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MRS-10B摩擦试验机软件使用说明书一安装与启动1.微机硬件配置Celeron2.0/128M内存以上PC机，SVGA彩色显示器（支持1024*768或以上显示分辨率），至少有两个串行口（COM1,COM2,COM3）.2.微机操作系统Windows 98/ Windows NT4.0/ Windows 2000/ Windows XP操作系统。
3 软件安装将安装光盘放入光盘驱动器，运行SETUP.EXE安装程序，按照安装程序的提示，依次进行安装操作，直到安装程序提示安装成功。
（serial选项输入任意值）。
将扩展串行口驱动光盘放入光驱中。
按照提示按装扩展串行口。
4运行将加密狗插入USB口，用鼠标点击WINDOWS[开始]菜单里的[MRS-10B摩擦磨损试验机软件]→[[MRS-10B擦磨损试验机软件]，即可启动试验控制程序。
接好串行线，开动试验机，即可显示数据。
如没有数据显示，可关闭试验机，检查串口线是否接通。
二软件界面主界面1 菜单栏及工具栏1.1系统设置1.1.1报表设置：用鼠标左键点击“报表设置”弹出如下对话框，在参数栏中填写试验报表各项。
点击保存“保存文本”按钮，可将报表参数保存为文本文件（.txt）,,电击“打开文本”按钮可将以前保存的报表文本文件加载。
点击“确定”或“取消”按钮，对话框退出。
1.1.2控制及报警参数设置：用鼠标左键点击“参数设置”弹出如下对话框，选择手动或者自动控制，若选择自动控制可在对话框中输入试验时间和文本数据保存时间间隔，默认为2小时20分和1秒，三个文本框中的数据都是整数。
同样可以设置报警参数。
（1）选择试验机控制方式自动或手动（2）设置自动控制些的试验条件，试验力和转速（3）设置试验时间，时间到后自动停止试验（4）设置数据采集时间间隔和数据保存时间间隔（5）试验报警设置，达到报警值后自动停止试验。
1.1.3退出：退出整个操作系统。
1.2 数据处理1.2.1存为Excel:将试验数据保存为.xls结尾的Excel文件。
摩擦磨损试验机校准规范编写说明1任务来源根据国家市场监督管理总局2023年国家计量技术法规计划立项，由山东省计量科学研究院主要承担《摩擦磨损试验机校准规范》的制/修订工作。
2规范制定的必要性摩擦磨损试验机是评定各类润滑材料的极压抗磨性和减摩性以及从事摩擦学研究的计量仪器，具有操作简单、试验成本低、测定速度快等突出优点，在基础油、添加剂、复合配方性能评定以及油品质量监督检验等方面使用广泛，也是进行摩擦学理论研究的最常用工具。
为了保证四球摩擦磨损试验机的产品质量，保证量值准确统一，山东省计量科学研究院（所）于1997年制定了JJG373-1997《四球摩擦试验机》计量检定规程，并于1998年1月1日实施。
这一规程的实施对规范四球摩擦磨损试验机的技术要求和检定方法，保证产品质量，起到了重要的作用。
随着工业和科学技术的发展，各种润滑材料的性能不断提高，又提出了使用环块磨损试验机进行评定等新方法。
目前的检定规程已执行了23年，原规程针对的检定对象主要是液压式极压四球摩擦试验机，规程应用面比较窄，近几年国内石化和工程用于检测润滑油摩擦磨损性能的主要标准和试验方法NB/SH/T0189-2017《润滑油抗磨损性能的测定-四球法》、GB/T3142-2019《润滑剂承载能力的测定-四球法》已经修订多次，试验机相关标准JB/T9395-2017《四球摩擦试验机》、JB/T9396-2013《环块磨损试验机技术规范》也进行了修订和制定，内容有了很大的变化，现有规程已无法满足试验要求，且现在很多润滑油制造、使用厂家和质检部门所使用的试验机没有相应的检校方法，导致试验机无法溯源，不能保证油品检验结果准确可靠。
为了适应这些发展变化，满足使用行业的需求，急需制定新的摩擦磨损试验机计量校准规范，以满足摩擦磨损试验机用户和生产厂家的量值溯源需求。
3《摩擦磨损试验机校准规范》制定过程1、2023年列入制定计划，初步拟定工作计划，2023年底成立起草小组并进行充分调研，就规范包含的内容、主要技术指标等问题进行了讨论，确定了规范起草的主导思想和原则。
四球摩擦磨损试验机常见测试项目
四球摩擦磨损试验机是一种广泛应用于材料磨损性能测试的设备，其测试原理是通过摩擦和磨损的方式，对不同材料的耐磨性能进行定量评估。
下面我们将介绍四球摩擦磨损试验机常见测试项目。
1. 硬度测试：硬度是衡量材料抗外力作用的能力，在四球摩擦磨损试验机中可以通过定量测试不同材料的硬度值来评估其抗磨损
性能。
2. 摩擦系数测试：摩擦系数是指材料在受到外力作用下的相对运动时，所产生的摩擦力与垂直于两个接触面的力之比。
通过测试不同材料在不同条件下的摩擦系数，可以了解材料的摩擦特性及其对磨损性能的影响。
3. 磨损测试：磨损测试是四球摩擦磨损试验机的主要测试项目之一，通过定量测试不同材料在一定条件下的磨损量，可以了解其耐磨性能及其在不同工况下的磨损特性。
4. 表面质量测试：表面质量是指材料表面的光洁度、平整度、粗糙度等特性，它直接关系到材料的磨损性能。
通过测试不同材料的表面质量及其对磨损性能的影响，可以为材料的选择和设计提供科学依据。
总之，四球摩擦磨损试验机具有广泛的应用领域，在材料选择、产品设计、性能评估等方面都具有很高的实用价值。
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老式四球摩擦试验机的低成本数字化改造冯亮;徐军【摘要】对老式的四球摩擦试验机进行了改造,增加了显微摄像功能,方便观察记录数据,且成本低廉.【期刊名称】《杭州化工》【年(卷),期】2010(040)004【总页数】3页(P37-39)【关键词】四球摩擦试验机;数字化;改造;摄像【作者】冯亮;徐军【作者单位】杭州石化有限责任公司,杭州,310015;杭州石化有限责任公司,杭州,310015【正文语种】中文四球摩擦试验机是测试油品润滑性能最常用的仪器。
其基本结构是由电机带动主轴上的一粒钢球做主动旋转，底部三粒浸没在油中的钢球托住顶部钢球，并施加一定的压力，这样，顶部钢球在转动时会造成底部球的磨损，该磨痕通常为圆形。
通过测量磨痕直径，可以判断油的润滑性能的优劣。
可见四球试验机的基本结构十分简单，一是旋转装置，二是试球的契合装置，三是负载的加载装置，四是磨痕的观测装置。
正是由于试验机的结构简单，成本低廉，维护方便，数据重复性好，使得四球试验机的测试指标如最大无卡咬负荷（PB）、烧结负荷（PD）、磨痕直径（WSD）等被广泛运用于油品的指标中。
四球摩擦试验机的改进均是围绕着其基本结构以电子化的方式展开的。
在旋转装置上，由最早的三相电机，速度不可变，改进到机械调速，又改进到变频调速，再改进到伺服电机调速。
这一系列的改进，使电机转速的可调范围越来越大，因此能从更广的角度进行摩擦试验，同时也使电机速度的稳定性和带负载能力不断提高，减少了由偶然变化带来的误差。
在四球的契合装置上，由于它主要是机械结构，因此比较少有电子化改进，主要体现在附属配件上，比如对油加热的恒温控制性能随着电子技术的提高而改善，温度控制得更稳定了。
在负载的加载装置方面，最基本的是杠杆加载，电子化后可以改进成液压加载，从而提高机器的操作效率，降低操作者的劳动强度。
但是一个设计不精良的液压加载，往往会造成加载负荷不准，反而使试验结果产生误差。
磨痕的观测装置是一台光学显微镜，它可以改进为摄影显微镜，进而结合计算机技术，改成数字化摄影显微镜。
四球试验标准
四球试验是一种用于测试材料表面硬度和耐磨性的试验方法。
以下是四球试验的标准：
1. 试验设备：四球试验机是进行四球试验的主要设备，它由四个球组成，每个球的直径为1
2.7mm，材料为淬火钢或硬质合金。
球面上没有划痕、毛刺或其他缺陷。
2. 试样准备：试样应该具有与被测试材料相同的表面处理状态，并且尺寸应该足够大以容纳四个球。
试样的表面应该平整、光滑，无划痕、毛刺或其他缺陷。
3. 试验程序：将四个球放置在试样表面上，并施加一定的负荷，使四个球与试样表面接触。
然后，将试验机旋转一定的角度，使球与试样表面之间产生相对运动。
在试验过程中，观察试样表面是否有磨损或划痕。
4. 试验参数：试验参数包括负荷、旋转角度、旋转速度、试验时间等。
这些参数应该根据被测试材料的特性和试验目的进行选择。
5. 结果分析：根据试样表面的磨损量和划痕情况，可以得出材料的表面硬度和耐磨性。
通常，硬度越高，耐磨性越好。
但是，硬度过高的材料可能会对刀具造成损害，因此需要在选择材料时进行综合考虑。
6. 试验标准：为了使四球试验的结果具有可比性，需要制定统一的试验标准。
例如，
可以规定负荷的大小、旋转角度和速度等参数的标准值。
此外，还可以规定试样表面的处理方法、试验前的准备步骤等标准。
总之，四球试验是一种测试材料表面硬度和耐磨性的有效方法。
为了使试验结果具有可比性，需要制定统一的试验标准，并严格按照标准进行试验。
毕业设计题目四球摩擦试验机主机设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0707学生张鹏学号20070403269指导教师陶立英二〇一一年五月二十三日1前言1.1国内外摩擦试验机的研究现状以及发展趋势四球摩擦试验机是国际上普遍使用的润滑剂模拟评定的试验装备，摩擦副（或称摩擦偶件）是由四个钢球组成的，四个钢球的球心组成一等边四棱锥体，下面四个钢球用油盒固定在一起，上面一个钢球通过专用弹簧夹头固定在主轴上。
目前国内典型四球摩擦试验机（MRS-10A型）测量控制系统主要由传感器和以单片机为核心的二次仪表构成，试验载荷的控制是用步进电机拖动一个负载保持阀来实现。
国际上摩擦磨损试验机以美国Falex微机控制多功能摩擦磨损试验机测量控制系统最具有代表性。
四球试验机的评定对象是各种润滑剂，环境较油腻，最多的试验为极压试验，每次试验过程仅为10秒钟【1】。
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：（1）、以高性能的电机系统取代机械变速系统：目前，高性能的电机系统已经比较成熟，调速比可以达到一比几百、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；（2）、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【2】；（3）、改进测试手段；（4）、提高稳定性，提高测试精度。
1.2研究摩擦试验机的目的和意义由于磨损在生产生活中存在的广泛性，给国民经济带来的损失极其巨大。
有摩擦一般都有磨损，摩擦造成了巨大的能源、材料的消耗和经济损失。
据估计，仅磨料磨损每年就使工业国家损失国民生产总值的1%-4%。
四球摩擦磨损试验机的使用方法摩擦磨损试验机操作规程四球摩擦试验机紧要用于滑动、转动工况下润滑油的润滑性能讨论，其摩擦副由3个固定球和1个与之压紧的旋转球构成。
除去了因操不同造成的测量误差和操作中的空回误差，同时也削减了对四球磨损试验机的反复调整，加快了测量速度。
使用方法：1.首先在确保接线正确的前提下，接通电源，打开设备左侧空气开关；2.按下四球摩擦试验机电源开关，接通系统电源，按下计算机开按钮，启动计算机掌控系统；3.进入系统后打开四球摩擦试验机专用掌控系统，检查各参数是否显示正常；4.检查试样装夹情况，保持空载状态，选择摩擦副，设置较低转速，启动设备，注意察看设备运转是否正常；5.用溶剂汽油清洗油盒、试验用钢球、夹具及其它试验过程中与试样接触的零部件，再用石油醚洗两次，清洗完成吹干，清洗后钢球应无残渣干净无锈斑。
依据现场情况及试验要求选择清洗方式及清洗次数，每次试验工况保持一致；6.四球摩擦试验机使用专用工具装夹试样，将钢球分别固定在四球机的上球座和油盒内，把试样倒入油盒中，让试样盖过钢球到达压环与螺帽结合处。
假如是试验润滑脂，则先在油盒中充分数量的润滑脂，把求嵌入润滑脂中，放上压环，拧紧螺帽固定油盒，抹平表面的润滑脂并调整到压环与螺帽的结合处，试样中不能有空穴存在；7.安装好上钢球，然后把装好试样和球的油盒正中地安置在力矩轮上面；8.四球摩擦试验机依据PB点注2的补偿表设定试验力值，设定时间为10s，转速为1450r/min，开始试验。
摩擦磨损试验机的原理介绍摩擦磨损试验机由主轴驱动系统、摩擦副承载系统、试验力传感器、摩擦力测量系统、全自动加载系统、计算机掌控系统（包括各个主参数的设定、掌控、报警等单元）等部分构成。
它们都安装在以焊接机座为主体的机架中。
主轴及其驱动系统主轴是由伺服电动机通过调速系统驱动，速度无级调速。
通过圆弧齿同步带调速系统把电机的功率传递到主轴上。
试验机主轴系统的安装调试，技术难度大，故不要轻易拆装清洗。
四球摩擦磨损试验机常见测试项目
四球摩擦磨损试验机是一种常用于材料磨损性能测试的设备。
其主要原理是在一定条件下，通过四个球体之间的摩擦和磨损来评估材料的耐磨性能。
以下是四球摩擦磨损试验机常见的测试项目： 1. 耐磨性能测试：该测试旨在评估材料的耐磨性能。
在测试中，将样品放置在四球摩擦磨损试验机中，通过球体之间的摩擦和磨损来模拟材料在现实中的磨损情况，并测量材料耐磨性能的指标，如摩擦系数、磨损量等。
2. 摩擦学性能测试：该测试旨在评估材料在不同摩擦条件下的性能。
在测试中，通过改变试验条件，如载荷、速度等，来模拟不同的摩擦条件，并测量材料的摩擦系数、磨损量、磨损形貌等指标，以评估材料在不同摩擦条件下的性能。
3. 疲劳寿命测试：该测试旨在评估材料的疲劳寿命。
在测试中，通过多次循环加载和卸载来模拟材料在实际使用中的疲劳情况，并测量材料的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率等指标，以评估材料的耐久性能。
4. 热稳定性测试：该测试旨在评估材料的热稳定性能。
在测试中，将样品放置在高温环境中，并测量材料的热稳定性能指标，如热变形温度、热重分析等，以评估材料在高温环境下的性能。
四球摩擦磨损试验机是评估材料性能的重要设备之一，通过以上常见测试项目的测试，可以全面评估材料的性能，为材料的应用提供可靠的数据支持。
济南益华摩擦学测试技术有限公司四球摩擦试验机操作规程首先应接通试验机电源，此时，电源关按扭亮，按下电源开按钮，此时，各显示屏亮并开始工作。
试验之前首先装好试样，准备完毕开油泵预热15分钟，按下转速启动按钮，调节转速给定，到达相应的转速，按下停止按钮。
调节手动调压阀，使油缸升起，油缸升 起过程中，对试验力、摩擦力、时间、周期进行清零，并对四参数预置，调节试验力，稳定后试验开始，时间、周期开始计数。
极压四球试验具体操作可参照以下步骤：1.接通电源，检查电源关是否亮，若正常，打开电源开按钮，此时各液晶及数码管显示一定的数值以及左面板灯亮，若不正常，检查供电电源。
2. 打开油泵开，预热15分钟左右，预热过程中通过转速给定调节转速，直到达到试验方法要求的理想状态。
（调节转速的具体步骤:首先按下参数控制操作面板中的 启动按钮，此时转速显示区域的数码管显示一定数值，通过转速给定调节转速，直到达到试验方法要求的理想状态（积压四球试验要求的转速理想状态为 1450），然后按下参数控制面板中的停止按钮，使主轴停止）。
同时打开计算机里的软件，在试验方法设定里边选择积压四球试验3.安装试样，具体安装方式可参照GB3142-82。
4.试样安装到力矩轮上后，进行试验参数设定（积压四球试验的时间的设定值为10秒,试验力设定值是根据做的具体力值来设定的）。
5.积压四球试验要用手动模式来加载试验力，首先按下手动按钮，然后顺时针旋转手动加荷手轮，当柱塞上升后停止手动加荷手轮转动使活塞停止上升，此时对试验力、摩擦力、时间、周期清零（此时使力矩轮在适当位置，不至于在上升过程中保险杆撞上保险柱）。
6.确认力矩轮在防转螺柱位置，按下参数控制操作面板中的启动按钮，试验开始。
7. 验结束后弹出手动按钮，然后按下油缸升降关按钮，使柱塞快速下降并把手动加荷手轮旋转到最左边，取下油盒，将油盒内的油倒出，用图像处理软件 ScopePhoto来测量磨斑直径的大小，并在MRS-10A 软件中按下积压四球按钮，把刚才测量的磨斑直径的大小输入到软件里来分析和保存.8.使用专用扳手主轴上的弹性夹头取下（取钢球时使用专用锤杆），更换新的钢球进行下一级试验。
四球磨损试验机
试验机结构
该试验机主要由主轴及其驱动系统、液压施力系统、摩擦副、电气控制箱等部分组成。
由试验机外观照片可以看到，试验机下部是机座，机座左部装有油缸、活塞。
机座后部装有液压油源。
在机座的左上部是主轴及驱动系统，在主轴和活塞之间是摩擦副和摩擦力测量机构。
在机座的右上部是电气控制箱，完成试验机各参数的测量和控制。
润滑剂抗磨损试验机用途与适用范围
该机主要是以滑动摩擦的形式，在极高的点接触压力条件下评定润滑剂的承载能力。
包括最大无卡咬负荷PB、烧结负荷PD、综合磨损值ZMZ等三项指标。
该机还可以做润滑剂的长时抗磨损试验，测定摩擦系数。
连接计算机后可以记录摩擦力和温度曲线。
如果使用特殊摩擦附件，也可以进行滚动摩擦试验、各种材料间的模拟磨损试验、端面磨损试验以及钢球滚动疲劳试验等。
工作原理
由四球（1个上球3个下球）组成摩擦副，上球卡在夹头内，下球组固定不动，上球与下球组相接触。
工作时，上球由主轴带动旋转，通过加载系统向下
球组加载。
由右图可见，四球机的
四个钢球形成一个等边四面体，上球对下3球在3个接触点的作用力可由等边四面体来分析。
设加载在顶球1上的垂直负荷W ，
W N N N 4082.0321=== （1） 由于上球与下面任意一个小球之间的摩擦力11312111N F F F F μ====,因此测量出1F 就可以得到摩擦系数μ的大小。
下面还需要求出顶球与底球的接触点
至顶球球心垂线的距离11B O 、
11C O 、11D O ，以求出顶球在接触处的线速度。
从图中几何关系得：
11115774.03
1R R B O ==
（2）
自动拉力记录仪测得的力并不等于四球摩擦后产生的摩擦力，而是要经过力的传递和一定的放大倍数后得到的一个力，大小可以通过下面的计算得出。
由右图 可知：111B O L = 有：662.35774.011≈=R L mm
根据摩擦力测试机构可以知道，力系对O 点的主矩：
1
2
213L L F F =
（3） A D
1
C
N
2
O 1
C
1
B 1
B
O
N
1N 3
D
ω
四球机钢球受力分析图
试验中F2由自动拉力记录仪测得，因此21
2
2174.123F L L F F ==
W
F N F N F 2
121174.126
74.12===
μ （4） 由此可知，试验中只要测出自动拉力记录仪上的读数2F 和载荷W 就可以求得摩擦系数μ 实验实例
1．启动计算机，打开 LabVIEW 的记录程序，然后将程序上的相应的值设定好，
让其运行半个小时，把初值调为零点，这样是为了避免零飘，刚开始打开程序会有
零飘，那样会影响实验结果及其精度。
2．将四个钢球、油盒和上夹头、夹具、以及销子在石油醚中浸泡 1min ，为了
保证数据的精度，应将试验球反复清洗干净，然后再换用新的石油醚冲洗。
将清洗
的试验钢球放到洁净的玻璃杯中。
3．再重复上述 1 的步骤，吹风机将其吹干。
4．在试验机主轴上夹头中安装一洗净的试验钢球，并用夹具夹紧。
5．在油盒中安装三个洁净的试验钢球，并用夹具夹紧。
6．把试验中所用到的试验油倒入油盒中，使润滑油充满油盒中的空隙，并使润
滑油浸没过油盒中三个试验钢球顶部。
7．按照所需要的转速调变频器的相应频率。
8．做好上述步骤后，查看 LabVIEW 记录程序是否在零点，调零点，调好零点后
然点击存盘按钮，并打开试验机让其转动一分钟，开始记录试验，转动一分钟之后
停止试验机，再点击存盘，存储数据。
此步骤在试验中起到标零的作用。
9．在试验机上安装油盒（此时加载系统应平衡为零值） 。
先将销子放进主轴中，
然后把装有顶球的上夹头放进销子里，随后把装有三个底球的油盒和止推轴
承依次
安装。
然后缓慢放平杠杆，缓慢施加试验所需要的载荷，避免冲击，并将传感器与
油盒手柄相连，用于测量钢球所受摩擦力。
10．上述完成后，调零点，然后按下LabVIEW 记录程序的存盘按钮，启动变频
器的运转按钮将试验机启动，并将其启动10s 后停止，然后按下电脑程序中的存盘
按钮，将传感器与油盒手柄断开，轻轻取下载荷并将杠杆支起来，这样便于取下油
盒。
然后取下油盒和上夹头和开口销。
11．向油杯中加入石油醚浸泡1min，轻轻摇晃油盒，用洗耳球反复冲洗油盒，
倒掉石油醚。
用洗耳球吸取石油醚冲洗油盒油杯内部残存的润滑油。
重复该步骤两
到三次。
最后吸取丙酮清洗油杯内部两次，用吹风机吹干。
13．打开read 程序读取数据，并记录下来。
14.在本课题中通过试验机测试程序测得的是一个代表摩擦力的电压值，须将读
取出的数据转换为摩擦系数。
15．按照如上步骤进行下一次试验
五：实验结果及分析
所得结果图如下：
读得的数据为： 40 50 60 70 80 90 mV
265.36
262.10
263.69
266.59
262.53
264.05
从MS-800四球摩擦磨损试验机的测试原理及改造后的测试原理可以知道，试验中测得的数据为摩擦力的电压值，而且这个电压值并不是直接表示钢球之间的摩擦力，而是相当于自动拉力仪记录的数据2F 。
因此，摩擦系数的计算需要首先根据读取的电压值求出力2F ，然后通过关系计算得到摩擦力1F ，最后转换为摩擦系数μ。
上述的求解过程，可以表示成如下的过程：
（1）.求拉力2F ：
由于本试验用的传感器载荷为2公斤，而测试程序输出的值为代表摩擦力的电压值，输出最大为5000mv ，我们可以根据电压值V 求得对应的拉力2F 的值为：
2000
50002F V
=。
需要说明的是：为了方便今后的计算，在测试试验中所有的力的单位均使用g 或者kg ，而不是采用国际制单位N ，因此拉力的计算公式为：
5
.22V
F =。
（2）.求摩擦力1F ： 由式21
2
2174.123F L L F F ==
（3）可以看到，只要能够求出力2F ，便可以根据关系求出摩擦力1F 。
（3）.求摩擦系数μ： 已知N
F
=
μ，只要将求得的摩擦力1F 带入式W F N F N F 2121174.12674.12==
=μ（4）中，因此：W
V
W V 47.125.2674.12=⨯=
μ。
试验中代表拉力的电压值和摩擦系数的转换，按照以下公式计算摩擦系数：
W
V
47.12=
μ。
W =40 则求得V=（265.36+262.10+263.69+266.59+262.53+264.05）/6=264.05mV μ=82.32。
