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TE 77 長(zhǎng)行程高頻往復(fù)摩擦試驗(yàn)機(jī)

設(shè)備介紹

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)是一款完善的研究與開發(fā)設(shè)備，適用于評(píng)價(jià)潤(rùn)滑劑、材料、涂層和表面處理，它的**沖程為25mm，**加載達(dá)1，000N。TE 77高頻摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的滑動(dòng)接觸試驗(yàn)條件與大多數(shù)機(jī)械零部件的服役工況相符。試樣可以是標(biāo)準(zhǔn)樣塊，也可以是從零件實(shí)體上切割下來(lái)的，但要保證表面光潔平整。TE77是ASTM G 181推薦使用設(shè)備。

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)可用于開展實(shí)驗(yàn)室間摩擦磨損測(cè)試，包括ASTM G 133“平板上球線性往復(fù)滑動(dòng)磨損標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法”，可從事陶瓷，金屬和復(fù)合陶瓷材料的干磨損和潤(rùn)滑磨損；ASTM G 181“潤(rùn)滑條件下活塞環(huán)和氣缸襯筒材料摩擦試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程”； ASTM G 99“銷盤旋轉(zhuǎn)摩擦磨損測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法”； ISO 7148“滑動(dòng)軸承-軸承材料的摩擦學(xué)特性測(cè)試方法”。

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)聯(lián)接可選的適配器，可以提供以下標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試條件和測(cè)試樣品：

ASTM D 5706 “使用高頻線性振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)測(cè)定潤(rùn)油滑脂極端壓力特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法”（SRV方法）

ASTM D 5707 “使用高頻線性振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)測(cè)量潤(rùn)滑油脂摩擦力和磨損特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法” （SRV方法）

ISO/DIN 12156-2 “柴油燃料潤(rùn)滑性評(píng)價(jià)測(cè)試方法”

ASTM D 6079 “利用高頻往復(fù)設(shè)備(HFRR)評(píng)定柴油燃料潤(rùn)滑性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法”

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)是落地式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，是由以下部件組成：帶壓電力傳感器反饋系統(tǒng)的伺服控制低慣量氣動(dòng)加載系統(tǒng)，帶編碼器（ENCODER）反饋的矢量控速馬達(dá)，電磁離合器快速啟動(dòng)系統(tǒng)，SUPERSLIM系列數(shù)字連接模塊和COMPEND 2000兼容WINDOWS的控制和數(shù)據(jù)采集軟件。

摩擦力測(cè)量：

壓電傳感器用于測(cè)量摩擦力的大小，靈敏度為43.5 pC/N，輸出范圍可根據(jù)預(yù)期的摩擦力水平進(jìn)行設(shè)置。摩擦力的**值水平為+/- 500 N。

高頻(>1Hz)操作時(shí)，電荷放大器交流耦合，消除了長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)信號(hào)漂移帶來(lái)的影響。信號(hào)通過(guò)真實(shí)均方根/直流轉(zhuǎn)換放大器后，輸出真實(shí)平均摩擦力。即時(shí)的摩擦力信號(hào)可以通過(guò)示波器監(jiān)測(cè)，或者用TE 77/HSD選件將這些數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。

在低頻(<1Hz)操作時(shí)，如進(jìn)行粘滑、單通道滑移試驗(yàn)和標(biāo)定傳感器以及進(jìn)行帶能量脈沖滑滾適配組件測(cè)試時(shí)，電荷放大器為直流耦合工作模式。這種工作模式讓信號(hào)衰減時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100，000秒，與非常接近零的測(cè)試標(biāo)度時(shí)間范圍相比，這個(gè)時(shí)間足夠長(zhǎng)。也就是說(shuō)，測(cè)量過(guò)程中任一瞬間的摩擦力都可準(zhǔn)確測(cè)量。

接觸電阻的測(cè)量：

動(dòng)試樣與驅(qū)動(dòng)主軸以及定試樣絕緣，摩擦接觸區(qū)毫伏級(jí)的電壓可以利用Lunn-Furey 接觸電阻電路施加。電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)真實(shí)rms/dc 轉(zhuǎn)換放大器處理后，得到接觸電勢(shì)的時(shí)間平滑平均值。如果測(cè)試試樣是導(dǎo)電的，那么這種電壓變分可用于表征摩擦副金屬相互接觸的水平。 該測(cè)試可用于檢測(cè)抗磨極壓潤(rùn)滑劑化學(xué)反應(yīng)膜的形成、絕緣層的破裂以及接觸區(qū)氧化物的積聚程度。即時(shí)的接觸電勢(shì)可以通過(guò)示波器監(jiān)測(cè)，也可用TE 77/HSD選件進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

溫度測(cè)量:

相當(dāng)多的磨損過(guò)程是由溫度引發(fā)的，比如摩擦副表面氧化、組織轉(zhuǎn)變、潤(rùn)滑添加劑薄膜或其他摩擦化學(xué)反應(yīng)膜的形成與破裂以及表面溶化（材料的PV極限）和.熱應(yīng)力致材料失效等。

隨著接觸區(qū)摩擦能量的耗散以及不可逆的溫升，磨損越來(lái)越嚴(yán)重。另外，摩擦副接觸區(qū)的尺寸與相對(duì)速度影響著在載荷和滑動(dòng)速度共同作用下產(chǎn)生的摩擦能量及其耗散與分布。

進(jìn)行TE77往復(fù)式試驗(yàn)時(shí)，可將速度保持在一個(gè)非常低的水平上，目的是**限度的減少摩擦生熱，并在有潤(rùn)滑的測(cè)試中促進(jìn)邊界潤(rùn)滑。

摩擦熱的極小化意味著通過(guò)控制定試樣的整體溫度可以有效控制接觸區(qū)的溫度。將熱電偶?jí)涸诙ㄔ嚇由?，即可用帶PWM的PID軟件測(cè)量并控制溫度。

磨損:

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)無(wú)法原位監(jiān)控磨損狀況，無(wú)法即時(shí)評(píng)價(jià)動(dòng)試樣的磨斑尺寸及靜試樣的磨損體積。足夠小的試樣可以用掃描電子顯微鏡觀察，表面膜的化學(xué)分析可以用專門的儀器分析可選附件TE 77/WEAR，可以連續(xù)記錄動(dòng)試樣相對(duì)靜試樣的運(yùn)動(dòng)狀況，從而粗略給出兩表面的磨損狀況并確定磨損態(tài)轉(zhuǎn)變。

控制與數(shù)據(jù)采集:

該試驗(yàn)機(jī)擁有集成的串行接口模塊，并安裝了可在Windows下運(yùn)行的COMPEND 2000軟件，實(shí)現(xiàn)基于個(gè)人電腦的編程控制與數(shù)據(jù)采集。測(cè)得數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)電子數(shù)據(jù)表格形式存儲(chǔ)在硬盤里，文件的格式為.csv 或 .tsv。

測(cè)試過(guò)程程序化通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，每一步包括試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置值、數(shù)據(jù)記錄頻率和報(bào)警信息。試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置值，設(shè)置點(diǎn)可有程序的步改變或跳過(guò)。除非被操作人員或警報(bào)打斷，測(cè)試序列將順次執(zhí)行。另外，也可在屏幕上手動(dòng)調(diào)整切換設(shè)置點(diǎn)。

設(shè)備優(yōu)點(diǎn):

1，頻率范圍:

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)的**頻率為50 Hz，應(yīng)該注意的是大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中要求摩擦試驗(yàn)機(jī)的頻率低于或等于這個(gè)數(shù)值。電磁振蕩器驅(qū)動(dòng)的往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)，頻率通常較高，**可達(dá)500Hz。但這類試驗(yàn)機(jī)的典型**沖程為4mm（并且不是在全頻范圍內(nèi)），這比TE 77的要小很多。標(biāo)配TE型試驗(yàn)機(jī)的**沖程為25mm。TE 77 在50 Hz頻率工作時(shí)，沖程為 5 mm；在30 Hz工作時(shí)，沖程為15 mm。其實(shí)，研究潤(rùn)滑劑的成膜能力及其摩擦學(xué)行為時(shí)， 沖程對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)什么大的影響。但是，若要研究磨損如何產(chǎn)生并惡化時(shí)，需要考慮沖程及滑動(dòng)距離。標(biāo)準(zhǔn)ASTM G 133對(duì)10mm沖程下的試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。.

2，磨損的產(chǎn)生:

磨損是滑動(dòng)距離的正函數(shù)，因此，磨損產(chǎn)生的幾率會(huì)隨著滑動(dòng)距離增長(zhǎng)而增加。

對(duì)于TE 77試驗(yàn)機(jī)， 25 mm的沖程，20 Hz的頻率，每分鐘的滑動(dòng)距離就是 60 m； 15 mm的行程，30 Hz的頻率，每分鐘的滑動(dòng)距離就是 54 m； 5 mm的行程，50 Hz的頻率，每分鐘的滑動(dòng)距離就是 30 m。對(duì)于典型的電磁控制試驗(yàn)機(jī)，4 mm的行程，50 Hz的頻率，每分鐘的滑動(dòng)距離就是 24 m；1 mm的行程，100Hz的頻率，每分鐘的滑動(dòng)距離僅為12 m。

也就是說(shuō)，相比電磁驅(qū)動(dòng)的短沖程試驗(yàn)機(jī)，長(zhǎng)沖程的TE 77試驗(yàn)機(jī)將更適合也會(huì)更有效地來(lái)研究磨損的產(chǎn)生及其發(fā)展過(guò)程。

3，卷吸與磨屑:

定試樣和動(dòng)試樣“暴露”的能力取決與小于半沖程的接觸長(zhǎng)度，這就要求接觸長(zhǎng)度不能超過(guò)行程的一半。換句話說(shuō)，在其他設(shè)備上試驗(yàn)時(shí)，比如**行程4毫米，接觸長(zhǎng)度大于2毫米，定試樣中心部分將不斷接觸動(dòng)試樣的一部分。這對(duì)潤(rùn)滑油的卷吸、表面活化和磨屑移出接觸區(qū)有嚴(yán)重影響。在這種情況下，磨屑很容易積存在接觸區(qū)，從而產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的第三方磨粒磨損。正因?yàn)槿绱耍瑴y(cè)試面面接觸的粘著磨損時(shí)，這些設(shè)備是不能令人完全滿意的。

4，接觸范圍:

兩接觸表面如何分擔(dān)磨損是一個(gè)與接觸范圍相關(guān)的重要研究課題。磨損是滑動(dòng)距離的函數(shù)，滑動(dòng)距離為沖程與周期數(shù)乘積的2倍。對(duì)于定試樣上的一個(gè)點(diǎn)，線性磨損是接觸長(zhǎng)度和周期數(shù)成績(jī)的兩倍。換句話說(shuō)，動(dòng)試樣的磨損取決于總的滑動(dòng)距離，定試樣上的磨損取決于被劃過(guò)的次數(shù)和接觸長(zhǎng)度。因此，兩試樣的磨損比例取決于沖程和接觸長(zhǎng)度。為了建立真實(shí)的摩擦接觸模型，一定要給接觸范圍這個(gè)參數(shù)正確建模。 因此，對(duì)于沖程為100mm的引擎，用3mm接觸長(zhǎng)度25mm沖程的試驗(yàn)?zāi)M就足夠了，試驗(yàn)中環(huán)試樣的接觸長(zhǎng)度應(yīng)該為0.75mm。如果試驗(yàn)是沖程較短并要求接觸長(zhǎng)度為0.09mm，那么可以認(rèn)為這樣的模擬試驗(yàn)是不符合實(shí)際工況的。

TE 77 長(zhǎng)行程高頻摩擦試驗(yàn)機(jī)的沖程長(zhǎng)度長(zhǎng)，為了測(cè)試各種尺寸的較大滑動(dòng)試樣提供了許多方便，特別適合于測(cè)試從機(jī)器部件上切割下來(lái)的試樣。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是測(cè)試區(qū)域明顯可辨，并且兼容設(shè)計(jì)出來(lái)的各種專用試樣夾具。

5，極低頻率:

通過(guò)可互換的齒輪箱，TE 77可提供*低為0.01Hz的頻率。而電磁驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)機(jī)，*低只能提供1Hz的頻率。所以，如此之低的下限頻率可使TE77 用于研究材料和潤(rùn)滑劑的粘滑特性及Stribeck曲線。

技術(shù)參數(shù) ：