摩擦磨損實驗機是檢測材料耐磨性的重要實驗設備，是用于研究各種金屬材料及非金屬材料（尼龍、塑料等）在滑動摩擦、滾動摩擦、滾滑復合摩擦和間歇接觸摩擦以及干摩擦、濕摩擦等不同工況下多種狀態下的耐磨性能以及評定材料的摩擦機理和測定材料的摩擦因數的機械[1]。材料的磨損特性與材料的強度等力學特性不同，它是與實際使用的工況條件密切相關的摩擦學系統特性[2]。科研人員一般采用摩擦磨損實驗機實現兩種材料的滑動或滾動接觸摩擦，然后通過測試摩擦因數或磨損量等參數確定材料的耐磨性能[3-4]。目前，廣泛應用的耐磨機夾具大多數采用卡扣式夾具，該夾具在摩擦實驗過程中容易松動，導致試件夾持不穩定，并且螺紋容易失效，導致使用壽命縮短，影響實驗結果的準確性。

本文對耐磨機夾具的受力特點進行分析，設計了一種穩定性更好的銷釘式夾具，該夾具操作便捷并且可以有效的固定試件，為材料領域的摩擦磨損研究提供了有效的解決方案。

1.   傳統夾具的不足

摩擦磨損實驗機的試件固定系統是摩擦磨損實驗的關鍵部件，一般采用傳統的卡扣式夾具，如圖1所示。實驗時，需要將夾具兩側的擋板打開，將試件放入卡槽，通過鎖緊螺紋銷釘使卡扣固定試件。摩擦磨損實驗過程會引起不同程度的震動以及夾具溫度升高，常常會導致銷釘螺紋的表面過量變形，造成螺紋失效，進而造成試件松動以及試件裝夾表面傾斜等誤差影響實驗結果的準確性。

如圖2所示，夾具受力分析可知，夾具始終會受到向右的Fx分力作用，這是導致螺紋銷釘松動和減少夾具使用壽命的主要原因；合力F會導致試件傾斜，造成實驗數據的不精確。夾具松動會造成摩擦面傾角，導致摩擦量測量誤差。

2.   新型夾具的結構

新型夾具如圖3所示，夾具分為兩個部分：主體部分；活動銷釘擋片部分。夾具的主體部分為整體構造，在夾具主體部分的卡槽左側切削加工“L”型溝槽。夾具的銷釘擋片部分采用單側銷釘固定，活動擋片設計為“L”型。目前，該新型夾具已經在內蒙古科技大學實驗室正式投入使用。

如圖4所示，新型夾具最突出的特點是通過單側銷釘固定“L”型擋片提高了夾具的整體性，使試件裝夾便捷且可靠。夾具左側處的溝槽方便于試件的裝夾與拆卸。夾具的整體式主體部分提高了夾具的使用壽命。“L”型的右端擋片限制試件在x，y，z軸方向上的自由度，使零件充分定位，進而保證摩擦磨損實驗測量數據的準確性。

3.   結束語

新型夾具相比于卡扣式夾具，有更長的使用壽命，增強了試件實驗過程裝夾穩定性，防止因摩擦等受力產生摩擦角造成實驗誤差。新型夾具可以在減少實驗誤差的同時，大幅度降低夾具磨損程度，使夾具具有更穩定更耐用的性能，具有廣闊的應用市場。

文章來源——金屬世界