一、概述

自八十年代我國消化吸收日本HP－S型定速式摩擦試驗機生產(chǎn)出自己的D－MS型定速式摩擦試驗機后，該試驗機一直做為摩擦材料行業(yè)的常規(guī)檢驗設(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)。但是在長期的生產(chǎn)、試驗中也暴露出該試驗機的一些缺陷，即數(shù)據(jù)采集、處理方法原始，準(zhǔn)確度低、操作復(fù)雜，試驗結(jié)果重現(xiàn)性差等問題。為了克服以上不足，減少試驗誤差，使操作更為合理、簡單，我中心在吸收國內(nèi)外兄弟單位試驗機優(yōu)、缺點的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代傳感技術(shù)，設(shè)計制造了改進(jìn)型定速式摩擦試驗機(型號GTYD-MSM)。

⒈ 組成

MSM型定速摩擦試驗機由三部分組成，即主機、強電控制柜、計算機測控系統(tǒng)。計算機測控系統(tǒng)包括摩擦力、轉(zhuǎn)數(shù)、溫度檢測和主電機、電加熱、風(fēng)機、水閥的控制等。系統(tǒng)采用品牌計算機，配置為臺式電腦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)具有無干擾、擴(kuò)展力強、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，WINDOWS 7平臺下，采用可視化編程軟件開發(fā)，軟件的人機操作界面友好，畫面直觀、大方、數(shù)據(jù)顯示清晰明了。強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)傳感器和儀表信號處理端子板。端子板上的線纜直接連到計算機，傳感器信號經(jīng)端子板將信號調(diào)理后送計算機。計算機通過檢測傳感器信號，計算出當(dāng)前摩擦系數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)和溫度，并根據(jù)當(dāng)前試驗設(shè)定溫度來控制冷卻和加溫。當(dāng)目前溫度高于試驗設(shè)定溫度時，計算機會自動開啟風(fēng)機并陸續(xù)開啟水閥制冷。當(dāng)盤溫低于設(shè)定溫度時，計算機會關(guān)閉風(fēng)機和水閥，打開電加熱陸續(xù)升溫。實驗過程結(jié)束時，經(jīng)確認(rèn)，計算機即自動將試驗數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，以備日后查詢調(diào)用。該試驗機可選中英文操作界面，可選中英文打印試驗結(jié)果。

⒉主要功能：

該試驗機可用于測量汽車用制動器襯片（剎車片）、汽車用離合器面片，石油鉆機剎車塊及各種工業(yè)用機械摩擦片、摩托車制動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)的試驗方法要求：

GB5763－2008       汽車用制動器襯片

GB/T5764－2011     汽車用離合器面片

GB/T11834－2011    工業(yè)機械用石棉摩擦片

QC/Y227.1－2009 摩托車和輕便摩托車制動片摩擦性能試驗方法

二、試驗機工作原理：

本試驗機所依據(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，要測量物體的摩擦系數(shù)，只要測出一定壓力下的摩擦力便可計算其摩擦系數(shù)。該試驗機通過正壓力加載軸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，摩擦力通過力傳感器15測量，計算機系統(tǒng)每轉(zhuǎn)內(nèi)三次采集力傳感器所測試的摩擦力，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。降溫試驗及其離合器面片等材料的試驗按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定程序進(jìn)行試驗，計算機屏幕隨時顯示摩擦系數(shù)、溫度、轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線，通過鼠標(biāo)點擊進(jìn)入試樣磨前、磨后的厚度，計算機自動算出其磨損率，試驗結(jié)束后由打印機打印試驗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測量，溫度測量精度為1℃，測量誤差5℃。

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

⒌試樣長寬尺寸為25×25mm；厚度為5～7mm；試樣數(shù)量為2個；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，加在兩個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2.5kg，1個1.25kg；4個砝碼全部加上（做剎車片試驗），其正壓力為8.75×10×9.8＋367.5=1225N（試片所受的壓強為0.98MPa）。當(dāng)做離合器面片試驗時，吊欄16上只加1個2.5kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，其正壓力為2.5×10×9.8＋367.5=612.5N（試片所受的壓強為0.49MPa）。

⒎力傳感器15的測量精度為1.0N，測量誤差為10N。

⒏主電機18的功率為7.5KW，加熱管4為3根，每根1.5KW；風(fēng)機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該試驗機安裝場地應(yīng)具有自來水、排污溝、三相四線制電源等基礎(chǔ)設(shè)施。（空氣開關(guān)40A）

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

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

⒋主機地腳調(diào)整穩(wěn)定后，檢查主機正壓力加載軸6是否上下靈活；摩盤轉(zhuǎn)動是否靈活；認(rèn)真固定測力杠14和力傳感器15，確認(rèn)摩擦盤轉(zhuǎn)動后此部分不會脫開。請在每次開機前，確保此處聯(lián)接牢固，否則會打壞測力杠，發(fā)生意外。

⒌檢查主機上冷卻水管進(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的另一端與自來水管連接。

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

⒎抬起主機上的卸載手柄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，確保摩擦盤上無任何東西，能夠自由轉(zhuǎn)動后，才可以打開控制柜上的電源開頭啟動“主機”按鈕，摩擦盤轉(zhuǎn)動，即空轉(zhuǎn)，觀察摩擦盤轉(zhuǎn)動狀況，確認(rèn)其無搖晃、振動和異常聲音后，即認(rèn)為試驗機空轉(zhuǎn)正常（同時用試電筆檢查主機、控制外殼是否帶電，如帶電要可靠連接地線予以消除）。

⒏打開計算機主機電源開關(guān)，雙擊鼠標(biāo)右鍵點擊顯示屏上的試驗機圖標(biāo)，進(jìn)入試驗程序，確定有關(guān)的試樣參數(shù)，待顯示屏上出現(xiàn)試驗機模型后，點擊“試片初磨”樣，確認(rèn)摩盤上沒有其它東西后，點擊“是”圖標(biāo)，主電機即起動，摩擦盤轉(zhuǎn)動，用手拉一下測量架，顯示屏上將會出現(xiàn)對應(yīng)的力值，此表明計算機系統(tǒng)與強電控制柜、主機連接正常，否則檢查各線是否連接正確。

⒐點擊顯示屏上的“退出系統(tǒng)”，關(guān)掉主電機，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)入計算機控制系統(tǒng)，點擊“試片初磨”、選“是”欄，試驗機加樣運轉(zhuǎn)，顯示屏上將出現(xiàn)瞬時摩擦系數(shù)、溫度、轉(zhuǎn)數(shù)值和摩擦系數(shù)、溫度的曲線圖，試驗過程中試驗機應(yīng)無振動和異常聲音。（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、試驗方法：

⒈啟動系統(tǒng)：每次試驗前應(yīng)首先打開控制柜總電源開關(guān)，啟動計算機，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)機械摩擦片：3個2.5kg，1個1.25kg；離合器面片：1個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“實驗儀”圖標(biāo)，啟動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，用千分尺測量兩試樣各五個點處的厚度，試樣分為左右兩片，測量值輸入計算機。

⒋正式試驗：重新將試樣裝好，用鼠標(biāo)點擊屏幕上的“開始試驗”按鈕，開始正式試驗，到5000轉(zhuǎn)后，主機自動停機，此時按照屏幕提示完成后面每個溫度下升溫（熱衰退）和降溫（恢復(fù)）試驗。試驗過程完成后，經(jīng)確認(rèn)計算機即自動將試驗數(shù)據(jù)寫入硬盤，以備日后查詢調(diào)用。

⒌打印輸出：試驗過程完成后，計算機會提示是否打印數(shù)據(jù)、曲線，此時確認(rèn)即可打印輸出。

⒍查詢記錄：在程序主界面下有一個“查詢記錄”按鈕，點擊此按鈕，計算機即調(diào)用數(shù)據(jù)庫存，并彈出實驗歷史記錄列表框，點擊要調(diào)用的實驗記錄，點擊“調(diào)出實驗記錄”按鈕，此時“打印”即可打印輸出該記錄的數(shù)據(jù)及曲線。

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

六、標(biāo)定：

⒈試驗機出廠時，正壓力、摩擦力、溫度、轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)均進(jìn)行了標(biāo)定，各項指標(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個來進(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量，若其表面的磨損深度大于0.2mm時，必須重新修磨或更換新盤。摩擦盤軸向跳動小于或等于0.05mm，每次試驗前后均要用P240剛玉砂布及金想砂紙?zhí)幚砥浔砻妫怪３止鉂?，并用潔凈軟布擦凈?

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

八、試驗機的保養(yǎng)：

⒈每次試驗結(jié)束后及時清掃試驗機及周圍灰塵，保持試驗機的清潔。

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

⒊每三個月向試驗機主軸加注潤滑油，保持主軸周圍干凈整潔。

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

⒌每三個月調(diào)整皮帶松緊度，防止皮帶打滑而影響試驗機正常運轉(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、試驗機電氣原理圖   

2、定速摩擦試驗機簡圖

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. 機器吊起，把墊鐵放到位。

2. 將螺栓經(jīng)機器安裝孔插入墊鐵里，放下機器到墊鐵上。

3. 順時針扭動螺栓，調(diào)整機器水平高度。

4. 當(dāng)機器調(diào)平后，用螺母鎖緊。