DE932277C

DE932277C - Mechanical-technological measuring method for determining the boundary layer stability of lubricants and similar like

Info

Publication number: DE932277C
Application number: DEB19446A
Authority: DE
Inventors: Albert Dr-Ing Bartel
Original assignee: Sommer & Runge K G
Current assignee: Sommer & Runge K G
Priority date: 1952-03-12
Filing date: 1952-03-12
Publication date: 1955-08-29

Description

Mechanisch-technologisches Meßverfahren zur Bestimmung der Grenzschichtstabilität von Schmiermitteln u. dgl. überblickt man die Entwicklung der Messung auf dem Gebiet der Schmierfälhigkeit (Öle, Fette, ölartige Substanzen u. dgl.), so lassen sich drei notwendige Angaben abstecken, dieses Verhalten zu charakterisieren: a) das Reibungsverhalten im Gebiet der reinen Flüssigkeitsreibung (beispielsweise mit 4-Lager-Prüfstand) sowie im Gebiet der Grenzreibung; b) das Verschleißverhalten im Gebiet der Grenzreibung; c) das Alterungsverhalten (in diesem Falle einer meist freien, d. h. ohne Druck befindlichen Flüssigkeit).Mechanical-technological measuring method to determine the boundary layer stability of lubricants and the like. one overlooks the development of measurement in the field the lubricity (oils, fats, oily substances, etc.), so can define three pieces of information necessary to characterize this behavior: a) that Friction behavior in the area of pure fluid friction (for example with a 4-bearing test stand) as well as in the area of boundary friction; b) the wear behavior in the area of boundary friction; c) the aging behavior (in this case mostly free, i.e. without pressure liquid).

Im Laufe der Zeit sind u. a. physikalische, chemische und mechanisch-technologische Prüfverfahren entwickelt worden, welche den gemeinsamen Nachteil haben, entweder einen Sonderfall der Messung der vielfältigen Einflüsse bei der Vermessung der Schmierfähigkeit darzustel.len oder Vorgänge zu erfassen, die nicht betriebstreu in Form und Art der Werkstoffpaarung sind. Es sind auch wiederholt chemische Verfahren zur Charakterisierung der SchmierfäXiglçeit genannt worden. Over time, inter alia physical, chemical and mechanical-technological Test methods have been developed which have the common disadvantage of either a special case of measuring the various influences when measuring lubricity to represent or to record processes that are not true to the company in terms of form and type the material pairing. There are also repeated chemical characterization procedures the lubricity has been called.

D.as erfindungsgemäße mechanisch-technologische Verfähren läßt gegenüber der Möglichkeit, mit chemischen Met'hoden Materie als »schmierfähig« zu bezeichnen, auf weit sicherer Grundlage die Messung der Materialeigenschaft Schmierfähigkeit zu. D.as the mechanical-technological process according to the invention can be compared the possibility of using chemical methods to designate matter as "lubricious", on a much more reliable basis the measurement of the material property lubricity to.

Der Werkstoffpaarungseinfluß, der katalytische Einfluß des Abriebes der Werkstoffpaarung auf die Alterung der Schmiermittelzwischenschicht und andere Erscheinungen, welche die Schmierfähigkeit beeinflussen, sind nämlich in einfacher chemischer Weise nicht namhaft zu machen, in der Art z. daß dazu eine Kurzzeitmessung möglich erscheint.The influence of the material pairing, the catalytic influence of abrasion the material pairing on the aging of the lubricant intermediate layer and others Namely, phenomena affecting lubricity are simpler chemically not to be named, in the way z. that to a short-term measurement appears possible.

Ein technischer Fortschritt ist in einer Ausweitung der an und für sich teilweise schon allgemein gemessenen Daten zu sehen und somit eine betfiebsnahe Erfassung neuer Ölkenudaten.A technical advance is in an expansion of the to and for to see partially already generally measured data and thus an operational one Acquisition of new oil kenudata.

Im Laufe der Zeit wurden u. a. der Grenzschichte, d. i. die Metall-Öl-Grenzphase, besondere schmiertechnische Eigenschaften zugeschrieben, wie beispielsweise Notlaufeigenscthaften, Wirkung der Additive, also vor allem Höchstdruckeigenschaften in Richtung Schweißverhinderung. Zur Bestimmung der Grenzschichtstabilität von Schmiermitteln u. dgl. wurde ein mechanisch-technologisches Meßverfahren entwickelt, welches erfindungsgemäß darin besteht, daß in einer Lagerprüfmaschine mit frei fliegendem Zapfen, welcher von innen her wahlweise heizbar ist, der Ölfilm sowohl im auslaufenden Bereich wie auch dann wieder beim Start zu Bewegungsbeginn) in der Form beobachtet wird, daß nach einem unveränderlich festgelegten Fährschema der Grenzphasenfilm durch abklingende Gleitbewegung von I000 bis t1so ooo mm/sec herab dynamisch beansprucht, dann, in Ruhe gesetzt, nach einer einheitlich festgelegten Wartezeit wieder mit sehr geringer Startgleitgeschwindigkeit von t/so ooo mm/sec bewegt wird und dabei die Auslaufreibungswerte und Anlaufreibungswerte (= Widerstand bei Bewegungsbeginn) als Funktion des Druckes, der Temperatur und der Werkstoffpaarung gemessen werden. In the course of time, inter alia the boundary layer, d. i. the metal-oil interface phase, assigned special lubricating properties, such as emergency running properties, Effect of the additives, i.e. especially high pressure properties in the direction of sweat prevention. A mechanical-technological method was used to determine the boundary layer stability of lubricants and the like Measuring method developed, which according to the invention consists in that in a bearing testing machine the oil film with a free-flying pin, which can optionally be heated from the inside both in the outgoing area and then again at the start at the beginning of the movement) is observed in the form that according to an invariably fixed ferry scheme the boundary phase film by decaying sliding movement from 1000 to t1so, ooo mm / sec down dynamically stressed, then, put in rest, according to a uniformly established Waiting time again with a very low starting glide speed of t / so, ooo mm / sec is moved and the run-out friction values and start-up friction values (= resistance at the start of movement) as a function of pressure, temperature and material pairing be measured.

Die meisten Prüfmethoden mechanisch-technologischer Art (vor allem bei Reibungsmessung) überfahren den Auslaufbereich, d. h. das Gebiet der abklingenden Gleitgeschwindigkeit, unbewußt. Infolgedessen wird eine von Natur aus vorhandene Feinstruktur der Reibungskurven nur teilweise oder gar nicht erfaßt. Alle Bewegung bei Schmierung endet letzten Endes darin, daß sich die Reibung, nach Verlassen des hydrodynamischen Gleitgebietes, in einer an den Lagerflächen mehr oder minder festhaftenden, mehr oder minder dicken Grenzphase vollzieht. Der Aufbau der Grenzphasenstruktur und ihre räumliche Ausdehnung werden von der Art und Weise der metallischen Unterlage bestimmt. Diese unter Druck quasi kristaltlin gewordene Grenzphase hat, molekular genommen, durch hohe Raumerfüllung und ebensolchen Ordnungszustand ein sehr großes- Tragvermögen, woraus- u. a. die sehr ersehnten Notlaufeigenschaften resultieren. Most test methods of a mechanical-technological nature (especially in the case of friction measurement) drive over the run-out area, i.e. H. the area of decaying Sliding speed, unconscious. As a result, it becomes an inherently existing one Fine structure of the friction curves only partially or not at all recorded. All movement with lubrication ends in the fact that the friction, after leaving the hydrodynamic sliding area, in a more or less firmly adhering to the bearing surfaces, more or less thick border phase takes place. The construction of the boundary phase structure and their spatial expansion are determined by the way of the metallic base certainly. This boundary phase, which has become quasi crystalline under pressure, is molecular taken, a very large- Buoyancy, from which the much sought-after emergency running properties result.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß geschmierte reibende Teile, gleichgültig welcher Körperform und Stoffart (Wefkstoffpaarung), gdeichgültig welcher Temperatur und welchen Drücken sie ausgesetzt sind, sowohl im Gebiet auslaufender Gleitgeschwindigkeit als auch beim Start (= Widerstand bei Bewegungsbeginn) beobachtet werden, wobei im Auslaufgebiet der Bereich relativer Gleitgeschwindigkeit von t/lo bis t/so ooo mm/sec als bevorzugter, jedoch nicht alleiniger Beobachtungsbereich gilt, in dem das Verhalten bei verschiedenen Drücken und Temperaturen registriert wird. Die Messung geschieht an Oberflächen, welche als technisch eingelaufen gelten. Das sind solche Oberflächen, die durch vorhergehende Reibung mit der Meßflüssigkeit egalisiert werden und nachweisbar eine Beilbysche Polierschichte als Meßbasis aufweisen. The essence of the invention is that lubricated friction parts, regardless of the body shape and type of material (pairing of materials), regardless of which one Temperature and what pressures they are exposed to, both in the area tapered Gliding speed as well as at the start (= resistance at the beginning of movement) observed , whereby in the run-out area the range of relative sliding speed of t / lo up to t / so, ooo mm / sec as the preferred, but not the only, observation area applies, in which the behavior is registered at different pressures and temperatures will. The measurement takes place on surfaces that are considered technically run-in. These are surfaces that are affected by previous friction with the measuring fluid be leveled and demonstrably have a Beilby polishing layer as a measurement base.

Von einer sehr hohen Relativgleitgeschwindigkeit (beispielsweise IOOO mm/sec) ausgehend, wird diese gleichmäßig abnehmend gefahren, um schließlich ohne Stoß und Erschütterung eine Relativgleitgeschwindigkeit von I/looomm/sec zu erreichen Diese ist über eine Minimalzeit von beispielsweise 10 Minuten aufrechtzuerhalten. Nach dieser Zeit ist das reibende System durch Ausschalben der Treibkraft stiìllzusetzen.- Nach einer abermaligen Wartedauer von beispielsweise IO Minuten im Ruhezustand ist eine erste Bewegung von der Geschwindigkeit von beispielsweise 1/50000 mm/sec in das System einzuführen und so lange wirken zu lassen, bis die Trennung der durch Reibung aktiv ineinandergeschobenen Teile der metallischen Oberflächen trotz Beisein der Schmiermittelzwischenlage erfolgt. Die Trennung vollzieht sich je nach der Art der Belastung in Form eines deutlich vernehmbaren Ruckes; unter Umständen auch dumpfen Knalles. From a very high relative sliding speed (for example IOOO mm / sec) starting out, this is driven steadily decreasing to finally a relative sliding speed of 1 / looomm / sec without impact and vibration achieve This must be maintained for a minimum time of 10 minutes, for example. After this time, the rubbing system is to be stopped by dismantling the driving force. After another waiting period of, for example, IO minutes, it is in the idle state a first movement from the speed of, for example, 1/50000 mm / sec in introduce the system and let it work until the separation of the through Friction of actively nested parts of the metallic surfaces in spite of presence the lubricant liner is done. The separation takes place according to the species the load in the form of a clearly audible jolt; possibly also dull Bang.

Der Wert der Reibung im Augenblick der Trennung ist der höchste überhaupt erreichbare Reibungswert bei Vorhandensein von schmierenden Substanzen, welche die Lageroberflächen nicht besc'hädigen. The value of friction at the moment of separation is the highest anywhere achievable coefficient of friction in the presence of lubricating substances, which the Do not damage storage surfaces.

Claims

PATENT CLAIM: Mechanical-technological measuring method for determination the boundary layer stability of lubricants and the like, characterized in that in a bearing testing machine with the pin flying freely, which can be selected from the inside is heatable, the oil film both in the outflow area and then again in the Start (= beginning of movement) is observed in the form that after a constant fixed driving pattern of the boundary phase film by decaying sliding movement of 1000 to 1/50000 000 mm / sec down dynamically stressed, then put to rest after a uniformly defined waiting time again with a very low starting planing speed of t / so ooo mm, sec is moved and thereby the run-out friction values and the start-up friction values (= Resistance at the start of movement) as a function of pressure, temperature and the material pairing can be measured.