MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机的改装

　　引　言

　　盘销式摩擦磨损试验机是一种常见的室温摩擦磨损试验机。该试验机属立轴盘销式,可测定各种材料滑动摩擦条件下的摩擦系数和磨损性能[1]。随着材料科学与技术的不断发展,开展高温下材料的摩擦磨损性能的研究越来越多[2～4]。为此,对MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机进行了改装,使其能应用于高温摩擦磨损试验研究。由于原试验机结构紧凑,增添附件可使用的空间较小,从而给改装带来一系列困难。

　　1　试验机的改装

　　为了保证试验机精度以及性能恢复原状,改装工作遵循了以下原则:对设备原有的零件不进行补充加工,采用增加或更换零件的方法进行改装。这虽然增加了工作难度,但保证了试验机的精度。图1为改装后试验机结构示意图。

　　1.1　加热炉及其升降装置

　　根据试验温度需要,以及受到试验机原有空间的限制,自制了一电阻炉,其功率为2kW,外形尺寸为 136×80mm,电阻丝呈水平环形布置。由于试验中和试验结束后装卸试样时,炉体需在不同的位置,因此设计了升降装置。图1中,炉体10可沿两立柱11上下滑移,且可通过炉体上端的法兰盘用螺钉将炉体固定于任意高度位置。受原试验机结构的限制,加热炉下端的极限位置为下试样(盘试样)的上端面。这样,加热炉对试样的加热效果较差。为使试样受到均匀加热,以及摩擦过程中,摩擦面处于炉内中部,因此在下主轴与试样夹之间设置了一支撑座7。试样座的设置同时为测温热电偶的布置提供了空间条件。

　　范围示意图原试验机盘销试样的接触是通过下主轴轴向锁定位置以及杠杆作用下的升降来实现的。下主轴有一升降范围a,如图2所示。相应地,下试样表面有两个极限位置A、B。加入支撑座7(图1)后,下试样升高,试样上表面由A升高至A′;另一极限位置由B升高至B′。由于下主轴升降范围大小未变,因此A′B′与A B相等。加入支撑座后,为给炉体提供足够的空间,必须将上主轴轴向位置上移。为此,增加了试验机四根立柱的高度。

　　上主轴的升高使上试样(销)的下端面高于下试样上表面的极限位置B′,若将上试样通过上试样夹2直接装在上主轴时,会造成上下试样无法接触,因此设置套筒1作为过渡零件,以补偿由于上主轴升高而引起的下主轴高度的不足。

　　1.2　温度控制

　　选用镍铬-镍硅热电偶进行温度测量(温度检测与控制参见[5])。温度显示仪表为OMRON E5CS型数字指示温度调节器。热电偶安装在试样座上,与下试样(盘)的下表面接触。温度控制原理如图3所示。采用继电器的同时,使用自耦变压器,是为了调节升温速度和减小热惯性。