项目名称：超高速摩擦试验机

团队负责人：华侨大学制造研究院姜峰

成果简介：

课题组对现有球盘摩擦试验机进行分析，发现限制其最大摩擦的因素为摩擦盘的端面跳动和摩擦试验机的高速振动。由于摩擦盘在加工制备过程中存在平面度误差。同时摩擦盘在装夹过程中将会引入摩擦平面与球盘摩擦试验机回转轴线之间的垂直度误差，上述平面度误差和垂直度误差将会导致摩擦盘的端面跳动。商用球盘摩擦试验机通常配备加载了闭环控制系统。摩擦试验过程中通过反馈调节降低由于摩擦盘端面跳动引起的加载力波动。但是当摩擦速度较高时，受限于反馈系统最大反馈频率，导致加载力不能保持稳定，进使得摩擦过程无法进入稳定摩擦阶段。摩擦盘在装配过程不可避免地引入摩擦盘中心轴线与球盘摩擦试验机主轴回转中心之间的同轴度误差。当摩擦速度较高时，该同轴度误差将会引入的偏心质量导致严重的振动，严重恶化了摩擦测试过程的稳定性。

基于上述分析，课题组提出了一套创新的球盘摩擦试验机设计方案，引入在线超精密车削和原位动平衡方案以解决摩擦盘的端面跳动以及高速摩擦引起的振动问题。如图1所示。摩擦盘在装夹到球盘摩擦试验机后，首先通过在线超精密车削，可极大程度的降低摩擦盘的端面跳动。经过在线超精精密切削后，理论上摩擦盘的端面调动为主轴的轴线跳动。在线动平衡后，在摩擦盘附加两个平衡质量用于平衡偏心质量。理论上原始不平衡量等于附加平衡量时摩擦盘达到动平衡状态。在线超精密切削和原位动平衡后可实施超高速球盘摩擦试验。由于降低了时间的端面跳动和振动，可明显提高超高速摩擦过程的稳定性。拟引入投资方/技术方扩大规模。