四球機法的優(yōu)劣勢分析
一、優(yōu)勢
四球機法相比于其他摩擦磨損測試方法，對于軸承等常用摩擦副而言，具有較高的相似模擬度，易實現(xiàn)配對副的標準性和一致性，常用來篩選和評價潤滑劑。四球試驗機通過更換摩擦副、調(diào)節(jié)控制參數(shù)，可以實現(xiàn)對實際工況的模擬試驗，是評價潤滑劑抗磨損性能和區(qū)分其低、中、高極壓性能的首選設備。
二、存在的問題
由于采用四球試驗機進行試驗時需控制溫度、時間、轉(zhuǎn)速、負荷四個運行參數(shù)，試驗結(jié)果的影響因素很多，誤差較大，相比其他方法具有可比性差、可重復性差的劣勢。
刨除試驗機設計及其加工精度的影響，測試誤差主要來源于系統(tǒng)誤差。四球試驗機測試系統(tǒng)如圖1所示,由主軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、摩擦扭矩測試系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)組成。由于熱慣性以及摩擦熱的存在，控溫系統(tǒng)很難實現(xiàn)對溫度的精確控制，但由于溫度對試驗結(jié)果的影響是間接的，因此控溫系統(tǒng)的誤差被認為是隨機誤差。測扭系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復雜，難以單獨標定，往往造成不可避免的測試誤差。主軸系統(tǒng)由于存在旋轉(zhuǎn)誤差，可能造成接觸正壓力在三個靜止鋼球上的分布不均。這種誤差是周期性的，在數(shù)據(jù)處理時可通過濾波措施來減小誤差。已知負荷是四球機試驗最重要參數(shù)，加載系統(tǒng)的精度對試驗結(jié)果的置信度有直接影響，在負荷傳遞過程中的任何擺動、振動都會影響到試驗結(jié)果，因此極有必要對加載系統(tǒng)的線性度誤差提出要求并進行標定。
針對四球試驗機存在的誤差大問題，目前國內(nèi)已提出誤差分析、實驗標定、改進設計等解決措施，通過確保必要的測試重復次數(shù)和測試精度、限定試驗工況條件，可以在一定程度上保證試驗結(jié)果的可靠性，但為了更好地彌補四球機試驗靈敏度的問題以及更進一步研究潤滑特性與機理，建議在四球機試驗的基礎上，輔以儀器分析試驗。
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