GB/T3960摩擦试验机

GB/T3960摩擦试验机核心功能与应用主要用途是测定塑料、橡胶及复合材料在滑动、滚动或复合摩擦状态下的‌摩擦力、摩擦系数和磨损量‌。测试结果能帮助评估材料的耐磨性，为材料研发、质量控制和工艺优化提供数据支持。

GB/T3960摩擦试验机主要技术参数

不同型号的仪器参数差异较大，以下是典型参数：

‌试样尺寸‌：常见标准试样尺寸为30mm × 7mm × 6mm。

‌摩擦环‌：通常为45号钢，外径40mm，厚度10mm，硬度HRC40~45。

‌测量精度‌：高端设备的摩擦力矩精度可达±1%，负荷精度≤0.5%。

‌速度控制‌：传动速度可调，例如200转/分±5%。

‌数据处理‌：配备计算机和专业软件，可自动记录数据、生成报告并打印输出。

摩擦磨损试验机的日常维护需遵循以下关键注意事项，确保设备精度与使用寿命：‌一、清洁防护规范‌

‌机身清洁‌

每次试验后使用软布擦拭机身，清除灰尘及残留物，禁用腐蚀性清洁剂‌。

未喷漆金属表面擦拭后涂抹防锈油，雨季需增加保养频次‌。

‌电器防护‌

严防油污、尘土进入电器控制箱，避免电路短路或传感器损坏‌。

非试验时用防尘罩覆盖设备‌。‌二、关键部件维护‌

‌摩擦副处理‌

定期清理摩擦环表面杂质（刮除或打磨），磨损超标及时更换‌。

试验后高温部件需冷却后再操作，防止烫伤‌。

‌传动系统检查‌

每月检查皮带/联轴器状态，确保传动效率；每季度检修机械密封‌。

对导轨、齿轮等部位定期润滑，保持运动部件灵活性‌三、操作安全与校准‌

‌安全操作流程‌

通电顺序：先启动设备电源，后开启控制软件，避免数据传输延迟‌。

试验结束需卸载砝码，避免传感器长期受压变形‌。

‌校准与质检‌

传感器、测力系统每1-2年由专业机构校准，确保力值误差≤±1%‌。

定期检查电线老化、紧固件松动情况，及时更换破损部件‌。‌四、耗材与存储管理‌

‌耗材更换规则‌

摩擦片、磨损轮等按使用频率更换，减少系统误差‌。

附件（如夹具、砝码）存放时涂防锈油，置于专用箱内‌。

‌长期停用保养‌

清洗设备，松开调节机构弹簧，每月手动盘车防轴承卡死‌。

磨盘表面涂抹食品级防锈油，存放于干燥环境‌。‌紧急处理‌：设备异常振动、过热时立即停机，联系厂商检修‌。建立维护档案，记录保养时间及内容，便于追溯管理‌

摩擦磨损试验机常见故障及预防措施

以下是摩擦磨损试验机常见故障及对应的预防措施汇总，结合设备特性和维护要点分类说明：‌一、机械系统故障及预防‌

‌加载/卸载异常‌

‌故障表现‌：杠杆/液压加载失效、试验力无法保持‌。

‌预防措施‌：

每月检查砝码固定装置，防脱落导致载荷不稳‌；

液压系统定期查漏（密封圈每季度更换）‌。

‌主轴失控‌

‌故障表现‌：主轴停转、转速波动或无法停止‌。

‌预防措施‌：

每日开机前检查电机皮带张紧度，松紧要适中‌；

避免超负荷运行（载荷≤额定值90%）‌。

‌异常振动与噪音‌

‌故障表现‌：干摩擦时剧烈振动，伴随刺耳噪音‌。

‌预防措施‌：

定期清理摩擦副表面杂质，保持接触面平整‌；

对导轨、齿轮每月涂抹高温润滑脂‌。‌二、测控系统故障及预防‌

‌数据采集失真‌

‌故障表现‌：摩擦力、温度等数据缺失或跳变‌。

‌预防措施‌：

传感器每1-2年校准，力值误差控在±1%内‌；

电器控制箱密封防尘，每周清洁接口端子‌。

‌温控失灵‌

‌故障表现‌：温度无法升降或波动超±5℃‌。

‌预防措施‌：

高温模块使用前预热10分钟，避免瞬时功率过载‌；

热电偶每半年校验，损坏及时更换‌。

‌时序错乱‌

‌故障表现‌：试验时间停滞或与实际不符‌。

‌预防措施‌：

更新设备控制软件，修复系统时序漏洞‌；

操作中避免强制中断程序‌。‌三、电气与安全故障及预防‌

‌设备无法启动‌

‌故障表现‌：主机无反应、显示器黑屏‌。

‌预防措施‌：

检查强电板空气开关状态，确保电路通畅‌；

长期停用需断电，每月通电10分钟防潮‌。

‌操作安全隐患‌

‌故障表现‌：摩擦环高温烫伤、急停失效‌。

‌预防措施‌：

试验结束待部件冷却至60℃以下再接触‌；

紧急开关每日测试响应灵敏度四、综合维护策略‌

‌日常防护‌

试验后机身油污用软布+无水乙醇擦拭，金属部件涂防锈油‌；

附件（夹具/砝码）存放于干燥箱，雨季每周检查锈蚀‌。

‌定期检修‌

‌机械系统‌：皮带/联轴器每月查损，传动部件季度注油‌；

‌电气系统‌：电线老化每年排查，破损线缆立即更换‌。

‌规范操作‌

禁止修改后台参数（如传感器标定系数）‌；

高温试验时断开闲置加热模块电源‌。

‌故障处理原则‌：异常振动/过热立即急停，联系厂商检修‌；建立维护档案，记录更换部件及校准时间

塑料滑动摩擦磨损试验机的使用涉及多个关键环节，操作不当可能导致数据失真、设备损坏甚至安全事故。以下是使用时的核心注意事项，特别针对塑料材料的特性进行优化：

一、试验前准备

1.试样制备（衔接上题要求）

严格按标准加工试样，确保尺寸精度、表面粗糙度（通常Ra≤0.8μm）、清洁度。

塑料试样需状态调节（如吸湿性材料尼龙需在标准温湿度下平衡48小时）。

标记试样方向（针对各向异性材料如纤维增强塑料）。

2.对磨件选择与处理

材质匹配：按标准选择对磨件（如GCr15钢球、陶瓷球、聚合物对磨环）。

表面处理：对磨件表面需抛光（粗糙度Ra≤0.1μm）并清洁。

尺寸校验：如钢球直径需用显微镜校准，避免因磨损导致测试偏差。

3.设备校准与检查

力传感器/扭矩传感器：用标准砝码校准载荷精度（误差≤±1%）。

位移传感器：校验磨损深度测量零点。

温湿度监控：确保环境温湿度符合标准（如23±2℃,50±5%RH）。

润滑系统：若需润滑，确认油路畅通、流量稳定（干摩擦则需关闭系统）。

二、试验参数设置

1.载荷选择

塑料硬度低，初始载荷宜小（如110N），避免压入过深导致非正常磨损。

根据材料实际工况调整，不超过塑料屈服强度的1/3（防止塑性变形）。

2.速度与行程

低速优先（如0.10.5m/s），塑料易发热软化，高速会加速热磨损。

往复式试验需设定合理行程（避免试样边缘效应）。

3.时间/循环次数

塑料磨损初期可能存在"跑合阶段"，总时间需覆盖稳定磨损期（建议≥30分钟）。

长时测试需监控温度，防止过热熔融。

三、试验过程监控

1.实时数据记录

连续采集摩擦系数曲线，异常波动时暂停检查（如碎屑卡滞、试样松动）。

温度监测：红外热像仪或埋入式热电偶监控接触区温度（塑料玻璃化转变温度Tg是警戒线）。

2.磨屑管理

塑料磨屑易粘附，定期清理接触区（停机后用软刷/清除）。

观察磨屑形态：片状（粘着磨损）、粉末状（磨粒磨损）可辅助分析机制。

3.异常情况处理

噪音/振动：立即停机，检查装夹松动或试样断裂。

温度骤升：降低载荷或速度，必要时强制冷却。

摩擦系数突变：可能发生转移膜形成或严重粘着。

四、试验结束操作

1.试样拆卸与保存

轻拿轻放，避免磨损表面二次损伤。

标记接触区，密封保存以备形貌分析（SEM、3D轮廓仪）。

2.磨损量测量

质量法：用微量天平（精度0.01mg）称重，塑料密度低需高精度。

体积法：3D轮廓仪扫描磨痕，更适用于弹性恢复大的软塑料。

形貌分析：记录磨痕宽度/深度，分析磨损机制（犁沟、剥层、疲劳）。

3.对磨件检查

清洁后测量对磨件磨损量，塑料中硬质填料（如玻璃纤维）可能加速对磨件损伤。

五、塑料测试专项注意事项

1.热管理

强制风冷或液体冷却接触区（尤其PEEK、PI等高Tg材料也需控制）。

测试间隔时间延长，避免热量累积。

2.静电干扰

塑料摩擦易产生静电，干扰传感器信号，需接地或离子风机消静电。

3.粘滑现象（StickSlip）

软塑料（如PE、PTFE）在低速时易发生，表现为摩擦系数周期性震荡，需记录振幅与频率。

4.转移膜影响

停机后检查对磨件表面是否有塑料转移膜，其存在会显著改变后续测试结果。

六、安全与维护

1.操作安全

佩戴防护眼镜：防止磨屑飞溅。

设备运行时禁止触碰运动部件。

2.设备维护

每日：清洁导轨、丝杠，检查气路/油路密封。

每月：校准传感器，更换磨损的夹具部件。

年度：全面检修驱动电机与控制系统。

关键误区规避

错误操作后果正确做法

未状态调节尼龙试样摩擦系数偏高50%+23℃/50%RH环境平衡48小时

载荷超过塑料屈服点压入失效，磨损量失真预实验确定弹性变形区间载荷

忽略磨屑清理三体磨损，数据不可重复每10分钟停机清理一次

高速测试POM材料熔融粘着，试样报废速度≤0.3m/s+强制冷却

总结：塑料滑动摩擦磨损试验的核心在于控制热效应、管理磨屑、匹配工况参数。严格遵循标准（如ASTMG133、ISO7148），并结合塑料特性优化操作流程，才能获得真实有效的磨损行为数据。摩擦磨损核心概念

摩擦指两接触面相对运动时产生的阻力现象，磨损则是因摩擦导致材料表面逐渐损失的过程‌。两者关系密切：摩擦是磨损的驱动力，磨损会改变摩擦状态，形成相互影响的循环‌。主要磨损类

‌粘着磨损‌：无润滑条件下接触面材料转移，严重时导致焊接‌

‌磨料磨损‌：硬颗粒切削表面形成沟槽，占工程磨损的50%以上‌

‌疲劳磨损‌：交变应力引发表面裂纹，常见于齿轮/轴承‌

‌腐蚀磨损‌：化学/电化学反应加速材料损失‌

‌微动磨损‌：小振幅振动导致氧化膜破裂‌磨损三阶段‌跑合期‌：表面粗糙度快速降低

‌稳定期‌：磨损速率恒定，决定零件寿命‌

‌剧烈期‌：磨损急剧加速导致失效控制方法

‌润滑‌：减少直接接触（如PTFE材料）

‌材料优化‌：使用高熵合金涂层‌

‌表面处理‌：磁控溅射等工艺‌

‌结构设计‌：避免应力集中摩擦磨损试验机操作注意事项

‌安全防护‌：试验后摩擦环高温，需冷却后再更换试样，避免烫伤；操作时佩戴手套、护目镜等防护装备‌。

‌设备维护‌：

每次试验后清洁摩擦环表面杂质，磨损超0.5mm需更换‌。

定期检查传动系统如丝杠、导轨），每月涂32号机械油‌。

‌环境控制‌保持实验室温度20±5℃、湿度40%-60%，远离振动源和腐蚀性气体‌。

‌数据准确性‌：

试样安装需确保试块与试环边缘平行，避免偏移‌。

每季度校准传感器确保摩擦力误差≤±1%‌。

试验方法关键步骤

‌参数设置‌：根据标准设定负载、转速（如金属试验通常10~35℃）‌。

‌过程监控‌：记录摩擦力、温度等数据，异常时立即停机检查‌。

维护策略

‌日常清洁‌：用酒精棉擦拭摩擦头，避免残留影响压力均匀性‌。

‌定期检查‌：每周测量摩擦头尺寸，偏差超0.1mm需更换‌。

‌校准周期‌：每3个月用砝码验证压力偏差≤±1%‌。其他注意事项

试验前清洗试件，避免污染物干扰结果。

高真空试验需模拟实际气氛，避免数据失真。

摩擦磨损试验机的日常维护日常清洁与检查

每次试验后需立即清理设备表面及摩擦副（如夹具、摩擦头），使用软毛刷清除残留粉末，并用酒精棉擦拭接触面，避免污染影响数据精度‌。未喷漆部件需定期用少量防锈油保养，防止氧化。

关键部件维护

‌摩擦副‌：每周检查磨损情况，划痕深度超过0.5mm或厚度减少需更换‌。

‌传动系统‌：每月检查丝杠、导轨油膜，干涩时涂32号机械油（薄层）‌。

‌传感器‌：定期校准，确保误差≤±1%‌。环境与校准

设备应置于温度20±5℃、湿度40%-60%的环境，远离振动源。每季度由专业机构校准，每月测试急停保护功能‌。注意事项

不同材质测后需清洁摩擦头，避免交叉污染。

液压油每2-3年更换一次，长期停用需涂防锈油。

GB/T 3960-2016摩擦磨损要求的样品尺寸

GB/T 3960-2016标准规定的试样尺寸为‌30mm×7mm×6mm‌，摩擦环尺寸为‌直径40mm×厚度10mm‌，倒角0.5×45°，外圆表面与内圆同心度偏差小于0.01mm‌

如何制备符合GB/T 3960-2016要求的样品？样品制备要求

‌试样尺寸‌：30mm×7mm×6mm（允许±0.2mm偏差）‌。

‌摩擦环‌：径40mm×厚度10mm，倒角0.5×45°，外圆与内圆同心度偏差<0.01mm加工步骤

‌材料选择‌试样需为均质塑料或复合材料，摩擦环采用45号钢（HRC40-45）‌。

‌切割与打磨‌：

使用精密切割机按尺寸切割试样，确保边缘无毛刺。摩擦环需经淬火处理，外圆表面光洁度达。

‌精度校验‌：

用千分尺测量试样尺寸，三坐标仪检测摩擦环同心度注意事项

试样表面需平整，避免划痕影响测试结果‌。

摩擦环安装需与试样轴线对齐，确保接触均匀。

如何确保试样尺寸公差符合±0.2mm要求？

试样尺寸公差控制方法

‌加工设备选择‌：

使用高精度数控机床（如M-200试验机配套设备），其重复定位精度需≤0.01mm。

定期校准机床几何误差（如导轨直线度、主轴跳动）。

‌工艺参数优化‌：

采用低速切削（如200r/min）减少振动，避免材料变形。

控制切削液流量和温度，热变形导致的尺寸漂移。

‌检测与修正‌：

使用三坐标测量仪检测试样尺寸，监控平行度（≤0.02mm）和表面光洁度（▼8）‌。

对超差试样进行二次加工，并采用刀具补偿技术修正误差。

‌环境与操作规范‌：

保持恒温（23±2℃）和恒湿（50±5%RH）环境，避免材料热胀冷缩‌。

操作时避免手直接接触试样表面，防止指纹污染‌。