05 实验记录与数据处理
磨痕宽度记录
材料配副
磨痕宽度 （mm）
将下试件磨痕宽度记录在表格中
表3-5 干摩擦条件下两种配副的下试件磨痕宽度
GCr15钢球—45#钢盘 （干摩擦）
GCr15钢球—黄铜盘 （干摩擦）
表3-6 相同配副在两种摩擦状态下的下试件磨痕宽度
摩擦状态
磨痕宽度 （mm）
GCr15钢球—45#钢盘 （干摩擦）
机械设计
这是后处理的摩擦系数随时间变化的曲线。
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机械设计
这是实验结束时的界面，点击“保存数据”可存成数据格式文件， 击“保存曲线”可存成图片格式文件。
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机械设计
摩擦系数测试原理
P=W （N） QL1=FL2 L1=L2 Q=F
f FQ PW
预先确定加载砝码的重力W，再由 测试系统测出传感器受力Q的大小， 进而计算出摩擦系数 f 。
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Natr engineering machinery
摩擦系数数 据文件。
WHY1
WHY2
WHY3
WHY4
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机械设计
绘制摩擦系数随时间变化曲线
根据三种实验条件下得到的摩擦系数数 据，每隔30秒取一点，在同一张坐标纸 上绘制出三条摩擦系数随时间变化曲线， 并在每条曲线上标注实验条件（如配副 材料、摩擦状态、载荷等）。
思考题
123 4
在干摩擦条件 下，哪一种配 副的摩擦系数 小，哪种配副 的磨损量小？ 为什么？
在相同摩擦副 根据磨痕形貌， 条件下，哪种 分析三个实验 摩擦（润滑） 各属于哪种磨 状态下的摩擦 损形式。 系数小，哪种 摩擦（润滑） 状态下的磨损 量小？为什么？
怎样选择配副 材料，可使机 械零件更耐磨。
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机械设计
这是输入实验参数的界面。
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机械设计
机械设计
数据采集系统原理
测试系统的硬件：传感器、信号放大器、数据采集卡、计算 机等。下图为数据测试采集系统框图。
数据采集
信号放大
AD转换
数据存储数 据处理
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机械设计
摩擦磨损实验测试系统软件是实验室自己开发的，这是主界面。
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磨痕宽度测试
使用读数显微镜对磨痕宽度（长度磨损量）进行测试，这是读数显微镜和 目镜视场中所看到的字和刻线。
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机械设计
测量时，转动读数鼓轮手柄，使刻线分别与磨痕两侧相切，读出两次的读数， 相减可得磨痕宽度。
摩擦磨损与润滑实验
实验目的
12
通过实验了解 不同材料配副、 不同摩擦（润 滑）状态时的 摩擦系数与磨 损量的变化；
了解不同材料 配副对摩擦磨 损的影响；
3
学会摩擦学实 验的基本方法， 学会有关仪器 设备的使用方 法。
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03 实验内容（两类）
1.摩擦状态相同、材料配副不同时的 实验，测试摩擦系数，了解材料的减 摩情况；观察下试件磨痕形貌及宽度， 了解材料的耐磨情况。
摩擦状态：干摩擦 摩 擦 副： GCr15钢球-45号钢盘、 GCr15钢球-黄铜盘 2.材料配副相同、摩擦状态不同时的 实验，测试摩擦系数，了解有无润滑 时减摩情况；观察磨痕的形貌及宽度， 了解有无润滑时的耐磨情况。 摩 擦 副： GCr15钢球-45号钢盘 摩擦状态：干摩擦、脂润滑
试件的结构尺寸与材料
尺寸
材料
球的尺寸为Ф11.113mm；
上试件： GCr15钢、 Si3N4陶瓷
圆盘直径为Ф60mm，厚度为8mm。 下试件： 钢 、铸铁 、铜、PTFE等材料
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测试摩擦系数
将试件安装在实验机上，加上加载砝码；
开启计算机，打开摩擦磨损实验系统界面，输入实验参数及有关数据；
调整好转速、摩擦半径，并开启实验机和测试系统；
将摩擦系数随时间变化曲线存成图片形式，或存成数据文件形式。
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观察表面形貌
将下试件拆下，在显微镜下观察下试件磨痕形貌，并通过二维图像测量软件拍下磨 痕表面形貌照片。
检测磨损量
用读数显微镜测量磨痕的宽度并记录下来。
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06 实验报告要求
实验报告内容
包括文字、曲线和图表等。 实验目的、实验设备及其工作原理、已知条 件、原始数据、实验结果、思考题、实验感 想。
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GCr15钢球—45#钢盘 （脂润滑）
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05 实验记录与数据处理
实验参数与各种图片
实验条件记 载（载荷大 小，实验机 的转速等）；
实验机与上、 下试件照片；
表面形貌照 片与摩擦系 数图片；
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04 实验步骤与方法（三个实验）
实验一：干摩擦条件下配副1的实验 配副材料：GCr15钢球—45#钢盘 (1)清洗试件： 在教师指导下选择试件，清洗干净；所用工 具及物品：工具盘、超声清洗器、吹风机、 丙酮（酒精）、脱脂棉等。
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实验二： 干摩擦条件下配副2的实验
配副材料：GCr15钢球—黄铜盘 实验步骤和方法与实验一相同。
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机械设计
这是二维图像测量软件主界面。
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机械设计
这是通过二维图像测量软件拍摄到的磨痕照片。
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计算机屏幕实时显示摩擦系数的变化曲线，可以直接存储成图片文件格式。
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还可以把摩擦系数以数据文件格式输出，便于后处理。
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02 实验设备及原理
实验机
设备的名称是球盘式摩擦磨损 实 验机，其实物照片如图所示
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机械设计
设备的原理图如下图所示，实验机由如下9部分组成
1.带传动 2.电动机 3.托盘 4.下试件 5.上试件 6.夹头 7.砝码 8.摆杆 9.压力传感器
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设备的技术指标与参数
实验机参数： 转速范围：n=100-500(r/min)； 最大载荷：Wmax =10N；
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