摩擦发生在运动部件之间,通常在运行过程中相互接触的部件中进行分析,例如汽车中的动力系统。
摩擦导致这些部件产生热量和磨损。由摩擦引起的热产生和磨损占大多数机械系统故障,由于这种故障造成的经济损失也不小。为了减少这种损失,进行了摩擦学测试,以评估零件和零件材料的性能。
本节从摩擦学(相互作用的表面在相对运动中的磨损和摩擦科学)的角度介绍了测试和测量方法以及使用KEYENCE 4K数字显微镜解决问题的最新例子。

摩擦、磨损和耐磨性测试、观察、分析和测量

摩擦、磨损和耐磨性测试

在本次试验中,试件与界面面在相对运动中相互作用,测量摩擦系数*和磨损量。
在零件相互接触的工业中,通过摩擦、磨损和磨损来评估材料的变化对研究和开发至关重要。电机、轴承、润滑油和许多其他产品的质量保证都需要测试和分析。欧宝官网开户

摩擦系数:表示接触面对摩擦力影响的值。它没有任何单位,用μ (mu)表示。动摩擦系数分为动摩擦系数和静摩擦系数,其数值随物体和表面处理的不同而不同。

摩擦、磨损和耐磨性试验方法

摩擦试验与耐磨性试验一起测量摩擦特性,结果一般用摩擦系数来计算。另一方面,磨损测试测量由摩擦引起的条件变化,结果是由相互作用表面上的变形、划痕和压痕获得的。
测量摩擦系数有几种方法:用量规测量摩擦力,通过测量和转换驱动电机的负载功率,通过摩擦从振动阻尼的行为*计算,以及根据放置在倾斜表面上的物体开始滑动的角度计算最大静摩擦力*。这些测试不仅检查磨损和摩擦,而且还检查润滑剂的有效性和劣化程度。

减振:振动随时间而减小。也叫减振。

最大静摩擦力:静止物体移动时产生的摩擦力。相比之下,在运动过程中产生的摩擦力称为动摩擦,在轴承中发生在球和针上的摩擦力称为滚动摩擦力。

摩擦学的测试

摩擦阻力可以通过采取多方面的方法来最小化,包括材料力学、润滑剂流体力学和热力学来测量表面如何受到热的影响。
摩擦学是从广泛的角度研究和评估摩擦影响的科学。为评价相关性能而进行的试验称为摩擦学试验。

需要进行摩擦学测试

摩擦产生的热量和因摩擦而损失的材料导致机械阻力,据说这是导致机器故障和失效的最大原因。减少和控制摩擦磨损不仅是一种预防问题的方法,而且是提高机械系统可靠性和性能从而减少经济损失的核心技术。

摩擦学试验的特点

据说磨损和摩擦试验通常会在试样形状、试验方法和大气条件改变时给出完全不同的特征值,即使是在测试相同的材料时。因此,对于磨损和摩擦试验,有必要了解造成实际目标冲击的条件,并使用类似的条件进行试验。润滑剂的性能在很大程度上取决于润滑剂的物理性质和界面的化学性质。特别是,固体润滑剂*具有比油和润滑脂更高的负载能力,因此也用作油和润滑脂的添加剂。
摩擦学试验是在接近使用条件的条件下进行的,再现要观察的摩擦发生的实际环境。在测试过程中仔细观察和评估零件的材料和形状。

固体润滑剂:保护材料表面不受摩擦,减少磨损和摩擦的固体物质。固体润滑剂的例子包括二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯。

摩擦、磨损和耐磨性试验的最新观察实例

磨损和摩擦试验中的试件和相互作用部件通常是三维的,具有高反射表面。当使用传统显微镜时,操作者必须高度熟练,以便找到适当的焦点和减轻来自表面的反射。此外,定量评估是不可能的。
由于技术的进步,数字显微镜解决了传统显微镜的问题,并大大提高了摩擦磨损试验的评价。

轴承深压痕的有效观察

当对轴承施加某种冲击时,就会出现压痕。当轴承上的观察表面不平坦时,用常规显微镜进行高倍放大是非常困难的,必须进行耗时的焦距调整。
VHX系列4K数码显微镜的高分辨率HR镜头和电动转轮可实现无缝变焦功能,可根据放大倍率在20倍至6000x范围内快速切换镜头,无需更换镜头。

使用VHX系列4K数码显微镜进行放大观察
A:数码显微镜观察B:显微镜观察C:正面有压痕观察D:背面有压痕观察(500倍)
  1. A:用数码显微镜观察
  2. B:用显微镜观察
  3. C:观察到正面有压痕
  4. D:观察背面压痕(500x)

实时合成功能自动进行深度合成,使整个目标对焦。使用此功能,您可以轻松地使用全聚焦4K图像进行准确、高效的放大观察、外观检查和评估。
此外,VHX系列自动跟踪镜头放大倍率,确保准确的数据和记录管理。

实时合成使用VHX系列4K数码显微镜
观察针轴承的磨损情况
观察针轴承的磨损情况

观察和测量表面损伤

以前的测试人员在进行观察和测量时需要切换仪器,导致测试时间长。
VHX系列4K数字显微镜不仅可以捕捉高倍放大的图像,还可以进行传统显微镜无法实现的测量和量化。可以观察到表面的剥落*、点蚀*和其他损伤,并且可以用单个设备进行2D和3D测量以及表面粗糙度。

剥落:由于材料滚动疲劳,在滚道表面和滚动元件表面剥落而产生的粗糙和粗糙的纹理。

点蚀:出现在滚道表面的大约0.1毫米深的斑点状孔。

用VHX系列4K数码显微镜分析滚道表面的损伤
轴承外圈损伤观察(50x)
轴承外圈损伤观察(50x)
轴承外圈损伤测量(50x)
轴承外圈损伤测量(50x)

观察反射表面的磨损情况

由于摩擦而磨损的试件通常具有高反射表面,这使得观察和成像变得困难。
VHX系列4K数码显微镜具有眩光去除和环反射去除功能,消除反射光。新的4K数码显微镜使用户能够区分细微的划痕,摩擦造成的凹痕和粘连,以便更准确地了解磨损和摩擦状况。

使用VHX系列4K数码显微镜观察换挡轴的油封部分
正常的
正常的
消除眩光和环反射
消除眩光和环反射

一台显微镜可以进行从观察到2D和3D测量的所有操作

在常规的观测手段下,测试人员需要对三维目标的多个不同部分进行关注,这可能会导致破坏被忽略,不同的操作人员得到的结果也不同。此外,只能获得二维测量,因此无法了解表面缺陷和划痕的深度。
VHX系列4K数字显微镜不仅允许放大观察和2D测量,而且还能够捕捉3D形状和执行轮廓测量。无论测试人员的技能水平如何,VHX系列都可以提供简单的3D形状测量,提高分析能力。

使用VHX系列4K数码显微镜测量剥落
叶轮轴油封部分(表面放大观察,三维形状测量,整体形状)
叶轮轴的三维测量

快速响应市场需求的最新工具

为了应对摩擦学评估需求,除了不断扩大的磨损和摩擦试验需求外,有必要建立基于快速和准确的检测数据的研发、质量改进和制造流程。
与传统显微镜相比,VHX系列高清4K数字显微镜具有出色的效率,并确保只需一台机器即可实现更高精度的观察,分析,测量和评估。VHX系列配备了许多其他先进的功能,可以成为对质量和速度都有要求的行业的有效工具。

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