2。1实验系统及测试仪器设备

2。1。1试验机概述

    如下图2-1所示，列出了几种比较常规的摩擦磨损试验机的原理图，他们的不同点是形成的摩擦副接触和摩擦方式的不同。其中(a)图表示的是四球通过点运动的形式。通常被用来评估润滑剂的性能，具体是通过对摩擦力和摩擦造成的磨斑进行考察来得到结果。(b)图的运动形式是环-块相切的方式。通常被用来评估上试样的摩擦学性能，具体是通过对上试样作用力和磨损痕迹的几何学特性来考察。(c)图是以面面接触摩擦的形式。(d)图的接触运动形式是轴圈相切，通常被用来评估轴承的匹配程度和PV的大小。(e)图的运动形式的显著特点是往复性。在这种形式中，上下试样的形状都是块状，上试样在接触时以某种固定的频率在接触面上做往返运动，从而达到对下试样摩擦学特性评估的目的。   

                     图2-1 摩擦磨损试验机摩擦副接触及其运动方式

本研究使用的是中国矿业大学自制的摩擦磨损实验机，本实验机主要以往复运动的方式进行研究，而且在一定程度上可以对环境因素进行控制，所以可以研究在多种环境条件下的运动，比如高温，低温，常温条件下的摩擦状况。它的外观图如图2-2所示：

                          图2-2  摩擦磨损实验机实物图

2。1。2  试验原理 

本文开展的有关摩擦热及其温度的实验研究是以球面接触的方式进行的，也就是说利用下试样（端面接触端）微动，上试样（球状）固定的形式来进行摩擦磨损的实验。实验原理如下图2-3所示：

    图2-3 试验原理图

2。1。3  测量摩擦副表面温度的实验技术

    可以按照不同的标准对测温方法进行分类。比如，从测温物体与被测物体是否接触的角度分为非接触式测温和接触式测温；也可以依据测温的原理，分为红外辐射测温和热导测温；还可以从被测物体的几何空间分布来划分，可分为被测物体内部检测温度和表面检测温度。

一、非接触式测温方法

在滑动摩损的过程中，有许多不确定因素的存在，比如，两个摩擦端面的不清晰，运转过程中的各种环境的随机变动，还有热源不规则变动的影响，这样就给我们对摩擦热的监测和温度场及时监测带来了很高的难度。所以说，现阶段内，大部分都是利用被称为“分散式”传感器来测温，比如利用热电偶、热电阻等。

但是，这类测温是有许多缺点的，如下所列：

（1)有时会有很大的测量误差，比如当测温传感器与被测对象没有完全有效地接触，也就是说他们没有形成全部的热平衡，从而也就使测温探头与被测物体实际温度不一致。

（2)在使用过程中往往会有延迟效应，因为在热传感器和受测物体达到热平衡是需要时间的。

（3)适用范围的限制，比如在载荷很大，告诉运动的情况下，很容易产生瞬时的高温，所以在这类情况下，热电偶无法测量这种温度；

（4)被测物体原有的温度环境可会会被干扰，这往往是由于吸热导致的；

（5)切忌在快速运动的物件上使用，这是因为在摩擦磨损的过程中，物件很多时候会发生转动，这种情况下由于测温器件是和试样相接触来进行测温的，那么在转动的过程中，测温器件往往会对试样表面造成损伤，另外由于它们之间产生摩擦而有摩擦热的生成，这样难免会影响实际温度。