钢轮耐磨试验机

钢轮耐磨试验机

一、仪器概述

钢轮耐磨试验机是一款专为材料耐磨性能检测设计的专业仪器，它以标准钢轮作为摩擦介质，通过预设固定压力、钢轮转速、摩擦时间/次数等参数，驱动钢轮与试样表面进行滚动或滑动摩擦，试验后通过测量试样的质量损失、厚度变化或磨损痕迹的长度/宽度，计算得出材料的耐磨系数或磨损率，实现对材料耐磨性的量化评价。

该设备采用摆线针齿啮合行星传动原理的减速机构，具备结构紧凑、传动平稳、噪音低、输出转速恒定等特点。符合GB/T 3810.7—2016《无釉砖耐磨试验方法》、ISO/DIS10545/6—94《无釉砖耐深度磨损试验方法》、GB/T 12988 - 2009《无机地面材料耐磨试验方法》、GB 28635 - 2012《混凝土路面砖》等多项标准要求。

其应用范围广泛，涵盖金属材料（钢材、铝合金、铜合金等）、非金属材料（塑料、橡胶、树脂、陶瓷）及表面处理层（电镀层、喷涂层、氧化层、印刷油墨层）。适用于机械制造、建材、电子家电、汽车工业等多个行业，可检测齿轮、轴承、瓷砖、地板、手机外壳、汽车内饰件等多种产品的耐磨性能。

二、技术参数

三、仪器结构

1. 主机系统：由电机、摆线针轮减速机等组成，为钢轮转动提供稳定动力，确保钢轮转速精准恒定^。

2. 钢轮组件：包含A型和B型两种钢轮，可根据不同试验标准和试样类型进行更换^。

3. 试样夹具：用于固定试样，保证试样在试验过程中位置稳定，受磨面与钢轮正切接触^。

4. 磨料供给系统：包括贮料斗、磨料流量调节阀，可控制磨料的给入速度，确保磨料均匀进入研磨区^。

5. 操作控制系统：配备操作面板，可进行试验时间、磨料流量等参数的设置，具备数字显示、自动停机等功能^。

6. 配重装置：包含不同规格的砝码，为钢轮与试样接触提供规定压力^。

四、安装与调试

（一）开箱检查

本机采用木箱包装，开箱后应检查使用说明书、合格证、保修卡等资料是否齐全，并根据产品装箱单核对箱内物件是否相符，检查设备外观是否有损坏。

（二）设备安装

将检验合格的试验机水平放置在坚固、水平的工作台上，调节调平脚，保证试验机水平稳定，避免因设备倾斜影响试验结果^。

（三）电源连接

本机电源采用三项四线380V、50HZ电源，接通电源线时，应注意电机正反转，钢轮应按照箭头指示方向旋转；若转动方向相反，调换输入380V中两相火线即可改变转向。同时，试验机必须在接地处可靠接地，线径不小于1.5mm^。

（四）初步调试

接通电源后，按点动键，检查钢轮旋转是否正常，将LED显示屏清零，把预置拨码开关调到某一试验次数，按启动键启动设备，观察设备运行状态，如有异常及时停机排查。

五、试验前准备

（一）试样准备

1. 试样选取：根据试验目的和标准要求，从成品中随机抽取规定数量的试样，如无釉砖、混凝土路面砖等试验通常抽取5块试样，试样表面应平整无缺陷^。

2. 试样处理：用精度0.01mm的卡尺测量每块试样的长度、宽度，计算受磨表面积并记录；对于混凝土路面砖等试样，需在温度20℃±2℃、相对湿度95%以上的标准条件下养护28天；部分试样需在105 - 110℃温度下烘干至恒量，在试件表面涂上赭色水彩涂料^。

3. 试样称量：用精度0.01g的天平称量试样初始质量，精确至0.01g。

（二）设备检查

1. 确认试验机工作环境符合要求，环境温度为室温，周围无腐蚀性介质，地面坚固水平，电源电压波动范围不超过额定电压的10%。

2. 检查钢轮磨损情况，当摩擦钢轮损耗至最初直径的0.5%时，必须更换磨轮；更换符合标准的钢轮与对应砝码，A型钢轮配2.5 - 3kg砝码，B型钢轮配14kg砝码^。

3. 检查磨料流量调节阀、试样夹具等部件是否灵活可用，操作面板显示是否正常。

（三）磨料装填

将干燥的标准磨料装入贮料斗，关闭流量调节闸板，待试验时开启；注意磨料不能重复使用^。

六、试验操作步骤

（一）试样固定

将试样垂直固定在夹具底座上，使受磨面与钢轮正切，转动手柄夹紧试样，用销子固定夹具位置，确保试样在试验过程中不会松动。

（二）参数设定

根据试验标准预置试验时间，通常无釉砖等试验时间为2min；调节磨料流量，A型钢轮磨料给入速度为(100±10)g/100r，B型钢轮磨料给入速度>1L/min。

（三）启动试验

1. 拔掉夹具销子，使试样在平衡锤作用下接触钢轮。

2. 开启流量闸板，按启动按钮开始试验，设备自动记录试验时间，钢轮以75r/min的转速转动，磨料均匀进入研磨区^。

3. 在试验过程中，操作人员需密切关注设备运行状态，如有异常情况，立即按“暂停"键停止试验，待故障排除后再次按“启动"键恢复工作。

（四）试验结束

当试验时间达到预置值后，设备自动停机，关闭流量闸板，拔掉电源^。

（五）试样处理

1. 取下试样，刷去试样表面的磨料和碎屑，对于混凝土路面砖等试样，用直径2mm圆孔筛或边长1.7mm方孔筛，筛去试样中的石屑，用水冲洗留在筛上的碎石，烘干、恒重^。

2. 用精度0.01g的天平在1小时内称量试样试验后的质量，精确至0.01g；对于无釉砖等试样，用精度0.1mm的量具测量磨坑弦长，精确至0.5mm^。

七、结果计算与评定

（一）质量损失法

通过测量试样试验前后的质量差，计算质量损失率，公式如下： [ \Delta m = \frac{m_0 - m_1} \times 100% ] 其中，$\Delta m$为质量损失率（%），$m_0$为试样初始质量（g），$m_1$为试样试验后的质量（g）。

（二）磨坑体积法（适用于B型钢轮试验）

磨坑体积按下式计算： [ V = \frac{b \times d^2} \times \left( \frac{\pi \alpha} - \sin\alpha \right) ] 其中，$V$为磨坑体积（$mm^3$），$b$为摩擦钢轮宽度（mm），$d$为摩擦钢轮直径（mm），$\alpha$为磨坑长度所对之圆心角（°），可通过磨坑长度$L$计算得出，$\alpha = 2\arcsin\frac$。

（三）结果评定

根据试验标准要求，对试验结果进行评定。例如，在无机地面材料耐磨试验中，以磨损量或耐磨系数作为评定指标，磨损量越小或耐磨系数越大，表明材料耐磨性能越好；无釉砖耐磨试验中，可根据磨坑弦长或磨坑体积判断其耐磨深度是否符合标准要求^。

同一试样需进行多次平行试验，取平均值作为最终结果，若平行试验结果差值超过标准允许范围，需重新进行试验。

八、安全注意事项

1. 操作人员必须熟悉设备的操作流程和性能，严格按照本说明书进行操作，初次操作需在熟练人员指导下进行^。

2. 试验前必须检查设备接地是否良好，电源连接是否正确，避免触电事故。

3. 试验过程中，操作人员应佩戴好劳保用品，如手套、护目镜等，防止磨料飞溅伤人；不要用手触摸转动的钢轮和试样^。

4. 砝码要轻拿轻放，避免砝码掉落砸伤人员或损坏设备^。

5. 设备运行过程中，如出现异常噪音、钢轮转速异常、压力不稳定等情况，应立即停机检查，排除故障后方可继续试验。

6. 试验结束后，必须关闭电源，清理试验现场，避免磨料、试样碎屑等堆积引发安全隐患^。

九、维护与保养

1. 日常清洁：每次试验结束后，将试验机表面尘土清理干净，尤其应将夹具及其导轨上的沙子、磨料等清理干净，用干布擦拭钢轮、操作面板等部件，保持设备整洁^。

2. 润滑保养：齿轮箱及各调节丝杆应定期加油润滑，每一年将齿轮箱侧盖板卸下，在齿轮上加适量锂基润滑脂；定期检查摆线针轮减速机的润滑油量，不足时及时补充^。

3. 部件检查：定期检查钢轮的磨损情况，及时更换磨损严重的钢轮；检查磨料流量调节阀、试样夹具等部件的灵活性，如有卡顿、松动等情况，及时进行维修或更换^。

4. 传感器校准：对于配备传感器的机型，定期对转速传感器、压力传感器等进行校准，确保试验参数的准确性。

5. 长期存放：若设备长期不使用，应将设备擦拭干净，套上防尘罩，放置在干燥、通风、无腐蚀性介质的环境中，定期对设备进行通电检查，防止电气部件受潮损坏^。