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燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）

液压加载万能摩擦磨损试验机

学 院 机械工程学院 年级专业 07 机制2班 学生姓名 吕茂强 指导教师 王加春 答辩日期 2011年6月23日

I

燕山大学毕业设计(论文)任务书

学院：机械工程学院 系级教学单位：机械工程系 学 学生 专 业 070101010332 吕茂强 号 姓名 班 级 07机制2班 课 题 题 目 来 源 液压加载万能摩擦磨损试验机 自选 主 要内容设计要求： 摩擦盘直径≤100mm，可实现盘-盘、盘-销、球-盘、环-环摩擦测试；摩擦副间压力调节范围50-2000N；摩擦线速度≤5m/s；可实现压力、摩擦力扭矩和温度在线测量及数据处理；摩擦球和摩擦盘可以方便更换。 1、总体结构设计 2、加载系统设计 3、液压系统设计 4、主轴传动及夹紧机构设计 5、主要零件设计 1、独立完成规定的任务，折合A0图至少两张； 2、设计说明书2万字以上，分析、计算准确详尽，格式符合“毕业设计撰写规范”； 3、参考文献15篇以上（其中学术期刊类参考文献不少于8篇，中文文献10篇以上，外文文献5篇以上）； 4、翻译外文资料一篇。 1、机械设计手册 2、机床设计手册 3、《摩擦学理论与设计》 4、《数控机床》 5、《液压机构及其组合》 6、《液压伺服控制系统》 7、《毕业论文撰写规范》 8、科技期刊上发表的相关研究方向的论文 9、其他相关资料 1-4周 查阅资料，外文翻译； 方案讨论； 确定进度计划； 完成开题。 5-10周 11-14周 15-16周 总装设计； 加载系统设计； 主轴传动及夹撰写说明书； 液压系统设计； 紧机构设计； 答辩准备。 主要零件设计。 完成中期考核。 系级教学单位审批： 考 资 料 周 次 应完 成的 内容 指导教师： 学生各执一份。

说明：如计算机输入，标题黑体小三号字，内容五号字。本任务书一式二份，教师、

基 本要求 参 燕山大学本科生毕业设计（论文）

摘 要

提供一种制备球-盘摩擦磨损试验机(pin-on-disk wear tester)的方法，用以测试硬质薄膜的摩擦学性能。此试验机提供的数据有：摩擦因数f，磨损量Wv和比磨损率Wr。首先深入研究球-盘磨损试验机的工作原理，确定其工作原理是通过荷重传感器的A-D转换，将摩擦力的模拟信号转变为电压数字信号，输入计算机或者X-Y记录仪。然后与事先标定好的电压值对比，得到测试过程中的摩擦力。传感器的标定方法为：用已知载荷对传感器施加拉力，传感器将其转变成电压值，绘出电压U--拉力F关系曲线，将其用直线拟合。同时提供了数据处理的方法，并利用此试验机测试了多弧离子镀TiN薄膜以及磁控溅射非晶碳膜的摩擦学性能，得到摩擦因数曲线和磨痕形貌。最后对此试验机的缺点进行了分析。

关键词：球-盘磨损试验机；荷重传感器；AD转换；硬质薄膜

Abstract

A pin-on-disk wear tester is designed to evaluate the tribological properties of thin hard films．Coefficient of friction f，wear volume Wv and wear rate Wr can be achieved with the tester．The mechanism is：analogy signal of friction is converted to computer or X-Y recorder input digital signal by load sensor(A-D conversion)，then the digital signal is compared with the calibrated results，finally the real friction is got．The calibration method is：apply the known load to sensor，measure the corresponding voltage and the Voltage U-Load F curve is obtained．The coefficient of friction f and wear track of TiN coating by multi-arc coating and amorphous carbon films by ion beam assisted deposition are measured by this machine．Finally, the drawbacks of the tester are analyzed． Key words：ball-on-disk wear tester；load sensor；AD convert；hard coating

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