MSTS-1型多功能真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制
運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思路, 將高真空系統(tǒng)和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)優(yōu)化集成, 研制了MSTS-1型多功能真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。極限壓力6×10-6 Pa, 可在大氣至1×10-5 Pa 的真空環(huán)境中穩(wěn)定地進(jìn)行各種試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行速度和載荷范圍較寬, 并可以“球- 盤”和“銷- 盤”兩種接觸方式進(jìn)行試驗(yàn)。在軟硬件的配合下, 可對(duì)摩擦力、摩擦溫度等特征參量進(jìn)行自動(dòng)采集、顯示和處理, 測(cè)試結(jié)果的可比性和重現(xiàn)性較好。該機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到高真空狀態(tài), 并可在不破壞真空度的情況下精密調(diào)節(jié)摩擦半徑, 試驗(yàn)效率較高。此外, 該試驗(yàn)機(jī)具有較好的擴(kuò)充性和多功能性, 經(jīng)過合理的工裝和試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)就可以對(duì)軸承、齒輪等典型摩擦器件進(jìn)行零件級(jí)的摩擦學(xué)性能測(cè)試, 并可進(jìn)行高真空冷焊與防護(hù), 空間輻射及特殊氣氛等環(huán)境模擬試驗(yàn)。
摩擦磨損是材料的三種主要失效形式之一, 它所造成的經(jīng)濟(jì)損失和危害十分巨大。摩擦學(xué)研究是節(jié)約能源、資源, 保護(hù)生態(tài)環(huán)境, 保障設(shè)備安全的科學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。要開展摩擦學(xué)研究, 必須進(jìn)行大量的摩擦學(xué)試驗(yàn)。摩擦磨損過程受諸多因素的影響, 相比于實(shí)車考核試驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)的環(huán)境和工況因素容易控制, 試驗(yàn)條件變化范圍寬, 試驗(yàn)成本低, 試驗(yàn)效率高。因此, 在摩擦學(xué)研究中, 實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)方法得到了廣泛的應(yīng)用, 各種摩擦學(xué)測(cè)試設(shè)備和技術(shù)的開發(fā)也顯得非常重要。
隨著航天、原子能等高技術(shù)的發(fā)展, 許多裝備都運(yùn)行于真空環(huán)境下, 并由此帶來了特殊的摩擦學(xué)問題。例如, 真空中“裸露”的金屬表面間易發(fā)生粘著; 氣體對(duì)流散熱減弱, 摩擦表面的溫升較大; 液體潤(rùn)滑劑分子在真空中強(qiáng)烈揮發(fā)和爬移, 造成潤(rùn)滑劑的迅速流失并污染儀器設(shè)備。真空技術(shù)網(wǎng)(http://genius-power.com/)認(rèn)為要解決真空環(huán)境中的摩擦學(xué)難題, 開發(fā)各種新型潤(rùn)滑材料, 必須進(jìn)行大量的真空摩擦學(xué)試驗(yàn)。
真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是開展真空摩擦學(xué)研究,進(jìn)行真空環(huán)境中摩擦學(xué)設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑材料選擇的基本工具。但由于真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)涉及到真空獲得、動(dòng)密封、信號(hào)采集與傳輸?shù)入y度較大的關(guān)鍵技術(shù), 目前國內(nèi)外用于真空摩擦學(xué)測(cè)試的定型產(chǎn)品還非常稀缺, 相關(guān)的文獻(xiàn)和專利報(bào)道也不多見。立足于國內(nèi)相關(guān)設(shè)備數(shù)量?jī)?chǔ)備不足, 技術(shù)狀態(tài)老舊, 而國外設(shè)備價(jià)格昂貴, 購買受限的現(xiàn)狀。作者所在課題組成功研制了MSTS-1 型多功能真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī), 以期為中國的真空摩擦學(xué)及相關(guān)科學(xué)研究提供更多的基礎(chǔ)設(shè)備。
結(jié)束語
(1) 成功研制了MSTS-1 型真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī), 極限壓力6×10-6 Pa, 系統(tǒng)漏率低于3×10-10 Pa.m3.s-1, 可在大氣至1×10-5 Pa 的真空環(huán)境中穩(wěn)定地進(jìn)行各種試驗(yàn)。
(2) 該試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行速度和載荷范圍較寬, 可以“球-盤”和“銷-盤”兩種接觸方式進(jìn)行試驗(yàn), 并通過軟硬件的配合可對(duì)摩擦系數(shù)、摩擦溫度等特征參量進(jìn)行自動(dòng)采集、顯示和處理, 測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠, 數(shù)據(jù)重現(xiàn)性和可比性較好。
(3) 該試驗(yàn)機(jī)操作維護(hù)簡(jiǎn)單, 可在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高真空狀態(tài), 并可在不打開真空室的情況下調(diào)節(jié)摩擦半徑, 使得試驗(yàn)周期和成本大大降低。
(4) 該試驗(yàn)機(jī)具有寬口的適應(yīng)性及廣闊的推廣應(yīng)用前景, 稍經(jīng)改造即可對(duì)典型摩擦器件進(jìn)行零件級(jí)的性能考評(píng), 也能進(jìn)行高真空環(huán)境冷焊與防護(hù)、空間輻射以及特殊氣氛等環(huán)境效應(yīng)模擬試驗(yàn)。
