【卡松科研设备巡展】——四球试验机

一个单位的科研设备水平,是其技术研发实力、科技创新能力和核心竞争力的重要体现。卡松科技股份有限公司国家CNAS实验室,现有各种仪器设备近百台(套),检测能力基本覆盖石化行业所需几十项要求。除了能进行一些常规理化指标的检测,还能检测一些非常规的指标,例如:CCS、硫含量、液相锈蚀、旋转氧弹、铁谱分析等指标。为展现卡松科技的科研设备水平,充分展示卡松的技术研发实力和科技创新能力,从即日起,我们推出了【卡松科研设备巡展】系列,陆续介绍公司的系列研发设备。今天,为大家介绍第一款设备——四球试验机。

        据不完全统计,全世界约有30%的能源消耗来自于摩擦,由摩擦产生的磨损也是引起机器设备中摩擦副失效的最关键因素。因此,研究摩擦学不仅对解决能源危机具有重要意义,对加强机器设备可靠性、延长其使用寿命也起着至关重要的作用。摩擦学是研究摩擦与润滑及其相互关系的学科。近年来,润滑材料及润滑技术的研究已取得了显著成果。在不断开发新材料、新技术的同时,必然伴随着对材料润滑性能的反复评价考核。其中,四球试验机是国际上评定润滑剂抗磨损性能和区分其低、中、高极压性能的首选设备,因其对工业摩擦副的高模拟相似度,已广泛应用于润滑剂抗磨损性能和承载能力的测定。

       四球试验机占现有模拟试验机的绝大多数,其中应用地最广、试验方法研究地最全面。四球试验机常测数据PB(最大无卡咬负荷)、PD(烧结负荷)、磨斑(抗磨性能)、ZMZ(综合磨损指数也叫负荷-磨损指数LWI)、μ(摩擦系数)。

1. 四球试验机测试原理

      
       传统测试是一个旋转顶球在3个固定球上按规定试验条件旋转,进行的一系列试验。主要用于产品开发和质量控制测试。摩擦扭矩可以连续记录,磨损状况是由光学测量显微镜对试验钢球表面进行测量得到。

图一 四球试验机原理示意图

图二 四球试验机测试系统示意图

2. 四球试验机法评价试验

    
       · 摩擦磨损试验
       利用四球试验机法评价润滑剂抗磨损性能的方法为:通过由下而上对钢球施加负荷,测量位于下面的静止钢球的平均磨痕直径;要求四球中上球按一定速率旋转,下面三球固定,试验过程中四球接触点皆浸没在润滑剂中通过长时抗磨损试验,可获得摩擦系数。
       · 极压性能试验
       通过极压性能测试,可获得最大无卡咬负荷、烧结负荷、综合磨损值等指标。
       · 四球试验机试验要求
       一般来讲,摩擦磨损试验的特点是负载大,时间长,对负荷和温度的控制精度要求较高;极压性能试验的特点是间隔测量,时间短,试验次数多,主轴转速较大,对负荷的保持精度要求不高。

3.四球试验机种类

       按照加载方式分类:杠杆手动和液压自动加载。
       两种四球试验机的比较:杠杆手动式四球试验机加载准确度高,影响因素较少,液压自动加载式四球试验机加载省力,操作方便。

       
图三 液压自动加载式四球试验机

图四 杠杆式四球摩擦试验机

图五 摩擦磨损试验机


       卡松科技股份有限公司检测中心拥有三款四球试验机:液压自动加载式四球试验机(图三所示),杠杆式四球摩擦试验机(图四所示),摩擦磨损试验机(图五所示),可对本公司产品油样以及外来检测油样进行四球试验机常测数据PB、PD、磨斑、ZMZ、μ的检测。


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