基于虚拟仪器的尼龙轴承摩擦磨损实验机设计

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摩擦磨损试验机设计说明

摩擦磨损试验机设计说明

毕业设计说明书滑动摩擦磨损试验机摘要:摩擦磨损试验机主要应用于研究摩擦学产品的相关领域,目前,世界上只有美国、英国、日本等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业,许多资料表明现有的摩擦磨损试验机所测试的式样几乎以滑块、圆盘为主,而且可在一定范围内实现载荷、速度、润滑量、温度等因素控制。

而接触导线式样多以线材为主,同时要实现在电接触条件下对载荷、滑动速度、电流、电压等单、多因素的控制。

因此为了保证点接触线材在这方面的研究、实验、开发,研制了一台新型、简易、性能可靠、成本较低的滑动摩擦磨损试验机。

关键词:试验机、摩擦磨损、滑动Sliding friction and wear test machine Abstract:The friction and wear test machine will be used in tribology research products related fields, at present, there is only the United States、Britain、Japan and a few countries have friction and wear test machine professional production enterprises, much of the information available shows the friction and wear test machine for testing the format almost slider, the disk-based, but in a certain range within load, speed, lubrication, temperature control and other factors. And the contact wire to wire more style, and mainly to achieve electrical contact under the conditions of the load, sliding speed, current, voltage single-and multi-factor control. Therefore, to ensure that point contact wire in the research, experiment, development, development of a novel, simple, reliable performance, lower cost of sliding friction and wear test machine.Keywords:testing machine, friction and wear, sliding .目录序言 (3)第1章试验机的设计和选择原则 (4)1.1试验机的的基本原则 (4)1.2试验参数的选择 (5)1.3试验条件及影响因素 (6)第2章结构介绍 (7)2.1试验机原理以及测试方法 (7)2.2总体设计 (9)2.2.1驱动部分和传动部分 (9)2.1.2加载试验部分 (11)2.2.3试验件夹装部分 (17)2.3零件的设计 (18)2.3.1轴的设计 (18)2.3.2箱体 (23)2.3.3轴承的选择 (28)2.3.4传感器 (30)2.3.5计算方法 (34)参考文献 (35)附录 (36)致谢 (37)滑动摩擦磨损试验机序言运动产生摩擦,由摩擦引起的磨损、润滑、材料与能源消耗等一系列摩擦学问题普遍存在,并对社会、经济的发展产生了巨大的影响。

基于虚拟仪器技术的活塞环摩擦磨损试验机的研制

基于虚拟仪器技术的活塞环摩擦磨损试验机的研制

Ba s e d o n Vi r t u a l I n s t r u me n t Te c h n o l o g y
Q U Z h i j u n ,Z H U We n l i a n g ,L U G u a n g h u a ,S H E N B i n ,S H E N Mi n g ( S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , T a i z h o u I n s t i t u t e o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , N a n j i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , T a i z h o u J i a n g s u 2 2 5 3 0 0 ,C h i n a )
2 0 1 7 年 2 月
机床与液压
M ACHI NE T OOL & HYDRAULI CS No . 4
第4 5卷 第 4期
DOI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 — 3 8 8 1 . 2 0 1 7 . 0 4 . 0 0 3
那样 复杂 ,同时采用虚拟仪器技术通过数据采集卡实
现各参数 的 自动数据采集和处理 .简化 了测试 系统 的 设计 。该试验机能够用来对活塞环进行 急性润滑摩擦
低下的原 因 ,而且也 是致使设 备失效 的主要 形式 ¨ j 。 而材料的摩擦磨损性能指标 主要通过摩擦磨损试验机 来进行检测 。 ] ,因此 摩擦磨损试 验机是进行 摩擦学 试验研究必不可少 的实验设备¨ ] 。活塞环与缸套构成

基于LabVIEW的摩擦磨损试验机智能测控系统

基于LabVIEW的摩擦磨损试验机智能测控系统

基于LabVIEW的摩擦磨损试验机智能测控系统李玉忍;韩伟;杨崇刚【摘要】利用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发一种多功能摩擦磨损试验机智能测控系统.该智能测控系统以工控机为核心,集数据采集、数据处理、波形显示和试验环境控制为一体,实现了温度、速度、压力、力矩和摩擦系数的实时检测.利用LabVIEW内嵌的C语言子程序使系统具有灵活而又强大的数据处理能力,且能为以后的数据处理提供一个很好的平台.该试验机可更好地模拟现实工况条件,开展多种方式下的摩擦学试验研究.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(033)008【总页数】5页(P178-181,185)【关键词】LabVIEW;摩擦磨损试验机;测控系统;数据处理【作者】李玉忍;韩伟;杨崇刚【作者单位】西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710129;西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710129;西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710129【正文语种】中文【中图分类】TP216+.20 引言摩擦材料是汽车制动系统必不可少的功能材料。

用摩擦材料制成的刹车片,不但直接影响汽车的操作性、可靠性和舒适性,而且很大程度上影响其安全性[1]。

因此摩擦材料的性能在汽车行业中一直受到高度重视。

而性能良好的摩擦磨损试验机则是摩擦材料性能测试必不可少的工具。

摩擦磨损试验机的性能在很大程度上取决于其测控系统的性能优劣[2]。

利用计算机软件对试验过程进行自适应控制以及模糊控制等规律控制,实现试验参数的实时获取,并以曲线或表格的形式动态呈现实时参数等已成为测控领域的整体发展趋势[3]。

本文利用LabVIEW语言[4]编写了测控系统程序,该测控系统实现了试验参数的实时测量,可以对数据进行滤波和嵌入C语言进行复杂数据处理;可对实时参数进行曲线显示、存储和报表处理;编制的系统软件具备人机对话功能,操作简单、方便,是智能的人机交互系统。

该测试系统可进行恒载荷和恒转矩类型的多种摩擦磨损试验。

pin-on-disk摩擦试验机的优化设计

pin-on-disk摩擦试验机的优化设计

编号南京航空航天大学毕业设计题目Pin-on-disk摩擦试验机的优化设计陈建立学号050510317学院机电学院专业机械工程及其自动化班级0505103指导教师王晓雷教授南京航空航天大学本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)(题目:pin-on-disk 摩擦试验机的优化设计)是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

尽本人所知,除了毕业设计(论文)中特别加以标注引用的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

作者签名:年月日(学号):Pin-on-disk摩擦试验机的优化设计摘要摩擦磨损实验机主要用于测试在不同速度、载荷条件下各种材料和润滑剂的摩擦性能,然后进行摩擦磨损机理的研究。

摩擦磨损实验中常用的摩擦试验机,主要有销盘式和环块式两种。

pin-on-disk摩擦试验机属于销盘式,其工作原理是:一般用一个保持刚性的球作为销试件,以指定的负载紧压在圆盘试件上,使用圆盘或销试件围绕圆盘中心轴旋转的方式进行摩擦性能的研究。

实验室现有的pin-on-disk摩擦试验机存在振动严重、装夹试件困难和传感系统精度不高的缺陷。

采用LabVIEW软件对该试验机进行频谱分析,发现传动系统是产生振动的干扰源,另外由于轴承安装精度不高产生的端面跳动也是导致高速下剧烈振动的原因。

对此,采用测试结构和传动结构分离、更换轴承以及改进加载方式的方法来减小振动。

为解决装夹试件困难的问题,设计了几种适应不同试件规格的转杯,改进了转杯的定位方式。

在提高传感系统精度方面,更换了更高精度的接触式传感器。

最后进行了整体结构的重新布局,完成了对该试验机的优化设计以及AutoCAD零件图和装配图的绘制。

可以期望,该优化设计能有效解决振动、装夹困难和精度不高的问题。

关键词:Pin-on-disk摩擦试验机,LabVIEW,频谱分析,结构改进,机械制图The Optimal Design for Pin-on-disk Friction TesterAbstractThe friction and wear tester is mainly used for testing friction performance of vary materials and lubricant,under the conditions of different speeds and loads,and then proceed to study the mechanism of friction and wear.There are mainly two kinds of testers commonly used for friction and wear testing as pin-on-disk and central block.Pin-on-disk tester belongs to the previous one, and its working principle is that generally using a rigid ball as a pin sample,pressed against the disk at a specified load,with disk or pin sample revolving about the disk center for friction performance testing.The existing Pin-on-disk friction tester in laboratory has defects of serious vibration,difficulties in clamping the sample and low accuracy for sensor system.Having done spectrum analysis with LabVIEW software,we found that the transmission system is the interference source of generating the vibration,in addition,the end beating caused by low precision of bearing installation is also leading to the severe vibration at a high speed.In this regard,we separate the testing structure and transmission structure away,change the bearings and improve the loading to decrease vibration.As to solve the problem of clamping samples difficultly,we have designed several rotors of different sample specifications as well as improved the location of rotors.For enhancing the accuracy of sensor system,we have replaced the sensor for higher one.Finally,we make the re-layout for overall structure and complete the AutoCAD parts drawing and assembly drawing.We can expect the optimal design will solve the problems of vibration,clamping difficultly and low accuracy. Key Words:Pin-on-disk friction tester;LabVIEW;Spectrum analysis;Structure improving; Mechanical Drawing目录摘要 (i)Abstract (ii)目录 (iii)第一章绪论 (1)1.1摩擦学概述 (1)1.2摩擦磨损试验概述 (2)1.2.1摩擦磨损试验的涵义和目的 (2)1.2.2摩擦磨损试验的分类 (2)1.3摩擦磨损试验机的分类 (3)1.4课题提出 (4)1.4.1pin-on-disk摩擦试验机的标准试验方法 (4)1.4.2待改进试验机的测试方法 (4)1.4.3待改进试验机存在的问题 (6)1.5课题内容 (7)第二章实验检测 (8)2.1频谱分析实验 (8)2.1.1LabVIEW介绍 (8)2.1.2软件编程 (8)2.1.3实验内容设计 (10)2.2实验结果及其分析 (12)2.2.1实验结果 (12)2.2.2实验结果分析 (17)第三章优化设计 (20)3.1总体结构初步规划 (20)3.2具体结构优化设计 (20)3.2.1材料选择 (20)3.2.2传动系统 (21)3.2.3传感器选择 (24)3.2.4测试系统 (25)3.2.5夹具设计 (30)3.3总体结构重新布局 (31)3.4对毕设结果的检验 (33)第四章总结与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第一章绪论1.1摩擦学概述1966年,摩擦学(Tribology)一词在英国诞生,它是摩擦、磨损与润滑科学的总称,是研究摩擦与磨损过程中两个相对运动表面之间的相互作用、变化以及相关理论与实践的一门科学[1]。

尼龙的摩擦磨损性能

尼龙的摩擦磨损性能

尼龙的摩擦磨损性能尼龙的摩擦磨损性能研究摘要本文对尼龙的摩擦磨损性能进行了研究。

通过模拟实验测量了尼龙的摩擦系数和磨损率,发现在不同负载下尼龙的摩擦系数和磨损率呈现相似的变化趋势。

同时,对尼龙的摩擦磨损机理进行分析,得出尼龙摩擦磨损的主要因素为气态分子间的撞击和化学反应,磨损方式为微观结构的撕裂和脱离。

最后,提出了改善尼龙摩擦磨损性能的方法,如添加润滑剂,改变摩擦配件形状等。

关键词:尼龙;摩擦;磨损;机理;改善Introduction尼龙作为一种常用的塑料材料,广泛应用于汽车、机械、电器等领域。

然而,在使用过程中,由于摩擦磨损的作用,尼龙零件的寿命会受到影响。

因此,对尼龙的摩擦磨损性能进行研究,有助于提高其使用寿命和性能稳定性。

Experimental实验采用球盘式摩擦测试机,测量了尼龙的摩擦系数和磨损率。

在不同负载下进行测试,得到如表1所示的结果。

表1 尼龙的摩擦系数和磨损率负载(N)摩擦系数磨损率10 0.25 1.2 × 10^-320 0.33 2.4 × 10^-330 0.42 3.6 × 10^-3结果表明,随着负载的增加,尼龙的摩擦系数和磨损率均呈现增加的趋势。

这是因为在大负载下,尼龙表面会受到更强的力量作用,容易出现微观结构的撕裂和脱离,从而导致摩擦磨损加剧。

Discussion尼龙的摩擦磨损机理主要为气态分子间的撞击和化学反应。

在摩擦接触面上,气态分子会与材料表面发生碰撞,从而产生撞击力和热量。

同时,气态分子本身也具有化学反应性,容易与尼龙表面的物质发生化学反应,形成附着层,导致表面磨损加剧。

为了改善尼龙的摩擦磨损性能,可以考虑添加润滑剂来减轻气态分子的撞击和化学反应。

另外,也可以通过改变摩擦配件的形状和材质,使其在接触面上产生更加均匀的分布力,从而减轻磨损。

Conclusion本文对尼龙的摩擦磨损性能进行了研究,在模拟实验中测量了尼龙的摩擦系数和磨损率。

基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统的开题报告

基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统的开题报告

基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统的开题报告1. 研究背景及意义摩擦试验机是一种常用的材料性能测试设备,用于测量材料在不同的载荷下发生摩擦的性能。

在工程实践中,摩擦试验机的测试结果对于材料的使用、加工和设计都具有重要的指导意义。

随着数字化、自动化技术的快速发展和推广,虚拟仪器技术的应用在现代测试系统中日益普及,也为摩擦试验机测试系统的研究和开发提供了新的思路和方法。

基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统,相对于传统的实物试验机,具有实验周期短、操作简便,试验环境控制准确等优势,可以更加精确地模拟实际工程使用过程中的材料性能,为材料的使用和加工提供有力的理论支撑。

2. 研究内容和目标本文旨在研究基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统,实现材料在不同载荷下的摩擦性能测试,具体研究内容包括:(1)设计和建立基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统。

(2)开发虚拟仪器测试平台,实现试验数据收集、处理和分析。

(3)进行灵敏度分析和误差分析,验证虚拟仪器测试系统的可靠性和精度。

(4)应用虚拟仪器测试系统进行材料摩擦性能试验,探索不同载荷下不同材料性能的差异。

研究目标是实现基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统的设计和建立,实现试验数据的全面化采集和灵敏度分析、误差分析,对不同材料在不同载荷下的摩擦性能进行详尽的研究,探索虚拟仪器测试技术在材料性能测试中的应用前景。

3. 研究方法和技术路线研究方法主要采用硬件设计和软件编程相结合的方案。

具体的研究步骤如下:(1)前期调研和分析:深入了解摩擦试验机测试系统的原理和流程,调研虚拟仪器技术在材料性能测试中的应用现状,明确研究内容和目标。

(2)系统设计和开发:设计并建立基于虚拟仪器的摩擦试验机测试系统硬件平台,通过设计灵活的数据采集以及控制系统,实现对载荷、转速、温度等参数的实时检测和控制;采用虚拟仪器技术,开发相应的软件平台,实现试验数据的存储、处理、分析和图形显示等功能。

(3)数据分析和验证:对所采集的试验数据进行灵敏度分析和误差分析,确定系统的可靠性和精度,并对各项参数进行进一步优化。

基于虚拟仪器的滑动轴承摩擦试验系统的设计

基于虚拟仪器的滑动轴承摩擦试验系统的设计
摘 要: 通过 改造 MS 80 - 0A四球摩擦试验机 的摩擦 实验部分 , 引入虚拟仪 器 Lb LW 软件 建立测试 系统 , a E V 对摩擦 副之间摩擦 系数和 温 度 的变化进行采 集、 处理 和实时检 测 , 建立对滑动轴承的摩擦磨损试验 系统 , 从而建立一 套研 究滑动轴 承在不 同工况条件 ( 润滑介质 、 栽荷和转速) 下的摩擦磨损特性 。 关键词 : 滑动轴承 ; ; 温度 摩擦 系数 ; 测试 系统 ; 中图分类号: H T 17 1 文献标识码 : A 文章编号 :6 2 5 5 (0 7 0 - 0 1 0 1 7 — 4 X2 0 )5 3 - 3 0
验机进行改造后实现的 , 改造后 的结构如图 2 所示 。试验机包 含 : 电机 、 主 加载系统 、 滑系统 、 擦块 系统 、 润 摩 摩擦力 测量系
1 系统设计
11 整体 系统的设计 .
基于虚拟仪器 的滑动轴承摩擦磨损试验机的整体 系统如
图 1 示。 所
统、 温度测量 系统 、 转速测量 系统 和主机框架等部分组成 。 中 其 对 MS 80 一 0 A四球摩 擦试 验机 的改造 主要 是改造其 摩擦 块部 分, 将原有 的用于 四球试验 的摩擦块 改造后为滑动轴承的摩擦
实验 中, 通过温度 、 转速和摩擦 力传 感器对实验过程 中的
收稿 日期 :07 0 - 9 20 - 3 2 基金项 目: 国务院专项项 目( Y 0 - 3 2 D 15 0 - ) 0 作者简介: 罗飞( 9 2 )I J 乐山人. 18 一 .iI  ̄I 硕士研究生 . 主要从事摩擦磨损机理研究。
究系统 , 为潜水泵 的研制成功提供实验依据。 虚拟仪器是当今计算机辅助测控领域中的一项重要技术 。

基于虚拟仪器的尼龙轴承摩擦磨损实验机设计

基于虚拟仪器的尼龙轴承摩擦磨损实验机设计

基于虚拟仪器的尼龙轴承摩擦磨损实验机设计
刘硕;朱新河;徐久军
【期刊名称】《润滑与密封》
【年(卷),期】2006(000)007
【摘要】介绍了所设计的基于虚拟仪器技术的水润滑轴承摩擦磨损实验机.该系统除了具有传统水润滑轴承试验机的功能外,在实验机的测量和控制过程中还采用了"虚拟仪器"技术.该实验机已经应用于尼龙轴承极限值的检测中,并且取得了良好的效果.
【总页数】3页(P168-170)
【作者】刘硕;朱新河;徐久军
【作者单位】大连海事大学轮机工程学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学轮机工程学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学轮机工程学院,辽宁,大连,116026
【正文语种】中文
【中图分类】TH87
【相关文献】
1.基于磨耗稳定态的高性能摩擦磨损实验机研制 [J], 姜国强;郭凤仪;王智勇;侯刚
2.基于PLC的轴承摩擦力矩实验机控制系统设计 [J], 王利;黄洋
3.尼龙自润滑性与表面织构协同作用对HDPE基水润滑轴承摩擦磨损性能的影响[J], 崔旨桃;郭智威;谢心;袁成清
4.基于虚拟仪器的球盘摩擦磨损实验机设计 [J], 沈聪;王晓雷;李劲峰;张永辉
5.基于虚拟仪器的襟、缝翼摩擦磨损试验信号实时采集去噪系统设计 [J], 刘天一;左洪福;胡毅;张蓉
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性 、难燃等特性 ,水润滑轴承在近些年来得到了迅速 发展。尼龙 轴承作 为水润滑轴承的一种 ,不但具备 以 上所有水润滑轴承的优点 ,还有 材料便 宜 、易于合成 等特点 ,所 以在船 舶机 械 中广泛运 用 ,如水 泵轴 承 、 舵机 轴承等 ,都 可以采用 水润滑 轴承。 为了测定尼龙 轴承的性能参 数指标 ,本文作者研 究设计 了一种基 于虚拟仪 器技术 的尼龙轴承摩擦磨损 实验机 ,用 于对尼 龙轴承在各个 转速下的极限载荷进 行测量。 1 尼龙轴承 主要参数 实验机 主要就是为 了测量尼龙 轴承 的极 限 值 , 也就是轴承的极 限压强 和滑动速度 的乘 积。极 限压强 根据 公式 ( )进行计算 : 1
擦 副由尼龙轴承试样
实 机 主 摩匡 验 的 要 圆

\ - / / _
和 钢套构成

/ 圈



对试样施加径向载
荷 ,从 硬 件 结 构 来
加载时 — —
——
\ 圃
图1 实验机结构图
看 ,该实验机 主要 由 图1 所示 的几个部分组成 。
式中: P为尼龙轴承极 限压强 ,即为所求 值 ;W 为尼 龙轴 承所能 承受 的极 限载荷 ( ;d为 尼 龙轴 承 内 N) 径 ( m) 为尼龙轴承长度 ( m) m ; m 。 滑动速度根据公式 ( )计算 : 2
刘 硕 朱新河 徐久军
( 大连海事 大学轮机工程学 院 辽 宁大连 16 2 ) 0 6 1
摘要 :介绍 了所设计 的基于虚拟仪器技术的水润滑轴承摩擦磨损实验机 。该系统除了具有传统水润滑轴承试验机的
功能外,在实验机的测量和控制过程中还采用了 “ 虚拟仪器”技术。该实验机已经应用于尼龙轴承极限值的检测 中,
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20 0 6年 7月
润滑与密封
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第 7期 ( 总第 19期 ) 7
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基于虚拟仪 器的尼龙轴承摩擦磨 损实验机设计
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收 稿 日期 :20 0 2 分为 以下 4个 系
统。
2 1 1 传 动 系统 ..
() 2
传动系统 的作用 主要是保证轴套 以给定 的转速旋 转 ,并要求转速精确 到 5 ,钢轴套安 装部位 轴 的径 %
式中 :D 为 钢 轴 套 外 径 ( m) ;r 主 轴 的转 速 m t为
Be rng Ba e n Vit lI sr m e a i s d o rua n t u nt
LuS u Z uXih XuJuu i h o h n e i n j
( aie n .C l g , ai ri nv , ai ioig16 2 ,hn ) M r g ol e D l nMaimeU i. D l nLan 10 6 C ia nE e a t a n
Ab ta t B s d o it a e h oo y, e f ci n a d we rtse s d frt et si go h trl b c td b ai g sr c : a e n vru tc n lg a n w r t n a etru e o h e tn ft ewae —u r ae e rn l i o i wa u r rd. e tse p l s vru e h oo n is me u n d c n rlig p c d r a d h s t e ta i o a s p tf wa Th e tr a pi i a tc n lg i t a r g a o toln r e u e, a h r d t n o e t l y s i n o n i l t se ’ u cin . et se a e n u e n t et sig o h y o e rn s a d h c iv d g o fe t . e tr Sfn to s Th e trh s b e s d i h e t ft e n ln b ai g n a a h e e o d efcs n s
并且取得了 良好 的效果 。 关键词 :磨损实验机 ;虚拟仪器;水润滑轴承
中 图分 类 号 :T 3 文 献标 识 码 :A 文 章编 号 :0 5 0 5 (0 6 H13 2 4— 10 2 0 )7—18— 6 3
Th sg fFrci n a d W e r Te t r f r Ny o e De i n o it n a se o ln o
Ke wo d : a e tr vru n tu n ; trlb c td b a i g y r s we tse ;i a i sr me t wae-u r a e e rn r t l i
由于水具有无 污染 ,来源广泛 、节省能源 、安全
判断尼龙轴 承载 荷是否 到达极 限主要 有以下 3个 评断标准 :轴 承表 面 温度 剧烈 上 升 ;摩擦 力 明显 上
P=W LX / d () 1
升 ;磨 损量超标 。鉴 于此 ,除以上数据外 ,尼龙轴 承 的磨 损实验还需要测量 的参 数有 :尼龙轴 承与钢套之 间的摩擦力 、尼龙轴 承外表 面的温度 、尼龙轴承 的磨 损 量 以及电动机 的电流和电压 等。 2 摩 擦磨 损实验机的设计
2 1 硬 件 设 计 .
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