鋼輪耐磨試驗機

一、儀器概述

鋼輪耐磨試驗機是一款專為材料耐磨性能檢測設計的專業(yè)儀器，它以標準鋼輪作為摩擦介質(zhì)，通過預設固定壓力、鋼輪轉(zhuǎn)速、摩擦時間/次數(shù)等參數(shù)，驅(qū)動鋼輪與試樣表面進行滾動或滑動摩擦，試驗后通過測量試樣的質(zhì)量損失、厚度變化或磨損痕跡的長度/寬度，計算得出材料的耐磨系數(shù)或磨損率，實現(xiàn)對材料耐磨性的量化評價。

該設備采用擺線針齒嚙合行星傳動原理的減速機構，具備結構緊湊、傳動平穩(wěn)、噪音低、輸出轉(zhuǎn)速恒定等特點。符合GB/T 3810.7—2016《無釉磚耐磨試驗方法》、ISO/DIS10545/6—94《無釉磚耐深度磨損試驗方法》、GB/T 12988 - 2009《無機地面材料耐磨試驗方法》、GB 28635 - 2012《混凝土路面磚》等多項標準要求。

其應用范圍廣泛，涵蓋金屬材料（鋼材、鋁合金、銅合金等）、非金屬材料（塑料、橡膠、樹脂、陶瓷）及表面處理層（電鍍層、噴涂層、氧化層、印刷油墨層）。適用于機械制造、建材、電子家電、汽車工業(yè)等多個行業(yè)，可檢測齒輪、軸承、瓷磚、地板、手機外殼、汽車內(nèi)飾件等多種產(chǎn)品的耐磨性能。

二、技術參數(shù)

三、儀器結構

1. 主機系統(tǒng)：由電機、擺線針輪減速機等組成，為鋼輪轉(zhuǎn)動提供穩(wěn)定動力，確保鋼輪轉(zhuǎn)速精準恒定^。

2. 鋼輪組件：包含A型和B型兩種鋼輪，可根據(jù)不同試驗標準和試樣類型進行更換^。

3. 試樣夾具：用于固定試樣，保證試樣在試驗過程中位置穩(wěn)定，受磨面與鋼輪正切接觸^。

4. 磨料供給系統(tǒng)：包括貯料斗、磨料流量調(diào)節(jié)閥，可控制磨料的給入速度，確保磨料均勻進入研磨區(qū)^。

5. 操作控制系統(tǒng)：配備操作面板，可進行試驗時間、磨料流量等參數(shù)的設置，具備數(shù)字顯示、自動停機等功能^。

6. 配重裝置：包含不同規(guī)格的砝碼，為鋼輪與試樣接觸提供規(guī)定壓力^。

四、安裝與調(diào)試

（一）開箱檢查

本機采用木箱包裝，開箱后應檢查使用說明書、合格證、保修卡等資料是否齊全，并根據(jù)產(chǎn)品裝箱單核對箱內(nèi)物件是否相符，檢查設備外觀是否有損壞。

（二）設備安裝

將檢驗合格的試驗機水平放置在堅固、水平的工作臺上，調(diào)節(jié)調(diào)平腳，保證試驗機水平穩(wěn)定，避免因設備傾斜影響試驗結果^。

（三）電源連接

本機電源采用三項四線380V、50HZ電源，接通電源線時，應注意電機正反轉(zhuǎn)，鋼輪應按照箭頭指示方向旋轉(zhuǎn)；若轉(zhuǎn)動方向相反，調(diào)換輸入380V中兩相火線即可改變轉(zhuǎn)向。同時，試驗機必須在接地處可靠接地，線徑不小于1.5mm^。

（四）初步調(diào)試

接通電源后，按點動鍵，檢查鋼輪旋轉(zhuǎn)是否正常，將LED顯示屏清零，把預置撥碼開關調(diào)到某一試驗次數(shù)，按啟動鍵啟動設備，觀察設備運行狀態(tài)，如有異常及時停機排查。

五、試驗前準備

（一）試樣準備

1. 試樣選取：根據(jù)試驗目的和標準要求，從成品中隨機抽取規(guī)定數(shù)量的試樣，如無釉磚、混凝土路面磚等試驗通常抽取5塊試樣，試樣表面應平整無缺陷^。

2. 試樣處理：用精度0.01mm的卡尺測量每塊試樣的長度、寬度，計算受磨表面積并記錄；對于混凝土路面磚等試樣，需在溫度20℃±2℃、相對濕度95%以上的標準條件下養(yǎng)護28天；部分試樣需在105 - 110℃溫度下烘干至恒量，在試件表面涂上赭色水彩涂料^。

3. 試樣稱量：用精度0.01g的天平稱量試樣初始質(zhì)量，精確至0.01g。

（二）設備檢查

1. 確認試驗機工作環(huán)境符合要求，環(huán)境溫度為室溫，周圍無腐蝕性介質(zhì)，地面堅固水平，電源電壓波動范圍不超過額定電壓的10%。

2. 檢查鋼輪磨損情況，當摩擦鋼輪損耗至最初直徑的0.5%時，必須更換磨輪；更換符合標準的鋼輪與對應砝碼，A型鋼輪配2.5 - 3kg砝碼，B型鋼輪配14kg砝碼^。

3. 檢查磨料流量調(diào)節(jié)閥、試樣夾具等部件是否靈活可用，操作面板顯示是否正常。

（三）磨料裝填

將干燥的標準磨料裝入貯料斗，關閉流量調(diào)節(jié)閘板，待試驗時開啟；注意磨料不能重復使用^。

六、試驗操作步驟

（一）試樣固定

將試樣垂直固定在夾具底座上，使受磨面與鋼輪正切，轉(zhuǎn)動手柄夾緊試樣，用銷子固定夾具位置，確保試樣在試驗過程中不會松動。

（二）參數(shù)設定

根據(jù)試驗標準預置試驗時間，通常無釉磚等試驗時間為2min；調(diào)節(jié)磨料流量，A型鋼輪磨料給入速度為(100±10)g/100r，B型鋼輪磨料給入速度>1L/min。

（三）啟動試驗

1. 拔掉夾具銷子，使試樣在平衡錘作用下接觸鋼輪。

2. 開啟流量閘板，按啟動按鈕開始試驗，設備自動記錄試驗時間，鋼輪以75r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，磨料均勻進入研磨區(qū)^。

3. 在試驗過程中，操作人員需密切關注設備運行狀態(tài)，如有異常情況，立即按“暫停"鍵停止試驗，待故障排除后再次按“啟動"鍵恢復工作。

（四）試驗結束

當試驗時間達到預置值后，設備自動停機，關閉流量閘板，拔掉電源^。

（五）試樣處理

1. 取下試樣，刷去試樣表面的磨料和碎屑，對于混凝土路面磚等試樣，用直徑2mm圓孔篩或邊長1.7mm方孔篩，篩去試樣中的石屑，用水沖洗留在篩上的碎石，烘干、恒重^。

2. 用精度0.01g的天平在1小時內(nèi)稱量試樣試驗后的質(zhì)量，精確至0.01g；對于無釉磚等試樣，用精度0.1mm的量具測量磨坑弦長，精確至0.5mm^。

七、結果計算與評定

（一）質(zhì)量損失法

通過測量試樣試驗前后的質(zhì)量差，計算質(zhì)量損失率，公式如下： [ \Delta m = \frac{m_0 - m_1} \times 100% ] 其中，$\Delta m$為質(zhì)量損失率（%），$m_0$為試樣初始質(zhì)量（g），$m_1$為試樣試驗后的質(zhì)量（g）。

（二）磨坑體積法（適用于B型鋼輪試驗）

磨坑體積按下式計算： [ V = \frac{b \times d^2} \times \left( \frac{\pi \alpha} - \sin\alpha \right) ] 其中，$V$為磨坑體積（$mm^3$），$b$為摩擦鋼輪寬度（mm），$d$為摩擦鋼輪直徑（mm），$\alpha$為磨坑長度所對之圓心角（°），可通過磨坑長度$L$計算得出，$\alpha = 2\arcsin\frac$。

（三）結果評定

根據(jù)試驗標準要求，對試驗結果進行評定。例如，在無機地面材料耐磨試驗中，以磨損量或耐磨系數(shù)作為評定指標，磨損量越小或耐磨系數(shù)越大，表明材料耐磨性能越好；無釉磚耐磨試驗中，可根據(jù)磨坑弦長或磨坑體積判斷其耐磨深度是否符合標準要求^。

同一試樣需進行多次平行試驗，取平均值作為最終結果，若平行試驗結果差值超過標準允許范圍，需重新進行試驗。

八、安全注意事項

1. 操作人員必須熟悉設備的操作流程和性能，嚴格按照本說明書進行操作，初次操作需在熟練人員指導下進行^。

2. 試驗前必須檢查設備接地是否良好，電源連接是否正確，避免觸電事故。

3. 試驗過程中，操作人員應佩戴好勞保用品，如手套、護目鏡等，防止磨料飛濺傷人；不要用手觸摸轉(zhuǎn)動的鋼輪和試樣^。

4. 砝碼要輕拿輕放，避免砝碼掉落砸傷人員或損壞設備^。

5. 設備運行過程中，如出現(xiàn)異常噪音、鋼輪轉(zhuǎn)速異常、壓力不穩(wěn)定等情況，應立即停機檢查，排除故障后方可繼續(xù)試驗。

6. 試驗結束后，必須關閉電源，清理試驗現(xiàn)場，避免磨料、試樣碎屑等堆積引發(fā)安全隱患^。

九、維護與保養(yǎng)

1. 日常清潔：每次試驗結束后，將試驗機表面塵土清理干凈，尤其應將夾具及其導軌上的沙子、磨料等清理干凈，用干布擦拭鋼輪、操作面板等部件，保持設備整潔^。

2. 潤滑保養(yǎng)：齒輪箱及各調(diào)節(jié)絲桿應定期加油潤滑，每一年將齒輪箱側(cè)蓋板卸下，在齒輪上加適量鋰基潤滑脂；定期檢查擺線針輪減速機的潤滑油量，不足時及時補充^。

3. 部件檢查：定期檢查鋼輪的磨損情況，及時更換磨損嚴重的鋼輪；檢查磨料流量調(diào)節(jié)閥、試樣夾具等部件的靈活性，如有卡頓、松動等情況，及時進行維修或更換^。

4. 傳感器校準：對于配備傳感器的機型，定期對轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等進行校準，確保試驗參數(shù)的準確性。

5. 長期存放：若設備長期不使用，應將設備擦拭干凈，套上防塵罩，放置在干燥、通風、無腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，定期對設備進行通電檢查，防止電氣部件受潮損壞^。