TE 77 長行程高頻往復摩擦試驗機

設(shè)備介紹

TE 77 長行程高頻摩擦試驗機是一款完善的研究與開發(fā)設(shè)備，適用于評價潤滑劑、材料、涂層和表面處理，它的沖程為25mm，加載達1,000N。TE 77高頻摩擦磨損試驗機的滑動接觸試驗條件與大多數(shù)機械零部件的服役工況相符。試樣可以是標準樣塊，也可以是從零件實體上切割下來的，但要保證表面光潔平整。TE77是ASTM G 181推薦使用設(shè)備。

TE 77 長行程高頻摩擦試驗機可用于開展實驗室間摩擦磨損測試，包括ASTM G 133“平板上球線性往復滑動磨損標準試驗方法”，可從事陶瓷，金屬和復合陶瓷材料的干磨損和潤滑磨損；ASTM G 181“潤滑條件下活塞環(huán)和氣缸襯筒材料摩擦試驗標準操作規(guī)程”； ASTM G 99“銷盤旋轉(zhuǎn)摩擦磨損測試標準方法”； ISO 7148“滑動軸承-軸承材料的摩擦學特性測試方法”。

TE 77 長行程高頻摩擦試驗機聯(lián)接可選的適配器，可以提供以下標準的測試條件和測試樣品：
ASTM D 5706 “使用高頻線性振動試驗機測定潤油滑脂極端壓力特性的標準試驗方法”（SRV方法）
ASTM D 5707 “使用高頻線性振動試驗機測量潤滑油脂摩擦力和磨損特性的標準試驗方法” （SRV方法）
ISO/DIN 12156-2 “柴油燃料潤滑性評價測試方法”
ASTM D 6079 “利用高頻往復設(shè)備(HFRR)評定柴油燃料潤滑性的標準試驗方法”

TE 77 長行程高頻摩擦試驗機是落地式摩擦磨損試驗機，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加載系統(tǒng)，帶編碼器（ENCODER）反饋的矢量控速馬達，電磁離合器快速啟動系統(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。

摩擦力測量：
 

壓電傳感器用于測量摩擦力的大小，靈敏度為43.5 pC/N，輸出范圍可根據(jù)預期的摩擦力水平進行設(shè)置。摩擦力的值水平為+/- 500 N。
高頻(>1Hz)操作時，電荷放大器交流耦合，消除了長時間段內(nèi)信號漂移帶來的影響。信號通過真實均方根/直流轉(zhuǎn)換放大器后，輸出真實平均摩擦力。即時的摩擦力信號可以通過示波器監(jiān)測，或者用TE 77/HSD選件將這些數(shù)據(jù)記錄下來。

在低頻(<1Hz)操作時，如進行粘滑、單通道滑移試驗和標定傳感器以及進行帶能量脈沖滑滾適配組件測試時，電荷放大器為直流耦合工作模式。這種工作模式讓信號衰減時間長達100,000秒，與非常接近零的測試標度時間范圍相比，這個時間足夠長。也就是說，測量過程中任一瞬間的摩擦力都可準確測量。

接觸電阻的測量：

動試樣與驅(qū)動主軸以及定試樣絕緣，摩擦接觸區(qū)毫伏級的電壓可以利用Lunn-Furey 接觸電阻電路施加。電壓信號經(jīng)過真實rms/dc 轉(zhuǎn)換放大器處理后，得到接觸電勢的時間平滑平均值。如果測試試樣是導電的，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。 該測試可用于檢測抗磨極壓潤滑劑化學反應膜的形成、絕緣層的破裂以及接觸區(qū)氧化物的積聚程度。即時的接觸電勢可以通過示波器監(jiān)測，也可用TE 77/HSD選件進行數(shù)據(jù)記錄。

溫度測量:
 

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

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

進行TE77往復式試驗時，可將速度保持在一個非常低的水平上，目的是限度的減少摩擦生熱，并在有潤滑的測試中促進邊界潤滑。

摩擦熱的極小化意味著通過控制定試樣的整體溫度可以有效控制接觸區(qū)的溫度。將熱電偶壓在定試樣上，即可用帶PWM的PID軟件測量并控制溫度。

磨損:

TE 77 長行程高頻摩擦試驗機無法原位監(jiān)控磨損狀況，無法即時評價動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)記錄動試樣相對靜試樣的運動狀況，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:

該試驗機擁有集成的串行接口模塊，并安裝了可在Windows下運行的COMPEND 2000軟件，實現(xiàn)基于個人電腦的編程控制與數(shù)據(jù)采集。測得數(shù)據(jù)以標準電子數(shù)據(jù)表格形式存儲在硬盤里，文件的格式為.csv 或 .tsv。

測試過程程序化通過編程實現(xiàn)，每一步包括試驗參數(shù)設(shè)置值、數(shù)據(jù)記錄頻率和報警信息。試驗參數(shù)設(shè)置值，設(shè)置點可有程序的步改變或跳過。除非被操作人員或警報打斷，測試序列將順次執(zhí)行。另外，也可在屏幕上手動調(diào)整切換設(shè)置點。

設(shè)備優(yōu)點:

1，頻率范圍:
TE 77 長行程高頻摩擦試驗機的頻率為50 Hz，應該注意的是大多數(shù)標準中要求摩擦試驗機的頻率低于或等于這個數(shù)值。電磁振蕩器驅(qū)動的往復式摩擦試驗機，頻率通常較高，可達500Hz。但這類試驗機的典型沖程為4mm（并且不是在全頻范圍內(nèi)），這比TE 77的要小很多。標配TE型試驗機的沖程為25mm。TE 77 在50 Hz頻率工作時，沖程為 5 mm；在30 Hz工作時，沖程為15 mm。其實，研究潤滑劑的成膜能力及其摩擦學行為時, 沖程對試驗結(jié)果沒什么大的影響。但是，若要研究磨損如何產(chǎn)生并惡化時，需要考慮沖程及滑動距離。標準ASTM G 133對10mm沖程下的試驗進行了詳細說明。.

2，磨損的產(chǎn)生:
磨損是滑動距離的正函數(shù)，因此，磨損產(chǎn)生的幾率會隨著滑動距離增長而增加。
對于TE 77試驗機， 25 mm的沖程，20 Hz的頻率，每分鐘的滑動距離就是 60 m；  15 mm的行程，50 Hz的頻率，每分鐘的滑動距離就是 54 m； 5 mm的行程，20 Hz的頻率，每分鐘的滑動距離就是 30 m。對于典型的電磁控制試驗機，4 mm的行程，50 Hz的頻率，每分鐘的滑動距離就是 24 m；1 mm的行程，100Hz的頻率，每分鐘的滑動距離僅為12 m。
也就是說，相比電磁驅(qū)動的短沖程試驗機，長沖程的TE 77試驗機將更適合也會更有效地來研究磨損的產(chǎn)生及其發(fā)展過程。

3，卷吸與磨屑:
定試樣和動試樣“暴露”的能力取決與小于半沖程的接觸長度，這就要求接觸長度不能超過行程的一半。換句話說，在其他設(shè)備上試驗時，比如行程4毫米，接觸長度大于2毫米，定試樣中心部分將不斷接觸動試樣的一部分。這對潤滑油的卷吸、表面活化和磨屑移出接觸區(qū)有嚴重影響。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。正因為如此，測試面面接觸的粘著磨損時，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磨損是一個與接觸范圍相關(guān)的重要研究課題。磨損是滑動距離的函數(shù)，滑動距離為沖程與周期數(shù)乘積的2倍。對于定試樣上的一個點，線性磨損是接觸長度和周期數(shù)成績的兩倍。換句話說，動試樣的磨損取決于總的滑動距離，定試樣上的磨損取決于被劃過的次數(shù)和接觸長度。因此，兩試樣的磨損比例取決于沖程和接觸長度。為了建立真實的摩擦接觸模型，一定要給接觸范圍這個參數(shù)正確建模。 因此，對于沖程為100mm的引擎，用3mm接觸長度25mm沖程的試驗模擬就足夠了，試驗中環(huán)試樣的接觸長度應該為0.75mm。如果試驗是沖程較短并要求接觸長度為0.09mm，那么可以認為這樣的模擬試驗是不符合實際工況的。
TE 77 長行程高頻摩擦試驗機的沖程長度長，為了測試各種尺寸的較大滑動試樣提供了許多方便，特別適合于測試從機器部件上切割下來的試樣。另外一個優(yōu)點就是測試區(qū)域明顯可辨，并且兼容設(shè)計出來的各種專用試樣夾具。

5，極低頻率:
通過可互換的齒輪箱，TE 77可提供為0.01Hz的頻率。而電磁驅(qū)動的試驗機，只能提供1Hz的頻率。所以，如此之低的下限頻率可使TE77 用于研究材料和潤滑劑的粘滑特性及Stribeck曲線。

技術(shù)參數(shù) ：