标准号：T/GMES 031-2025
标准名称：销/球盘摩擦磨损试验 第1部分：常温试验方法
团体名称：甘肃省机械工程学会
发布日期：2025年09月02日
实施日期：2025年09月02日
6 试验设备及仪器
6.1试验条件
6.1.1试验应在10℃~35℃范围内进行，对温度要求较严格的试验，应控制在23℃±5℃之内。
6.1.2试验环境的相对湿度通常控制在40%~60%之间，以确保在试验过程中，防止样品表面形成水膜或引起静电等问题。对于敏感性材料，湿度应控制在40%±5%范围内，或其他较窄范围内。
6.1.3试验环境应无振动、无强电磁干扰、无腐蚀性气体和无粉尘。
6.2测力系统
6.2.1试验机的测力系统应按照GB/T16825.1进行校准，其准确度等级为1级。
6.2.2销盘式摩擦试验机应配有加载法向力和摩擦力测定系统，以确定摩擦系数。
6.2.3加载法向力校准示值相对误差不超过±0.5%F.S，示值重复性不超过1%。
6.2.4摩擦力校准示值相对误差不超过±1%F.S，示值重复性不超过1%。
6.3试样夹持
6.3.1对磨球安装于球夹具中，球夹具固定杆将对磨球顶出1/3，用于摩擦接触，且保证在摩擦过程中，球体不可滚动。销试样安装于上试样夹具中，销/球在接触时垂直于试样表面，角度相对误差不超过±1°，以确保必要的接触条件。
6.3.2下试样用样品夹具固定于样品台上，试样保持垂直于主轴轴线，角度相对误差不超过±1°。
6.3.3固定销试样/球夹具的加载装置应位于摩擦接触面上，加载装置具有自动调节功能，以减小由滑动摩擦引起的额外载荷。试样夹持必须是稳定、牢固，以避免试样在试验过程中的松动。
6.4测速系统
6.4.1试验机的测速系统应按照JJG1134进行校准，其准确度等级为0.002级。
6.4.2主轴转动在有负载的情况下能够保持恒速，转速误差不超过±1%F.S，转速测量范围在10r/min~1000r/min之间，应配备转数计数器以便于记录。
6.5测量系统
6.5.1试验机的表面轮廓测量系统应按照JJG1305进行校准，其准确度等级为0.02级。
6.5.2测量示值相对误差不超过±0.5%F.S，示值重复性不超过1%。
7 试验参数
7.1载荷
摩擦磨损接触处法向力值。
7.2转速
接触面之间的相对滑动速度，以rpm/min为单位。
7.3摩擦半径
接触面之间滑动，其滑动位置距离中心点的长度。
8 试验方法
8.1在试验前，试样应清洗与干燥。使用不含氯和非成膜清洗剂或溶剂清除试样表面污垢和异物，随后干燥以清除所有可能残留的清洗剂。
8.2将球安装入球夹具中，并将销/球夹具固定于加载装置上。试样放置于样品台，用样品夹具固定。确定销/球与样品表面的距离为2mm~3mm，并保证试验过程中，销/球夹具运行轨迹无触碰样品夹具。
8.5试验转速、时间、载荷应根据材料及工艺需要确定。将载荷、摩擦力传感器零点调节至0±0.001。
8.6启动试验机，先平稳加载至设定载荷值，再启动驱动电机进行摩擦试验。
8.7试样在启动驱动电机时开始试验，当达到所要求的试验时间时，试验停止，试验不能被中断或重新启动。
8.8试验过程中实时显示曲线，并根据要求记录时间、摩擦力、摩擦系数。
8.9清除磨痕周围的磨损碎屑，安装磨损量测试组件，并将测量触针移动至磨痕右侧，启动磨损量测试，设备自动运行并扫描出磨痕横截面曲线。
注：磨损量测试需在同一磨痕均匀选择不同的三处进行测量，并按照三次测量平均值计算。
8.10根据需要，在试验过程中记录磨痕曲线值。
8.11取出试样，观察磨痕。
9 试验结果处理
9.1摩擦系数
用公式（1）计算摩擦系数：
9.2体积磨损量
磨损量测量采用表面轮廓仪（二维或三维），并按公式（2）计算磨损量。若采用二维轮廓仪，按标准GB/T19067规定，则同一磨痕选择3处具有代表性的位置分别测量后，取3次平均值作为一个试验数据。将磨痕横截面进行积分可得到磨痕截面积，磨痕截面积乘以磨痕长度可得到体积磨损量。
9.3磨痕横截面示意图见图3，用公式（2）（牛顿-莱布尼茨公式）计算磨痕横截面面积：
9.4用公式（3）计算体积磨损量：
9.5试验结果数值至少保留两位有效数字，修约方法按GB/T8170执行。
10 试验报告
试验完成后形成试验报告，试验报告应包含以下内容：
a）试验机型号；
b）标准编号；
c）试验形式、材料种类、处理工艺；
d）实验的载荷、转速、旋转半径及时间；
e）摩擦系数曲线的数据图；
f）磨痕曲线的数据图；
g）磨痕体积磨损量；
h）环境温度和湿度。
起草单位：中国科学院兰州化学物理研究所、兰州中科凯华科技开发有限公司、清华大学、兰州大学、西南交通大学、天津大学、浙江大学宁波理工学院、陕西科技大学、武汉材料保护研究所有限公司、西北工业大学
起草人：樊恒中、张永胜、王振军、苏云峰、解国新、乔旦、张强强、宋俊杰、樊小强、隋天一、陆俊杰、何乃如、陈同舟、王龙、曹文辉、高青娟