一、概述

自八十年代我國(guó)消化吸收日本HP－S型定速式摩擦試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)出自己的D－MS型定速式摩擦試驗(yàn)機(jī)后，該試驗(yàn)機(jī)一直做為摩擦材料行業(yè)的常規(guī)檢驗(yàn)設(shè)備，為摩擦材料產(chǎn)品質(zhì)量的控制和提高做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是在長(zhǎng)期的生產(chǎn)、試驗(yàn)中也暴露出該試驗(yàn)機(jī)的一些缺陷，即數(shù)據(jù)采集、處理方法原始，準(zhǔn)確度低、操作復(fù)雜，試驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性差等問題。為了克服以上不足，減少試驗(yàn)誤差，使操作更為合理、簡(jiǎn)單，我中心在吸收國(guó)內(nèi)外兄弟單位試驗(yàn)機(jī)優(yōu)、缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)制造了改進(jìn)型定速式摩擦試驗(yàn)機(jī)(型號(hào)GTYD-MSM)。

⒈ 組成

MSM型定速摩擦試驗(yàn)機(jī)由三部分組成，即主機(jī)、強(qiáng)電控制柜、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)包括摩擦力、轉(zhuǎn)數(shù)、溫度檢測(cè)和主電機(jī)、電加熱、風(fēng)機(jī)、水閥的控制等。系統(tǒng)采用品牌計(jì)算機(jī)，配置為臺(tái)式電腦i3-4170 /500G/DVD/4G DDR3內(nèi)存/19.5LCD多媒體系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與控制采用自行開發(fā)的數(shù)據(jù)控制器，使系統(tǒng)具有無(wú)干擾、擴(kuò)展力強(qiáng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，WINDOWS 7平臺(tái)下，采用可視化編程軟件開發(fā)，軟件的人機(jī)操作界面友好，畫面直觀、大方、數(shù)據(jù)顯示清晰明了。強(qiáng)電控制柜下部安裝電氣控制器件，上部安裝有摩擦力放大器、溫度變送器、轉(zhuǎn)數(shù)傳感器和儀表信號(hào)處理端子板。端子板上的線纜直接連到計(jì)算機(jī)，傳感器信號(hào)經(jīng)端子板將信號(hào)調(diào)理后送計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過(guò)檢測(cè)傳感器信號(hào)，計(jì)算出當(dāng)前摩擦系數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)和溫度，并根據(jù)當(dāng)前試驗(yàn)設(shè)定溫度來(lái)控制冷卻和加溫。當(dāng)目前溫度高于試驗(yàn)設(shè)定溫度時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)并陸續(xù)開啟水閥制冷。當(dāng)盤溫低于設(shè)定溫度時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)關(guān)閉風(fēng)機(jī)和水閥，打開電加熱陸續(xù)升溫。實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)束時(shí)，經(jīng)確認(rèn)，計(jì)算機(jī)即自動(dòng)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，以備日后查詢調(diào)用。該試驗(yàn)機(jī)可選中英文操作界面，可選中英文打印試驗(yàn)結(jié)果。

⒉主要功能：

該試驗(yàn)機(jī)可用于測(cè)量汽車用制動(dòng)器襯片（剎車片）、汽車用離合器面片，石油鉆機(jī)剎車塊及各種工業(yè)用機(jī)械摩擦片、摩托車制動(dòng)片等非金屬摩擦材料的摩擦系數(shù)（μ）和磨損率（V）。滿足以下標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法要求：

GB5763－2008       汽車用制動(dòng)器襯片

GB/T5764－2011     汽車用離合器面片

GB/T11834－2011    工業(yè)機(jī)械用石棉摩擦片

QC/Y227.1－2009 摩托車和輕便摩托車制動(dòng)片摩擦性能試驗(yàn)方法

二、試驗(yàn)機(jī)工作原理：

本試驗(yàn)機(jī)所依據(jù)的工作理論為：摩擦力（f）等于正壓力（F）乘以摩擦系數(shù)（μ）

即：                        f＝F×μ           ?、?

摩擦系數(shù)：                  μ＝f / F             ⑵

由⑵式知，要測(cè)量物體的摩擦系數(shù)，只要測(cè)出一定壓力下的摩擦力便可計(jì)算其摩擦系數(shù)。該試驗(yàn)機(jī)通過(guò)正壓力加載軸7（如圖1所示）向試樣21加上規(guī)定的正壓力F，在一定轉(zhuǎn)速下使摩擦盤5與試樣21之間產(chǎn)生摩擦，摩擦力通過(guò)力傳感器15測(cè)量，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每轉(zhuǎn)內(nèi)三次采集力傳感器所測(cè)試的摩擦力，在5000轉(zhuǎn)內(nèi)（約10分鐘）將所有摩擦力相加后平均，得全平均摩擦力fm，同樣計(jì)算出后2500轉(zhuǎn)的后平均摩擦力f，摩擦系數(shù)μ＝f/F。降溫試驗(yàn)及其離合器面片等材料的試驗(yàn)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定程序進(jìn)行試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)屏幕隨時(shí)顯示摩擦系數(shù)、溫度、轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊進(jìn)入試樣磨前、磨后的厚度，計(jì)算機(jī)自動(dòng)算出其磨損率，試驗(yàn)結(jié)束后由打印機(jī)打印試驗(yàn)曲線和全平均摩擦力（fm）、后平均摩擦力（f）、摩擦系數(shù)（μ）和磨損率（v）等試驗(yàn)結(jié)果。

三、主要技術(shù)參數(shù)：

⒈試樣21的中心與正壓力加載軸的中心距離為150mm。

⒉ 摩擦盤5的材質(zhì)GB/T9439標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的灰鑄鐵HT250，硬度牌號(hào)H195（即布氏硬度為180～220HB），摩盤金相組織為珠光體，其表面經(jīng)JB/T7498中粒度為P240砂紙?zhí)幚?。（特殊要求可按用戶給定參數(shù)制造）。

⒊摩擦盤表面溫度由熱電偶29測(cè)量，溫度測(cè)量精度為1℃，測(cè)量誤差5℃。

⒋摩擦盤轉(zhuǎn)速為480～500r/min，轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量精度為1轉(zhuǎn)，測(cè)量誤差為2轉(zhuǎn)。

⒌試樣長(zhǎng)寬尺寸為25×25mm；厚度為5～7mm；試樣數(shù)量為2個(gè)；其厚度差小于0.2mm。

⒍正壓力：除去砝碼吊欄上的所有標(biāo)準(zhǔn)砝碼17時(shí)，加在兩個(gè)試樣上的正壓力之和為367.5N；吊欄上每增加1kg砝碼，正壓力則增加10kg；標(biāo)準(zhǔn)砝碼為3個(gè)2.5kg，1個(gè)1.25kg；4個(gè)砝碼全部加上（做剎車片試驗(yàn)），其正壓力為8.75×10×9.8＋367.5=1225N（試片所受的壓強(qiáng)為0.98MPa）。當(dāng)做離合器面片試驗(yàn)時(shí)，吊欄16上只加1個(gè)2.5kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，其正壓力為2.5×10×9.8＋367.5=612.5N（試片所受的壓強(qiáng)為0.49MPa）。

⒎力傳感器15的測(cè)量精度為1.0N，測(cè)量誤差為10N。

⒏主電機(jī)18的功率為7.5KW，加熱管4為3根，每根1.5KW；風(fēng)機(jī)20的功率為120W?？偣β蕿?2.12KW。

9.供電方式：380V/50HZ  三相四線制

四、安裝與調(diào)試：

⒈該試驗(yàn)機(jī)安裝場(chǎng)地應(yīng)具有自來(lái)水、排污溝、三相四線制電源等基礎(chǔ)設(shè)施。（空氣開關(guān)40A）

⒉可靠安裝試驗(yàn)機(jī)的地腳螺栓，調(diào)整墊鐵，位置要正確，機(jī)座水平允差應(yīng)小于或等于0.1/1000mm（安裝有減震墊鐵的試驗(yàn)機(jī)應(yīng)將地面用水泥抹平）。

⒊冷卻水排出口和風(fēng)機(jī)的排氣出口管通到排污溝，其與主機(jī)要形成0.5m以上落差，否則會(huì)引起排放困難，風(fēng)機(jī)內(nèi)存水而燒壞風(fēng)機(jī)。

⒋主機(jī)地腳調(diào)整穩(wěn)定后，檢查主機(jī)正壓力加載軸6是否上下靈活；摩盤轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活；認(rèn)真固定測(cè)力杠14和力傳感器15，確認(rèn)摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)后此部分不會(huì)脫開。請(qǐng)?jiān)诿看伍_機(jī)前，確保此處聯(lián)接牢固，否則會(huì)打壞測(cè)力杠，發(fā)生意外。

⒌檢查主機(jī)上冷卻水管進(jìn)出口，排氣管是否連接密封好，排水管、排氣管應(yīng)使用能耐溫、內(nèi)徑為φ32mm的橡膠管和φ60mm的塑料管，冷卻水進(jìn)管24的另一端與自來(lái)水管連接。

⒍主機(jī)檢查完畢后，即可將其電器部分與控制柜和計(jì)算機(jī)連接（參見本說(shuō)明書的電氣圖）。并將主機(jī)、控制柜等可靠接地。

⒎抬起主機(jī)上的卸載手柄9，使正壓力加載軸6抬起，試樣支撐臂23與摩擦盤5脫開，取掉試樣壓具，確保摩擦盤上無(wú)任何東西，能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)后，才可以打開控制柜上的電源開頭啟動(dòng)“主機(jī)”按鈕，摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)，即空轉(zhuǎn)，觀察摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)狀況，確認(rèn)其無(wú)搖晃、振動(dòng)和異常聲音后，即認(rèn)為試驗(yàn)機(jī)空轉(zhuǎn)正常（同時(shí)用試電筆檢查主機(jī)、控制外殼是否帶電，如帶電要可靠連接地線予以消除）。

⒏打開計(jì)算機(jī)主機(jī)電源開關(guān)，雙擊鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊顯示屏上的試驗(yàn)機(jī)圖標(biāo)，進(jìn)入試驗(yàn)程序，確定有關(guān)的試樣參數(shù)，待顯示屏上出現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)模型后，點(diǎn)擊“試片初磨”樣，確認(rèn)摩盤上沒有其它東西后，點(diǎn)擊“是”圖標(biāo)，主電機(jī)即起動(dòng)，摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)，用手拉一下測(cè)量架，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的力值，此表明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與強(qiáng)電控制柜、主機(jī)連接正常，否則檢查各線是否連接正確。

⒐點(diǎn)擊顯示屏上的“退出系統(tǒng)”，關(guān)掉主電機(jī)，壓下卸載手柄9，抬起試樣加載軸，將試片裝在試樣支撐臂23的兩端上，放下卸載手柄9，壓緊試樣，調(diào)整加載杠桿使其平衡，再進(jìn)入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，點(diǎn)擊“試片初磨”、選“是”欄，試驗(yàn)機(jī)加樣運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示屏上將出現(xiàn)瞬時(shí)摩擦系數(shù)、溫度、轉(zhuǎn)數(shù)值和摩擦系數(shù)、溫度的曲線圖，試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)機(jī)應(yīng)無(wú)振動(dòng)和異常聲音。（如果溫度顯示出現(xiàn)負(fù)值，可將熱電偶的兩接線顛倒即可正常）

五、試驗(yàn)方法：

⒈啟動(dòng)系統(tǒng)：每次試驗(yàn)前應(yīng)首先打開控制柜總電源開關(guān)，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，直至WINDOWSXP標(biāo)準(zhǔn)工作界面下。

⒉安裝試片：將試片安裝在試樣支撐臂的兩端上（確保試樣安裝好），放下卸載手柄9，在砝碼吊欄16上加上規(guī)定重量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼（剎車片、工業(yè)機(jī)械摩擦片：3個(gè)2.5kg，1個(gè)1.25kg；離合器面片：1個(gè)2.5kg），調(diào)整水平調(diào)節(jié)螺絲7，使杠桿上的水平標(biāo)尺線11與水平指針10在一條直線上。

⒊磨合試樣：和鼠標(biāo)雙擊電腦屏幕上的“實(shí)驗(yàn)儀”圖標(biāo)，啟動(dòng)程序按照屏幕提示進(jìn)入程序主界面，選擇“試片初磨”，確認(rèn)后即可。試樣先在100℃下進(jìn)行磨合，磨合好的試樣接觸面應(yīng)達(dá)到95%以上，才可進(jìn)行正式試驗(yàn)，用千分尺測(cè)量?jī)稍嚇痈魑鍌€(gè)點(diǎn)處的厚度，試樣分為左右兩片，測(cè)量值輸入計(jì)算機(jī)。

⒋正式試驗(yàn)：重新將試樣裝好，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊屏幕上的“開始試驗(yàn)”按鈕，開始正式試驗(yàn)，到5000轉(zhuǎn)后，主機(jī)自動(dòng)停機(jī)，此時(shí)按照屏幕提示完成后面每個(gè)溫度下升溫（熱衰退）和降溫（恢復(fù)）試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程完成后，經(jīng)確認(rèn)計(jì)算機(jī)即自動(dòng)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)寫入硬盤，以備日后查詢調(diào)用。

⒌打印輸出：試驗(yàn)過(guò)程完成后，計(jì)算機(jī)會(huì)提示是否打印數(shù)據(jù)、曲線，此時(shí)確認(rèn)即可打印輸出。

⒍查詢記錄：在程序主界面下有一個(gè)“查詢記錄”按鈕，點(diǎn)擊此按鈕，計(jì)算機(jī)即調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)存，并彈出實(shí)驗(yàn)歷史記錄列表框，點(diǎn)擊要調(diào)用的實(shí)驗(yàn)記錄，點(diǎn)擊“調(diào)出實(shí)驗(yàn)記錄”按鈕，此時(shí)“打印”即可打印輸出該記錄的數(shù)據(jù)及曲線。

⒎完成試驗(yàn)：試驗(yàn)結(jié)束后，試片和摩擦盤面的外觀用目測(cè)。退出程序，關(guān)閉計(jì)算機(jī)，并斷開控制柜上的總開關(guān)。

六、標(biāo)定：

⒈試驗(yàn)機(jī)出廠時(shí)，正壓力、摩擦力、溫度、轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)均進(jìn)行了標(biāo)定，各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

⒉力傳感器的標(biāo)定采用專用標(biāo)定支架、綱絲繩和10.0kg重的四等標(biāo)準(zhǔn)砝碼4個(gè)來(lái)進(jìn)行，力傳感器一般每年進(jìn)行一次標(biāo)定，沒有特殊情況請(qǐng)不要調(diào)整放大器。

⒊各參數(shù)的標(biāo)定方法可參照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

七、其它：

⒈摩擦盤的磨損用百分表測(cè)量，若其表面的磨損深度大于0.2mm時(shí)，必須重新修磨或更換新盤。摩擦盤軸向跳動(dòng)小于或等于0.05mm，每次試驗(yàn)前后均要用P240剛玉砂布及金想砂紙?zhí)幚砥浔砻?，使之保持光潔，并用潔凈軟布擦凈?

⒉熱電偶測(cè)溫裝置的安裝位置按照GB5763－2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。

八、試驗(yàn)機(jī)的保養(yǎng)：

⒈每次試驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)清掃試驗(yàn)機(jī)及周圍灰塵，保持試驗(yàn)機(jī)的清潔。

⒉每三個(gè)月向加載軸內(nèi)加機(jī)油潤(rùn)滑，保持其上下自如和正壓力值的穩(wěn)定、準(zhǔn)確。

⒊每三個(gè)月向試驗(yàn)機(jī)主軸加注潤(rùn)滑油，保持主軸周圍干凈整潔。

⒋經(jīng)常檢查測(cè)力架、測(cè)力桿、力傳感器的連接是否牢固、可靠，保證其在摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)后不至脫開，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

⒌每三個(gè)月調(diào)整皮帶松緊度，防止皮帶打滑而影響試驗(yàn)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

⒍經(jīng)常檢查主旋轉(zhuǎn)軸2、電加熱管接線口與鋁箱3的密封問題，防止漏水。

九、易耗件目錄：

附：1、試驗(yàn)機(jī)電氣原理圖   

2、定速摩擦試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)圖

3、推薦設(shè)備布局圖

4、技術(shù)支持

附：設(shè)備自帶減震墊鐵安裝示意圖

1. 機(jī)器吊起，把墊鐵放到位。

2. 將螺栓經(jīng)機(jī)器安裝孔插入墊鐵里，放下機(jī)器到墊鐵上。

3. 順時(shí)針扭動(dòng)螺栓，調(diào)整機(jī)器水平高度。

4. 當(dāng)機(jī)器調(diào)平后，用螺母鎖緊。