TE 77 长行程高频往复摩擦试验机

TE 77 长行程高频往复摩擦试验机

设备介绍

TE 77 长行程高频摩擦试验机是一款完善的研究与开发设备，适用于评价润滑剂、材料、涂层和表面处理，它的最大冲程为25mm，最大加载达1,000N。TE 77高频摩擦磨损试验机的滑动接触试验条件与大多数机械零部件的服役工况相符。试样可以是标准样块，也可以是从零件实体上切割下来的，但要保证表面光洁平整。TE77是ASTM G 181推荐使用设备。

TE 77 长行程高频摩擦试验机可用于开展实验室间摩擦磨损测试，包括ASTM G 133“平板上球线性往复滑动磨损标准试验方法”，可从事陶瓷，金属和复合陶瓷材料的干磨损和润滑磨损；ASTM G 181“润滑条件下活塞环和气缸衬筒材料摩擦试验标准操作规程”； ASTM G 99“销盘旋转摩擦磨损测试标准方法”； ISO 7148“滑动轴承-轴承材料的摩擦学特性测试方法”。

TE 77 长行程高频摩擦试验机联接可选的适配器，可以提供以下标准的测试条件和测试样品：
ASTM D 5706 “使用高频线性振动试验机测定润油滑脂极端压力特性的标准试验方法”（SRV方法）
ASTM D 5707 “使用高频线性振动试验机测量润滑油脂摩擦力和磨损特性的标准试验方法” （SRV方法）
ISO/DIN 12156-2 “柴油燃料润滑性评价测试方法”
ASTM D 6079 “利用高频往复设备(HFRR)评定柴油燃料润滑性的标准试验方法”

TE 77 长行程高频摩擦试验机是落地式摩擦磨损试验机，是由以下部件组成：带压电力传感器反馈系统的伺服控制低惯量气动加载系统，带编码器（ENCODER）反馈的矢量控速马达，电磁离合器快速启动系统，SUPERSLIM系列数字连接模块和COMPEND 2000兼容WINDOWS的控制和数据采集软件。

摩擦力测量：

压电传感器用于测量摩擦力的大小，灵敏度为43.5 pC/N，输出范围可根据预期的摩擦力水平进行设置。摩擦力的最大值水平为+/- 500 N。
高频(>1Hz)操作时，电荷放大器交流耦合，消除了长时间段内信号漂移带来的影响。信号通过真实均方根/直流转换放大器后，输出真实平均摩擦力。即时的摩擦力信号可以通过示波器监测，或者用TE 77/HSD选件将这些数据记录下来。

在低频(<1Hz)操作时，如进行粘滑、单通道滑移试验和标定传感器以及进行带能量脉冲滑滚适配组件测试时，电荷放大器为直流耦合工作模式。这种工作模式让信号衰减时间长达100,000秒，与非常接近零的测试标度时间范围相比，这个时间足够长。也就是说，测量过程中任一瞬间的摩擦力都可准确测量。

接触电阻的测量：

动试样与驱动主轴以及定试样绝缘，摩擦接触区毫伏级的电压可以利用Lunn-Furey 接触电阻电路施加。电压信号经过真实rms/dc 转换放大器处理后，得到接触电势的时间平滑平均值。如果测试试样是导电的，那么这种电压变分可用于表征摩擦副金属相互接触的水平。 该测试可用于检测抗磨极压润滑剂化学反应膜的形成、绝缘层的破裂以及接触区氧化物的积聚程度。即时的接触电势可以通过示波器监测，也可用TE 77/HSD选件进行数据记录。

温度测量:

相当多的磨损过程是由温度引发的，比如摩擦副表面氧化、组织转变、润滑添加剂薄膜或其他摩擦化学反应膜的形成与破裂以及表面溶化（材料的PV极限）和.热应力致材料失效等。

随着接触区摩擦能量的耗散以及不可逆的温升，磨损越来越严重。另外，摩擦副接触区的尺寸与相对速度影响着在载荷和滑动速度共同作用下产生的摩擦能量及其耗散与分布。

进行TE77往复式试验时，可将速度保持在一个非常低的水平上，目的是最大限度的减少摩擦生热，并在有润滑的测试中促进边界润滑。

摩擦热的极小化意味着通过控制定试样的整体温度可以有效控制接触区的温度。将热电偶压在定试样上，即可用带PWM的PID软件测量并控制温度。

磨损:

TE 77 长行程高频摩擦试验机无法原位监控磨损状况，无法即时评价动试样的磨斑尺寸及静试样的磨损体积。足够小的试样可以用扫描电子显微镜观察，表面膜的化学分析可以用专门的仪器分析可选附件TE 77/WEAR，可以连续记录动试样相对静试样的运动状况，从而粗略给出两表面的磨损状况并确定磨损态转变。

控制与数据采集:

该试验机拥有集成的串行接口模块，并安装了可在Windows下运行的COMPEND 2000软件，实现基于个人电脑的编程控制与数据采集。测得数据以标准电子数据表格形式存储在硬盘里，文件的格式为.csv 或 .tsv。

测试过程程序化通过编程实现，每一步包括试验参数设置值、数据记录频率和报警信息。试验参数设置值，设置点可有程序的步改变或跳过。除非被操作人员或警报打断，测试序列将顺次执行。另外，也可在屏幕上手动调整切换设置点。

设备优点:

1，频率范围:
TE 77 长行程高频摩擦试验机的最大频率为50 Hz，应该注意的是大多数标准中要求摩擦试验机的频率低于或等于这个数值。电磁振荡器驱动的往复式摩擦试验机，频率通常较高，最高可达500Hz。但这类试验机的典型最大冲程为4mm（并且不是在全频范围内），这比TE 77的要小很多。标配TE型试验机的最大冲程为25mm。TE 77 在50 Hz频率工作时，冲程为 5 mm；在30 Hz工作时，冲程为15 mm。其实，研究润滑剂的成膜能力及其摩擦学行为时, 冲程对试验结果没什么大的影响。但是，若要研究磨损如何产生并恶化时，需要考虑冲程及滑动距离。标准ASTM G 133对10mm冲程下的试验进行了详细说明。.

2，磨损的产生:
磨损是滑动距离的正函数，因此，磨损产生的几率会随着滑动距离增长而增加。
对于TE 77试验机， 25 mm的冲程，20 Hz的频率，每分钟的滑动距离就是 60 m； 15 mm的行程，30 Hz的频率，每分钟的滑动距离就是 54 m； 5 mm的行程，50 Hz的频率，每分钟的滑动距离就是 30 m。对于典型的电磁控制试验机，4 mm的行程，50 Hz的频率，每分钟的滑动距离就是 24 m；1 mm的行程，100Hz的频率，每分钟的滑动距离仅为12 m。
也就是说，相比电磁驱动的短冲程试验机，长冲程的TE 77试验机将更适合也会更有效地来研究磨损的产生及其发展过程。

3，卷吸与磨屑:
定试样和动试样“暴露”的能力取决与小于半冲程的接触长度，这就要求接触长度不能超过行程的一半。换句话说，在其他设备上试验时，比如最大行程4毫米，接触长度大于2毫米，定试样中心部分将不断接触动试样的一部分。这对润滑油的卷吸、表面活化和磨屑移出接触区有严重影响。在这种情况下，磨屑很容易积存在接触区，从而产生不希望出现的第三方磨粒磨损。正因为如此，测试面面接触的粘着磨损时，这些设备是不能令人完全满意的。

4，接触范围:
两接触表面如何分担磨损是一个与接触范围相关的重要研究课题。磨损是滑动距离的函数，滑动距离为冲程与周期数乘积的2倍。对于定试样上的一个点，线性磨损是接触长度和周期数成绩的两倍。换句话说，动试样的磨损取决于总的滑动距离，定试样上的磨损取决于被划过的次数和接触长度。因此，两试样的磨损比例取决于冲程和接触长度。为了建立真实的摩擦接触模型，一定要给接触范围这个参数正确建模。 因此，对于冲程为100mm的引擎，用3mm接触长度25mm冲程的试验模拟就足够了，试验中环试样的接触长度应该为0.75mm。如果试验是冲程较短并要求接触长度为0.09mm，那么可以认为这样的模拟试验是不符合实际工况的。
TE 77 长行程高频摩擦试验机的冲程长度长，为了测试各种尺寸的较大滑动试样提供了许多方便，特别适合于测试从机器部件上切割下来的试样。另外一个优点就是测试区域明显可辨，并且兼容设计出来的各种专用试样夹具。

5，极低频率:
通过可互换的齿轮箱，TE 77可提供zuidi为0.01Hz的频率。而电磁驱动的试验机，zuidi只能提供1Hz的频率。所以，如此之低的下限频率可使TE77 用于研究材料和润滑剂的粘滑特性及Stribeck曲线。

技术参数 ：

接触类型	球在面上 (点接触) / 圆柱在面上 (线接触) / 面接触
可选配置	活塞环和汽缸套
加载范围	5 N至1000 N
加载分辨率	±0.25N
加载速率	50 N/s
温度范围	室温 - 600°C
温度分辨率	±0.1°C
加热功率	800 W
温度传感器	K型热电偶
频率范围	2 - 50 Hz
冲程范围	0-12.5mm，12.5-25mm，
分辨率	1μm
倾斜角度	0-180度
接触电位	50 mV直流信号
摩擦传感器	压电传感器
力范围	- 500 至 500 N
平板样品	38 mm x 58 mm x 4 mm 厚(典型)
点接触	6 mm 和 10 mm 直径 球
线接触	6 mm直径 x 16 mm 长 销
面接触	12 mm 直径 x 4 mm 厚 盘
接口	SLIM 2000串行接口模块
软件	COMPEND 2000
马达	1.1 kW交流矢量马达，带2048ppr编码器的强制通风