實(shí)驗(yàn)報(bào)告一：實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦肕S-800型四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)二：實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要用到變頻器、傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)、MS-800四球試驗(yàn)機(jī)、四個(gè)鋼球(符合G308要求的II級(jí)鋼球，材料CGr15，直徑12.7mm,硬度HRC64?66之間)、美孚工業(yè)齒輪油632、清洗劑(石油醚)、衛(wèi)生紙、扳手，載荷1kg,其中MS-800四球試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)如下：MS-800主要技術(shù)指標(biāo)MS-800各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)最大軸向負(fù)荷800公斤主軸轉(zhuǎn)速1450+50轉(zhuǎn)/分加溫油杯最高工作溫度200c一次試驗(yàn)耗油量約10毫升試驗(yàn)時(shí)間的控制手動(dòng)和10秒自動(dòng)剎車杠桿加載擴(kuò)大倍數(shù)10-20倍主電機(jī)功率及轉(zhuǎn)速1.1千瓦1410轉(zhuǎn)/分三：實(shí)驗(yàn)原理由右圖可見，四球機(jī)的四個(gè)鋼球形成一個(gè)等邊四面體，上球?qū)ο?球在3個(gè)接觸點(diǎn)的作用力可由等邊四面體來(lái)分析。設(shè)加載在頂球1上的垂直負(fù)荷W，N二N二N二0.4082W N二N二N二0.4082W (1)1 2 3由于上球與下面任意一個(gè)小球之間的摩擦力F二F二F二F=卩N，因此測(cè)量出F就可1 11 12 13 1 1以得到摩擦系數(shù)“的大小。下面還需要求出頂球與底球的接觸點(diǎn)至頂球球心垂線的距離OB,OC、,以求出頂球在接觸處的線速度。從圖中幾何關(guān)系得：OB=丄R=0.5774R (2)11 <31 1自動(dòng)拉力記錄儀測(cè)得的力并不等于四球摩擦后產(chǎn)生的摩擦力，而是要經(jīng)過力的傳遞和一定的放大倍數(shù)后得到的一個(gè)力，大小可以通過下面AN/-~'B1O.■-XT----'L1BJOnd1四球機(jī)鋼球受力分析圖的計(jì)算得出。由右圖可知：L—OB111

有：L二0.5774R?3.662mmi i根據(jù)摩擦力測(cè)試機(jī)構(gòu)可以知道，力系對(duì)O點(diǎn)的主矩:FL223Li試驗(yàn)中F2由自動(dòng)拉力記錄儀測(cè)得，因此F=3試驗(yàn)中F2由自動(dòng)拉力記錄儀測(cè)得，因此F=3Li=12.74F2F卩=iNi12.74F 12.74F2=弋6 2N W1(4)由此可知，試驗(yàn)中只要測(cè)出自動(dòng)拉力記錄儀上的讀數(shù)F2和載荷W就可以求得摩擦系數(shù)IM這就是MS-800型四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試摩擦系數(shù)的原理。四：實(shí)驗(yàn)步驟1?啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開LabVIEW的記錄程序，然后將程序上的相應(yīng)的值設(shè)定好，讓其運(yùn)行半個(gè)小時(shí)，把初值調(diào)為零點(diǎn)，這樣是為了避免零飄，剛開始打開程序會(huì)有零飄，那樣會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其精度。將四個(gè)鋼球、油盒和上夾頭、夾具、以及銷子在石油醚中浸泡1min，為了保證數(shù)據(jù)的精度，應(yīng)將試驗(yàn)球反復(fù)清洗干凈，然后再換用新的石油醚沖洗。將清洗的試驗(yàn)鋼球放到潔凈的玻璃杯中。再重復(fù)上述1的步驟，吹風(fēng)機(jī)將其吹干。在試驗(yàn)機(jī)主軸上夾頭中安裝一洗凈的試驗(yàn)鋼球，并用夾具夾緊。在油盒中安裝三個(gè)潔凈的試驗(yàn)鋼球，并用夾具夾緊。把試驗(yàn)中所用到的試驗(yàn)油倒入油盒中，使?jié)櫥统錆M油盒中的空隙，并使?jié)櫥徒]過油盒中三個(gè)試驗(yàn)鋼球頂部。按照所需要的轉(zhuǎn)速調(diào)變頻器的相應(yīng)頻率。做好上述步驟后，查看LabVIEW記錄程序是否在零點(diǎn)，調(diào)零點(diǎn)，調(diào)好零點(diǎn)后然點(diǎn)擊存盤按鈕，并打開試驗(yàn)機(jī)讓其轉(zhuǎn)動(dòng)一分鐘，開始記錄試驗(yàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)一分鐘之后停止試驗(yàn)機(jī)，再點(diǎn)擊存盤，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。此步驟在試驗(yàn)中起到標(biāo)零的作用。在試驗(yàn)機(jī)上安裝油盒（此時(shí)加載系統(tǒng)應(yīng)平衡為零值）。先將銷子放進(jìn)主軸中，然后把裝有頂球的上夾頭放進(jìn)銷子里，隨后把裝有三個(gè)底球的油盒和止推軸承依次安裝。然后緩慢放平杠桿，緩慢施加試驗(yàn)所需要的載荷，避免沖擊，并將傳感器與油盒手柄相連，用于測(cè)量鋼球所受摩擦力。10?上述完成后，調(diào)零點(diǎn)，然后按下LabVIEW記錄程序的存盤按鈕，啟動(dòng)變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕將試驗(yàn)機(jī)啟動(dòng)，并將其啟動(dòng)10s后停止，然后按下電腦程序中的存盤按鈕，將傳感器與油盒手柄斷開，輕輕取下載荷并將杠桿支起來(lái)，這樣便于取下油盒。然后取下油盒和上夾頭和開口銷。

11.向油杯中加入石油醚浸泡lmin，輕輕搖晃油盒，用洗耳球反復(fù)沖洗油盒，倒掉石油醚。用洗耳球吸取石油醚沖洗油盒油杯內(nèi)部殘存的潤(rùn)滑油。重復(fù)該步驟兩到三次。最后吸取丙酮清洗油杯內(nèi)部?jī)纱危么碉L(fēng)機(jī)吹干。打開read程序讀取數(shù)據(jù)，并記錄下來(lái)。在本課題中通過試驗(yàn)機(jī)測(cè)試程序測(cè)得的是一個(gè)代表摩擦力的電壓值，須將讀取出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為摩擦系數(shù)。按照如上步驟進(jìn)行下一次試驗(yàn)五：實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析所得結(jié)果圖如下：?一：2Q6&22?一：2Q6&22864555222(Dpn4-5.luv&0讀得的數(shù)據(jù)為:405060708090mV265.36262.10263.69266.59262.53264.05從MS-800四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試原理及改造后的測(cè)試原理可以知道，試驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)為摩擦力的電壓值，而且這個(gè)電壓值并不是直接表示鋼球之間的摩擦力，而是相當(dāng)于自動(dòng)拉力儀記錄的數(shù)據(jù)f。因此，摩擦系數(shù)的計(jì)算需要首先根據(jù)讀取的電壓值求出力F，22然后通過關(guān)系計(jì)算得到摩擦力F],最后轉(zhuǎn)換為摩擦系數(shù)仏上述的求解過程，可以表示成如下的過程：(1).求拉力F:2由于本試驗(yàn)用的傳感器載荷為2公斤，而測(cè)試程序輸出的值為代表摩擦力的電壓值，輸VF出最大為5000mv,我們可以根據(jù)電壓值V求得對(duì)應(yīng)的拉力F2的值為： 和。需2 5000 2000要說明的是：為了方便今后的計(jì)算，在測(cè)試試驗(yàn)中所有的力的單位均使用g或者kg,而不

V是采用國(guó)際制單位N，因此拉力的計(jì)算公式為：F2=干。(2).求摩擦力F:1FL由式F廣~3L=12,74(3)可以看到，只要能夠求出力F2，便可以根據(jù)關(guān)系求出1摩擦力F。1(3).求摩擦系數(shù)卩：F已知一n，只要將求得的摩擦力件帶入式FF已知一n，只要將求得的摩擦力件帶入式F卩=1N112.74F -12.74F2= 6 2(4)N W1中，因此：一空"=12