【卡松科研設備巡展】——四球試驗機
??????? 據不完全統計，全世界約有30%的能源消耗來自于摩擦，由摩擦產生的磨損也是引起機器設備中摩擦副失效的最關鍵因素。因此，研究摩擦學不僅對解決能源危機具有重要意義，對加強機器設備可靠性、延長其使用壽命也起著至關重要的作用。摩擦學是研究摩擦與潤滑及其相互關系的學科。近年來，潤滑材料及潤滑技術的研究已取得了顯著成果。在不斷開發新材料、新技術的同時，必然伴隨著對材料潤滑性能的反復評價考核。其中，四球試驗機是國際上評定潤滑劑抗磨損性能和區分其低、中、高極壓性能的首選設備，因其對工業摩擦副的高模擬相似度，已廣泛應用于潤滑劑抗磨損性能和承載能力的測定。
?????? 四球試驗機占現有模擬試驗機的絕大多數，其中應用地最廣、試驗方法研究地最全面。四球試驗機常測數據PB（最大無卡咬負荷）、PD（燒結負荷）、磨斑（抗磨性能）、ZMZ（綜合磨損指數也叫負荷-磨損指數LWI）、μ（摩擦系數）。
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?????? 傳統測試是一個旋轉頂球在3個固定球上按規定試驗條件旋轉，進行的一系列試驗。主要用于產品開發和質量控制測試。摩擦扭矩可以連續記錄，磨損狀況是由光學測量顯微鏡對試驗鋼球表面進行測量得到。
圖一 四球試驗機原理示意圖
圖二 四球試驗機測試系統示意圖
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?????? · 摩擦磨損試驗
?????? 利用四球試驗機法評價潤滑劑抗磨損性能的方法為：通過由下而上對鋼球施加負荷，測量位于下面的靜止鋼球的平均磨痕直徑；要求四球中上球按一定速率旋轉，下面三球固定，試驗過程中四球接觸點皆浸沒在潤滑劑中通過長時抗磨損試驗，可獲得摩擦系數。
?????? · 極壓性能試驗
?????? 通過極壓性能測試，可獲得最大無卡咬負荷、燒結負荷、綜合磨損值等指標。
?????? · 四球試驗機試驗要求
?????? 一般來講，摩擦磨損試驗的特點是負載大，時間長，對負荷和溫度的控制精度要求較高；極壓性能試驗的特點是間隔測量，時間短，試驗次數多，主軸轉速較大，對負荷的保持精度要求不高。
?????? 按照加載方式分類：杠桿手動和液壓自動加載。
?????? 兩種四球試驗機的比較：杠桿手動式四球試驗機加載準確度高，影響因素較少，液壓自動加載式四球試驗機加載省力，操作方便。
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圖三 液壓自動加載式四球試驗機
圖四 杠桿式四球摩擦試驗機
圖五 摩擦磨損試驗機
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?????? 卡松科技股份有限公司檢測中心擁有三款四球試驗機：液壓自動加載式四球試驗機（圖三所示），杠桿式四球摩擦試驗機（圖四所示），摩擦磨損試驗機（圖五所示），可對本公司產品油樣以及外來檢測油樣進行四球試驗機常測數據PB、PD、磨斑、ZMZ、μ的檢測。
