江西理工大学2015届本科生毕业设计(论文)
在不同组实验中,相同的时间,不同的载荷的情况下分析磨损量的变化情况,使用ma、mb、mc来表示,有表3.6。
表3.6同时间磨损量变化
时间 C1 C2 C3
ma 1.552 0.272 0.066
mb 1.928 0.364 0.064
mc 2.201 0.387 0.089
3.4.3摩擦系数分析
在磨损试验过程中,在每十分钟的时间中,记录摩擦试验机的摩擦功与摩擦力矩,求出该时间段内的平均摩擦系数,有以下公式:
W2?RNP?? ( 3.1)
在以上的公式中的摩擦系数: W-测量的实际摩擦功; R-试件的半径; N-试件的实际转数; P-试件所承受的载荷。
就本次磨损试验,分析计算可以得到磨损系数变化。便于更加明显的了解在摩擦磨损试验中磨损系数的变化,建立平面坐标系o-xy,在坐标轴中,使用x轴表示时间的变化,用y轴表示随着时间改变的磨损系数的变化。有试件磨损系数变化如下图3.7(见下一页)。
从上面所示的磨损系数图中可以看出,磨损试验的初始极端摩擦系数急剧提高,是因为在摩擦磨损实验的初始时,上下试件的摩擦面不可能完全接触,由于面上的不平,从点接触到面接触,是一个磨损的过程,也是摩擦系数增加的过程,当两个面完全接触的时候,磨损系数达到峰值,也会趋于稳定并且在一个很小的范围内波动。
因此,在摩擦系数图中,摩擦系数值先处于点接触是,系数急剧增加;在由点接触转为面接触时达到最大值;之后,系数值开始出现波动,这是载荷分布不均匀的原因造成的。
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图3.7 试件的摩擦系数变化
对于摩擦系数的影响因素有很多,本次试验仅研究了外加载荷,以及磨损时间长度对摩擦的影响。也对试件磨损试验前后做了硬度分析,以及金相组织显微分析。
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第四章 结论
4.1课题研究所得
在本次45号钢基体上堆焊金属层的摩擦性能研究中,主要针对的是在试件上加上不同的载荷,在不同的时间长度下在摩擦试验机上进行摩擦磨损试验。主要研究的是基体摩擦系数的变化以及磨损量的变化。
在磨损试验中,磨损量是随着磨损时间产生变化的,在相同的时间内,前期磨损量远大于后期的磨损量,因此可以由这个来推断,随着时间的无限增加,磨损量将会趋近于零,在试验中,试件的硬度也在不断的加大,因此可以得到,随着硬度的加大,使得试件的磨损量减少。随着载荷的增加,在相同的时间内磨损量也随着相应的不断增加,在图上表现为,磨损量的变化时随着斜率的增加。
摩擦试验中,试件的摩擦系数先是不断增加,呈线性变化,在摩擦系数上升到一定的程度以后,摩擦系数趋于平缓,但是并不是一个固定的值,它将会在最大值处呈现波浪形状起伏变化,存在起伏的原因是压于试件之上载荷并不是平稳的,在运动中有一定的波动,因此导致了摩擦系数的起伏。载荷的波动大小决定了摩擦系数起伏的大小。
在摩擦试验中,既然是摩擦,就必然存在磨损。本次试验就是为减小磨损而做的,在实际生产中,零件在工作情况下,有不断变细,表明由光滑变得粗糙,性能也随着变化,最后不能使用。这就可以理解为是磨损量的危害,磨损量的产生主要是由于磨粒的存在,只有机械开始工作,磨粒的危害就会开始体现,它随着机械的运动,与零件表明进行摩擦,在零件的表明形成沟与槽,并在沟槽的两侧造成隆起,进而在运动中形成新的磨粒,严重阻碍的机械零件的正常运转,载荷的稳定是解决磨粒问题最佳的方法,但也是机械运转中不可避免的问题,因此就更应该注意机械的清洁,减少外在磨粒的产生。
4.2实验所存在的不足和改进的方向
在本次摩擦磨损试验中,虽然取得了一定研究成果,但是还是存在很多的不足,需要通过进一步的研究才能实现。随着科技日新月异的进步,机械也将随着不断的进步,堆焊作为机械零件的保护层,只会随着一起进步,并不断的发展壮大。
关于堆焊方面,本次磨损试验,仅仅采用了一层堆焊方式,如果要进一步研究,可以采用多层堆焊方式,形成对比参照试验,研究关于多层堆焊对磨损试验的关系。仅一层堆焊肯定没有多层堆焊的更能保护基体,未来与现在这种方式肯定在研究的范围内。在堆焊中也可以使用不同的焊条,选择其中一种最
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适合的焊条。还有一种是可以在堆焊中变化堆焊使用的电流情况。此上情况都可以作为研究的方向。
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