RU176975U1 - Tribometer lubrication bath - Google Patents
Tribometer lubrication bath Download PDFInfo
- Publication number
- RU176975U1 RU176975U1 RU2017135965U RU2017135965U RU176975U1 RU 176975 U1 RU176975 U1 RU 176975U1 RU 2017135965 U RU2017135965 U RU 2017135965U RU 2017135965 U RU2017135965 U RU 2017135965U RU 176975 U1 RU176975 U1 RU 176975U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- cover
- rotation
- tribometer
- spindle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области испытаний материалов на трение и изнашивание в среде жидких смазок и касается конструкции смазочной ванны к трибометру с вертикальной осью вращения его шпинделя.Технический результат состоит в предотвращении брызг и утечек смазки из рабочей полости ванны в процессе испытаний при высоких скоростях ее вращения относительно вертикальной оси.Достигается тем, что смазочная ванна для трибометра с вертикальной осью вращения его шпинделя содержит цилиндрический корпус с внутренней полостью для смазочной среды и крышку с отверстием под держатель образца. При этом крышка выполнена с крепежным фланцем с отверстием, соосным оси вращения шпинделя, и снабжена распложенными на ее внутренней поверхности тонкостенными концентрическими выступами соответственно, у центрального отверстия и у поверхности сопряжения крышки с внутренней полостью корпуса, при этом на торце стенки корпуса выполнена канавка под уплотнительное кольцо, а высота тонкостенных выступов на крышке составляет 3-7 ее толщин. 1 ил.The invention relates to the field of testing materials for friction and wear in a fluid lubricant and relates to the design of a lubricant bath for a tribometer with a vertical axis of rotation of its spindle. The technical result consists in preventing splashes and leaks of lubricant from the working cavity of the bath during testing at high speeds of its rotation relative to the vertical axis. It is achieved in that the lubricating bath for a tribometer with a vertical axis of rotation of its spindle comprises a cylindrical body with an internal cavity for lubricating medium and a cover with a hole for the sample holder. The cover is made with a mounting flange with a hole coaxial to the axis of rotation of the spindle and is equipped with thin-walled concentric protrusions located on its inner surface, respectively, at the central hole and at the interface between the cover and the internal cavity of the housing, and a groove for sealing ring, and the height of thin-walled protrusions on the lid is 3-7 of its thicknesses. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области испытаний материалов на трение и изнашивание в среде жидких смазок и касается конструкции смазочной ванны к трибометру с вертикальной осью вращения его шпинделя.The utility model relates to the field of testing materials for friction and wear in a fluid lubricant and relates to the design of a lubricating bath to a tribometer with a vertical axis of rotation of its spindle.
Известна машина трения [1] для исследования износа материалов поршневых колец и цилиндров, содержащая корпус, привод возвратно-поступательного движения ползуна, на котором смонтирована смазочная ванна открытого типа, держатели образца и контробразца и механизм нормального нагружения пары трения. Недостаток ее состоит в малой скорости скольжения сопряженных образцов (nдв.ходов ползуна=108, что при длине хода I=50 мм дает всего лишь Vск=0,18 м/сек).A known friction machine [1] for studying the wear of materials of piston rings and cylinders, comprising a housing, a reciprocating slide actuator, on which an open-type lubricating bath is mounted, sample and counter-sample holders and a mechanism for normal loading of a friction pair. Its disadvantage is the low sliding speed of the conjugated samples (n double slider passages = 108, which for a stroke length of I = 50 mm gives only V ck = 0.18 m / s).
Известна также машина трения подобного типа [2], функциональные возможности которой расширены путем установки на подвижной каретке под смазочной ванной нагревательного элемента и датчика температуры. Тем самым обеспечивается возможность проведения триботехнических испытаний при повышенных температурах.A similar type of friction machine [2] is also known, the functionality of which is expanded by installing a heating element and a temperature sensor on a movable carriage under the lubricating bath. This provides the possibility of tribological tests at elevated temperatures.
Общим недостатком машин трения подобного типа является невысокая скорость скольжения, которая обусловлена появлением брызг и утечек смазки при реверсе движения.A common disadvantage of friction machines of this type is the low sliding speed, which is caused by the appearance of splashes and leaks of lubricant during reverse movement.
Известна машина трения вращательного типа 2070СМТ-1, реализующая схему контакта «шар-цилиндр» и предназначенная для оценки противозадирных свойств жидких смазочных материалов [3].Known rotational type friction machine 2070CMT-1, which implements a ball-cylinder contact scheme and is designed to evaluate the extreme pressure properties of liquid lubricants [3].
В соответствии с ГОСТом шар (∅8 мм, сталь ШХ15), жестко закрепленный в держателе, нормальным усилием Р прижимается к наружной поверхности кольца (D=52mm), вращающегося относительно горизонтальной оси с постоянной скоростью n=230±19 об/мин (V≈0,1 м/с). При этом нижняя кромка кольца погружена в ванну с маслом на глубину ≥2 мм, чем обеспечивается подача масла в зону трения в ламинарном режиме.In accordance with GOST, a ball (∅8 mm, steel ШХ15), rigidly fixed in the holder, is pressed by a normal force P to the outer surface of the ring (D = 52mm), rotating relative to the horizontal axis with a constant speed n = 230 ± 19 rpm (V ≈0.1 m / s). In this case, the lower edge of the ring is immersed in a bath with oil to a depth of ≥2 mm, which ensures the supply of oil to the friction zone in laminar mode.
Известна также машина трения для испытания пары типа «шар-цилиндр» в смазочной среде [4], у которой цилиндрический контробразец, закрепленный на горизонтальном валу многоскоростного привода вращения, размещен внутри закрытой масляной ванны, жестко соединенной с корпусом. В верхней части закрытого корпуса ванны имеется отверстие для установки держателя шарового образца, контактирующего под нагрузкой с наружной поверхностью цилиндра, нижняя кромка которого погружена в смазочную среду.Also known is a friction machine for testing a ball-to-cylinder pair in a lubricating medium [4], in which a cylindrical counter-sample mounted on a horizontal shaft of a multi-speed rotation drive is located inside a closed oil bath rigidly connected to the housing. In the upper part of the enclosed bath body there is an opening for installing a ball sample holder, which is in contact with the external surface of the cylinder, the lower edge of which is immersed in a lubricating medium.
Ванна подобного закрытого типа, описанная в [3] и [4], позволяет реализовать любой режим смазки испытуемого сопряжения от ламинарного до турбулентного, не опасаясь ни брызг, ни утечек, и потому существенно повысить скорость скольжения.A bath of this closed type, described in [3] and [4], allows you to implement any lubrication mode of the test pairing from laminar to turbulent, without fear of splashes or leaks, and therefore significantly increase the sliding speed.
Однако применимость этих решений ограничена тем, что ось закрытой ванны должна быть горизонтальной с тем, чтобы подхватываемая цилиндром смазка попадала бы в зону трения к шаровому образцу.However, the applicability of these solutions is limited in that the axis of the closed bath must be horizontal so that the grease picked up by the cylinder enters the friction zone to the ball sample.
Другое ограничение состоит в том, что предложенный [4] вариант регистрации износа шара по линейному перемещению индикатора применим лишь для не изнашиваемого контртела, поскольку в общем случае регистрируемое индикатором перемещение "h" будет обусловлено суммой конкретных износов как шара, так и цилиндра.Another limitation is that the proposed [4] option for recording ball wear by linear displacement of the indicator is applicable only for a non-wearing counterbody, since in the general case the displacement "h" recorded by the indicator will be determined by the sum of the specific wear of both the ball and the cylinder.
Следует отметить, что вышепредставленные решения применимы для трибосопряжений с точечным контактом типа, например «шар-цилиндр», у которых коэффициент взаимного перекрытия, равный отношению площадей трения образца и контробразца, стремиться к 0, т.е. Квз=So6p/Sк.o6p - >0.It should be noted that the above solutions are applicable for tribological conjugations with a point contact of the type, for example, “ball-cylinder”, in which the mutual overlap coefficient equal to the ratio of the friction areas of the sample and the counter-sample tends to 0, i.e. By substituting = S o6p / S k.o6p -> 0.
При испытаниях же трибосопряжений с Квз->1, например, «торец трубы по диску», когда весь узел трения должен быть погружен в смазочную ванну, целесообразнее использовать трибометры с вертикальной осью относительного вращения, при этом требование герметичности ванны становится обязательным.When testing tribological conjugations with K b -> 1, for example, the “pipe end along the disk”, when the entire friction unit must be immersed in a lubricating bath, it is more expedient to use tribometers with a vertical axis of relative rotation, and the requirement of tightness of the bath becomes mandatory.
Решением, наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности и принятым за прототип [5], является ванна для трибометра с вертикальной осью вращения его шпинделя, снабженного торцевым фланцем для ее крепления. Ванна содержит цилиндрический корпус с внутренней полостью для смазочной среды и защитный кожух от брызг в виде крышки с отверстием, существенно большим диаметра держателя образца.The solution closest to the one proposed in its technical essence and adopted as a prototype [5] is a bath for a tribometer with a vertical axis of rotation of its spindle, equipped with an end flange for its fastening. The bath contains a cylindrical body with an internal cavity for the lubricating medium and a protective cover against splashes in the form of a cover with an opening substantially larger than the diameter of the sample holder.
Недостаток данного решения состоит в том, что при эксцентричном расположении держателя образца большая часть крышки ванны остается открытой, что при больших скоростях скольжения >1 м/с приводит к появлению брызг и выбросов смазки в силу действия центробежных сил. Кроме того, при проведении испытаний при повышенных температурах, когда ванна устанавливается внутри термокамеры, возможно попадание смазочной среды на нагревательный элемент, что тоже должно быть исключено.The disadvantage of this solution is that with the eccentric arrangement of the sample holder, most of the bath lid remains open, which at high sliding speeds> 1 m / s leads to the appearance of sprays and grease emissions due to centrifugal forces. In addition, when testing at elevated temperatures, when the bath is installed inside the heat chamber, a lubricant may enter the heating element, which should also be excluded.
Технический результат состоит в предотвращении брызг и утечек смазки из рабочей полости ванны в процессе испытаний при высоких скоростях ее вращения относительно вертикальной оси.The technical result consists in preventing splashes and leaks of lubricant from the working cavity of the bath during testing at high speeds of its rotation relative to the vertical axis.
Технический результат достигается тем, смазочная ванна для трибометра с вертикальной осью вращения его шпинделя, содержит цилиндрический корпус с внутренней полостью для смазочной среды и крышку с отверстием под держатель образца. При этом крышка выполнена с крепежным фланцем с отверстием, соосным оси вращения шпинделя, и снабжена распложенными на ее внутренней поверхности тонкостенными концентрическими выступами соответственно, у центрального отверстия и у поверхности сопряжения крышки с внутренней полостью корпуса, при этом на торце стенки корпуса выполнена канавка под уплотнительное кольцо, а высота тонкостенных выступов на крышке составляет 3-7 ее толщин.The technical result is achieved by the fact that the lubricant bath for the tribometer with a vertical axis of rotation of its spindle contains a cylindrical body with an internal cavity for the lubricant and a cover with an opening for the sample holder. The cover is made with a mounting flange with a hole coaxial to the axis of rotation of the spindle and is equipped with thin-walled concentric protrusions located on its inner surface, respectively, at the central hole and at the interface between the cover and the internal cavity of the housing, and a groove for sealing ring, and the height of thin-walled protrusions on the lid is 3-7 of its thicknesses.
Установка уплотнения по периферии сопряжения крышки с корпусом исключает проникновение смазки наружу под давлением, создаваемым центробежными силами, а наличие концентрических удлиненных выступов на внутреннем торце крышки минимизирует доступ жидкой смазки в кольцевой зазор со штоком и предотвращает ее случайный выброс при больших скоростях вращения ванны.Installing a seal on the periphery of the interface between the cover and the housing eliminates the penetration of lubricant outward under the pressure generated by centrifugal forces, and the presence of concentric elongated protrusions on the inner end of the cover minimizes the access of liquid lubricant to the annular gap with the rod and prevents its accidental discharge at high speeds of rotation of the bath.
Удлиненные концентрические выступы выполняют роль маслоотбойников, уменьшая тем самым вероятность попадания смазки в зазор.Elongated concentric protrusions act as oil collectors, thereby reducing the likelihood of grease getting into the gap.
Практика показала, что высота их в пределах 3-7 толщин крышки вполне достаточна, причем, чем меньше вязкость смазки, тем больше должна быть высота.Practice has shown that their height within 3-7 thicknesses of the cover is quite sufficient, and the lower the viscosity of the lubricant, the greater the height should be.
Тем самым обеспечивается герметизация сопряжения крышки с корпусом по периферии ванны и, кроме того, исключается выброс смазки в кольцевой зазор сопряжения крышки с держателем образца при предельно допустимой скорости вращения шпинделя (n=5000 мин-1, V=10 м/с).This ensures sealing of the interface between the lid and the housing along the periphery of the bath and, in addition, eliminates the release of lubricant into the annular clearance of the interface between the cover and the sample holder at the maximum permissible spindle rotation speed (n = 5000 min -1 , V = 10 m / s).
Предложение иллюстрируется чертежом, на котором представлена ванна с установленным в ней испытуемым узлом трения (показано условно). Она содержит цилиндрический корпус 1 с внутренней полостью для смазочной среды и крышку 2, на внутреннем торце которой концентрично расположены тонкостенные выступы 3 и 4, соответственно, у центрального отверстия под держатель образца и у поверхности сопряжения крышки с корпусом. На торце стенки корпуса 1 выполнена кольцевая канавка под уплотнительное кольцо 5. В таком исполнении при необходимости, ванна может быть расположена внутри термокамеры 6 (показана условно).The proposal is illustrated by a drawing, which shows a bath with a test friction unit installed in it (shown conditionally). It contains a
В исходном положении ванна заполняется смазкой до уровня, выше поверхности трения. С ростом скорости скольжения под действием центробежных сил смазка отбрасывается к стенке, но попадает в замкнутую полость между крышкой и стенкой корпуса.In the initial position, the bathtub is filled with grease to a level above the friction surface. With an increase in sliding speed under the action of centrifugal forces, the lubricant is discarded to the wall, but falls into a closed cavity between the cover and the wall of the housing.
Апробация данного технического решения была выполнена на трибометре UMT-2 с предложенной ванной, внутрь которой устанавливалась испытуемая пара трения. Эксперимент проводился по «пальчиковой схеме». Испытаниям подвергалась пара трения, полностью погруженная в маловязкую среду, в качестве которой последовательно использовалось базовое моторное масло М-14Г2ЦС, а затем - смесь его с экспериментальными присадками. Ступенчатая приработка пары трения проводилась со скоростью V=0,7 м/с в интервале нагрузок N=100-1000H в течение 4-х часов, эксплуатационные испытания проводились со скоростью V=5 м/c при N=500H в течение 10 часов, и пробные испытания проводились с V=10 м/c (nmax=5000 мин -1) при N=100H в течение 1 часа.Testing of this technical solution was performed on a UMT-2 tribometer with the proposed bathtub, into which a test friction pair was installed. The experiment was conducted according to the "finger scheme". The tests were performed on a friction pair completely immersed in a low-viscosity medium, in which the base motor oil M-14G 2 TsS was subsequently used, and then a mixture of it with experimental additives. The step-by-step running-in of the friction pair was carried out at a speed of V = 0.7 m / s in the load interval N = 100-1000H for 4 hours, operational tests were carried out at a speed of V = 5 m / s at N = 500H for 10 hours, and trial tests were carried out with V = 10 m / s (n max = 5000 min -1 ) at N = 100H for 1 hour.
В течение всего цикла испытаний ни брызг, ни утечек маловязкой смазки не наблюдалось.Throughout the test cycle, neither spray nor leakage of low-viscosity grease was observed.
Предлагаемая ванна может быть использована в составе трибометра UMT-2 для триботехнических испытаний в смазочной среде (в том числе и при высоких температурах) экспериментальных алюминиевых сплавов, предназначенных для замены подшипниковых бронз.The proposed bath can be used as part of the UMT-2 tribometer for tribotechnical tests in a lubricating medium (including at high temperatures) of experimental aluminum alloys designed to replace bearing bronzes.
Список литературыBibliography
1. А.А. Поляков, Методика лабораторных исследований износа материалов поршневых колец и цилиндров на машине 77МТ-1 - в кн. «Методы испытания на изнашивание», изд. АН СССР, М. 1962 г., 237 с.1. A.A. Polyakov, Methods of laboratory research on the wear of materials of piston rings and cylinders on a 77MT-1 machine - in the book. "Test Methods for Wear," ed. USSR Academy of Sciences, M. 1962, 237 p.
2. Патент РФ на полезную модель №138016 - Устройство для измерения силы трения.2. RF patent for utility model No. 138016 - Device for measuring friction.
3. ГОСТ Р51860-2002 - Обеспечение износостойкости изделий. «Оценка противозадирных свойств жидких смазочных материалов».3. GOST R51860-2002 - Ensuring the wear resistance of products. "Evaluation of extreme pressure properties of liquid lubricants."
4. Патент РФ на полезную модель №162210 - Машина трения.4. RF patent for utility model No. 162210 - Friction machine.
5. Патент США №6418776 кл. G01N, 3/56 от 24.07.2002 г. - Способ и устройство для измерения триботехнических характеристик материалов.5. US patent No. 6418776 C. G01N, 3/56 of July 24, 2002 - A method and apparatus for measuring the tribological characteristics of materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135965U RU176975U1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Tribometer lubrication bath |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135965U RU176975U1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Tribometer lubrication bath |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU176975U1 true RU176975U1 (en) | 2018-02-05 |
Family
ID=61186863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017135965U RU176975U1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Tribometer lubrication bath |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU176975U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192711U1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Самарский трибологический центр" | STAND FOR TRIBOTECHNICAL TESTS |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6418776B1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-07-16 | Center For Tribology, Inc. | Method and apparatus for measuring friction and wear characteristics of materials |
| CN102207438A (en) * | 2011-03-17 | 2011-10-05 | 华东理工大学 | Rolling friction abrasion testing machine |
| RU111660U1 (en) * | 2011-07-12 | 2011-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | FRICTION MACHINE |
| US9194784B1 (en) * | 2012-07-26 | 2015-11-24 | Hongfeng Bi | High pressure, high temperature lubricity tester |
| RU162210U1 (en) * | 2015-11-09 | 2016-05-27 | Закрытое акционерное общество "Крансервис", ЗАО "Крансервис" | FRICTION MACHINE |
-
2017
- 2017-10-10 RU RU2017135965U patent/RU176975U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6418776B1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-07-16 | Center For Tribology, Inc. | Method and apparatus for measuring friction and wear characteristics of materials |
| CN102207438A (en) * | 2011-03-17 | 2011-10-05 | 华东理工大学 | Rolling friction abrasion testing machine |
| RU111660U1 (en) * | 2011-07-12 | 2011-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | FRICTION MACHINE |
| US9194784B1 (en) * | 2012-07-26 | 2015-11-24 | Hongfeng Bi | High pressure, high temperature lubricity tester |
| RU162210U1 (en) * | 2015-11-09 | 2016-05-27 | Закрытое акционерное общество "Крансервис", ЗАО "Крансервис" | FRICTION MACHINE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192711U1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Самарский трибологический центр" | STAND FOR TRIBOTECHNICAL TESTS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yadav et al. | Tribological analysis of extreme pressure and anti-wear properties of engine lubricating oil using four ball tester | |
| Shen et al. | Tribological and sealing performance of laser pocketed piston rings in a diesel engine | |
| Gunsel et al. | The elastohydrodynamic friction and film forming properties of lubricant base oils | |
| RU176975U1 (en) | Tribometer lubrication bath | |
| Heyer et al. | Correlation between friction and flow of lubricating greases in a new tribometer device | |
| Petrousevitch et al. | The investigation of oil film thickness in lubricated ball-race rolling contact | |
| Tamura et al. | Impact of boundary lubrication performance of engine oils on friction at piston ring-cylinder liner interface | |
| US10634208B2 (en) | Bearing member, and vibration damping device using same | |
| Eder et al. | An experimental and signal analysis workflow for detecting cold-induced noise emissions (cold squealing) from porous journal bearings | |
| Zhang et al. | Tribological properties of polytetrafluoroethylene-based composite in different lubricant media | |
| Baskar et al. | Experimental analysis of hydrodynamic journal bearing under different biolubricants | |
| Nazare et al. | Performances of automotive lubricants–tests on four ball machine | |
| Woydt et al. | Stribeck-type curves of alternative engine oils: Part I: Gray cast iron liners | |
| Van Helden et al. | Dynamic friction in cam/tappet lubrication | |
| RU162210U1 (en) | FRICTION MACHINE | |
| Moore | Influences of Lubricant Properties on ASTM Sequence VI and Sequence Vl-A Fuel Efficiency Performance | |
| JPS6029012B2 (en) | ceramic sliding device | |
| Priest | Factors influencing boundary friction and wear of piston rings | |
| Klaus | Wear and lubrication characteristics of some mineral oil and synthetic lubricants | |
| Kumbár et al. | Excessive additive effect on engine oil viscosity | |
| RU2386945C1 (en) | Three-ball anti-friction machine and method to estimate lubricants used in said machine | |
| Gama et al. | Experimental measuring set‐up and procedure for the traction coefficient on roller‐on‐disc contact | |
| Dongare et al. | The Standard Test Method for Measurement of Extreme Pressure Properties of Various Lubricating oils by Using Four Ball Extreme Pressure oil Testing Machine | |
| Gnanaraj et al. | Experimental studies on wear in oil-impregnated sintered bearings | |
| Tomlinson et al. | On the Role of Friction Modifier Additives in the Oil Control Ring and Piston Liner Contact |