的平均磨斑直徑。旋轉(zhuǎn)油盒，用同樣的方法依次測(cè)量出另外兩鋼球的平均磨斑直徑。三鋼球平均磨斑直徑的算術(shù)平均值即為本次試驗(yàn)的平均磨斑直徑。
3.4摩擦力測(cè)定和油盒
試驗(yàn)過(guò)程中，所有四個(gè)球的接觸點(diǎn)都必須浸沒(méi)在潤(rùn)滑劑中，當(dāng)鋼球摩擦副工作時(shí)，通過(guò)力傳感器產(chǎn)生一個(gè)與受力大小相對(duì)應(yīng)的微小信號(hào)，經(jīng)摩擦力矩測(cè)量系統(tǒng)顯示摩擦力矩的數(shù)值?？梢愿鶕?jù)試驗(yàn)中摩擦力矩大小分別預(yù)置摩擦力矩?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)摩擦力矩過(guò)預(yù)置自動(dòng)停車功能。
在高溫油盒外裝有功率為250W額定電壓為36V的環(huán)狀加熱器，溫度傳遞元件是Pt100鉑電阻，通過(guò)溫控表對(duì)試驗(yàn)溫度從室溫～250℃進(jìn)行數(shù)顯控制與報(bào)警，并將信號(hào)輸入到微機(jī)控制系統(tǒng)。溫控精度可控制在±2℃。
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