GPM-30A高速滚动接触疲劳摩擦磨损试验机.
时间：2020-09-08 00:08:39 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
GPM-30A 技术方案
设备名称：微机控制滚动接触疲劳试验机 （外观参考图）
主要用途
GPM-30A 微机控制滚动接触疲劳试验机主要用于模拟滚动接触零件（如轴承、轮轨、
轧辊等） 工况的失效试验， 将一恒定的载荷施加于滚动或滚动加滑动接触的试样，
使其接触
表面受到循环接触应力的作用。
通过控制和改变负荷、 速度、滑差率、 时间、摩擦配偶材料、
表面粗糙度、 硬度等参数的情况下进行测试，
以评定试样材料的疲劳破坏机理，
评价材料在
滚动接触状态下的疲劳寿命，并可完成齿轮接触疲劳、轴承接触疲劳、
轮轨磨耗试验等。现
该机为卧式框架结构，由变频电机控制加载和旋转，各试验参数实现单元化设置，操
作方便，试验读数准确可靠，通过工业控制计算机可进行各参数设置、 控制，可实时显示摩
擦力矩 - 时间、试验力 - 摩擦系数等曲线，并记录、存储、打印试验曲线。
适用标准
GB/T 10622-1989 《金属材料滚动接触疲劳试验方法》
YB/T 5345-2006 《金属材料滚动接触疲劳试验方法》
JB/T 10510-2005 《滚动轴承材料接触疲劳试验方法》
结构简述
试验机主要由主动轴运动系统、陪试轴运动系统、 试验力加载系统、 测量系统 、润滑系
统及冷却系统 、摩擦副装夹部分、 电气控制箱、 工业控制计算机 测控系统等部分组成。 试验
机下部是机座， 机座左上部装有下主轴及其驱动系统，机座中部装有油缸、 活塞。
机座右后
上部装有上主轴及其驱动系统， 强电控制系统安装在机座内。 主液压油源及润滑油源位于主
机的后部， 通过液压油路及控制电缆等与试验主机相连接。 电气控制箱完成信号的采集、 变
换、传输任务，通过串口电缆与工业控制计算机测控系统连接。
图 1 主机结构图
1
—齿轮 箱（改 变滑差 率）
2—陪试运动系统
3—液压作动器
4 —循环油箱
5—主动轴运动系统
6—液压泵站
7
—固定齿轮箱
8—工作台
9 —机架 10 —壳体
11 —调整垫铁
3.1 主动轴驱动系统及工作原理
图 2 主动轴运动部分结构参考图
主动轴运动部分卧式安装于主机工作台之上。 该机的标准配置摩擦副形式为环和环， 下
试环（ 3）装于主动轴（ 4）前端，并由固定螺母（ 1）和挡圈（ 2）紧固，可随主动轴以一定
的转速旋转。主动轴通过弹性联轴器（ 6）（ 8）与转速转矩传感器（ 7）串联，再通过弹性联
轴器 (10) 与齿轮箱连接，由变频电机（ 11）驱动。电机由驱动器控制，试验过程中恒转矩输
出，转速自 100r/min
3.2 摩擦力矩测量装置
3.3 陪试轴驱动系统及工作原理
图 3 陪试轴运动部分结构参考图
3.4 试验力微控液压加载系统
图 4 试验力加载系统
液压加载系统主要有液压泵站（ 7）和作动器部分（ 4）组成。油缸活塞上升，通过钢球
3）加载于承压块（ 2）上，杠杆保持架（ 6）以传动轴为支点带动一端的陪试轴向下传递
试验力于主动轴端， 分别与陪试轴端和主动轴端紧固的上、 下试环间则产生试验力。
试环与试块之间的压力，由负荷传感器测量，并在控制面板“试验力”窗口上显示出来，该试验力
手柄（ 8）方便试验过程中的操作。限位柱（ 5）为杠杆保持架（ 6）下行限位之用，可避免
碰撞。
本试验机是通过液压油缸的活塞来对试环施加压力负荷，为了适应长时间负荷试验的
要求，本机采用了负荷保持阀的结构。 试验力的施加是通过微机对液压系统进行控制实现自
动加载的。
微机控制步进电机， 步进电机带动一对减速比为 16：1 的行星齿轮运动副， 通过
丝杆的转动拉动微控负荷保持阀的阀芯，使试验机的系统压强增大，根据 F1 F2 ，从而
A1 A2
实现加载活塞对钢球试验力的施加。其液压原理如图 4 所示，
油泵电机组 2. 系统节流阀 3. 压力表 4. 系统溢流阀
5. 加载电磁阀 6. 卸荷电磁阀 7. 微控负荷保持阀 8. 柱塞油缸 9. 过滤器 10. 油箱
图 5 液压加载原理图
当压力油进入负荷保持阀体，经过平衡后，平衡孔使负荷保持，活塞稳定在一定的位
置上，即达到负荷保持的目的； 当步进电机旋转时， 压力油间失去平衡， 负荷将上升或下降，如果此时系统压力高于预置压力，则传感器将预置压力输入微机控制系统与预置压力比较，
然后由微机控制电机反转，直至系统压力与预置压力平衡为止。
3.5 油盒及循环油箱
图 6 油盒部分
如图，需要时可安装油盒（ 4）于摩擦副处，加入润滑油，使油液浸过下试环（ 3）下
边缘，上、下试环（ 1）（ 3）旋转时带入润滑油。温度传感器 （品牌：进口 瑞士罗卓尼克）
（2）可测量回路油液温度。回路油温测量范围： 0-300 ℃，测量误差：± 1℃。
为满足长时间工作试验的需求，
所配两套油源均采用低热量的油路设计，增加风冷式
回油冷却器；当油路通电时冷却风扇将自动开启，为其降温。
3.6 控制系统
该机控制系统由工业控制计算机 （品牌：研祥） 、专业控制软件、电气控制柜等部分构
成。
工业控制计算机 （品牌：研祥） 安装有 Windows 中文系统及济南益华摩擦学测试技术有限公司自主研发的控制软件， 按钮化简单操作， 界面简洁明亮， 操作方便，有在线提示功
能，一键式输入可轻松完成试验参数设置； 控制软件集预设、 采集、控制、数据分析与处理、数据存储、生成报表、打印等功能于一体。
图 7 试验机面板操作图
图 8 测试系统操作界面
操作测控软件 可运行于 Windows 9x/2000/XP/Win7 下，可实时采集、显示试验力、
试验时间、摩擦力矩、振动幅度、温度、转速与转数、摩擦系数、滑差率等试验参数，可实
3.6.1 全中文操作界面： 按钮化的全中文操作界面 , 设计简洁明亮 , 适合任何级别的操
作人员 , 操作简单， 并设有快捷操作方式，有效提高工作效率，误操作少，使试验更可靠
性、精确度更高。
图 9 试验力设定面板
如图所示， 试验各参数设置采用一键式输入方法， 适用于任何级别试验操作人员， 简化
试验步骤，无复杂操作流程；并设有快捷操作方式，可有效提高实验效率，无误操作，更智
能。
3.6.2 自处理、监控功能： 1. ）具有自监控功能，试验开启后，在无人情况下可完成试验或达到材料疲劳时可自行安全停机； 2.）提供强大的自动测试及数据处理功能。只要按下试验按钮 ,系统依照预先设置的试验参数自动进行试验、测试并自动处理试验数据；在试验结
束后 ,自动打印试验报告 ,无需再按下打印控件按钮操作 ,实现了从自动测试到自动输出试验结果的全自动操作。
3.6.3 保护功能：转数 、摩擦系数、摩擦力矩、 试验时间、振动信号参数超设定值自动
停车，保证试验在安全的条件下有效运行。
3.6.4 帮助功能：状态栏提供所有操作项目的详细提示及说明
, 包括菜单、工具栏和对话
框等 ,
如需访问提示
, 可单击“查看” 按钮，屏幕上会弹出有关主题详细说明书的下拉框
, 以
指导操作、提请注意。
图 11 报表生成界面
图 12 试验曲线显示界面
实验结束后，试验人员可根据需求，生成试验报表，存储试验数据，打印等，也可将
存储后的实验数据在其他商业软件中进行再处理。
4.主要技术参数指标：
① 试验力：
1.0 ～ 30kN ，无级可调，
②试验力加载精度：
指示值±
1 ％
② 试验力长时保持示值误差：
≤± 1％F.S
③
试验扭矩：
1 ～ 45N.m
④
扭矩示值相对误差：
≤± 1％
⑤
试验转速：
300 ～5800r/min
，无级可调
转速误差≤± 10r/min
⑦试验时间控制范围： 1～9999h
⑧试验转数显示与控制范围： 999999999
⑨试件尺寸： 满足标准 GB10622-89 、 YB/T5345-2006 标准，Ф 60 × 20
⑩试验空间：
满足摩擦副的装夹
? 试样、陪试件轴线在铅垂平面内平行度及水平平面内平行度：≤
0.02mm
? 主轴在安装试样和陪试件位置处径向跳动量及端面跳动量：
≤ 0.01mm
；
? 停机控制方式：
? 外型尺寸：
手动 / 自动（时间、 试验力、 转数、转速、 摩擦力矩、 振动幅度等）
1800 × 1000 × 1400mm （主机）
600 × 500 × 1600mm （电气控制柜）
500 × 500 × 500mm
（油箱参考尺寸，两套）
? 试验机各项参数符合 GB10622-89
5.试验机的环境与工作条件：
、 YB/T5345-2006
、 JB/T 10510-2005
的有关规定。
①在室温 10 0 C ～ 350 C 范围内，室内条件；
②相对湿度不大于 80%；
③在稳固的基础上正确安装；
④在周围无振动、无腐蚀性介质和无强电磁场干扰的清洁的环境中；
⑤使用电源：三相四线
380V；电源电压的波动范围不应超过额定电压的
10% 。
6.关键部件品牌一览表
项目
名称
品牌说明
1
电机
皖南电机
2
变频器
合资品牌
英威腾
3
计算机
研祥工业控制计算机
4
工业控制板卡
台湾
泓格
5
温度传感器
瑞士 罗卓尼克
6
轴承
P5 级轴承
7
扭矩传感器
北京三晶
8
打印机
惠普
9
弹性膜片联轴器
日本 米思米
10
油泵
日本 油研
11
交流接触器、空气开关
德国 施耐德
12
开关电源
洪海
13
数据采集模块
台湾
泓格
14
试验力传感器
福建
莆田
设备配置单
类别
序号
名称
规格/数量
备 注
配有：
1.
变频电机
1
台；
2.
试验力传感器
1
支；
1
主机
1 台
3.动态扭矩传感器
1
支；
4.
主机液压系统
1
套；
产
5.
主机润滑及冷却系统
1 套；
品
6.加速度传感器、配套电荷放大器
各一
2
电气控制柜
1 台
装有数据采集控制系统、软件，
计
3
1 套
算机硬件： PCA-6007LV/ 奔腾双核 CPU/
工业控制计算机
内存2G/
硬 盘 500G/DVD
光 驱
/10M-100M
网卡 / 声卡 / 鼠标、键盘。
4
A4 页幅彩色激光打印机
1 台
品牌：惠普
1
油盒
1 套
2
挡油罩
1 件
有机玻璃
备
3
压头
1 件
品
4
测温传感器
1 支
备
件
专用
工具
技术
文件
5
球座
1 件
6
钢球
1 件
Ф24
7
配重坨
1 件
8
电源插头及连线
1 套
线接触试样、点接触试样个一套，小型
9
摩擦副
1 套
组套工具，试样螺母工具各一套
10
防震垫铁
6 件
1
内六方扳手
1 套
2
手杆
1 件
3
支架
1 件
4
夹头扳手
1 件
5
止动销
1 件
6
起吊螺钉
4 件
1
1 份
含采购件型号、厂家、联系方式、主要
装箱清单
轴承型号、密封圈型号等
2
出厂合格证
1 份
含日常维护手册、常见故障诊断手册、
3
设备使用说明书
1 份
试样图纸、总体布局图、关键件及易损
件图纸
4
软件备份光盘
1 份
内含软件使用说明书
5
扭矩传感器说明书及合格证
1 份
6
试验力传感器说明书及合格证
1 份
7
电机使用说明书及合格证
1 份
8
出厂检验报告
1 份
分项报价：（总价 37 万元）
