材料磨损寿命预测方法、设备、和材料磨损测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种材料磨损寿命的预测方法、设备和材料磨损测试装置。该方法包括设定测试条件的参数；获取材料在测试条件中的摩擦性能的数据和材料的失效临界硬度；对数据进行处理，得到材料的摩擦性能的变化关系；根据变化关系和失效临界硬度，计算材料的磨损寿命。该装置包括：基盘；磨片，磨片用于与样品进行摩擦，磨片被固定在基盘上；温度控制单元，用于控制测试环境的温度；压力控制单元，用于对样品施加恒定压力；平衡臂，平衡臂的一端与样品同轴线相连，通过调整平衡臂，改变样品在磨片上的摩擦角度；驱动单元，与基盘相连，用于控制基盘的转动速度和转动方向。本发明专利技术对材料磨损寿命进行准确预测，提高试验效率和试验经济性。

Wear Life Prediction Method, Equipment and Wear Testing Device for Materials

The invention discloses a method for predicting material wear life, a device and a material wear testing device. The method includes setting the parameters of test conditions, obtaining the data of friction properties and critical hardness of materials under test conditions, processing the data to obtain the relationship between the friction properties and the critical hardness of materials, and calculating the wear life of materials according to the relationship between the changes and critical hardness of materials. The device includes: base plate; grinding disc, grinding disc used for friction with sample, grinding disc fixed on the base plate; temperature control unit used for controlling the temperature of test environment; pressure control unit used for exerting constant pressure on sample; balance arm, one end of balance arm connected with sample coaxial line, changing the friction angle of sample on the grinding disc by adjusting balance arm; Element, which is connected with the base plate, is used to control the rotation speed and direction of the base plate. The invention accurately predicts the wear life of materials, improves the test efficiency and the test economy.

【技术实现步骤摘要】
材料磨损寿命预测方法、设备、和材料磨损测试装置
本专利技术涉及一种材料磨损寿命的预测方法、设备和材料磨损测试装置。
技术介绍
耐磨性是指材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力。磨损现象很常见，造成这一现象的原因很多有物理化学和机械方面的，主要由磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损构成。耐磨性几乎和材料的所有性能都有关系，而且在不同磨耗机理条件下，为提高耐磨性对材料性能亦有不同要求。很多产品在使用过程中需要与使用者直接接触，或者与其它物体发生反复摩擦及接触，这种多次重复接触可能造成产品表面磨损而影响产品外形美观甚至使用性能，因而这类产品的表面耐磨性能是一项重要质量指标，在产品的质量控制过程中，必须要对产品的表面耐磨性能进行测试。尤其对于诸如滚动件和摩擦件等在机械运转中经常使用的部件。由于它们是易损件，其磨损寿命是一个十分重要的指标。通常，这些运动件是在实际使用中考查磨损寿命，但是为了验证试制产品的磨损寿命或在批量生产之前测定摩擦件或滚动件的磨损寿命，大多使用摩擦机来完成表面耐磨性能测试。摩擦机的原理为，通过与测试头的摩擦而产生磨损，通过计算磨损量，磨损深度等相关数据可以判断产品的表面耐磨性能。但是这种传统的测试很难模拟实际工况，因此测试和模拟结果的可靠性和准确性存在不足。因此，更无法根据少量的试验数据对材料磨损寿命进行准确预测，达到节约试验时间和成本的目的，来提高试验效率和试验经济性。在改进的已知方案中，摩擦件的加载利用杠杆砝码系统来实现恒负载试验。但是该方案不能完全模拟真实工作环境下产品的磨损情况，如温度的变化对摩擦性能的影响；还有不同旋转方向对材料摩擦性能的影响。因此其结果存在很大的局限性并且准确性还有不足，不能实现对材料磨损寿命的准确预测，达到节约试验时间和成本来提高试验效率和试验经济性。在另一已知方案中，利用恒温水浴装置模拟不同的温度和液体环境，并进行聚合物与对偶件的滚动摩擦磨损试验。但是该方案也不能完全模拟真实工作环境下产品的磨损情况，如不同旋转方向变化对摩擦性能的影响；还有不同摩擦角度对材料摩擦性能的影响。因此其结果存在很大的局限性并且准确性还有不足，不能实现对材料磨损寿命的准确预测，达到节约试验时间和成本来提高试验效率和试验经济性。
技术实现思路
为了解决现有技术不能很好的对材料磨损寿命进行准确预测的问题。本专利技术的实施例提供一种材料磨损寿命的预测方法、设备和材料磨损测试装置。本专利技术的材料磨损测试装置能够模拟真实工作环境下材料的磨损；本专利技术的材料磨损寿命的预测方法和设备能够根据少量的试验数据对材料磨损寿命进行准确预测，达到节约试验时间和成本的目的，提高试验效率和试验经济性。根据本专利技术的第一方面，提供了一种材料磨损寿命的预测方法，该方法包括如下步骤：设定步骤，设定测试条件的参数；获取步骤，获取材料在测试条件中的摩擦性能的数据和材料的失效临界硬度；处理步骤，对数据进行处理，得到材料的摩擦性能的变化关系；计算步骤，根据变化关系和失效临界硬度，计算材料的磨损寿命。根据本专利技术的第二方面，提供一种材料磨损寿命的预测设备，包括如下模块：设定模块，用于设定测试条件的参数；获取模块，用于获取材料在测试条件中的摩擦性能的数据和材料的失效临界硬度；处理模块，用于对数据进行处理，得到材料的摩擦性能的变化关系；计算模块，用于根据变化关系和失效临界硬度，计算材料的磨损寿命。根据本专利技术的第三方面，提供一种材料磨损测试装置，材料磨损测试装置包括：基盘；磨片，磨片用于与样品进行摩擦，磨片被固定在基盘上；温度控制单元，用于控制测试环境的温度；压力控制单元，用于对样品施加恒定压力；平衡臂，平衡臂的一端与样品同轴线相连，通过调整平衡臂，改变样品在磨片上的摩擦角度；驱动单元，与基盘相连，用于控制基盘的转动速度和转动方向。根据本专利技术的第四方面，还提供一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质具有存储在其中的指令，当该指令被执行时，使得处理器执行材料磨损寿命的预测方法，该指令包括：设定指令，设定测试条件的参数；获取指令，获取所述材料在所述测试条件中的摩擦性能的数据和所述材料的失效临界硬度；处理指令，对所述数据进行处理，得到所述材料的所述摩擦性能的变化关系；计算指令，根据所述变化关系和所述失效临界硬度，计算所述材料的磨损寿命。根据本专利技术的第五方面，还提供一种系统，包括存储器，存储有计算机可执行指令，处理器，处理器被配置为执行指令以实施材料磨损寿命的预测的过程，该过程包括：设定步骤，设定测试条件的参数；获取步骤，获取所述材料在所述测试条件中的摩擦性能的数据和所述材料的失效临界硬度；处理步骤，对所述数据进行处理，得到所述材料的所述摩擦性能的变化关系；计算步骤，根据所述变化关系和所述失效临界硬度，计算所述材料的磨损寿命。附图说明图1示出了根据本专利技术实施例的实例性的材料磨损测试装置100的结构示意图。图2示出了根据本专利技术实施例的实例性的材料磨损测试装置100的平衡臂调节的示意图。图3示出了根据本专利技术实施例的材料磨损寿命预测方法300的流程图。图4示出了根据本专利技术实施例的用于材料磨损寿命预测的设备的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了方便理解本专利技术实施例，首先在此介绍本专利技术实施例描述中引入的几个要素：定伸应力：使样品拉伸达到给定长度所需施加的单位截面积上的负荷量。定伸应力是橡胶材料等的一项力学指标。保有率：指样品经过单位时间的使用后，其力学指标性能所剩余的百分比。磨损寿命：材料从最佳性能状态经过磨损达到失效临界状态所需的时间。其中，失效通常是指，国家标准中规定，当材料的力学性能保持率降至50％时，材料制品将被认为失效。图1示出了根据本专利技术实施例的实例性的材料磨损测试装置100的示意图。磨损测试装置100包括：基盘101、磨片102、测试室103、温度控制单元104、压力控制单元105、平衡臂107、驱动单元108、调节单元109和机座110。根据本专利技术的实施例，驱动单元108设置于机座110的内部。驱动单元108通过传动部件与基盘101延伸到机座110内部的主轴动连接，具体地，驱动单元108驱动一主动轮，该主动轮与设于基盘101的主轴的从动轮通过传动带连接，由此，驱动单元108驱动基盘101转动。该基盘101设置在机座110上表面的一侧，基盘101的顶部用于固定磨片102。测试室103包括外壳、基盘101、磨片102、温度控制单元104、压力控制单元105的一部分和平衡臂107的一部分。测试室103的外壳由隔热材料构成，其中，温度控制单元104设于该外壳上部的内表面，并且外壳设有至少二个通孔，压力控制单元105和平衡臂107的一部分分别穿过通孔进入测试室103中，这样，在不影响各部件操作的前提下，压力控制单元105和平衡臂107各自的一部分被密封在测试室103内。平衡臂107在测试室103内的一端用于加载样品106。可根据需要选择样品的形状和材质，但由于在实际工况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料磨损寿命的预测方法，其特征在于，包括：设定步骤，设定测试条件的参数；获取步骤，获取所述材料在所述测试条件中的摩擦性能的数据和所述材料的失效临界硬度；处理步骤，对所述数据进行处理，得到所述材料的所述摩擦性能的变化关系；计算步骤，根据所述变化关系和所述失效临界硬度，计算所述材料的磨损寿命。

【技术特征摘要】
1.一种材料磨损寿命的预测方法，其特征在于，包括：设定步骤，设定测试条件的参数；获取步骤，获取所述材料在所述测试条件中的摩擦性能的数据和所述材料的失效临界硬度；处理步骤，对所述数据进行处理，得到所述材料的所述摩擦性能的变化关系；计算步骤，根据所述变化关系和所述失效临界硬度，计算所述材料的磨损寿命。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试条件的所述参数包括：对所述材料施加的应力、环境温度，以及测试时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述摩擦性能包括所述材料的硬度保有率和定伸应力保有率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述磨损寿命通过所述材料的所述定伸应力保有率衡量；其中，所述磨损寿命为所述材料的所述定伸应力保有率从100％下降至50％所需要的时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述失效临界硬度为所述定伸应力保有率到达50％时所述材料的硬度。6.一种材料磨损寿命预测设备，其特征在于，包括：设定模块，用于设定测试条件的参数；获取模块，用于获取所述材料在所述测试条件中的摩擦性能的数据和所述材料的失效临界硬度；处理模块，用于对所述数据进行处理，得到所述材料的所述摩擦性能的变化关系；计算模块，用于根据所述变化关系和所述失效临界硬度，计算所述材料的磨损寿命。7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述测试条件的所述参数包括：对所述材料施加的应力、环境温度，以及测试时间。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述摩擦性能包括所述材料的硬度保有率和定伸应力保有率。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述磨损寿命通过所述材料的所述定伸应力保有率衡量；其中，所述磨损寿命为所述材料的所述定伸应力保有率从100％下降至50％所需要的时间。10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述失效临界硬度为所述定伸应力保有率到达50％时所述材料的硬度。11.一种材料磨损寿命预测系统，其特征在于，包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：董强，彭文骏，张旭东，中川路孝行，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP