MMW-1A摩擦磨损试验机对45钢销盘摩擦性能影响深度解析

图1 MMS-1A型多功能摩擦磨损试验机

一、机械磨损研究的重要性

作为机械零件失效的首要原因，摩擦磨损每年造成全球工业生产领域约3%的能源损耗。45钢作为典型中碳调质钢，因其优异的性价比（市价约5000元/吨）被广泛应用于齿轮、轴承等关键传动部件。本研究通过MMW-1A型试验机，系统分析载荷、速度、摩擦系数等参数对45钢销盘摩擦副的影响规律。

二、实验设备与测试方法

实验采用MMW-1A型多功能立式摩擦磨损试验机（ASTM G99标准认证设备），具备以下特性：

• 载荷范围：10-2000N
• 转速调节：0.1-3000rpm无级变速
• 温度控制：室温至800℃精准温控
• 数据采集：每秒1000次动态监测

图2 摩擦系数与速度的关系

三、关键实验结果分析

3.1 速度对摩擦系数的影响

在固定载荷（200N）条件下，当滑动速度从0.5m/s提升至3m/s时：

• 摩擦系数下降37%（0.45→0.28）
• 表面温度升高约60℃
• 润滑膜形成时间缩短至初始值的1/3

3.2 载荷与磨损量的关系

通过线性回归分析发现（剔除异常数据后）：磨损量W(μm) = 0.86×F(N) + 12.3 (R²=0.93)

当载荷超过500N时，试样表面开始出现直径50-200μm的疲劳凹坑。

图3 数据的图形和线性拟合

四、工业应用指导建议

1.农机齿轮优化方案：建议作业速度≥2.5m/s时采用复合润滑剂，可降低摩擦损耗28%

2.重载设备选型：当持续载荷>400N时，建议采用表面渗氮处理（硬度提升3倍）

3.维护周期预测：基于磨损公式推算，建议每运行200小时进行表面检测

参考文献：[1] Chen, Zhi Peng, Xiao Yi Jin, Chun Yun Ji, Chuan Wang, and Jian Liu Zhu. “Research on Friction Property of Pin on Disc and Analysis of Wear Mechanism Based on MMW-1A Friction and Wear Testing Machine.” Key Engineering Materials 764 （February 2018）: 86–92.