CN102564882B - 轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法，轴承滚球或是钢质滚球或是陶瓷滚球，试验装置包括油盒(1)、压球环(2)、油盒盖(3)和锥形棒(4)，其中油盒设置有第一定位孔(1.1)、加载孔(1.2)、加热盲孔(1.3)、温度传感器放置盲孔(1.4)、第二定位孔(1.5)、圆锥面形腔(1.6)、外螺纹(1.7)和圆柱面形腔(1.8)，油盒盖设置有第三定位孔(3.1)和第四定位孔(3.2)，在该试验装置匹配下对轴承滚球实施纯滑动摩擦，在纯滑动摩擦条件下分别对所选润滑剂进行性能评定和轴承滚球所用材料的长时间磨损试验，试验装置具有结构简单且使用方便之特点，本发明的性能指标试验方法操作简单、易于实现。
Description
技术领域
本发明属于轴承滚球试验技术领域，尤其涉及到一种轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法，该方法中所述的性能指标是指：所选润滑剂进行性能评定、对轴承滚球所用材料进行长时间磨损试验，其中轴承滚球或是钢质滚球或是陶瓷滚球。
背景技术
轴承滚球的摩擦磨损是主要失效形式之一，轴承滚球的摩擦磨损性能是由材料、工作状态、接触方式和环境条件等因素决定的。轴承滚球摩擦磨损试验是一种对其材料及润滑剂在给定的条件下进行摩擦与磨损性能的试验。
轴承滚球比较常见的摩擦磨损试验机主要是用在润滑油性能评定过程中，摩擦磨损试验机分为四球摩擦磨损试验机、环-块摩擦试验机、销盘摩擦试验机、球盘摩擦磨损试验机、真空摩擦磨损试验机等。
上述摩擦磨损试验机的试验对象为轴承滚球，滚球通常为钢质，在特定润滑剂下通过钢质滚球的摩擦磨损来检测该润滑剂的润滑特性从而判断使用何种润滑剂为最佳润滑剂，或是钢质滚球材料的耐磨性试验 。
滚球材料的耐磨性是指：材料在一定摩擦条件下抵耐磨损的能力。
上述摩擦磨损试验机除了试验对象是钢质滚球外，其试验途径和结果是受限的，此外上述摩擦磨损试验机价格昂贵，试验条件严格，不适于轴承滚球如钢球或是陶瓷球的快速试验。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法，该方法中所述的轴承滚球或是钢质滚球或是陶瓷滚球，该方法中所使用的试验装置结构简单且使用方便，该方法在纯滑动摩擦下可以对轴承滚球所选润滑剂进行性能评定，可以对轴承滚球所用材料进行长时间磨损试验，试验过程简单、快速。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法，该方法中所述轴承滚球既可以是钢质滚球也可以是陶瓷滚球，该性能指标试验方法首先包含一套试验装置，在该试验装置匹配下对轴承滚球实施纯滑动摩擦，在纯滑动摩擦条件下分别对所选润滑剂进行性能评定和轴承滚球所用材料的长时间磨损试验，将上述两种试验自定义为性能指标试验。
㈠关于试验装置
试验装置包括油盒、压球环、油盒盖和锥形棒，油盒内自上而下设置有圆柱面形腔和圆锥面形腔，在圆锥面形腔内能够容纳直径已知的四颗轴承滚球，四颗轴承滚球不但与圆锥面形腔的下底平面接触并相切而且与圆锥面形腔的圆锥面接触并相切，在四颗轴承滚球的正中设置有一端呈120°的锥形棒，120°的锥形棒与四颗轴承滚球接触并相切；在四颗轴承滚球的外围设置有压球环，将油盒盖旋接在油盒上部外圆柱面设置的外螺纹上，油盒盖的内平端面压在压球环的上平端面并使压球环的下内圆锥面与四颗轴承滚球接触并相切；油盒下部底面正中设置加载孔，在加载孔的两边设置有对称的第一定位孔和第二定位孔，第一定位孔和第二定位孔的孔径相等，第一定位孔和第二定位孔的孔径小于加载孔的孔径；油盒下部外圆柱面分别设置有加热盲孔和温度传感器放置盲孔，若该试验装置需要高温环境，在油盒上的加热盲孔内插入加热棒，在油盒上的温度传感器放置盲孔内插入温度传感器，即可实现该试验装置的高温环境设置；油盒盖的上端正中设置有通孔，所述通孔的内径大于锥形棒的外径，在所述通孔的两边设置有对称的第三定位孔和第四定位孔，第三定位孔和第四定位孔的孔径相等，第三定位孔和第四定位孔的孔径小于所述通孔的内径；
㈡关于纯滑动摩擦
将直径已知的四颗轴承滚球放入与之匹配的油盒内，在四颗轴承滚球的正中和外围分别放上锥形棒和压球环，将油盒盖旋接在油盒上部外圆柱面设置的外螺纹上，通过油盒盖上的第三定位孔和第四定位孔并在力矩扳手作用下将油盒盖与油盒拧紧，力矩扳手的拧紧力控制在50~200N，然后将锥形棒的上端与外接驱动芯轴联接，通过油盒下部的加载孔对油盒施加向上的轴向力，该轴向力控制在200~1000N，在该轴向力控制下外接驱动芯轴的转速控制在1000 ~1800r/min，外接驱动芯轴带动锥形棒对四颗轴承滚球实施纯滑动摩擦，纯滑动摩擦的时间控制在30 ~60 min；
㈢关于性能指标试验
关于所选润滑剂的性能评定
分别选用两种或两种以上的润滑剂，锥形棒由轴承钢制作，轴承滚球或为陶瓷滚球或为钢质滚球，用对比试验来评定两种或两种以上润滑剂对轴承滚球的润滑性能，所选润滑剂的性能评定方式如下：
先按上述㈡关于纯滑动摩擦并在相同设定的试验条件下，分别将两种或两种以上润滑剂中的任一种润滑剂r倒入油盒中，该任一种润滑剂r要完全覆盖住四颗轴承滚球的球体；当纯滑动摩擦＋任一种润滑剂r试验结束后，卸下油盒并将油盒盖打开，将该任一种润滑剂r倒出，用放大镜或光学显微镜测量四颗轴承滚球的磨斑直径，计算出四颗轴承滚球的平均磨斑直径并标记为Dr；同理将两种或两种以上润滑剂中的另一种润滑剂l倒入油盒中，经纯滑动摩擦＋另一种润滑剂l试验结束后能求出四颗轴承滚球的平均磨斑直径并标记为Dl，依此类推可以计算出两种以上润滑剂的Dr、Dl、…、Di，注意轴承滚球在上述试验中的直径尺寸完全一致，若四颗轴承滚球是陶瓷滚球时其Dr、Dl、…、Di中计算值较小的则说明所对应的润滑剂是陶瓷滚球最佳的润滑剂且相对陶瓷滚球来说具有较好的润滑性能；若四颗轴承滚球是钢质滚球时其Dr、Dl、…、Di中计算值较小的则说明所对应的润滑剂是钢质滚球最佳的润滑剂且相对钢质滚球来说具有较好的润滑性能，润滑剂或是润滑油或是润滑脂；
关于轴承滚球的长时间磨损试验
选用同一种润滑剂，锥形棒或由轴承钢制成或由陶瓷材料制成，轴承滚球或为钢质滚球或为陶瓷滚球，通过对比试验来评定不同材料下轴承滚球的长时间磨损效果，轴承滚球的长时间磨损试验方式如下：
按上述㈡关于纯滑动摩擦并在相同设定的试验条件下向油盒内加入同一种润滑剂，当轴承滚球是钢质滚球时分别选用钢制锥形棒或是陶瓷锥形棒，试验运转60 min后停机，用放大镜或光学显微镜测量四颗钢质滚球的磨斑直径，分别计算出四颗钢质滚球在钢制锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dg和在陶瓷锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dt；同理当轴承滚球是陶瓷滚球时分别选用钢制锥形棒或是陶瓷锥形棒，试验运转60 min后停机，用放大镜或光学显微镜测量四颗钢质滚球的磨斑直径，分别计算出四颗陶瓷滚球在钢制锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dg1和在陶瓷锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dt1，Dg、Dt、Dg1和Dt1中算值较小的说明使用该材料的轴承滚球在长时间磨损状态下具有较好的耐磨性能。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下有益效果：
1. 本发明的试验装置具有结构简单且使用方便之特点，本发明的试验方法操作简单、易于实现。
2. 本发明的试验方法通过对比试验来研究轴承滚球的润滑性能和磨损性能。
3. 按本发明试验可以得出适合于钢制滚球或陶瓷滚球所配用的最佳润滑油或润滑脂，为轴承润滑剂的研制提供一种简单有效的检验手段。
4. 本发明通过对比试验来研究新型轴承材料耐磨性能。
附图说明
图1是本发明的试验方法结构示意图；
图2是将图1中油盒旋转90°后的半剖结构示意图。
上述图中：1-油盒；1.1-第一定位孔；1.2-加载孔；1.3-加热盲孔；1.4-温度传感器放置盲孔；1.5-第二定位孔；1.6-圆锥面形腔；1.7-外螺纹；1.8-圆柱面形腔；2-压球环；3-油盒盖；3.1-第三定位孔；3.2-第四定位孔；4—锥形棒；5—轴承滚球。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。
本发明是一种轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法。
本发明中所述轴承滚球既可以是钢质滚球也可以是陶瓷滚球，该性能指标试验方法首先包含一套试验装置，该试验装置相对背景技术中介绍的常见摩擦磨损试验机而言具有结构简单且使用方便之特点，故在该试验装置设置下的试验方法称其为性能指标试验方法。
在该试验装置匹配下对轴承滚球实施纯滑动摩擦，在纯滑动摩擦条件下分别对所选润滑剂进行性能评定和轴承滚球所用材料的长时间磨损试验，将上述两种试验合并且自定义为性能指标试验。
㈠关于试验装置
结合图1，本发明的试验装置包括油盒1、压球环2、油盒盖3和锥形棒4，油盒1内自上而下设置有圆柱面形腔1.8和圆锥面形腔1.6，在圆锥面形腔1.6内能够容纳直径已知的四颗轴承滚球5，这就是说只有在轴承滚球5直径已知的情况下才能计算出圆柱面形腔1.8和圆锥面形腔1.6的对应容积，不同直径的轴承滚球5其圆柱面形腔1.8和圆锥面形腔1.6的容积以相匹配为准。
四颗轴承滚球5不但与圆锥面形腔1.6的下底平面接触并相切，而且与圆锥面形腔1.6的圆锥面接触并相切，在四颗轴承滚球5的正中设置有一端呈
120°的锥形棒4，120°的锥形棒4与四颗轴承滚球5接触并相切。
在四颗轴承滚球5的外围设置有压球环2，将油盒盖3旋接在油盒1上部外圆柱面设置的外螺纹1.7上，油盒盖3的内平端面压在压球环2的上平端面并使压球环2的下内圆锥面与四颗轴承滚球5接触并相切。
油盒1下部底面正中设置加载孔1.2，在加载孔1.2的两边设置有对称的第一定位孔1.1和第二定位孔1.5，第一定位孔1.1和第二定位孔1.5的孔径相等，第一定位孔1.1和第二定位孔1.5的孔径小于加载孔1.2的孔径。
油盒1下部外圆柱面分别设置有加热盲孔1.3和温度传感器放置盲孔1.4，若该试验装置需要高温环境，在油盒1上的加热盲孔1.3内插入加热棒，在油盒1上的温度传感器放置盲孔1.4内插入温度传感器，即可实现该试验装置的高温环境设置。
油盒盖3的上端正中设置有通孔，所述通孔的内径大于锥形棒4的外径，在所述通孔的两边设置有对称的第三定位孔3.1和第四定位孔3.2，第三定位孔3.1和第四定位孔3.2的孔径相等，第三定位孔3.1和第四定位孔3.2的孔径小于所述通孔的内径。
㈡关于纯滑动摩擦
将直径已知的四颗轴承滚球5放入与之匹配的油盒1内，在四颗轴承滚球5的正中和外围分别放上锥形棒4和压球环2，将油盒盖3旋接在油盒1上部外圆柱面设置的外螺纹1.7上，通过油盒盖3上的第三定位孔3.1和第四定位孔3.2并在力矩扳手作用下将油盒盖3与油盒1拧紧，力矩扳手的拧紧力控制在50~200N，该拧紧力也可依据轴承的许应接触压力而定，然后将锥形棒4的上端与外接驱动芯轴联接，通过油盒1下部的加载孔1.2对油盒1施加向上的轴向力，该轴向力控制在200~1000N，该轴向力也可依据轴承的许应预紧力而定。在该轴向力控制下外接驱动芯轴的转速控制在1000 ~1800r/min，外接驱动芯轴带动锥形棒4对四颗轴承滚球5实施纯滑动摩擦，纯滑动摩擦的时间控制在30 ~60 min。
㈢关于性能指标试验
分别选用两种或两种以上的润滑剂，锥形棒由轴承钢制作，轴承滚球或为陶瓷滚球或为钢质滚球，用对比试验来评定两种或两种以上润滑剂对轴承滚球的润滑性能，所选润滑剂的性能评定方式如下：
先按上述㈡关于纯滑动摩擦并在相同设定的试验条件下，分别将两种或两种以上润滑剂中的任一种润滑剂r倒入油盒中，该任一种润滑剂r要完全覆盖住四颗轴承滚球的球体。r表示任一种润滑剂。
当纯滑动摩擦＋任一种润滑剂r试验结束后，卸下油盒并将油盒盖打开，将该任一种润滑剂r倒出，用放大镜或光学显微镜测量四颗轴承滚球的磨斑直径，计算出四颗轴承滚球的平均磨斑直径并标记为Dr。Dr表示在任一种润滑剂下四颗轴承滚球的平均磨斑直径。
同理将两种或两种以上润滑剂中的另一种润滑剂l倒入油盒中，l表示另一种润滑剂，经纯滑动摩擦＋另一种润滑剂l试验结束后能求出四颗轴承滚球的平均磨斑直径并标记为Dl，Dl表示在另一种润滑剂下四颗轴承滚球的平均磨斑直径。依此类推可以计算出两种以上润滑剂的Dr、Dl、…、Di，注意轴承滚球在上述试验中的直径尺寸完全一致：
若四颗轴承滚球是陶瓷滚球时其Dr、Dl、…、Di中计算值较小的则说明所对应的润滑剂是陶瓷滚球最佳的润滑剂且相对陶瓷滚球来说具有较好的润滑性能。
若四颗轴承滚球是钢质滚球时其Dr、Dl、…、Di中计算值较小的则说明所对应的润滑剂是钢质滚球最佳的润滑剂且相对钢质滚球来说具有较好的润滑性能，润滑剂或是润滑油或是润滑脂。
实施例1：两种配比不同润滑油的性能评定
第一种是以N32为基础油的润滑油，第二种是添加了不同纳米颗粒的润滑油，锥形棒由轴承钢GC15A制作，轴承滚球为钢质滚球由轴承钢GC15A制作，钢质滚球直径是12.7mm，用对比试验来评定第一种润滑油和第二种润滑油的润滑性能，两种润滑油的性能评定方式如下：
将直径为12.7mm的四颗钢质滚球放入与之匹配的油盒内，在四颗钢质滚球5的正中和外围分别放上锥形棒4和压球环2，将油盒盖3旋接在油盒1上部外圆柱面设置的外螺纹1.7上，通过油盒盖3上的第三定位孔3.1和第四定位孔3.2并在力矩扳手作用下将油盒盖3与油盒1拧紧，力矩扳手的拧紧力控制在50~200N，然后将锥形棒4的上端与外接驱动芯轴联接，通过油盒1下部的加载孔1.2对油盒1施加向上的轴向力，该轴向力控制在800N，在800N轴向力控制下外接驱动芯轴的转速控制在1800r/min，外接驱动芯轴带动锥形棒4对四颗钢质滚球实施纯滑动摩擦，纯滑动摩擦的时间控制在60 min。上述设定的试验条件是两种润滑油性能评定的统一条件。
将第一种润滑油加入油盒中，要求第一种润滑油要完全覆盖住四颗轴承滚球的球体。上述试验运转60min后停机，卸下油盒将油盒盖打开，将第一种润滑油倒出，用放大镜或光学显微镜测量四颗轴承滚球的磨斑直径，计算出四颗轴承滚球在第一种润滑油的平均磨斑直径。
在上述相同试验条件下，将第二种润滑油加入油盒中，要求第二种润滑油要完全覆盖住四颗轴承滚球的球体。上述试验运转60min后停机，卸下油盒将油盒盖打开，将第二种润滑油倒出，用放大镜或光学显微镜测量四颗轴承滚球的磨斑直径，计算出四颗轴承滚球在第二种润滑油的平均磨斑直径。
若第二种润滑油的平均磨斑直径小于第一种润滑油的平均磨斑直径，说明第二种润滑油是该钢质滚球最佳的润滑油，且相对该钢质滚球来说具有较好的润滑性能。
选用同一种润滑剂，锥形棒或由轴承钢制成或由陶瓷材料制成，轴承滚球或为钢质滚球或为陶瓷滚球，通过对比试验来评定不同材料下轴承滚球的长时间磨损效果，轴承滚球的长时间磨损试验方式如下：
按上述㈡关于纯滑动摩擦并在相同设定的试验条件下向油盒内加入同一种润滑剂，当轴承滚球是钢质滚球时分别选用钢制锥形棒或是陶瓷锥形棒，试验运转60 min后停机，用放大镜或光学显微镜测量四颗钢质滚球的磨斑直径，分别计算出四颗钢质滚球在钢制锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dg和在陶瓷锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dt，下标g表示钢制锥形棒，下标t表示陶瓷锥形棒。
同理当轴承滚球是陶瓷滚球时分别选用钢制锥形棒或是陶瓷锥形棒，试验运转60 min后停机，用放大镜或光学显微镜测量四颗钢质滚球的磨斑直径，分别计算出四颗陶瓷滚球在钢制锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dg1和在陶瓷锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dt1。
Dg、Dt、Dg1和Dt1中计算值较小的说明使用该材料的轴承滚球在长时间磨损状态下具有较好的耐磨性能。
实施例2：两种陶瓷滚球的长时间磨损试验
第一种陶瓷滚球由Si3N4制作，第二种陶瓷滚球由ZrO2制作，两种陶瓷滚球的直径均为12.7mm，锥形棒由轴承钢GC15A制作，选用同一种润滑剂，通过对比试验来评定Si3N4和ZrO2制作的陶瓷滚球在长时间下的磨损效果，两种陶瓷滚球的长时间磨损试验方式如下：
将直径为12.7mm的四颗第一种陶瓷滚球放入与之匹配的油盒内，在四颗第一种陶瓷滚球的正中和外围分别放上锥形棒4和压球环2，将油盒盖3旋接在油盒1上部外圆柱面设置的外螺纹1.7上，通过油盒盖3上的第三定位孔3.1和第四定位孔3.2并在力矩扳手作用下将油盒盖3与油盒1拧紧，力矩扳手的拧紧力控制在100~200N，然后将锥形棒4的上端与外接驱动芯轴联接，通过油盒1下部的加载孔1.2对油盒1施加向上的轴向力，该轴向力控制在600N，在600N轴向力控制下外接驱动芯轴的转速控制在1400r/min，外接驱动芯轴带动锥形棒4对四颗第一种陶瓷滚球实施纯滑动摩擦，纯滑动摩擦的时间控制在60 min，试验运转60 min后停机，卸下锥形棒，用放大镜或光学显微镜下测量四颗第一种陶瓷滚球的磨斑直径，并求出四颗第一种陶瓷滚球的平均磨斑直径。
在上述设定的试验条件下并按上述试验方式能够求出四颗第二种陶瓷滚球的平均磨斑直径。
通过上述对比试验，第一种陶瓷滚球的平均磨斑直径较小，说明第一种陶瓷滚球Si3N4在长时间磨损状态下具有较好的耐磨性能，第一种陶瓷滚球Si3N4的耐磨性能比第二种陶瓷滚球ZrO2的耐磨性能更好。
实施例3：两种钢质滚球的长时间磨损试验
第一种钢质滚球由GCr15A制作，第二种钢质滚球由GCr9制作，两种钢质滚球的直径均为12.7mm，锥形棒由轴承钢GC15A制作，选用同一种润滑剂，通过对比试验来评定GCr15A和GCr9制作的钢质滚球在长时间下的磨损效果，两种钢质滚球的长时间磨损试验方式如下：
将直径为12.7mm的四颗第一种钢质滚球放入与之匹配的油盒内，在四颗第一种钢质滚球的正中和外围分别放上锥形棒4和压球环2，将油盒盖3旋接在油盒1上部外圆柱面设置的外螺纹1.7上，通过油盒盖3上的第三定位孔3.1和第四定位孔3.2并在力矩扳手作用下将油盒盖3与油盒1拧紧，力矩扳手的拧紧力控制在100~200N，然后将锥形棒4的上端与外接驱动芯轴联接，通过油盒1下部的加载孔1.2对油盒1施加向上的轴向力，该轴向力控制在600N，在600N轴向力控制下外接驱动芯轴的转速控制在1200r/min，外接驱动芯轴带动锥形棒4对四颗第一种钢质滚球实施纯滑动摩擦，纯滑动摩擦的时间控制在60 min，试验运转60 min后停机，卸下锥形棒，用放大镜或光学显微镜下测量四颗第一种钢质滚球的磨斑直径，并求出四颗第一种钢质滚球的平均磨斑直径。
在上述设定的试验条件下并按上述试验方式能够求出四颗第二种钢质滚球的平均磨斑直径。
通过上述对比试验，第一种钢质滚球的平均磨斑直径较小，说明第一种钢质滚球GCr15A在长时间磨损状态下具有较好的耐磨性能，第一种钢质滚球GCr15A的耐磨性能比第二种钢质滚球GCr9的耐磨性能更好。
上述实施例2和实施例3在相同试验条件下还可以做交叉对比试验，以求出哪种材料的轴承滚球具有更好的耐磨性能。
根据本发明的试验装置和纯滑动摩擦条件，轴承滚球还可以制定出其它试验方法，如高温环境等。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (1)
1.一种轴承滚球在纯滑动摩擦下的性能指标试验方法，该方法中所述轴承滚球既可以是钢质滚球也可以是陶瓷滚球，该性能指标试验方法首先包含一套试验装置，在该试验装置匹配下对轴承滚球实施纯滑动摩擦，在纯滑动摩擦条件下分别对所选润滑剂进行性能评定试验和轴承滚球所用材料的长时间磨损试验，将上述两种试验自定义为性能指标试验；其特征是：
㈠关于试验装置
试验装置包括油盒(1)、压球环(2)、油盒盖(3)和锥形棒(4)，油盒(1)内自上而下设置有圆柱面形腔(1.8)和圆锥面形腔(1.6)，在圆锥面形腔(1.6)内能够容纳直径已知的四颗轴承滚球(5)，四颗轴承滚球(5)不但与圆锥面形腔(1.6)的下底平面接触并相切而且与圆锥面形腔(1.6)的圆锥面接触并相切，在四颗轴承滚球(5)的正中设置有一端呈120°的锥形棒(4)，120°的锥形棒(4)与四颗轴承滚球(5)接触并相切；在四颗轴承滚球(5)的外围设置有压球环(2)，将油盒盖(3)旋接在油盒(1)上部外圆柱面设置的外螺纹(1.7)上，油盒盖(3)的内平端面压在压球环(2)的上平端面并使压球环(2)的下内圆锥面与四颗轴承滚球(5)接触并相切；油盒(1)下部底面正中设置加载孔(1.2)，在加载孔(1.2)的两边设置有对称的第一定位孔(1.1)和第二定位孔(1.5)，第一定位孔(1.1)和第二定位孔(1.5)的孔径相等，第一定位孔(1.1)和第二定位孔(1.5)的孔径小于加载孔(1.2)的孔径；油盒(1)下部外圆柱面分别设置有加热盲孔(1.3)和温度传感器放置盲孔(1.4)，若该试验装置需要高温环境，在油盒(1)上的加热盲孔(1.3)内插入加热棒，在油盒(1)上的温度传感器放置盲孔(1.4)内插入温度传感器，即可实现该试验装置的高温环境设置；油盒盖(3)的上端正中设置有通孔，所述通孔的内径大于锥形棒(4)的外径，在所述通孔的两边设置有对称的第三定位孔(3.1)和第四定位孔(3.2)，第三定位孔(3.1)和第四定位孔(3.2)的孔径相等，第三定位孔(3.1)和第四定位孔(3.2)的孔径小于所述通孔的内径；
㈡关于纯滑动摩擦
将直径已知的四颗轴承滚球(5)放入与之匹配的油盒(1)内，在四颗轴承滚球(5)的正中和外围分别放上锥形棒(4)和压球环(2)，将油盒盖(3)旋接在油盒(1)上部外圆柱面设置的外螺纹(1.7)上，通过油盒盖(3)上的第三定位孔(3.1)和第四定位孔(3.2)并在力矩扳手作用下将油盒盖(3)与油盒(1)拧紧，力矩扳手的拧紧力控制在50～200N，然后将锥形棒(4)的上端与外接驱动芯轴联接，通过油盒(1)下部的加载孔(1.2)对油盒(1)施加向上的轴向力，该轴向力控制在200～1000N，在该轴向力控制下外接驱动芯轴的转速控制在1000～1800r/min，外接驱动芯轴带动锥形棒(4)对四颗轴承滚球(5)实施纯滑动摩擦，纯滑动摩擦的时间控制在30～60min；
㈢关于性能指标试验
①关于所选润滑剂的性能评定试验
分别选用两种或两种以上的润滑剂，锥形棒由轴承钢制作，轴承滚球或为陶瓷滚球或为钢质滚球，用对比试验来评定两种或两种以上润滑剂对轴承滚球的润滑性能，所选润滑剂的性能评定方式如下：
先按上述㈡关于纯滑动摩擦并在相同设定的试验条件下，分别将两种或两种以上润滑剂中的任一种润滑剂r倒入油盒中，该任一种润滑剂r要完全覆盖住四颗轴承滚球的球体；当纯滑动摩擦＋任一种润滑剂r试验结束后，卸下油盒并将油盒盖打开，将该任一种润滑剂r倒出，用放大镜或光学显微镜测量四颗轴承滚球的磨斑直径，计算出四颗轴承滚球的平均磨斑直径并标记为Dr；同理将两种或两种以上润滑剂中的另一种润滑剂l倒入油盒中，经纯滑动摩擦＋另一种润滑剂l试验结束后能求出四颗轴承滚球的平均磨斑直径并标记为Dl，依此类推可以计算出两种以上润滑剂的Dr、Dl、…、Di，i为自然整数，注意轴承滚球在上述试验中的直径尺寸完全一致，若四颗轴承滚球是陶瓷滚球时其Dr、Dl、…、Di中计算值较小的则说明所对应的润滑剂是陶瓷滚球最佳的润滑剂且相对陶瓷滚球来说具有较好的润滑性能；若四颗轴承滚球是钢质滚球时其Dr、Dl、…、Di中计算值较小的则说明所对应的润滑剂是钢质滚球最佳的润滑剂且相对钢质滚球来说具有较好的润滑性能，润滑剂或是润滑油或是润滑脂；
②关于轴承滚球的长时间磨损试验
选用同一种润滑剂，锥形棒或由轴承钢制成或由陶瓷材料制成，轴承滚球或为钢质滚球或为陶瓷滚球，通过对比试验来评定不同材料下轴承滚球的长时间磨损效果，轴承滚球的长时间磨损试验方式如下：
按上述㈡关于纯滑动摩擦并在相同设定的试验条件下向油盒内加入同一种润滑剂，当轴承滚球是钢质滚球时分别选用钢制锥形棒或是陶瓷锥形棒，试验运转60min后停机，用放大镜或光学显微镜测量四颗钢质滚球的磨斑直径，分别计算出四颗钢质滚球在钢制锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dg和在陶瓷锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dt；同理当轴承滚球是陶瓷滚球时分别选用钢制锥形棒或是陶瓷锥形棒，试验运转60min后停机，用放大镜或光学显微镜测量四颗钢质滚球的磨斑直径，分别计算出四颗陶瓷滚球在钢制锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dg1和在陶瓷锥形棒下的平均磨斑直径并标记为Dt1，Dg、Dt、Dg1和Dt1中算值较小的说明使用该材料的轴承滚球在长时间磨损状态下具有较好的耐磨性能。
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