Chase摩擦试验机和定速式摩擦试验机的试验方法比较

四种改性酚醛树脂（PF）摩擦材料摩擦学性能对比分析张大斌1，疏达1、（贵州大学机械工程学院，贵阳550025）2、(上海交通大学，贵阳550023）摘要：本文分别用桐油制备了PF编织摩擦材料（p0.0），用硼酸制备了PF编织摩擦材料（BP），用原位法制备了纳米坡缕石改性的PF编织摩擦材料（SP）和用共混法制备了纳米坡缕石改性的PF编织摩擦材料（MP）。

对P0.0、BP、SP和MP摩擦试样进行摩擦性能测试，摩擦系数和磨损率的对比试验在DMS-1摩擦磨损试验机上进行，热衰退测试在CHASE-M600试验机上进行，摩擦试样表面形貌分析在日本岛津EPM1600电子探针上利用二次电子成像技术进行。

结果表明：通过改性后，PF的耐热性和热稳定性均得到不同程度的提高。

SP摩擦材料的热稳定性最好，高温制动能力最强，BP次之，P0.0最差。

BP、SP和MP 的耐热性均比P0.0强。

以纳米坡缕石/桐油PF为基体的编织摩擦材料的热衰退临界温度提高了40~50℃。

摩擦系数和磨损率方面，SP、BP、MP的摩擦系数十分稳定，其中SP最高，BP次之，P0.0最差。

SP、BP 和MP的磨损率随温度变化趋势基本一致。

P0.0磨损率随温度升高而加剧，大大高于SP、BP和MP同温度下的磨损率。

（352字）（386字）关键词：改性酚醛树脂；编织型摩擦材料；耐热性；摩擦系数；磨损率0 引言通过对摩擦材料基体酚醛树脂进行纳米坡缕石复合改性可提高树脂的耐热性，进而改善摩擦材料的摩擦学性能，获得较稳定的摩擦因数，低磨损率和高抗热衰退能力[1]。

文献[2]研究了坡缕石矿物纳米的制备和原位合成的坡缕石纳米复合酚醛树脂S-P/TPF的性能。

人们对于原位法制备S-P/TPF及其摩擦材料的性能已经做了研究【1】，研究结果表明，原位复合的S-P/TPF及其摩擦材料具有满意的耐热性和摩擦学性能。

原位合成方法有利于纳米粒子的分散，获取较好的复合改性效果，但由于该法过程较为繁琐，同时，在预聚物中添加坡缕石纳米量的大小直接影响后续合成反应速度的快慢，使反应控制变得困难，而采用共混复合法可以使聚合过程变得简单易控，共混时可拓宽对坡缕石纳米投入量的范围，适于树脂的规模生产。

论定速摩擦试验机检测结果不确定度的评定王海【摘要】定速摩擦试验机主要被应用于检测汽车制动衬片的磨损率,但由于不确定性影响的存在,检测结果存在一定偏差.本文将对定速摩擦试验机的检测结果不确定度的评定方法进行研究,首先建立数学研究模型,确定不确定性影响因素,并对其进行分量评估,最后合成不确定度评定,得出测量不确定度报告,为定速摩擦试验机的应用提供参考.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P46-47)【关键词】定速摩擦试验机;检测结果;不确定度【作者】王海【作者单位】贵州省机械电子产品质量监督检验院【正文语种】中文【中图分类】U467.3前言在汽车制动系统中，制动衬片磨损率是其重要的性能指标，主要受温度等因素影响，并决定着制动器使用寿命。

在利用定速摩擦试验机对其进行检测的过程中，不确定性影响因素主要包括测量分散性、传感器误差等，需要在相关检测标准要求下，明确不确定性影响因素的产生原因和影响作用。

1 定速摩擦试验机测量试验在实际测量活动中，不确定性影响因素客观存在，测量不确定度的意义是表征被测量值的分散性以及与测量结果相关联的参数。

在进行不确定度评定之前，首先要明确其测量试验过程。

根据《汽车用制动器衬片》（GB5763-2008）的规定，其摩擦性能的关键参数主要是指摩擦系数与磨损率，需要使用定速摩擦试验机进行检测试验[1]。

具体的检测方法可采用《汽车用制动器衬片》（GB5763-2008）标准中规定的方法。

测量试验使用的仪器设备具体为XD-MSM型定速摩擦试验机，其正压强0.98MPa，圆盘旋转轴中心距离试片中心的距离为0.150m，设定转速490r/min，转数5000r。

被检测对象是某厂生产的盘式汽车制动器衬片，共包含4类衬片，分别从每个衬片上取量块样片，制成标称尺寸25×25mm、厚度为5～7mm的标准样片[2]。

2 检测结果不确定度评定模型的构建要得出定速摩擦试验机检测结果不确定度，首先要建立数学分析模型，列出判断结果的不确定度公式。

钛酸钾镁和钛酸铁钠片晶填充树脂基刹车片性能对比高贤;杨昆鹏;姚文俊;王昌松【摘要】本文对钛酸钾镁(TERRACESS)和钛酸铁钠(TFN)片晶粒度、水分、形貌和热率进行分析对比;采用Chase摩擦试验机和XD-MSM型定速摩擦试验机考察填充2种片晶对刹车片摩擦磨损性能的影响,并进行硬度和压缩性能测试.结果表明:TERRACESS和TFN片晶具有类似的晶体结构和颗粒形貌,且水质量分数和热率相当.填充2种片晶后的刹车片硬度和压缩性能相当.Chase实验表明2种刹车片摩擦性能都达到FF级水平;定速实验表明:TFN填充的刹车片比TERRACESS填充的刹车片具有更优异的高温耐磨性能,在300和350℃时磨损率分别下降了19％和53％.TFN具有更优异的性价比,可以替代TERRACESS在刹车片中推广应用.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】6页(P94-99)【关键词】片晶;钛酸钾镁;钛酸铁钠;刹车片;摩擦磨损【作者】高贤;杨昆鹏;姚文俊;王昌松【作者单位】南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;镇江迪博新材料科技有限公司,江苏镇江212000;南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TG115.58早在20世纪70年代,钛酸钾晶须作为摩擦调节剂已被成功应用于树脂基刹车片中。

钛酸钾晶须不仅具有良好的热稳定性和合适的硬度,而且与树脂的相容性好,可在摩擦面上形成稳定的摩擦层,提高刹车片的高温摩擦性能和耐磨性[1-2]。

然而，钛酸钾晶须为纤维状,堆积密度小、体积大,在刹车片生产的混料过程中易引起粉尘飞散[3]。

研究发现,纤维和晶须状化合物被吸入后可能导致急性肺部损伤[4]。

针对于此,日本大塚公司开发出钛酸钾镁片晶(K0.8Mg0.4Ti1.6O4)[3],商品名钛拉塞斯(TERRACESS)。

【摩擦磨损试验机】摩擦磨损试验机三个常见问题1.四球摩擦磨损试验机的使用方法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。

2.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。

论定速式摩擦试验机自动化检测技术1、概述汽车制动器衬片[1]是汽车制动系统中的必不可少的功能零部件之一，衬片的摩擦性能优劣将直接影响到汽车在制动过程中的操作性、安全性和舒适性。

GB5763-2008标准[2]中明确规定了各类衬片的摩擦系数、摩擦系数允许偏差及磨损率等指标的要求，规定了试验设备应符合JC/T1065标准规定。

摩擦性能试验的主要步骤：a.将试片装入支撑臂内，在100℃以下进行初次磨合，至接触面达95%以上；b.取出试片，测10个厚度值，重新装入支撑臂内；c.在试验温度100℃时，测定圆盘旋转5000转期间的摩擦力，重复步骤b；d.在各个试验温度150℃、200℃、250℃、300℃、350℃时，按步骤c進行同样试验；e.在最高试验温度测定结束后，从最高试验温度起每降50℃时，测定圆盘1500转期间的摩擦力，一直测至100℃。

2、存在的问题以咸阳新益摩擦密封设备有限公司生产的XD-MSM型定速式摩擦试验机[3]为例，在进行步骤c和步骤d的过程中都需要将试片取出测量厚度并重新装回去，这个阶段会存在以下几个问题：1.将试样反复取出和装入高温的设备夹具中，对人员操作要求非常高，存在被烫伤的危险；2.在试样厚度测试过程中，定速转盘的温度无法稳定，过高或者过低会对接下去的试验产生影响；3.高温和高速摩擦会磨损试样使得周围环境里产生试验粉尘及异味，长期接触对检验人员的健康不利；4.试样经过反复地取出、测量和装入，既增加人为误差，也增加误操作的几率。

若其中一次试样装夹有误，在试验过程中试样可能飞出夹具，不仅损坏试样影响整个试验，而且还可能威胁到检验人员的人身安全。

所以对原试验方法改进及检测设备自动化改造非常必要。

3、设备改造3.1硬件改造a.激光位移传感器b.反射平面固件c.支撑架d.试验样片e.转盘台架采用日本进口基恩士KL-2001型激光位移传感器a，对XD-MSM型定速式摩擦试验机进行改造。

将传感器固定在设备主体支架下侧，在试片支撑架c中心位置设置反射平面固件b，调整反射面与传感器的初始距离为25mm左右。

定速式摩擦试验机操作规程
本试验机是由咸阳新益摩擦密封设备有限公司生产的XD-MSM型定速式摩擦试验机，操作规程严格根据GB5763-2008制定。

具体操作规程如下：
1.启动电源后，将样片放置于对应凹槽内，按实验要求挂上
一定规格的砝码，待压力确定后，放下压力垫，打开水阀；2.打开旁边配套电脑，打开对应软件，按要求勾选测样要求
后开始实验；
3.实验结束后，按软件界面指导将测试数据保存至相应位置。

先关水阀，再关电脑和试验机，最后关闭整个电源。

注意：
1.放置样片时，注意摩擦面和摩擦方向要和试验机对应；
2.实验中途不能停止，否则需要重新测；
3.当温度达不到设定温度时，可提前开启加热炉；
4.实验结束后，严格按照水阀-电脑-试验机-总电源的顺
序关闭。

定速试验机张力放大器标定方法
上图中在做实验时1处的张力显示为张力传感器自动检测的，而2处的值是手动可以调整的，零位的调整只是使1处在张力传感器不受力的情况下保持在0左右。

上图为早期的传感器标定装置进行了改装，改装后去掉了摩擦力损耗因素，使标定更为准确。

新设备的传感器标定装置，标定更为准确。

随设备有4个10Kg的秤砣可以用来标定传感器。

如果在传感器不受力的情况下，摩擦力的显示与张力零位的显示应该都为零左右，如果偏差较大，可以通过零位调整旋钮来调整零位。

如果放大倍数不成比例，通过放大倍数调整旋钮来调整。

注意：1.标定传感器只要打开主画面即可标定。

2.先将4个10Kg的秤砣依次放上观察，在依次取下观察，多观察，不要马上调整。

3.不可调整太快，慢慢的转动旋钮调整，如旋转几圈以后没有效果，则传感器没有使
在做标定的时候最少应该挂20kg。

依上表若挂20kg放大倍数就等于（C-A）/20
若挂30kg放大倍数就等于（D-A）/30
若挂40kg放大倍数就等于（E-A）/40 上述三种情况计算下来的放大倍数是一致的。

都应保持在9.8（标准放大倍数，即1kg
等于9.8牛顿）
如果在今后的标定中计算值结果偏离了9.8则需要校准，具体方法如下：
首先得到不准确的放大倍数，假设为W
校准的时候挂20kg就可以。

现以20kg为例：
那么张力显示的值应该是W*20+A ，此时打开张力放大器的盖子调整带有红
漆的电位器一般顺时针增大，逆时针减小。

慢慢调整直至张力显示为9.8*20+A即可。

JF150D-II型定速式摩擦试验机使用说明书注意：该机投入使用前，操作者必须详细阅读本说明书，并妥善保管，以备调整维修参考。

吉林大学机电设备研究所吉林省旺达机械有限公司2003. 09JF150D-II型《定速式摩擦试验机》使用说明书第0页共10页目录1. 概述2. 试验机的结构及工作原理3. 主要技术参数4. 软件系统5. 摩擦力及温度的标定6. 试验方法及数据处理7. 液压缓冲装置的调整8. 加热及冷却装置9. 其它10. 试验机的保养11. 易损件明细表12. 电器元件明细表13. 电器原理图1.概述1.1 JF150D-Ⅱ型定速式摩擦试验机是用于检测摩擦材料摩擦、磨损性能的专用设备。

所测试片的材质为软质（普通编织制品及其类似制品），半硬质（软质模压制品）或硬质制品（特殊加工编织制品、模压制品、半模压制品、半金属模压制品及其类似制品）。

1.2 JF150D-Ⅱ型定速式摩擦试验机严格遵照JIS—D4411、GB5763—98、GB/T5764-98标准之规定, 在保持日本HP—S原型机和我国D—MS机基本原理和结构基础上，针对多年实际应用中暴露出的缺陷与不足，结合现代计算机技术改进设计而成，是D—MS试验机的换代产品。

1.3 JF150D-Ⅱ型定速式摩擦试验机的主要改进：●取消锥齿轮传动，改为三角带直接传动，减少了噪声污染。

●增加卸载手柄，方便了试件的装卸；●改弹簧拉力计标定为重力砝码标定，减少了人为因素的影响，提高了标定精度；●采用不锈钢加热冷却罩，湿水部件全部镀铬防锈处理，不锈钢镍铬丝电热管，延长了使用寿命；●电炉炉前化验HT－250精铸摩擦盘，提高了试验数据的可对比性；●用拉压传感器取代测力弹簧，测量摩擦力。

通过计算机计算并显示摩擦系数。

同时显示摩擦系数、温度与转数的关系，提高了摩擦力的测量精度；●摩擦盘控温由手动改为计算机自动控制，提高了控温精度,使误差< 10℃;操作简便，减轻劳动强度，可实现离机测试。

摩擦材料的性能分析
摩擦材料在使用过程中受到摩擦力或制动冲击力的作用，从而要求它必须具有良好的结构轻度，以保证整个材料在运输、装配或铆装过程中，不会出现破裂或断裂。

为此常用冲击强度实验来验证摩擦材料在高速冲击状态下的韧性或抵抗断裂的能力，该性能的好坏，可作为判断产品质量水平的一个重要标志。

根据国际GB5763-1986“汽车用制动器衬片”，在D-MS 型定速式摩擦试验机上测试；冲击强度的测试方法按照国际GB5765-1986“摩擦材料冲击轻度测定方法”在“简支架式摆锤冲击试验机”上进行定速摩擦实验CHASE实验和惯性台架实验。

实验测试结果
从表中可以得出如下的结论：
（1）从冲击强度看三种增强材料摩擦系数均达到国标；在温度较高时磨损率亦达到国标；冲击强度达到国标的配方较多，但与石棉型刹车片接近的冲击强度只有19号配方。

（2）在基体材料和调节剂不变的情况下采用力度0.018mm，L：D>12硬脂酸改性细粒针状硅灰石和粒度0.28mm，，L：D>50硬脂酸改性粗粒纤维状海泡石按1:6比例混合（19号制品）作为刹车片的增强材料，经冲击轻度测试和定速摩擦实验其性能最佳
（3）对研制的刹车片在进行卡斯实验及台架实验，各项性能已达到汽车刹车片
国标要求，表明采用针状硅灰石和纤维状海泡式2中工业矿物混合替代石棉作为摩擦材料的增强材料是完全可行的。

知识普及美国Falex 法莱克斯、法来克斯摩擦磨1.Falex Four-Ball Extreme Pressure Test Machine Falex四球极压测试仪1、符合ASTM D2596，ASTM D2783，ASTM D2266，ASTM D4172，CEC L-45-A-99，IP239，IP300，DIN 51350-1，DIN 51350-2，DIN 51350-4，DIN 51350-6测试方法2、利用水平机械臂和固定重量负载系统，最大可负载1000KG3、标准转速为1760 rpm，可选配转速在100-1800rpm之间的高性能变速系统4、滑行运动，可选配四球旋转样品盘5、可测量并记录转矩6、控温范围：室温~200℃7、仪器尺寸：183×152×165cm[L×D×H]8、电源：220V，50/60Hz，单相，15安培9、运输：408KG，56×36×65 in/142×91×165cm 2.Falex Pin&Vee Block Test Machine Falex销和V形块摩擦磨损测试仪1、符合方法：--ASTM标准：ASTM D2670,D2626,D3233,D5620--联邦测试方法：FTM-791-3807.1,FTM-791-3812.1--克莱斯勒公司：461-C-84-01,461-C-84-02,461-C-84-03--福特汽车公司：FMC-BJ1-1--石油协会：IP 241 2、负荷：通过轮和弹簧式负荷表指示V形块施加于试验销的负荷，电子负荷表范围可指示从200到3000lbs的直接负荷，精度为满量程的±2%3、速度：轴速：290rpm±10rpm4、磨损：棘轮系统可测量在试验期间的磨损率和总磨损，14.4棘轮齿数=0.001 inch(0.025 mm)5、扭矩：0-100in-lb的数字显示，精度为满量程的±2%6、温度：室温到100度3.Falex Timken Test Rig Falex梯姆肯极压试验机1、符合方法：ASTM D2509,D2782.2、速度：最大850rpm可调，单向，2HP带RPM显示马达3、荷载：静负载通过10：1杠杆臂施加负荷4、最大测试压力：Timken试块压力(0.022in.模板宽度)：92,300 psi5、温度控制：流体循环系统最高温度120°C，数字式温控，储油盒可通过选配冷却系统冷却油样6、流体循环系统：3升储油盒，带加热器、油泵和控制阀7、润滑脂自动进样器：电子/机械系统，可以以45±9克/分钟的速度进样4.Falex MultiSpecimen Test Machine Falex多试件摩擦磨损试验机Falex多试件摩擦磨损试验机是一台多功能的摩擦磨损测试仪，可以用来评估原材料、涂料、润滑剂的摩擦磨损特性。