可控气氛摩擦磨损试验机的研制与性能分析

毕业设计说明书滑动摩擦磨损试验机摘要：摩擦磨损试验机主要应用于研究摩擦学产品的相关领域，目前，世界上只有美国、英国、日本等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业，许多资料表明现有的摩擦磨损试验机所测试的式样几乎以滑块、圆盘为主，而且可在一定范围内实现载荷、速度、润滑量、温度等因素控制。

而接触导线式样多以线材为主，同时要实现在电接触条件下对载荷、滑动速度、电流、电压等单、多因素的控制。

因此为了保证点接触线材在这方面的研究、实验、开发，研制了一台新型、简易、性能可靠、成本较低的滑动摩擦磨损试验机。

关键词：试验机、摩擦磨损、滑动Sliding friction and wear test machine Abstract：The friction and wear test machine will be used in tribology research products related fields, at present, there is only the United States、Britain、Japan and a few countries have friction and wear test machine professional production enterprises, much of the information available shows the friction and wear test machine for testing the format almost slider, the disk-based, but in a certain range within load, speed, lubrication, temperature control and other factors. And the contact wire to wire more style, and mainly to achieve electrical contact under the conditions of the load, sliding speed, current, voltage single-and multi-factor control. Therefore, to ensure that point contact wire in the research, experiment, development, development of a novel, simple, reliable performance, lower cost of sliding friction and wear test machine.Keywords：testing machine, friction and wear, sliding .目录序言 (3)第1章试验机的设计和选择原则 (4)1.1试验机的的基本原则 (4)1.2试验参数的选择 (5)1.3试验条件及影响因素 (6)第2章结构介绍 (7)2.1试验机原理以及测试方法 (7)2.2总体设计 (9)2.2.1驱动部分和传动部分 (9)2.1.2加载试验部分 (11)2.2.3试验件夹装部分 (17)2.3零件的设计 (18)2.3.1轴的设计 (18)2.3.2箱体 (23)2.3.3轴承的选择 (28)2.3.4传感器 (30)2.3.5计算方法 (34)参考文献 (35)附录 (36)致谢 (37)滑动摩擦磨损试验机序言运动产生摩擦，由摩擦引起的磨损、润滑、材料与能源消耗等一系列摩擦学问题普遍存在，并对社会、经济的发展产生了巨大的影响。

实验结果可知，当温度为723 K时，该材料初始屈服强度不低于609 MPa，因此可判定钛合金金属基体管不存在破坏风险，满足工程应用要求。

4 结语为了得出并联式双室双推力固体火箭发动机长尾喷管组件在工作状态下的温度分布情况，该文基于流固耦合方法对长尾喷管组件进行传热计算，相关结论如下：1） 并联式双室双推火箭发动机长尾喷管组件承受内、外两侧高温燃气热量传递，长尾喷管总体温度分布不均匀，最高温度出现在喉衬处，大约为3 400 K，且整体温度明显高于周围部件。

长尾管内外侧复合材料热防护组件对减缓热量向金属基体传导起到了明显作用，其中外侧热防护构件虽厚度较低，但因为EPDM优良的绝热性能，所以仍能发挥较好的隔热效能。

从提升安全裕度角度上来看，建议可适当增加EPDM层的厚度。

2） 长尾喷管组件金属基体温度呈现“中间高，两端低”的分布特点，最高温度为695.22 K，主要由圆柱中段同时承受内、外侧高温燃气传热所致。

上游螺纹处相对防护层厚度较大，温度保持在310 K，同理，下游温度基本处于初始环境温度范围。

长尾管组件金属基体在温度及压力载荷共同作用下的最大应力为568 MPa，位于圆柱段与螺纹连接台阶过渡区域，综合文献试验数据判定，长尾喷管不存在连接失效及结构完整性的问题，可满足并联式双室双推力火箭发动机工作的要求，同时也间接反映出长尾喷管热防护形式的有效性及合理性。

参考文献[1] EL-NADY A M，AHMED M，EL-SENBAWY M A，et al. Experimental and theoretical study on a dual-thrust rocket motor with subsonic intermediate nozzle[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，2018，232（10）：1844-1852.[2]伍永慧，高喜飞，乔小平，等.一种双室双推力的丁羟复合固体火箭发动机助推器：CN201822255516.7[P].2019-11-19.[3]苟秋雄，王伟，杨晓英，等.双脉冲发动机对火箭弹增程可行性分析[J].弹箭与制导学报，2020（3）：79-84.[4]鲍福廷，侯晓.固体火箭发动机设计[M].北京：中国宇航出版社，2016.[5]王启凡，余陵，洪松，等.典型固体火箭发动机流热固耦合数值模拟[J]. 弹箭与制导学报，2019，39（2）：11-14，19.[6]张军.两相钛合金拉伸力学行为的研究[D].合肥：中国科学技术大学，2015.0 引言传统的立式摩擦磨损试验机不仅测试范围会受试件形状和试验条件的限制，而且具有体积大、操作复杂以及价格昂贵的缺点，而往复式摩擦磨损试验机能够解决上述难题。

摩擦磨损试验机研究现状郑冠华08223029 摘要：摩擦磨损试验机是一种评定各种润滑剂的极压特性、抗磨损性能并计算摩擦系数的试验设备。

由于实际摩擦环境可能千变万化，而进行摩擦实验要模拟实际摩擦系统，在实验室再现摩擦现象及其规律性，以便对个参数进行观察测量，因此，设计一个满足要求的试验机成为很多人研究的课题。

关键词：摩擦磨损试验机研究现状正文：摩擦磨损不但是机械设备效率低下的原因，也是致使设备失效的主要形式。

机械设备中零部件的摩擦磨损和零件材料、工况环境(压力、冲击、温度和润滑)等因素紧密相关。

因此能模拟实际工况的专业摩擦磨损试验机是摩擦学试验研究必不可少的工具，摩擦磨损试验机的先进性和多功能性直接关系到实验研究的精度和可靠性。

国内外许多研究人员在这方面进行了大量研究。

要想模拟实际工况，需在试验中能对传动的速度，冲击的力量、频率，润滑的条件等方面实现自动控制，同时需对试验中摩擦力、冲击力、温度、载荷、速度、磨损率等工作参数或摩擦学特性参数等能实时进行数据采集。

摩擦磨损试验机是一种评定各种润滑剂的极压特性、抗磨损性能并计算摩擦系数的试验设备。

下面介绍一些适用于不同工况下的摩擦磨损试验机：往复式摩擦磨损试验机针对不同固体材料在不同条件下的摩擦磨损实验要求，开发设计了一种往复式摩擦磨损试验机，通过测量实验中产生的摩擦力、摩擦系数和磨损量的变化来研究材料的摩擦磨损性能。

为提高测试系统的精确性和实时性，将计算机辅助测试系统应用到摩擦学试验当中，通过数据采集系统和测试软件系统完成摩擦磨损数据的实时动态测试，从根本上改变了传统摩擦磨损试验机的缺点。

通过对聚四氟乙烯材料的摩擦磨损性能进行实验，证明该试验机性能稳定，测试系统准确可靠。

本文设计的往复式摩擦磨损试验机及计算机控制系统，可用于不同固体材料在不同条件下的往复式摩擦磨损实验，能模拟往复式(如压缩机等)工况进行摩擦副元件的磨损性能测试。

该试验机可在一定范围内实现往复行程、载荷、速度、温度、润滑的单因素或多因素控制，并可同时定性和定量显示运动中的摩擦力、磨损量、摩擦系数大小。

摩擦磨损试验机结构设计摘要先进的摩擦磨损试验机及试验技术对于摩擦学研究的深入开展有着重意义。

本文在对摩擦磨损试验机的发展概况、分类、特点，摩擦磨损试验的目的、试验的基本方法等进行综合分析的基础上，建立了摩擦磨损试验机的要求明细表，通过功能分析确定试验机的整体结构，从主机的结构设计、主轴回转结构、多样式装夹、气压加载结构等方面对摩擦磨损试验机结构进行设计。

该试验机能实现对摩擦副的轴向加载、径向加载以及往复运动等，结构稳定符合一般实验要求。

关键词：摩擦磨损试验机；气压加载；往复运动structural design of Friction-Wear Testermachine AbstractAdvanced friction and wear tester and test technology for tribological studies have highlighted significant depth. In this paper, friction and wear testing machine on the overview of development, classification, characteristics, friction and wear test purposes, test the basic methods for comprehensive analysis based on the established requirements of friction and wear testing machine schedule, determined by functional analysis of test machines The overall structure of the structural design from the host, Spindle structure, multi-style fixture, air pressure load structure in terms of friction and wear test machine structure design. The trial function of the friction pair to achieve the axial load, radial load and the reciprocating movement, structural stability and meet the general test requirements.Keywords: Friction-Wear Tester; Pressure load; Reciprocating目录1 绪论 (1)1.1摩擦学概念 (1)1. 2摩擦磨损试验 (1)1. 2. 1摩擦磨损试验分类 (1)1.2. 2摩擦磨损试验机 (2)1.2.3摩擦磨损测试技术研究现状 (4)2 摩擦磨损试验机机械结构总设计思路 (7)2.1摩擦磨损试验的基本系统 (7)2.2摩擦磨损试验机的设计思路 (8)2.2.1确定试验机设计要求 (8)2.2.2试验机的功能分析 (10)2.2.3 基本功能实现方案 .............................................. 错误！未定义书签。

多功能摩擦磨损测试分析仪技术指标及配置要求一、设备主要用途及基本要求1、主要用途：多功能摩擦磨损测试分析仪主要用于模拟实际工况，研究材料的摩擦及润滑特性，实现多种信号的原位检测，包括载荷力、扭矩、摩擦力、摩擦系数、结合强度、显微硬度、表面粗糙度、磨损量等。

测试功能采用模块化设计可以实现多重检验标准；可模拟销盘和球碗摩擦工况，进行线性往复、旋转运动模式（模拟书写划圆仪运动模式）；可通过光学三维轮廓仪（白光干涉）对材料磨损进行测试。

2、基本要求：设备为原产国生产制造及装配；结构设计合理，采用高密度金属防振框架，具有足够的刚性和稳定性，同时保证精度；控制系统和电气元件、电机系统应具有良好的可靠性，伺服加载系统、测力系统要求精度高、可靠性好；设备应具有良好的操作性、维修性和安全性；售后服务良好，在国内须建有一定规模的培训中心、服务中心及备件库；投标商具有良好信誉，有同款设备的销售服务记录（国内装机量5台以上），并提供销售服务同类产品在国内的销售业绩以及用户清单和联系方式。

二、主要参数及配置要求：1、测试系统高密度金属防振框架；载荷/力双通道信号调节器；最多可扩充到6个信号高级通道。

下试样驱动器：带高扭矩控制马达。

*Z 向加载及控制系统：带编码器自动控制；最大行程150mm；编码器分辨率0.5 微米；速度0.002-10mm/s；提供伺服控制精确加载, 全部可编程控制( 方式：渐进，台阶，恒定等)；提供在线磨损深度监控，静态精度25纳米，动态精度500纳米。

X向定位控制系统（带编码器自动控制）：最大行程75mm以上；分辨率：小于0.5μm；速度0.001-10mm/s；每步 1μm；提供上试样精确定位及侧向位移、磨损/划痕轨迹调节。

2、试样驱动平台：*模拟划圆仪运动模式进行线性往复和螺旋运动；Y方向线性往复高载平台：最大行程75mm以上；编码器分辨率小于0.5μm；速度0.001-10mm/s；承载500N；高速螺旋测试平台（垂直轴，轴向加载）：速度0.1-5000 rpm；最大载荷600N定位系统：提供试样精确定位3、平台控制系统：电脑控制的马达控制器，8通道数据采集系统（可扩展到16通道），数据采集率可达200kHz，含先进的数据采集分析软件及电脑。

摩擦磨损试验机的发展浅析摘要：当前，我国大力发展实体经济和制造业，而摩擦磨损行业对我国高精端产业的发展具有重要的意义，优秀的摩擦磨损试验机能够提高产品的精度，降低损耗，提高耐用度，对于提高产品质量和节省成本都十分重要。

摩擦磨损试验机的应用也十分广泛，在进行新型器材和刀具的材料选择以及生产过程中，都必须对其进行高温摩擦磨损的实验，以确保刀具不会轻易产生变形和磨损，以提高产品使用寿命。

关键词：摩擦磨损制造业发展引言摩擦学在我国学术范围中，不仅是一门学术性学科还是一门应用非常强的技术型学科。

在进行摩擦学的研究过程中，我们需要借助一些仪器来研究摩擦学的基本规律，因此，对摩擦磨损试验机的设计就显得十分重要。

在我国进行摩擦实验的设备多种多样，一般分为以下几种形式，有四球式摩擦磨损试验机、盘销式摩擦磨损试验机等，但不管哪种摩擦磨损试验机，他们的应用目的都是为了促进摩擦学的应用和发展。

1国内的发展进程20世纪初期世界上第一台常温摩擦磨损试验机出现，以此为开端，摩擦磨损试验机经过不断的发展，直到70年代时，已出现了上百种不同的种类，这在美国学者编著的《摩擦磨损装置》中有记录，但仍然以常温摩擦磨损试验机为主，并且大多数都是公司自行研发设计的，只针对某一类材料，比如高分子和复合材料。

而由专业的公司所研发和设计的的试验机，比较少见，主要是由于其成本较高、结构复杂。

当前，国外一些发达国家，比如欧美国家和日本等，他们的摩擦磨损试验机起步较早，历史较为悠久，而且摩擦磨损试验机的种类繁多，产品质量较好，而且还有专门进行摩擦磨损实验机研发生产的技术公司，对于摩擦磨损试验机的研究较为深入，处于较为领先的地位。

而我国的摩擦磨损试验机起步较晚，对于摩擦磨损试验机的研究较为落后，第一台国产摩擦磨损试验机是在1964年所研制出来的MQ-12型四球摩擦磨损试验机，第二台是1966年由我国自行研发的MM-200型磨损试验机。

这两台摩擦磨损试验机均是由济南试金集团成功研制的，这标志我国的摩擦磨损试验机技术已不再受制于人，促进了我国机械行业的发展，使摩擦磨损试验机具有自主研发的能力，也大大促进了我国石油和材料工业的发展,有效提高了我国的经济发展。

摩擦磨损实验机的设计
引言
摩擦磨损实验机是工程材料研究中的重要设备之一。

设计一台简单实用的摩擦磨损实验机对于材料工程师和实验室技术员来说十分重要。

本文将介绍如何设计一个简单的摩擦磨损实验机。

设计
设计摩擦磨损实验机需要考虑以下几个因素：
1. 实验对象：大多数实验机都是设计用于测试不同材料或涂层的磨损性能的，因此实验机需要能够适应不同的实验对象。

2. 适用领域：实验机通常用于工程材料领域，因此需要至少具有耐高温和耐磨损的特性。

3. 操作简单：为了让各种技术背景的人员都能够使用实验机，需要考虑操作简单性的问题。

在考虑以上因素后，本文提出一个基础摩擦磨损实验机设计：
组件
-电机
-工作台
-摩擦头制作
-外壳组件
-计时器
功能
1. 电机带动材料之间的摩擦测试，通过计时器记录磨损的时间和变化。

2. 根据实验需求需要制作不同材料和结构的摩擦头。

3. 为便于操作和安全考虑，需要设计外壳组件。

总结
通过本文摩擦磨损实验机的设计介绍，我们强调了实验对象、适用领域和操作简便性等重要因素。

设计好的实验机可用于工程材料的研究领域。

多功能环境可控摩擦磨损试验机智能测控系统的开题报告一、选题的背景和意义摩擦磨损试验机是用来测试材料的抗摩擦耐磨性能的一种仪器设备。

它能够模拟不同材料间的摩擦磨损过程，从而评估材料的使用寿命和耐久性。

摩擦磨损试验机在机械、化工、汽车、航空等领域中具有广泛的应用。

随着科技的不断发展，人们对摩擦磨损试验机的要求也越来越高。

传统的摩擦磨损试验机只能提供单一的摩擦磨损试验，无法满足多种试验的需求。

而且，传统的操作方式比较繁琐，需要人工控制，容易出现误差。

因此，开发一种多功能、智能化的摩擦磨损试验机控制系统，将会具有重要的意义。

二、研究目的本课题的目的是设计一种多功能、智能化的摩擦磨损试验机控制系统，实现以下目标：1. 实现多种摩擦磨损试验。

2. 提供更加智能、自动化的操作方式，减少误差。

3. 实现试验数据的自动采集和处理，提高测试效率和准确度。

4. 提高摩擦磨损试验机的可靠性和稳定性。

三、研究内容和步骤本课题的研究内容主要包括硬件设计和软件设计。

研究步骤如下：1. 确定硬件系统的设计方案，包括传感器、电机、控制器等组件的选择和连接方式。

2. 根据设计方案制作摩擦磨损试验机的硬件系统，进行测试和调试。

3. 设计试验控制软件，实现试验参数的设置、试验过程的自动化控制和数据的采集和处理。

4. 对软硬件系统进行整合和测试，验证系统的可行性和有效性。

四、研究预期结果本课题最终预期的结果是成功开发一种多功能环境可控的摩擦磨损试验机智能测控系统。

该系统将实现多种试验模式，包括干摩擦、液体摩擦、高温摩擦等，提供更加智能、自动化的操作方式，实现试验数据的自动采集和处理，提高测试效率和准确度。

该系统的研发将有助于提高摩擦磨损试验机的性能和可靠性，为材料科学、机械制造等领域的研究和开发提供更加可靠的测试手段。