M-200橡膠塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)儀（計(jì)算機(jī)控制）

一、適用范圍及功能：

    M-200橡膠塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)儀（計(jì)算機(jī)控制） 該試驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)測(cè)量材料在滑動(dòng)、滾動(dòng)、滑滾復(fù)合摩擦或間歇摩擦情況下的滑動(dòng)磨損特性和疲勞磨損特性。

    符合標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3960-1983 塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)方法  GB/T 9141.8-1999 柔性石墨板材滑動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)試方法

另外本廠生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)控制塑料滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)是在現(xiàn)有電子塑料滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上又增加了很多試驗(yàn)功能，可以同時(shí)顯示扭矩-時(shí)間曲線，隨意設(shè)定試驗(yàn)次數(shù)，顯示當(dāng)前試驗(yàn)次數(shù)，設(shè)定時(shí)間及當(dāng)前試驗(yàn)時(shí)間等多種功能，本機(jī)還配有彩色打印機(jī)，可以打印出帶有曲線，表格數(shù)據(jù)，試驗(yàn)單位名頭的精美的試驗(yàn)報(bào)告單。

  M-200適用于塑料制品、橡膠制品、石墨板材或其他復(fù)合材料的滑動(dòng)摩擦，磨損性能測(cè)試，也可對(duì)試驗(yàn)中試樣的磨擦力、磨擦系數(shù)和磨損量進(jìn)行測(cè)定。也可對(duì)試驗(yàn)中試樣的磨擦力、磨擦系數(shù)和磨損量進(jìn)行測(cè)定。本機(jī)采用高精度扭矩傳感器，16 位單片機(jī)電子處理系統(tǒng)，使得本儀器各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)精度非常高。由于集成程度很高，所以設(shè)備本身的穩(wěn)定性好，本機(jī)具有一次設(shè)置，全自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后自動(dòng)停機(jī)，并檢測(cè)磨損程度，同時(shí)通過(guò)打印機(jī)打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)等功能。是各個(gè)科研單位，大學(xué)，企業(yè)實(shí)驗(yàn)室的*檢測(cè)設(shè)備。本儀器融合了當(dāng)前新的智能電路系統(tǒng)進(jìn)行控制，并結(jié)合老式M-200摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的功能進(jìn)行升級(jí)改造而成，本儀器具有測(cè)控精度高，操作便捷等優(yōu)勢(shì)，是科研院所、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室研究的試驗(yàn)設(shè)備。

     M-200型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要由試驗(yàn)主機(jī)及智能控制系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成，通過(guò)微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中同時(shí)可以顯示數(shù)值、扭矩、時(shí)間曲線，并可以隨意設(shè)定試驗(yàn)次數(shù)，顯示當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)值，設(shè)定時(shí)間及當(dāng)前試驗(yàn)時(shí)間等多種功能，隨機(jī)配備彩色打印機(jī)，可以打印出帶有曲線、表格數(shù)據(jù)等標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)報(bào)告。

二、精度：

1、速度精度：1%

2、負(fù)荷精度：0.5%

3、摩擦力矩精度：1%
4、計(jì)數(shù)器精度：1S

5、傳感器測(cè)量精度：1% FS 

 三、功能特點(diǎn)：

四、主要配置及附件：（計(jì)算機(jī)控制）

我公司所有產(chǎn)品質(zhì)保三年終身維修，請(qǐng)放心購(gòu)買。

摩擦性能影響因素

工程塑料與金屬摩擦副對(duì)摩時(shí)，由于黏著作用會(huì)在摩擦副表面發(fā)生斷裂，小顆粒工程塑料從表面滑落下來(lái)，形成磨屑或者附著在對(duì)摩材料表面形成轉(zhuǎn)移膜。如圖1所示，在摩擦磨損試驗(yàn)中，磨合階段過(guò)程中摩擦副間不斷有轉(zhuǎn)移膜的形成，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定磨合階段時(shí)形成一層均勻致密的轉(zhuǎn)移膜。但在摩擦過(guò)程中轉(zhuǎn)移膜會(huì)受到填料、工作條件、表面織構(gòu)等因素的影響使得減摩抗磨效果達(dá)不到預(yù)期要求。

圖1 PTFE轉(zhuǎn)移膜形成機(jī)理

此外，測(cè)試條件、接觸幾何形狀和環(huán)境等因素對(duì)聚合物摩擦磨損行為的影響也需要更全面的了解，包括純PTFE及三種復(fù)合材料(玻璃纖維填充、青銅填充、碳填充)在不同載荷和速度下的摩擦磨損行為，為材料選擇提供依據(jù)。

 圖2 磨耗試驗(yàn)機(jī)示意圖

1. 摩擦系數(shù)的變化規(guī)律

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，純PTFE及其復(fù)合材料的摩擦系數(shù)均隨載荷增加而顯著降低(圖3)。例如，純PTFE在5 N載荷下的摩擦系數(shù)為0.76.而在30 N時(shí)降至0.127.

圖3 PTFE及其復(fù)合材料與不銹鋼的摩擦系數(shù)(滑動(dòng)速度=0.32 m/s)

這一現(xiàn)象可通過(guò)粘彈性理論解釋：聚合物摩擦系數(shù)與載荷的關(guān)系符合方程μ = kN(n-1)(2/3 < n < 1)，表明摩擦系數(shù)與載荷呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)載荷超過(guò)聚合物臨界值時(shí)，摩擦熱導(dǎo)致表面溫度升高，分子鏈松弛和剪切作用增強(qiáng)，反而可能加劇摩擦。此外，所有材料在速度增加時(shí)摩擦系數(shù)平均降低50%(圖4)，說(shuō)明速度提升可能通過(guò)改變界面熱力學(xué)狀態(tài)影響摩擦行為。

圖4 PTFE及其復(fù)合材料與不銹鋼的摩擦系數(shù)

2. 磨損性能的對(duì)比分析

磨損測(cè)試數(shù)據(jù)(表1、表2)顯示，填充材料顯著改善了PTFE的耐磨性：

純PTFE的比磨損率在10-7 mm³/N·m量級(jí)，表現(xiàn)出最高的磨損率。

復(fù)合材料的磨損率降低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)：PTFE+17%GFR低(10-9 mm³/N·m)，PTFE+25%青銅和PTFE+35%C次之(10-8 mm³/N·m)。其中，玻璃纖維增強(qiáng)效果佳，比純PTFE磨損率降低98%。

表1 PTFE及其復(fù)合材料在不同載荷和速度下測(cè)試時(shí)的質(zhì)量損失值

表2 PTFE及其復(fù)合材料在不同載荷和速度下測(cè)試時(shí)的比磨損率

3. 載荷與速度的影響機(jī)制

圖5 PTFE及其復(fù)合材料與不銹鋼的平均磨損率(對(duì)數(shù)刻度)(載荷=20 N)

速度不敏感性：在0.32-1.28 m/s范圍內(nèi)，速度變化對(duì)磨損率影響微弱(圖5)。例如，PTFE+35%C在1.28 m/s時(shí)的磨損率(3.23×10^-8 mm³/N·m)與0.32 m/s(3.90×10^-8 mm³/N·m)差異不足20%，說(shuō)明摩擦熱未達(dá)到引發(fā)材料顯著軟化的閾值。

圖6 PTFE及其復(fù)合材料與不銹鋼的平均磨損率(對(duì)數(shù)刻度)(滑動(dòng)速度=0.96 m/s)

圖7 PTFE及其復(fù)合材料比磨損率(對(duì)數(shù)刻度)隨載荷的變化(滑動(dòng)速度=0.96 m/s)

載荷敏感性：磨損率對(duì)載荷變化表現(xiàn)出強(qiáng)依賴性(圖6、圖7)。例如，PTFE+17%GFR在30 N時(shí)的磨損率(6×10-9 mm³/N·m)比5 N時(shí)(3.63×10-8 mm³/N·m)降低83%，表明高載荷下增強(qiáng)材料的承載能力優(yōu)勢(shì)更顯著。但純PTFE在20 N后磨損率回升(圖6)，可能與臨界表面能突破導(dǎo)致的塑性變形加劇有關(guān)。

4. 微觀機(jī)制與轉(zhuǎn)移膜作用

顯微觀察(圖8)揭示了材料磨損機(jī)制的差異：

圖8 5 N載荷和0.64 m/s速度下盤磨損表面的顯微照片：(a)PTFE，200倍，(b)PTFE+17%GFR，200倍，(c)PTFE+25%青銅，200倍，(d)PTFE+35%C，200倍

純PTFE與玻璃纖維增強(qiáng)PTFE形成均勻致密的轉(zhuǎn)移膜(圖8a-b)，有效隔離對(duì)磨面直接接觸，這是其低磨損率的關(guān)鍵。

青銅/碳填充PTFE的轉(zhuǎn)移膜存在局部破裂(圖8c-d)，填料顆粒可能破壞膜連續(xù)性，導(dǎo)致磨損率略高于玻璃纖維增強(qiáng)材料。

5. 材料性能排序與機(jī)理

綜合摩擦學(xué)性能排序?yàn)椋篜TFE+17%GFR > PTFE+25%青銅 > PTFE+35%C > 純PTFE。這一結(jié)果歸因于：

玻璃纖維通過(guò)提升機(jī)械強(qiáng)度和促進(jìn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)移膜形成，實(shí)現(xiàn)優(yōu)耐磨性。

金屬/碳填料雖提高硬度，但可能因與基體界面結(jié)合較弱而限制性能提升。

純PTFE的分子鏈易剪切特性導(dǎo)致耐磨性最差，但自潤(rùn)滑性使其在低載荷下仍具應(yīng)用價(jià)值。