球-盘式摩擦磨损试验机

这是最基础、最常用的一类试验机，主要用于材料的基础摩擦学性能研究。

工作原理：将一个球形（通常是陶瓷或轴承钢球）的试样作为对磨件，在恒定载荷下压在一个旋转或往复运动的平面盘状试样上。通过传感器测量摩擦力和磨损量。

接触形式：点接触。

运动方式：旋转运动或线性往复运动。

主要特点：

接触应力高，易于产生磨损。

试验条件（载荷、速度、温度、环境）可控性好，重复性高。

试样制备相对简单，成本较低。

主要应用：

涂层、薄膜材料的摩擦性能评价。

润滑油、润滑脂的润滑性能评定。

材料的基本磨损机理（粘着磨损、磨粒磨损等）研究。

环-块式摩擦磨损试验机

这类试验机模拟了轴承或制动器的滑动摩擦工况，在工业界应用非常广泛。

工作原理：将一个矩形块状试样（Block）在恒定载荷下压在一个旋转的环状试样（Ring）上，块状试样与环的外圆表面相接触。

接触形式：线接触（理论上）或面接触。

运动方式：旋转运动。

主要特点：

接触面积较大且稳定，更接近许多实际工程部件（如轴套、滑块）的工况。

可以长时间运行，进行耐久性测试。

易于收集磨屑进行分析。

主要应用：

金属材料、工程塑料、复合材料等的耐磨性对比测试。

滑动轴承材料的性能测试。

经典的试验方法标准：ASTM G77（评定材料抗滑动的磨损能力）。

往复式摩擦磨损试验机

这类试验机模拟了气缸与活塞环、导轨等部件的往复运动工况。

工作原理：使上试样（通常是球或销）与下试样（平面）之间进行高频的直线往复相对运动。

接触形式：点接触（球/销-盘）或面接触（平板-平板）。

运动方式：直线往复运动。

主要特点：

运动方式在行程两端存在速度为零的瞬间，这与旋转运动有本质区别，会影响润滑状态和磨损机制。

可以很好地研究往复运动下的跑合特性、润滑剂分布和微动磨损。

主要应用：

发动机气缸/活塞环配对材料的评价。

导轨、滑轨材料的摩擦学性能测试。

生物医学材料（如人工关节）的模拟测试。

 四球式摩擦磨损试验机

这是润滑剂行业极其重要的标准测试仪器，主要用于评价润滑剂的极压抗磨性能。

工作原理：三个钢球被固定在一起作为下试样，并浸没在待测润滑油中。另一个钢球作为上试样，在垂直方向与下面三个球接触，并在特定载荷下旋转。

接触形式：点接触（三个接触点）。

运动方式：旋转运动。

主要特点：

通过测量磨斑直径和临界失效载荷来快速评价润滑剂的性能。

试验标准化程度高，结果可比性强。

主要应用：

润滑油、润滑脂的极压（EP）性能和抗磨（AW）性能测试。

经典试验方法标准：ASTM D2783 (极压性能)，ASTM D4172 (抗磨性能)。

滚子式摩擦磨损试验机

这类试验机主要用于模拟齿轮、凸轮等滚动接触或滚滑复合接触的工况。

工作原理：使用两个滚子试样（可以是圆柱、圆锥或齿轮形状）在可控的载荷、速度和滑差率下对滚。

接触形式：线接触。

运动方式：滚动/滑动复合运动。

主要特点：

可以精确控制滚滑比（滑动率），模拟从纯滚动到纯滑动的各种情况。

能够研究接触疲劳（点蚀、剥落）这种典型的滚动磨损失效形式。

主要应用：

齿轮油性能评定。

材料接触疲劳寿命测试。

表面处理工艺（如渗碳、氮化）对抗疲劳性能的影响。

通用多功能摩擦磨损试验机

这是目前科研领域的主流趋势，一台主机通过更换不同的夹具和传感器，可以实现上述多种试验模式。

工作原理：提供一个高刚性的主机框架、精确的驱动系统、通用的载荷施加单元和数据采集系统。用户根据需要安装“球-盘”、“环-块”、“往复”、“四球”等附件模块。

主要特点：

功能高度集成，一机多用，性价比高。

扩展性强，可兼容高温、真空、溶液等特殊环境舱。

适合科研院所和大型企业研发中心进行多方向的摩擦学研究。

总结与选择建议

在选择摩擦磨损试验机时，最关键的是要明确测试目的，根据所要模拟的实际工况、测试标准或研究对象，来决定最适合的试验机类型和配置。