MVF –1A 型
多功能立式摩擦磨损试验机
产
品
方
案
书
济南恒旭试验机技术有限公司
Jinan HengXu Testing Machine Technology Co.,Ltd
MVF-1A 型多功能立式摩擦磨损试验机
一、产品简介：
MVF-1A 摩擦磨损试验机是在一定的接触压力下，具有滚动、
滑动或滑滚复合运动的摩擦形式，具有无级调速系统，可在极低速或高速条件下，用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能，例如低速销盘（具有大盘与小盘，单针与三针）摩擦功能、四球长时抗磨损性能和四球滚动接触疲劳、球—青铜三片润滑性能、以及止推垫圈、球—盘、泥浆磨损、橡胶密封圈的唇封力矩和粘滑摩擦性能的试验，匹配往复模块可实现往复摩擦磨损运动。 该试验机在摩擦学各个专业技术领域、石油化工、机械、能源、冶金、航天、各大专院校、研究院（所）等部门具有广泛的应用前途。
二、 主要技术规格：
1、试验力
1.1轴向试验力工作范围：10N ～1000N （无级可调）
1.2试验力示值相对误差：100N 以下±2N ，100N 以上±1%
1.3试验力示值零点感量：±1.5N
1.4试验力自动加荷速率：300N/min（全自动可调）
1.5加载方式：交流伺服加载，可设置分段加载精确制导
1.6试验力长时自动保持示值相对误差：±1%
2、摩擦力矩
2.1测定最大摩擦力矩：2.5N.m
2.2摩擦力矩示值相对误差：±2%
2.3摩擦力荷重传感器：100N
2.4摩擦力臂距离：50mm
3、主轴无级变速范围
3.1单级无级变速系统：5-2000r/min
3.2主轴转速误差：±1%
4、试验介质： 油、水、泥浆、磨料等。
5、试验机加热系统
5.1加热器工作范围：室温～200℃（260℃）
5.2盘式加热板：φ65，220V ，250W
5.3套式加热器：φ68×44，220V ，300W
5.4φ3双组输出铂热电阻：R O =100±0.1Ω（长短各一组）
5.5温度控制精度：±2℃
6. 摩擦副盘保持方式 ：无间隙周向保持（进口部件）
7. 试验机主轴锥度： 1：7
8. 试验机主轴与下副盘最大距离 ：＞75mm
9. 试验机控制系统
9.1 工业触屏控制，windows7控制系统
9.2 可实现手动控制、时间控制、转速（周期）控制、摩擦力矩控制
10. 试验机时间显示与控制范围：10s ～9999min
11. 试验机转速（周期）显示与控制范围：（1～99）×105
12. 试验机主电机输出最大力矩：5N.m
13. 主体：采用铸造一体主机，高强度焊接机座
14. 试验机外形尺寸〈L ×B ×H 〉：860×740×1560mm
15. 试验机净重：约550kg
16. 试验机主要附件及特殊附件
三、试验机各摩擦副的概述
1. 销盘摩擦副：（图五 销盘摩擦副）
1—小试环 2—大试环 3—试样销 4—螺钉 5—销夹头
图五 销盘摩擦副
摩擦系数
1.1单针小环
因为 f=μP …………………………………（1）
T=fr ……………………………………（2）
T T 所以 μ==0.0837………………………（3） P r P
式中：f —摩擦力 N
μ—摩擦系数
P —试验机轴向试验力 N
T —试验机摩擦力矩 N.mm
r —小试环与试样销接触点轨迹半径23.873/2 mm
1. 2三针小环
P 因为 f=μ………………………………………（4） 3
T=3fr ………………………………………（5）
T T =0.0837…………………………（6） P ⋅r P
1. 3单针大环与三针大环
T T μ==0.04332…………………………（7） P ⋅R P
式中R —大试环与试样销接触点轨迹半径46.155/2 mm
1.4 小式环与销试样速度Vs
Vs=πｄｎ＝75ｎ mm/min
大式环与销试样速度Vs
V L =πD ｎ=145ｎ mm/min
式中：n —试验机主轴转速 r.h.m
d —小试环与试样销接触点轨迹直径d=23.873m
D —大试环与试样销接触点轨迹直径D=46.155mm
3102试样销轴向磨损量与磨损接触直径
2. 止推圈摩擦副（图六）
μ=
1. 止推圈夹头 2.止推圈小试盘 3.螺钉 4.圆柱销
5. 止推圈大试盘 6.小试环 7.大试环
图六 止推圈摩擦副
A S —止推圈小试盘接触面积 mm2
AS =π（d 12-d 22）/4≈125mm 2
Al —止推圈大试盘接触面积 mm2
Al=π（D 12-D 22）/4≈580mm 2
P —试验机轴向试验力 N
n —试验机主轴转速 r.p.m
T —试验机摩擦力矩 N.mm
Ps —止推圈小试盘接触压力 Pa
P P ==8⋅P ⋅103 A 3125
Pl —止推圈大试盘接触压力 Pa P P ==1. 724⋅P ⋅103 Pl =Al 580
Rs —止推圈小试盘平均半径 Rs=（d 1+d2）/4=13.25 mm
Rl —止推圈大试盘平均半径 Rl=（D 1+D2）/4=22.3 mm
Vs —止推圈小试盘试验速度
Vs=2π.Rs.n=83.25n mm/min
Vl —止推圈大试盘试验速度
Vl=2π.Rl.n=144.47n mm/min
μ3—小止推圈摩擦副的摩擦系数
T
T μ3==7. 55102………………………（1） P P
μl —大止推圈摩擦副的摩擦系数
T
T μl==4. 35102………………………（2） P P
mm Pv3—小止推圈摩擦副速度因子 N⋅ min
P Pv3=Ps.Vs=2πRs n=0.666P.n…………（3） As
mm Pvl —大止推圈摩擦副速度因子 N⋅ min
P Pvl=Pl.Vl=2πRl n=0.249P.n…………（4） Al
Kt —止推圈摩擦副的磨损因子 mm2/N X Kt=………………………………………（5） P ⋅V ⋅t
式中：X —止推圈摩擦副轴向磨损量 mm
P —止推圈摩擦副Ps 式pl 的接触压力 Pa
V —止推圈摩擦副Vs 式Vl 的试验速度 mm/min
t —止推圈摩擦副试验山时间 min
3. 球盘摩擦副图七 Ps=
1. 小试环 2. 大试环 3. φ12.7钢球 4. 球盘夹具
图七 球盘摩擦副
摩擦系数的计算：
3.1单球与三球小环和销盘摩擦副单针与三针相同
T T =0. 0837………………………. （1） μ=P . r P
3.2单球与三球大环（与销盘摩擦副计算公式相同）
T 1T T ==0. 0483……………. （2） μ=P . r 20. 69P P
式中：T —试验机摩擦力矩 N.mm
P —试验机轴向试验力 N
41. 38mm R —大试环与试样球接触点轨迹半径R=2
μ—球与大试环摩擦系数
试验速度：
3.3球与小试环速度（Vs ）和3103大试环速度（Vl ）
Vs=π.d.n=75n mm/min ……………………….. （3）
Vl=π.D.n=130n mm/min………………………. （4）
式中：n —试验机主轴转速 r.p.m
d —小试环与球试样接触点轨迹直径 d=23.873mm
D —大试环与球试样接触点轨迹直径D=41.380mm
赫兹接触应力
3.4球盘摩擦副最大赫兹接触应力σmax
当摩擦副材料相同时，泊松比μ=0.3时
1 单球盘摩擦副 σmax =0.388 3pe 2=394⋅p 3N/mm2 R 21
1三球盘摩擦副 σmax =0.388 3pe 2=274⋅p 3N/mm2 R 21
式中：P —试验机轴向试验力 N
E —合金钢弹性模数2.1×106kgf/cm2=2.06×105N/mm2
1—加热器 2—垫 3—圆柱销 4. 油盒 5—锁紧螺环 6—弹簧
夹头
7—标准试验钢球（GB308-84） 8—压环 9—软铝垫 10铂热电阻传
感器
摩擦系数公式推导
四球摩擦副由四个等直径钢球（r=6.35mm）组成，其四个球心组成一个正四面体ABCD ，如图所示，上球与下三球的接触点组成一个正三角形B1C1D1，上球与下三球的正压力各为N1=N2=N3=N，摩擦力F=μN ，摩擦圆半径r A =dA 111=B 1O 1=BO =BM =(2r ) 2-r 2=r ，摩擦力矩22333
T 3r =μ⋅N ⋅r 故摩擦系数μ=， 33N ⋅r T =3f ⋅r A =3μ⋅N ⋅
因轴向试验力为
Ao AB 2-BO 2
P =3⋅N ⋅=3⋅N ⋅=3⋅N ⋅AB AB (2r ) 2-(2r 22r ) 3=N
摩擦系数公式推导：
如图十一，球对试片的正压力各为N ，轴向试验力为P ，由图所示的几何关
系可得：
P
3Nsin α-P=0 故 N=3sin α
3⋅F ⋅dA
2 因为摩擦力矩 T=
所以 2T 2T T T ===F=3dA 3⨯2rA 3rA 3r cos α 因 F=μN 图十一 球三片作用力的分析图
所以摩擦系数
T
F T T T ==tg α=⨯tg 54. 77 =0. P N P ⋅r P ⨯6. 35P
3r sin αμ=
T —摩擦力矩（N.mm ） P —试验力（N ）
k ⋅T P 注：由于加工尺寸误差，为了提高试验结果的再现性精度，摩擦系数需要进行修正，乘以修正系数k ，即μ' =0. 223
RA 式中：k=R RA —试球理论磨损圆环半径（=3.663mm） ' A
R ' A —试球实际磨损圆环半径（实测值，mm ）
6. 其它摩擦副
（1） 滚动接触疲劳四球摩擦副
济南恒旭试验机技术有限公司 地址:济南市济齐路222号 电话:0531-85860713
85860723
网址：www.jnhxtest.com
图十二 滚动接触疲劳四球摩擦副
四、技术情报及资料的保密
1、本技术方案属于我公司技术资料，用户应对我方提供的技术情报和资料承担保密义务，不论本方案是否采用，本条款长期有效；
2、我方对用户提供的技术情报和资料亦应承担保密义务。
五、售后服务
质保期自验收合格起一年，终生维护，一年内全免费服务，新机免费上门安装调试，免费培训操作人员。
1、所提供试验设备均符合现行国标或行业标准，保证试验设备的技术先进性，可靠性；
2、所需零部件及配件常年供应；
3、产品常年技术支持，产品维修保养24小时内提供解决方案，如需现场解决48小时内到达；
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4、软件终生免费升级。
济南恒旭试验机技术有限公司
技术咨询：[1**********]-刘工
总部电话：0531-85860713/85860723
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MVF –1A 型
多功能立式摩擦磨损试验机
产
品
方
案
书
济南恒旭试验机技术有限公司
Jinan HengXu Testing Machine Technology Co.,Ltd
MVF-1A 型多功能立式摩擦磨损试验机
一、产品简介：
MVF-1A 摩擦磨损试验机是在一定的接触压力下，具有滚动、
滑动或滑滚复合运动的摩擦形式，具有无级调速系统，可在极低速或高速条件下，用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能，例如低速销盘（具有大盘与小盘，单针与三针）摩擦功能、四球长时抗磨损性能和四球滚动接触疲劳、球—青铜三片润滑性能、以及止推垫圈、球—盘、泥浆磨损、橡胶密封圈的唇封力矩和粘滑摩擦性能的试验，匹配往复模块可实现往复摩擦磨损运动。 该试验机在摩擦学各个专业技术领域、石油化工、机械、能源、冶金、航天、各大专院校、研究院（所）等部门具有广泛的应用前途。
二、 主要技术规格：
1、试验力
1.1轴向试验力工作范围：10N ～1000N （无级可调）
1.2试验力示值相对误差：100N 以下±2N ，100N 以上±1%
1.3试验力示值零点感量：±1.5N
1.4试验力自动加荷速率：300N/min（全自动可调）
1.5加载方式：交流伺服加载，可设置分段加载精确制导
1.6试验力长时自动保持示值相对误差：±1%
2、摩擦力矩
2.1测定最大摩擦力矩：2.5N.m
2.2摩擦力矩示值相对误差：±2%
2.3摩擦力荷重传感器：100N
2.4摩擦力臂距离：50mm
3、主轴无级变速范围
3.1单级无级变速系统：5-2000r/min
3.2主轴转速误差：±1%
4、试验介质： 油、水、泥浆、磨料等。
5、试验机加热系统
5.1加热器工作范围：室温～200℃（260℃）
5.2盘式加热板：φ65，220V ，250W
5.3套式加热器：φ68×44，220V ，300W
5.4φ3双组输出铂热电阻：R O =100±0.1Ω（长短各一组）
5.5温度控制精度：±2℃
6. 摩擦副盘保持方式 ：无间隙周向保持（进口部件）
7. 试验机主轴锥度： 1：7
8. 试验机主轴与下副盘最大距离 ：＞75mm
9. 试验机控制系统
9.1 工业触屏控制，windows7控制系统
9.2 可实现手动控制、时间控制、转速（周期）控制、摩擦力矩控制
10. 试验机时间显示与控制范围：10s ～9999min
11. 试验机转速（周期）显示与控制范围：（1～99）×105
12. 试验机主电机输出最大力矩：5N.m
13. 主体：采用铸造一体主机，高强度焊接机座
14. 试验机外形尺寸〈L ×B ×H 〉：860×740×1560mm
15. 试验机净重：约550kg
16. 试验机主要附件及特殊附件
三、试验机各摩擦副的概述
1. 销盘摩擦副：（图五 销盘摩擦副）
1—小试环 2—大试环 3—试样销 4—螺钉 5—销夹头
图五 销盘摩擦副
摩擦系数
1.1单针小环
因为 f=μP …………………………………（1）
T=fr ……………………………………（2）
T T 所以 μ==0.0837………………………（3） P r P
式中：f —摩擦力 N
μ—摩擦系数
P —试验机轴向试验力 N
T —试验机摩擦力矩 N.mm
r —小试环与试样销接触点轨迹半径23.873/2 mm
1. 2三针小环
P 因为 f=μ………………………………………（4） 3
T=3fr ………………………………………（5）
T T =0.0837…………………………（6） P ⋅r P
1. 3单针大环与三针大环
T T μ==0.04332…………………………（7） P ⋅R P
式中R —大试环与试样销接触点轨迹半径46.155/2 mm
1.4 小式环与销试样速度Vs
Vs=πｄｎ＝75ｎ mm/min
大式环与销试样速度Vs
V L =πD ｎ=145ｎ mm/min
式中：n —试验机主轴转速 r.h.m
d —小试环与试样销接触点轨迹直径d=23.873m
D —大试环与试样销接触点轨迹直径D=46.155mm
3102试样销轴向磨损量与磨损接触直径
2. 止推圈摩擦副（图六）
μ=
1. 止推圈夹头 2.止推圈小试盘 3.螺钉 4.圆柱销
5. 止推圈大试盘 6.小试环 7.大试环
图六 止推圈摩擦副
A S —止推圈小试盘接触面积 mm2
AS =π（d 12-d 22）/4≈125mm 2
Al —止推圈大试盘接触面积 mm2
Al=π（D 12-D 22）/4≈580mm 2
P —试验机轴向试验力 N
n —试验机主轴转速 r.p.m
T —试验机摩擦力矩 N.mm
Ps —止推圈小试盘接触压力 Pa
P P ==8⋅P ⋅103 A 3125
Pl —止推圈大试盘接触压力 Pa P P ==1. 724⋅P ⋅103 Pl =Al 580
Rs —止推圈小试盘平均半径 Rs=（d 1+d2）/4=13.25 mm
Rl —止推圈大试盘平均半径 Rl=（D 1+D2）/4=22.3 mm
Vs —止推圈小试盘试验速度
Vs=2π.Rs.n=83.25n mm/min
Vl —止推圈大试盘试验速度
Vl=2π.Rl.n=144.47n mm/min
μ3—小止推圈摩擦副的摩擦系数
T
T μ3==7. 55102………………………（1） P P
μl —大止推圈摩擦副的摩擦系数
T
T μl==4. 35102………………………（2） P P
mm Pv3—小止推圈摩擦副速度因子 N⋅ min
P Pv3=Ps.Vs=2πRs n=0.666P.n…………（3） As
mm Pvl —大止推圈摩擦副速度因子 N⋅ min
P Pvl=Pl.Vl=2πRl n=0.249P.n…………（4） Al
Kt —止推圈摩擦副的磨损因子 mm2/N X Kt=………………………………………（5） P ⋅V ⋅t
式中：X —止推圈摩擦副轴向磨损量 mm
P —止推圈摩擦副Ps 式pl 的接触压力 Pa
V —止推圈摩擦副Vs 式Vl 的试验速度 mm/min
t —止推圈摩擦副试验山时间 min
3. 球盘摩擦副图七 Ps=
1. 小试环 2. 大试环 3. φ12.7钢球 4. 球盘夹具
图七 球盘摩擦副
摩擦系数的计算：
3.1单球与三球小环和销盘摩擦副单针与三针相同
T T =0. 0837………………………. （1） μ=P . r P
3.2单球与三球大环（与销盘摩擦副计算公式相同）
T 1T T ==0. 0483……………. （2） μ=P . r 20. 69P P
式中：T —试验机摩擦力矩 N.mm
P —试验机轴向试验力 N
41. 38mm R —大试环与试样球接触点轨迹半径R=2
μ—球与大试环摩擦系数
试验速度：
3.3球与小试环速度（Vs ）和3103大试环速度（Vl ）
Vs=π.d.n=75n mm/min ……………………….. （3）
Vl=π.D.n=130n mm/min………………………. （4）
式中：n —试验机主轴转速 r.p.m
d —小试环与球试样接触点轨迹直径 d=23.873mm
D —大试环与球试样接触点轨迹直径D=41.380mm
赫兹接触应力
3.4球盘摩擦副最大赫兹接触应力σmax
当摩擦副材料相同时，泊松比μ=0.3时
1 单球盘摩擦副 σmax =0.388 3pe 2=394⋅p 3N/mm2 R 21
1三球盘摩擦副 σmax =0.388 3pe 2=274⋅p 3N/mm2 R 21
式中：P —试验机轴向试验力 N
E —合金钢弹性模数2.1×106kgf/cm2=2.06×105N/mm2
1—加热器 2—垫 3—圆柱销 4. 油盒 5—锁紧螺环 6—弹簧
夹头
7—标准试验钢球（GB308-84） 8—压环 9—软铝垫 10铂热电阻传
感器
摩擦系数公式推导
四球摩擦副由四个等直径钢球（r=6.35mm）组成，其四个球心组成一个正四面体ABCD ，如图所示，上球与下三球的接触点组成一个正三角形B1C1D1，上球与下三球的正压力各为N1=N2=N3=N，摩擦力F=μN ，摩擦圆半径r A =dA 111=B 1O 1=BO =BM =(2r ) 2-r 2=r ，摩擦力矩22333
T 3r =μ⋅N ⋅r 故摩擦系数μ=， 33N ⋅r T =3f ⋅r A =3μ⋅N ⋅
因轴向试验力为
Ao AB 2-BO 2
P =3⋅N ⋅=3⋅N ⋅=3⋅N ⋅AB AB (2r ) 2-(2r 22r ) 3=N
摩擦系数公式推导：
如图十一，球对试片的正压力各为N ，轴向试验力为P ，由图所示的几何关
系可得：
P
3Nsin α-P=0 故 N=3sin α
3⋅F ⋅dA
2 因为摩擦力矩 T=
所以 2T 2T T T ===F=3dA 3⨯2rA 3rA 3r cos α 因 F=μN 图十一 球三片作用力的分析图
所以摩擦系数
T
F T T T ==tg α=⨯tg 54. 77 =0. P N P ⋅r P ⨯6. 35P
3r sin αμ=
T —摩擦力矩（N.mm ） P —试验力（N ）
k ⋅T P 注：由于加工尺寸误差，为了提高试验结果的再现性精度，摩擦系数需要进行修正，乘以修正系数k ，即μ' =0. 223
RA 式中：k=R RA —试球理论磨损圆环半径（=3.663mm） ' A
R ' A —试球实际磨损圆环半径（实测值，mm ）
6. 其它摩擦副
（1） 滚动接触疲劳四球摩擦副
济南恒旭试验机技术有限公司 地址:济南市济齐路222号 电话:0531-85860713
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图十二 滚动接触疲劳四球摩擦副
四、技术情报及资料的保密
1、本技术方案属于我公司技术资料，用户应对我方提供的技术情报和资料承担保密义务，不论本方案是否采用，本条款长期有效；
2、我方对用户提供的技术情报和资料亦应承担保密义务。
五、售后服务
质保期自验收合格起一年，终生维护，一年内全免费服务，新机免费上门安装调试，免费培训操作人员。
1、所提供试验设备均符合现行国标或行业标准，保证试验设备的技术先进性，可靠性；
2、所需零部件及配件常年供应；
3、产品常年技术支持，产品维修保养24小时内提供解决方案，如需现场解决48小时内到达；
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4、软件终生免费升级。
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