技術領域
[0001] 本
發(fā)明屬于
摩擦學測試及精密與超精密加工領域，具體涉及一種預修摩擦副的高速摩擦試驗機及其應用。
背景技術
[0002] 摩擦磨損發(fā)生在高速
旋轉機械、材料切削加工、機構往復運動等場合，
摩擦系數(shù)及磨損歷程對于零件材料的選擇、結構設計、冷卻潤滑方式的選擇等方面具有重要意義。其中高速摩擦磨損又有著和一般摩擦磨損不同的特征：①高速(線速度大于15m/s)產生的慣性
力會影響
潤滑油的附著能力，將潤滑油從摩擦區(qū)域擠出或甩出，造成摩擦系數(shù)的增大；②高速摩擦伴隨著實際
接觸點的劇烈塑性
變形，從而增加了接觸點處的材料流動，減小了剪切阻力，進而減小了摩擦系數(shù)；③高速摩擦中實際接觸點處的塑性變形導致了熱量的產生和
溫度的上升，增加了摩擦副之間的化學親和作用，從而增加了摩擦系數(shù)。鑒于高速摩擦物理過程的復雜性，高速摩擦磨損已經成為當前學術界研究的熱點問題。
[0003] 一般摩擦磨損的測試包括球盤、銷盤、盤盤、四球等各種摩擦方法及其相關摩擦磨損試驗機中，摩擦副在摩擦初期產生磨合作用，經過一段時間后摩擦狀態(tài)達到穩(wěn)定，進入穩(wěn)定磨損階段，此時儀器測量摩擦副的相對位移、
摩擦力等物理量，計算出摩擦系數(shù)和磨損率。對于高速摩擦現(xiàn)有的試驗方法存在以下問題：①高速過程中摩擦副實現(xiàn)磨合過程的條件較為苛刻，甚至不會出現(xiàn)穩(wěn)定磨損階段而直接到達嚴重磨損階段；②高速摩擦過程的對磨工具磨損嚴重，即使達到了穩(wěn)定磨損階段，對磨工具的幾何形狀也已經發(fā)生了明顯的改變，影響了測試的
精度和準確性；③高速摩擦中高速旋轉所產生的巨大
慣性力嚴重影響了摩擦測試的精度。因為上述問題的限制，現(xiàn)有的商業(yè)摩擦磨損試驗機的最高轉速
水平大概在5000rpm(直徑50mm的摩擦盤)，線速度約合7.87m/s，難以達到高速摩擦的測試要求。
發(fā)明內容
[0004] 本發(fā)明的目的在于克服
現(xiàn)有技術的不足之處，提供了一種預修摩擦副的高速摩擦試驗機及其應用，旨在減少磨合過程，利用單點刀具對摩擦盤進行在線修盤，保證摩擦副的形狀精度和相對
位置精度，同時通過動平衡增加摩擦過程的
穩(wěn)定性，
力反饋裝置可保證摩擦測試過程中對磨工具與摩擦盤間的壓力恒定，從而實現(xiàn)高速摩擦測試。
[0005] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：
[0006] 一種預修摩擦副的摩擦試驗機，包括：
[0007] 固定座；
[0008] 水平布置的
工作臺，固接在固定座頂部；
[0009] 垂直布置的電
主軸，固接在固定座，且電主軸向上穿出工作臺；
[0010] 摩擦盤，固接在電主軸頂部且與電主軸同軸，通過電主軸帶動摩擦盤旋轉；
[0011] X向進給裝置，裝接在工作臺，且進給方向垂直于電主軸回
轉軸線并沿摩擦盤徑向進給；
[0012] Z向進給裝置，裝接在X向進給裝置，且進給方向平行于電主軸回轉軸線；
[0013] 夾緊裝置，可裝拆地裝接在Z向進給裝置；
[0014] 與摩擦盤配合摩擦的對磨工具，裝接在夾緊裝置；
[0015] 用于控制夾緊裝置沿Z向微動并保持對磨工具與摩擦盤間壓力恒定的力反饋裝置，裝接在夾緊裝置；
[0016] 用于對摩擦盤表面進行修盤的修盤裝置，可裝拆地裝接在Z向進給裝置；
[0017] 用于采集劃擦過程數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)，與對磨工具相連；
[0018] 通過修盤裝置對摩擦盤表面修盤后，電主軸帶動摩擦盤旋轉，通過Z向進給裝置和X向進給裝置帶動對磨工具與摩擦盤接觸，直至摩擦盤與對磨工具間壓力達到測試設定值，進行摩擦測試；測試過程中通過力反饋裝置保證對磨工具與摩擦盤間壓力保持恒定在測試設定值，測量系統(tǒng)在此過程中采集數(shù)據(jù)。
[0019] 一
實施例中：所述固定座包括上下固接的床身與底座；所述工作臺固接在床身頂部；所述電主軸固接在床身；
[0020] 所述工作臺與固定座之間設有一能調平和
支撐工作臺的調整裝置；
[0021] 所述工作臺上固接有支撐架，該支撐架包括對稱設置的長度不等的兩個支撐臂，較短的支撐臂與工作臺之間設有一能調整較短支撐臂高度的微調裝置；所述X向進給裝置固定在該兩個支撐臂頂部；通過微調裝置調整較短支撐臂高度以調節(jié)X向進給裝置進給方向；所述微調裝置的最小位移
分辨率優(yōu)于10nm。
[0022] 一實施例中：所述電主軸旋轉的端面跳動量和徑向跳動量均小于1μm，且其最大轉速不低于5000rpm。
[0023] 一實施例中：所述摩擦盤為有色金屬、黑色金屬或脆硬材料制成的圓盤狀結構；摩擦盤通過摩擦盤夾具固接在電主軸頂部；所述摩擦盤夾具為
真空吸盤、磁吸盤或機械式夾具；電主軸、摩擦盤夾具與摩擦盤三者同軸；
[0024] 所述對磨工具為摩擦球或摩擦銷，該對磨工具表面設有或不設有涂層。
[0025] 一實施例中：X向進給裝置的進位精度優(yōu)于0.1μm；Z向進給裝置的進位精度優(yōu)于0.1μm。
[0026] 一實施例中：所述測量系統(tǒng)為測力儀與聲發(fā)射系統(tǒng)，包括相互
信號連接的測力儀、聲發(fā)射系統(tǒng)、
數(shù)據(jù)采集卡和信號
放大器；所述對磨工具與測力儀
和聲發(fā)射系統(tǒng)相連接；所述測力儀的固有
頻率高于4KHz，測力精度優(yōu)于0.01N；所述數(shù)據(jù)采集卡的
采樣速度高于2M/s。
[0027] 一實施例中：所述夾緊裝置包括：
[0028] 夾具體，固接在Z向進給裝置；該夾具體內設有上下布置且相互連通的沉頭孔與錐孔；
[0029] 拉桿，裝接在夾具體沉頭孔內且拉桿伸出夾具體上表面之外；該拉桿上設有至少兩個止推
軸承；所述止推軸承均位于夾具之沉頭孔內，且上方的止推軸承的座圈上端面略高于夾具體上表面；
[0030] 端蓋，固接在夾具體上表面；該端蓋上設有通孔，拉桿從該通孔伸出；通過端蓋將止推軸承與軸環(huán)限制在夾具體的沉頭孔；
[0031] 手輪，適配裝接在拉桿頂端；
[0032] 對磨工具夾具，該對磨工具夾具具有與錐孔適配的錐體結構，對磨工具夾具適配裝接在拉桿下且該錐體結構位于錐孔內以使對磨工具夾具與夾具體形成錐連接；對磨工具夾具下部伸出夾具體下表面之外；該對磨工具夾具下端為一
套管，套管內設有剛性限位
塊，所述對磨工具可裝拆地卡接在套管內并頂?shù)衷趧傂韵尬粔K。
[0033] 一實施例中：所述修盤裝置與對磨工具及對磨工具夾具替換裝接在夾緊裝置，包括裝接在一起的修盤刀具和修盤刀桿，修盤刀桿具有與夾具體錐孔適配的錐體結構，該修盤刀桿可裝拆地裝接在拉桿；或，
[0034] 所述修盤裝置與夾緊裝置替換裝接在Z向進給裝置，包括裝接在一起的動力頭和單點磨頭。
[0035] 一實施例中：所述修盤刀具為金剛石車刀、CBN車刀。
[0036] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：
[0037] 上述預修摩擦副的摩擦試驗機的試驗方法，包括：
[0038] 1)將摩擦盤固定在電主軸上，摩擦盤可通過電主軸旋轉；對該摩擦盤進行在線動平衡；
[0039] 2)電主軸帶動摩擦盤旋轉，采用修盤裝置在Z向進給裝置帶動下以一定切深并在X向進給裝置帶動下沿摩擦盤徑向進給，從摩擦盤外側沿徑向切入摩擦盤對該摩擦盤表面進行修盤，以在摩擦盤表面形成修盤區(qū)域；
[0040] 3)將對磨工具裝夾在連有力反饋裝置的夾緊裝置上；
[0041] 4)進行摩擦測試：根據(jù)需測試的劃擦速度v和修盤區(qū)域內測試點所在的測試點半徑R，通過 計算摩擦盤的設定轉速n；摩擦盤按照設定轉速n轉動，通過X向進給裝置將對磨工具移至測試點正上方，并通過Z向進給裝置將對磨工具下移與摩擦盤接觸，直至摩擦盤與對磨工具間壓力達到測試設定值，進行摩擦測試；測試過程中通過力反饋裝置保證對磨工具與摩擦盤間壓力保持恒定在測試設定值，同時通過測量系統(tǒng)采集劃擦過程中的數(shù)據(jù)。
[0042] 本發(fā)明所涉及的各個裝置單一的處理過程為公知常識，本領域的技術人員根據(jù)上述的描述都可以利用上述裝置完成這些處理過程。本發(fā)明的發(fā)明點在將各個裝置組合使用，故而這些裝置的具體操作步驟不做詳細描述。
[0043] 本技術方案與背景技術相比，它具有如下優(yōu)點：
[0044] 本發(fā)明的預修摩擦副的高速摩擦試驗機，采用動平衡避免了摩擦盤高速旋轉過程中的大幅端面跳動或徑向跳動，從而增加摩擦過程的穩(wěn)定性；同時，利用單點刀具超精密加工技術對摩擦盤進行在線加工，保證摩擦副的形狀精度和相對位置精度，從而保證了摩擦副的相對運動精度，減少摩擦副的磨合過程，降低對磨工具的磨損和形狀變化；再配合力反饋裝置保證摩擦測試過程中對磨工具與摩擦盤間的壓力恒定，進一步保證了測試的精度和準確性，能夠實現(xiàn)高速摩擦測試。
附圖說明
[0045] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0046] 圖1為本發(fā)明預修摩擦副的高速摩擦試驗機的正視示意圖。
[0047] 圖2為本發(fā)明預修摩擦副的高速摩擦試驗機的俯視示意圖。
[0048] 圖3為本發(fā)明預修摩擦副的高速摩擦試驗機的局部放大示意圖，圖中示出X向進給裝置，Z向進給裝置，夾緊裝置，工具頭及相關部件的連接關系。
[0049] 圖4為圖3中A處放大示意圖，示出對磨工具夾具及對磨工具。
[0050] 圖5為本發(fā)明的夾緊裝置結構示意圖。
[0051] 圖6為本發(fā)明的夾緊裝置俯視示意圖。
[0052] 圖7為本發(fā)明的修盤裝置結構示意圖。
[0053] 圖8為本發(fā)明實施例2中修盤前后摩擦盤表面三維形貌的對比，其中圖8a為修盤前(經常規(guī)精車工藝加工)，圖8b為修盤后。
[0054] 圖9為本發(fā)明實施例2中修盤前后摩擦盤表面端面跳動量的對比，其中圖9a為修盤前(經常規(guī)精車工藝加工)，其端面跳動量最大值可達17.7μm；圖9b為修盤后，其端面跳動量最大值為2.9μm。
[0055] 圖10為本發(fā)明實驗例2得到的測試結果示意圖。
[0056] 圖11為對比例得到的測試結果示意圖。
[0057] 附圖標記：底座1，床身2，電主軸3，調整螺釘4，工作臺5，微調裝置6，支撐架7，X向直線
電機8，X向直線電機動子8a，X向直線電機
定子8b，Z向直線電機9，Z向直線電機動子9a，Z向直線電機定子9b，力反饋裝置10，,夾緊裝置11，夾具體11a，端蓋11b，止推軸承11c，拉桿11d，手輪11e，圓頭螺釘11f，內六
角螺釘11g，對磨工具夾具11h，對磨工具12，摩擦盤13，摩擦盤夾具14，修盤裝置15，修盤刀桿15a，修盤刀具15b。
具體實施方式
[0058] 下面通過實施例具體說明本發(fā)明的內容：
[0059] 實施例1
[0060] 請查閱圖1至圖5，一種預修摩擦副的高速摩擦試驗機，包括：
[0061] 固定座，包括上下布置并用
螺栓固接的床身2與底座1；床身2為
鑄鐵結構，可以保證試驗機的整體
剛度，同時具備一定的吸振能力；
[0062] 水平布置的工作臺5，固接在床身2頂部；工作臺5與床身2之間設有一調整裝置，為調整螺釘4，用于調平工作臺5，并對工作臺5起一定的支撐作用，以增加工作臺5的剛度；工作臺5中部為孔結構；
[0063] 垂直布置的電主軸3，固接在床身2，且電主軸3向上從工作臺5的孔結構中穿出工作臺5；所述電主軸3可以為
電動機直聯(lián)主軸或電動機經中間傳動、變速裝置驅動主軸，其旋轉的端面跳動量和徑向跳動量均小于1μm，且其最大轉速不低于5000rpm；
[0064] 摩擦盤13，為有色金屬、黑色金屬或脆硬材料制成的圓盤狀結構，通過摩擦盤夾具14固接在電主軸3頂部；所述摩擦盤夾具14為真空吸盤、磁吸盤或機械式夾具；當摩擦盤13較薄或者摩擦盤13是硬脆材料時選用真空吸盤，當摩擦盤13是鐵
磁性材料時可選用磁吸盤；電主軸3、摩擦盤夾具14與摩擦盤13三者同軸；通過電主軸3帶動摩擦盤13進行高速旋轉；
[0065] X向進給裝置，為進位精度優(yōu)于0.1μm的X向直線電機8，通過進給控制系統(tǒng)控制，且該
定位精度由光柵尺及其相應的位置反饋系統(tǒng)配合控制來保證；所述工作臺5上固接有支撐架7，該支撐架7包括對稱固接的長度不等的兩個支撐臂，較短的支撐臂與工作臺5之間設有一能調整較短支撐臂高度的微調裝置6；較長的支撐臂直接固接在工作臺5上；所述X向直線電機8水平固定在該兩個支撐臂頂部；所述微調裝置6為手動微調旋鈕，最小位移分辨率至少達到10nm或更佳；通過微調裝置6調整第較短支撐臂高度，從而調節(jié)X向直線電機8的進給方向，使其垂直于電主軸3回轉軸線，以使X向直線電機8可沿摩擦盤13徑向進給；
[0066] Z向進給裝置，為進位精度優(yōu)于0.1μm的Z向直線電機9，通過進給控制系統(tǒng)控制，且該定位精度由光柵尺及其相應的位置反饋系統(tǒng)配合控制來保證；Z向直線電機9固接在X向直線電機動子8a之上，Z向直線電機9進給方向平行于電主軸3回轉軸線，即Z向直線電機9可以上下進給；
[0067] 夾緊裝置11，固接在Z向進給裝置，該夾緊裝置11能保證裝夾方便快捷，且裝夾后整體剛度較大，如圖4所示，具體包括夾具體11a，拉桿11d，端蓋11b，手輪11e，對磨工具夾具11h等，其中：
[0068] 夾具體11a，固接在Z向直線電機9；該夾具體11a內設有上下布置且相互連通的沉頭孔與錐孔；
[0069] 拉桿11d，裝接在夾具體11a沉頭孔內且拉桿11d伸出夾具體11a上表面之外；該拉桿11d上設有軸環(huán)，兩個止推軸承11c裝接在拉桿11d上且分別緊貼軸環(huán)的兩個端面，該軸環(huán)的兩個端面分別用于兩個止推軸承11c的安裝定位，兩個止推軸承11c可以消除拉桿11d旋轉時的摩擦力；所述軸環(huán)與兩個止推軸承11c均位于夾具體11a之沉頭孔內，且上方的止推軸承的座圈上端面略高于夾具體11a上表面；
[0070] 端蓋11b，該端蓋11b上設有通孔，通過該通孔套接在拉桿11d外且拉桿11d從該通孔伸出；端蓋11b上設有兩個對稱布置的沉頭孔，兩個內六角螺釘11g通過沉頭孔將端蓋11b固接在夾具體11a上表面；端蓋11b將止推軸承11c與軸環(huán)限制在夾具體11a的沉頭孔，且通過調整內六角螺釘11g的松緊程度可以調整止推軸承11c的預緊力；
[0071] 手輪11e，該手輪11e圓周表面滾花，其中心具有方形孔；所述拉桿11d頂端為方形結構，方形結構的厚度略小于手輪11e厚度；手輪11e通過該方形孔與拉桿11d頂端的方形結構適配裝接，并通過一圓頭螺釘11f將手輪11e壓緊固接在拉桿11d頂端；以及，[0072] 對磨工具夾具11h，該對磨工具夾具11h具有與錐孔適配的錐體結構，該錐體結構位于錐孔內以使對磨工具夾具11h與夾具體11a形成錐連接；最好，所述錐孔的錐度為7:24；所述錐體結構的錐度為7:24；錐體結構上端面設有
螺紋孔，所述拉桿11d下段具有
外螺紋結構，通過該外螺紋結構與錐體結構上端面的
螺紋孔相配合裝拆螺接，以使拉桿11d拉緊裝接對磨工具夾具11h，且對磨工具夾具11h下部伸出夾具體11a下表面之外；
[0073] 本發(fā)明的預修摩擦副的高速摩擦試驗機還包括：與摩擦盤13配合摩擦的對磨工具12；所述對磨工具夾具11h下端為一套管，套管內設有剛性限位塊，所述對磨工具12可裝拆地卡接在套管內并頂?shù)衷趧傂韵尬粔K。
[0074] 用于控制夾緊裝置11沿Z向微動并保持對磨工具12與摩擦盤13間壓力恒定的力反饋裝置10，裝接在夾緊裝置11；該力反饋裝置10為一種壓力-位移反饋調節(jié)裝置，可通過檢測對磨工具12與摩擦盤13間壓力變化，反饋性地通過微調夾緊裝置11在Z向方向上的位置，從而保證在摩擦測試過程中對磨工具12與摩擦盤13間壓力能夠保持恒定，防止
載荷降低；
[0075] 另設有與對磨工具12及對磨工具夾具11h替換的可裝拆地裝接在夾緊裝置11的修盤裝置15，如圖5所示，該修盤裝置15包括裝接在一起的修盤刀具15b和修盤刀桿15a，修盤刀桿15a具有與夾具體11a錐孔適配的錐體結構，該修盤刀桿15a可與對磨工具夾具11h替換裝接在拉桿11d；所述修盤刀具15b為金剛石車刀、CBN車刀；當摩擦盤13為黑色金屬時優(yōu)選使用CBN車刀，當摩擦盤13為有色金屬時優(yōu)選金剛石車刀；或者，修盤裝置也可以為與夾緊裝置11替換裝接于Z向進給裝置的帶有單點磨頭的動力頭，用于對黑色金屬及硬脆材料制成的摩擦盤修盤；還包括，
[0076] 用于采集劃擦過程數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)，為測力儀與聲發(fā)射系統(tǒng)，包括相互信號連接的測力儀、聲發(fā)射系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡和信號放大器；測力儀固定在Z向直線電機動子9a上；所述夾緊裝置可以固接在測力儀上；所述對磨工具12與測力儀和聲發(fā)射系統(tǒng)相連接；所述測力儀的固有頻率高于4KHz，測力精度優(yōu)于0.01N；所述數(shù)據(jù)采集卡的采樣速度高于2M/s；
[0077] 上述預修摩擦副的高速摩擦試驗機的試驗方法，包括：
[0078] 1)將摩擦盤13固定在電主軸3上，摩擦盤13可通過電主軸3旋轉；對該摩擦盤13進行在線動平衡，以減少摩擦盤13在高速旋轉時的振動，從而保證劃擦過程中對磨工具12和摩擦盤13能穩(wěn)定地接觸；
[0079] 2)電主軸3帶動摩擦盤13旋轉，修盤裝置15在Z向直線電機9帶動下以一定切深并在X向直線電機8帶動下沿摩擦盤13徑向進給，從摩擦盤13外側沿徑向切入摩擦盤13對該摩擦盤13表面進行修盤，以在摩擦盤13表面形成圓環(huán)形修盤區(qū)域；修盤可以降低摩擦盤13端面跳動量，提高表面
質量，進一步保證劃擦過程中對磨工具12和摩擦盤13能穩(wěn)定地接觸：摩擦盤13修盤區(qū)域的表面質量最好達到軸向跳動量優(yōu)于IT1級，表面平均粗糙度Ra優(yōu)于10nm；
[0080] 3)將對磨工具12裝夾在連有力反饋裝置10的夾緊裝置11上；
[0081] 4)進行摩擦測試：根據(jù)需測試的劃擦速度v和修盤區(qū)域內測試點所在的測試點半徑R，通過 計算摩擦盤13的設定轉速n；摩擦盤13按照設定轉速n轉動，通過X向進給裝置8將對磨工具12移至測試點正上方，并通過Z向進給裝置9將對磨工具12下移與摩擦盤13接觸，直至摩擦盤13與對磨工具12間壓力達到測試設定值，進行摩擦測試；測試過程中通過力反饋裝置10保證對磨工具12與摩擦盤13間壓力保持恒定在測試設定值，同時通過測量系統(tǒng)采集劃擦過程中的數(shù)據(jù)，并通過信號放大器傳輸至數(shù)據(jù)采集卡，再傳輸至計算機進行計算，可得到摩擦力、聲發(fā)射信號等物理量；摩擦力與恒定接觸壓力1N的比值為摩擦系數(shù)，可通過摩擦力數(shù)值計算得到。
[0082] 實施例2
[0083] 利用本發(fā)明實施例1的預修摩擦副的高速摩擦試驗機進行具體測試：
[0084] 1)將直徑400mm的無
氧銅圓盤形摩擦盤13用螺釘或真空吸盤等方式固定在電主軸3上，摩擦盤13可通過電主軸3旋轉；用動平衡儀對該摩擦盤13進行在線動平衡，以減少摩擦盤13在高速旋轉時的振動，從而保證劃擦過程中對磨工具12和摩擦盤13能穩(wěn)定地接觸；
[0085] 2)電主軸3帶動摩擦盤13旋轉，修盤刀具15b為金剛石車刀，在Z向直線電機9帶動下以一定切深并在X向直線電機8帶動下沿摩擦盤13徑向進給，從摩擦盤13外側沿徑向切入摩擦盤13對該摩擦盤13表面進行修盤，具體地，可以先用聚晶金剛石單點車刀修盤，再用單晶金剛石單點車刀修盤，在摩擦盤1表面形成端面跳動量3μm，表面平均粗糙度Ra?4nm的圓環(huán)形修盤區(qū)域3，以降低摩擦盤1端面跳動量，提高表面質量，進一步保證劃擦過程中對磨工具和摩擦盤13能穩(wěn)定地接觸：
[0086] 2-1)聚晶金剛石單點車刀修盤：立式超精密
車削模式，修盤時摩擦盤13的轉速為3000rpm，聚晶金剛石單點車刀從摩擦盤13外側以10μm的切深沿摩擦盤13徑向進給，進給速度范圍為0.4～1.2mm/s，進給距離為160mm；
[0087] 2-2)單晶金剛石單點車刀修盤：立式超精密車削模式，修盤時摩擦盤13的轉速為3000rpm，單晶金剛石單點車刀從摩擦盤13外側以2μm的切深沿摩擦盤13徑向進給，進給速度范圍為0.1～0.3mm/s，進給距離為160mm；
[0088] 修盤前后摩擦盤13表面三維形貌和端面跳動量的對比分別見圖8和圖9；
[0089] 3)將對磨工具12裝夾在連有力反饋裝置10的夾緊裝置11上，本實施例之中，所述對磨工具12為直徑4mm的P30未涂層硬質
合金摩擦球；
[0090] 4)進行球-盤摩擦測試：根據(jù)需測試的劃擦速度v和修盤區(qū)域內測試點所在的測試點半徑R，通過 計算摩擦盤13的設定轉速n；本實施例之中，R＝101.9mm，劃擦速度v＝64m/s，n＝6000rpm；摩擦盤13按照設定轉速n轉動，通過X向進給裝置8將對磨工具12移至測試點正上方，并通過Z向進給裝置9將對磨工具12下移與摩擦盤接觸，直至摩擦盤13與對磨工具12間壓力達到測試設定值1N，進行干摩擦測試；測試過程中通過力反饋裝置10保證對磨工具12與摩擦盤13間壓力保持恒定在測試設定值1N，同時通過測量系統(tǒng)采集劃擦過程中的數(shù)據(jù)，并通過信號放大器傳輸至數(shù)據(jù)采集卡，再傳輸至計算機進行計算，可得到摩擦力、聲發(fā)射信號等物理量；摩擦力與恒定接觸壓力1N的比值為摩擦系數(shù)，可通過摩擦力數(shù)值計算得到。
[0091] 本實施例得到的測試結果如圖10所示。
[0092] 對比例
[0093] 本對比例采用Bruker公司的UMT3高速摩擦磨損試驗機進行干摩擦測試，對磨工具為直徑4mm的P30未涂層硬質合金摩擦球，摩擦盤材質為無氧銅，劃擦速度10m/s，載荷1N。夾緊裝置同實施例2。得到的測試結果如圖11所示。
[0094] 從圖10和圖11可以看出：商用UMT3高速摩擦磨損試驗機難以達到10m/s以上的滑動摩擦速度。此外，在使用商用UMT3高速摩擦磨損試驗機進行測試的過程中，摩擦球和對磨的摩擦盤的接觸穩(wěn)定性不足，摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性較差，數(shù)據(jù)的分散性大；而本發(fā)明的預修摩擦副的高速摩擦試驗機，由于進行了預修盤，即使滑動摩擦速度更高，摩擦球和對磨的摩擦盤很快進入穩(wěn)定接觸狀態(tài)，摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性好，數(shù)據(jù)的分散性小，測試結果更加準確，預修盤后的摩擦測試過程中力
傳感器等儀器的反饋響應速度要求顯著降低，容易降低儀器成本及達到更高的滑
動摩擦系數(shù)。
[0095] 根據(jù)需要，對磨工具可以為摩擦球或摩擦銷，相應地進行的為球-盤摩擦測試或銷-盤摩擦測試；對磨工具表面可以涂有超薄涂層，相應地進行的為涂層潤滑性能測試，涂層例如為TiAlN涂層等。由于涂層厚度越薄越易磨損，相應的磨合過程必須更短，對儀器的要求也越高?，F(xiàn)有的試驗機一般最薄只能做到厚度20μm的涂層測試，而本發(fā)明能夠縮短磨合過程，很快達到穩(wěn)定摩擦，因而尤其適用于較薄的涂層測試，即使涂層厚度為1μm也能實現(xiàn)高精度測試。
[0096] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明
專利范圍及
說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內。
