1. 實驗目的

（1）了解塑料摩擦、磨損(sun)的概念及(ji)表征(zheng)方法(fa)。

（2）采用磨(mo)損(sun)實(shi)驗機(ji)，測定(ding)塑料的滑動摩擦、磨(mo)損(sun)性能(neng)，主要(yao)測定(ding)磨(mo)損(sun)量(liang)及摩擦因素(su)。

2. 實驗(yan)原(yuan)理

工程塑(su)料常用來制造各(ge)種(zhong)(zhong)機械(xie)的(de)(de)減摩(mo)(mo)耐磨零件，在設計各(ge)種(zhong)(zhong)零件之前，必須選擇合適的(de)(de)材料，對工程塑(su)料的(de)(de)摩(mo)(mo)擦(ca)與磨損(sun)性能(neng)必須有所了(le)解(jie)。因此(ci)，測試工程塑(su)料的(de)(de)摩(mo)(mo)擦(ca)、磨損(sun)性能(neng)十分重要。摩(mo)擦性能主要是指材(cai)料的(de)(de)摩(mo)擦因素。磨損性能主要是指摩(mo)擦過(guo)程(cheng)中，材(cai)料的(de)(de)表面不斷損失的(de)(de)性能。

摩擦磨損(sun)定義

（1）摩(mo)擦：兩物(wu)體(ti)接(jie)觸(chu)表面(mian)間產生阻(zu)礙切向相對移動的現象稱(cheng)為摩(mo)擦。

（2）滑動摩擦：兩接觸物體接觸點具有不同速度時(shi)之(zhi)摩擦。

（3）摩擦力：兩物體摩擦時(shi)相對移動的阻力(li)。

（4）摩擦系數(shu)：阻礙兩物(wu)體相(xiang)對運動的(de)(de)摩擦力(li)對作用(yong)到物(wu)體表(biao)面的(de)(de)法向力(li)之(zhi)比。

（5）磨損：物體相(xiang)對(dui)運動時相(xiang)互接觸表面的(de)物質不斷損失或產生殘(can)余變形(xing)稱為磨損。

3. 實(shi)驗設(she)備和材(cai)料

（1）塑料試(shi)樣(yang)尺寸

試樣(yang)尺寸見圖2－58。

                            圖2－58 塑料試(shi)樣尺(chi)寸(cun)

（2）試(shi)樣要求：試(shi)樣表面平整，無氣泡、裂紋、分層、明(ming)顯雜質(zhi)和加工損傷等缺(que)陷。每組試(shi)樣不少于(yu)3個。

（3）試驗(yan)設備：推(tui)薦采用中航時(shi)代M－200型摩擦(ca)磨損試驗機。

1）傳動(dong)系統，用來帶動(dong)圓(yuan)環以給定(ding)的轉速旋(xuan)轉，精確到5%以(yi)內(nei)，并要求圓環安(an)裝(zhuang)部位軸的徑(jing)向跳動小于0.01毫(hao)米。

2）加載系統，對試樣和圓環，可(ke)施加法向(xiang)力，精確到5%以內。

3）測定(ding)和記(ji)錄摩擦(ca)力矩(ju)系統，精確(que)到5%以內。

4）記錄圓環轉數(shu)的計數(shu)器(qi)或記時器(qi)，精確(que)到1%以(yi)內。

5）試樣夾(jia)具結構(gou)和(he)尺寸見圖2－59，并附配墊圈 GB 848－76，沉(chen)頭螺(luo)釘M₃ X 0.35長10毫米。要保證試樣安置后無(wu)軸向竄動。

圖(tu)2－59 試樣夾(jia)具(ju)結(jie)構和尺(chi)寸

6）本試(shi)驗中圓環的(de)材(cai)質對塑料磨(mo)損試(shi)驗結果影(ying)響很大(da)，因此本標準(zhun)采用(yong)的(de)圓環，其外形尺(chi)寸見圖2－60。材料(liao)為(wei)45號(hao)鋼，圓環要求整體淬火，熱處理(li)HRC 40～45，外圓表(biao)面(mian)光潔度 ▽8，倒角(jiao)處均為0. 5× 45^o，外圓表(biao)面與內圓同(tong)心度偏差小于0.01。

圖2－60 圓環外形尺寸

   圓(yuan)環可(ke)以反復使用(yong)，每次試驗后，需重新(xin)磨削。當外(wai)徑小于36毫米就不能再用。作(zuo)仲(zhong)裁(cai)試臉時必須用φ40毫米的圓(yuan)環。

注：圓環材質也可按(an)產品(pin)標準另定(ding)。

（4） 狀態調節

   狀(zhuang)態調節(jie)按GB 2918－82《塑料試樣狀態調節和試驗的(de)標準環境》進行，溫度(du)為23±5℃，濕度(du)為50±10%。

（5）試驗條(tiao)件

  試驗中(zhong)上轉(zhuan)軸保持靜止，下(xia)轉(zhuan)軸以200轉(zhuan)/分轉(zhuan)動，摩擦副做滑動摩擦，對磨2小(xiao)時(shi)，負荷20公(gong)斤，根據材料，允許(xu)選(xuan)擇其他負荷。試驗(yan)環境(jing)溫度為23±5℃。

4. 實驗步驟(zou)

（1）圓環應清除油(you)污，貯存于干燥缸內(nei)以防生(sheng)銹。

（2）試樣(yang)經(jing)狀態調節后用(yong)感(gan)量(liang)為0.1毫克的分析天平稱(cheng)取其質量 (m₁)。

（3）把試樣(yang)裝進(jin)夾具(ju)，摩擦(ca)面用(yong)角尺校正(zheng)并使它與圓環的交線處于試樣(yang)正(zheng)中。裝好摩擦(ca)力矩記(ji)錄紙(zhi)，開(kai)機校好零點(dian)。

（4）再次用(yong)乙醇、丙酮等不與塑(su)料起作用(yong)的(de)(de)溶劑仔(zi)細(xi)清除試樣(yang)和圓環上的(de)(de)油污，此后不準再用(yong)手(shou)接觸試樣(yang)和圓環的(de)(de)表面。

（5）平穩地加荷至選(xuan)定的負荷值。

（6）對磨2小(xiao)時后停機卸負荷，取下(xia)試樣和圓環，清理試樣表面后，用精度不低于0.02毫(hao)米的量具測量磨痕(hen)寬度，或在(zai)試(shi)驗環境(jing)下存(cun)放1小時(shi)后(hou)稱取(qu)試樣質量 (m₂)。

（7）讀(du)取摩(mo)擦力矩值。

5. 實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)處理

（1）單個(ge)試(shi)樣的結果計(ji)算

1）本標準以磨痕(hen)寬度來表征磨損量。測量三點(dian)，取平均值，各點(dian)之(zhi)差(cha)不得大于1毫米(mi)。在需要時，也可用(yong)體積磨(mo)(mo)損(sun)表示(shi)磨(mo)(mo)損(sun)量。體積磨(mo)(mo)損(sun)V (cm³)可用式 (2－55)計算；

                                        （2－55）

式中(zhong)；m₁— 試驗前試樣的質量，克；

    m₂一 試驗后試樣的質(zhi)量(liang)，克；

   ρ— 試樣(yang)在(zai)23℃時(shi)的密度(du)，克/厘(li)米³。

2）摩擦系數(shu)μ可用式 (2－56)計算；

                                          (2－56)

式中；M—趨向穩(wen)定(ding)的摩擦(ca)力矩，公(gong)斤·厘(li)米；

F— 試驗負荷(he)，公斤(jin)；

r— 圓(yuan)環半(ban)徑，厘米。

結果(guo)取二(er)位有效數(shu)字(zi)。

注：如(ru)果摩擦(ca)力(li)波動較(jiao)大，則應算出摩擦(ca)系數的(de)最大值和最小值。

（2）一(yi)組(zu)試驗結果計算

計算磨痕寬度或體積磨損(sun)及摩(mo)擦(ca)系數的算術平均值。如要求(qiu)標準偏差S，可用(yong)式 (2－57)計算；

                                        (2－57)

式中； X— 每個(ge)試(shi)樣(yang)測定值(zhi)。

     — 一組(zu)試樣(yang)測(ce)定結(jie)果的算(suan)術平均值。

     N— 測定的試(shi)樣個數(shu)。