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《環境技術雜志》2015年第一期

1磨損試驗方法

磨損試驗方法可分為現場實物試驗與實驗室試驗兩類。現場實物試驗具有與實際情況一致或接近一致的特點。如將活塞環裝機并使汽車行駛一定行程后，拆機測量活塞環的開口間隙即可得摩損量。因此實物試驗結果可靠性大。但這種試驗所需時間長，且外界影響因素難于掌握和分析。實驗室試驗雖然具有試驗時間短、成本低且易于控制各種影響因素等優點，但試驗結果往往不能直接表明實驗情況。因此研究重要機件的耐磨性時往往兩種方法都要使用。現在常用的磨損試驗機有滾子式磨損試驗機；環塊磨損試驗機；旋轉圓盤一銷式磨損試驗機；往復式摩擦、磨損試驗機；四球式摩擦、磨損試驗機；接觸疲勞試驗機；濕磨科磨損試驗機。下面介紹以下滾子式磨損試驗機的原理。如圖2所示為滾子式磨損試驗機的原理示意圖，它模擬齒輪嚙合、活塞環與缸套、火車車輪與鋼軌類摩擦形式的磨損。它可用來測定金屬或非金屬的磨損及摩擦系數。它主要進行滑動，亦可進行滾動，滾動帶滑動。對滑、帶沖擊的磨損或帶軸向運動的滑動磨損試驗，可以進行干摩擦或有潤滑摩擦的試驗。試樣分上試樣和下試樣兩種。下試樣為圓盤形，其標準直徑為40mm。上試樣可以是圓盤形，也可是軸瓦形和長方形，見圖3。

2磨損量的測量

磨損試驗后，要確定其磨損量就一定要有最適宜的磨損量測量方法，下面就目前常用和特殊的幾種方法進行介紹。1）稱重法測量磨損試驗前后試樣重量變化，其差數即為磨損量。最常用的測量器具是感量為萬分之一克的分析天平。對于一些磨損量較大或本身質量太大的試樣，分析天平稱量的總重量不夠時，可由感量千分之一克的天平或百分之一克的工業天平代替。稱量法不適用于磨損量極微的磨損樣品的測量。2）測長法適用當精度的長度測量器對磨損試驗前后的摩擦表面法向尺寸進行測量，其差數即為磨損量。測量器具可以是千分尺、指示百分表、指示千分尺、測長儀、比較儀讀數顯微鏡、電子量儀或氣動量儀。選用器具要根據磨損樣品的大小、形狀及磨損量大小進行。對于磨損量在μm級的極小樣品，測量時應在恒定條件下進行。3）微觀輪廓法試驗前后在摩擦表面上同一部位記錄其微觀輪廓起伏曲線，即測定同一部位輪廓線的試驗前后變化量，根據其變化量來確定磨損量。它主要用于磨損量及微小的樣品。測量器具是表面粗糙輪廓儀。4）人工測量基準法這種方法是在磨損試樣表面上人為地做一個測量基準——凹痕，用試驗前后測量凹痕的變化來確定磨損量。這種人工測量基準法使用于磨損量較小的磨損樣品的磨損量測量。按人工基準形成方法不同又可分為三種：①壓痕法；②臺階法；③切槽磨槽法。5）化學分析法此法是利用化學分析來測定磨損試驗摩擦偶件落在潤滑劑中的磨損產物的含量，從而間接測定磨損速度。因為磨損試驗時，金屬屑不斷掉入潤滑劑中，潤滑劑中的金屬含量就不斷增加，只需知道潤滑劑的總量，便可每隔一定時間從油箱中取油樣分析出單位體積的潤滑劑的金屬含量，得出每段時間的磨損速度。6）放射性同位素法此方法的基本原理是首先使磨損試樣帶有放射性，或嵌入放射性物質，這樣，在磨損過程中，落入潤滑劑油中的磨損產物具有放射性，因此尚可利用計數器（蓋率計數器或閃爍計數器等）確定潤滑油中的放射性強度。通過標定，可換算成相應的磨損量。這種方法靈敏、迅速，可測微量磨損，但需特殊的防護措施及測量儀器。7）運轉特性改變法根據試樣或零部件運轉性的改變，來決定磨損程度。它是一種間接而綜合的判定磨損的方法。如利用密封件泄露量的改變等。

3磨損量的表示法

磨損試驗結果的表示方法有很多，上面所介紹的7種磨損試驗方法其試驗結果的表示方法可歸納為以下6種表示法：1）線磨損線磨損的物理意義為磨損試樣摩擦表面試驗前后法向尺寸的變化。線磨損量=試樣原始尺寸-磨損后尺寸2）質量磨損其物理意義為磨損試驗前后試樣質量的變化。其表示式為：質量磨損量=試樣原始尺寸—磨損后尺寸3）體積磨損其物理意義為磨損試驗前后試樣的體積變化。4）磨損率其物理意義為磨損試驗單位時間試樣的質量磨損量或單位摩擦距離的質量磨損量。5）磨損系數其物理意義為磨損試驗后試驗材料與對比材料質量磨損量之比。6）耐磨性系數其物理意義為磨損試驗后對比材料與試驗材料質量磨損量之比。

4結論

本文對金屬磨損試驗方法進行了簡要分析，給出了磨損量的測量算法，在工作中有很重要的作用。

作者：范秋濤翁榕陳曉慧單位：中國電子科技集團公司第49研究所