RU2740874C1 - Apparatus for evaluating tribological properties of lubricating materials - Google Patents
Apparatus for evaluating tribological properties of lubricating materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740874C1 RU2740874C1 RU2020122128A RU2020122128A RU2740874C1 RU 2740874 C1 RU2740874 C1 RU 2740874C1 RU 2020122128 A RU2020122128 A RU 2020122128A RU 2020122128 A RU2020122128 A RU 2020122128A RU 2740874 C1 RU2740874 C1 RU 2740874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston cavity
- unit
- electric motor
- pneumatic
- pneumatic cylinder
- 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)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследований сопротивлений износу или истиранию материалов в смазке путем приложения к ним усилий и может быть использовано в научных и производственных лабораториях при изучении трибологических свойств масел и пластичных смазок.The invention relates to the field of research of resistance to wear or abrasion of materials in a lubricant by applying efforts to them and can be used in scientific and industrial laboratories in the study of the tribological properties of oils and greases.
Трибологическими свойствами смазочных материалов, регламентированными действующими стандартами (например ГОСТ 9490), являются такие показатели, как критическая нагрузка (Рк), нагрузка сваривания (Рс), индекс задира (Из) и диаметр пятна износа (Dи).The tribological properties of lubricants, regulated by current standards (for example, GOST 9490), are such indicators as critical load (Pk), weld load (Pc), scuffing index (Iz) and wear scar diameter (Di).
Перед авторами стояла задача создания устройства, позволяющего оценивать трибологические свойства смазочных материалов в условиях максимально приближенных к их работе в реальных узлах трения.The authors were faced with the task of creating a device that makes it possible to evaluate the tribological properties of lubricants under conditions as close as possible to their operation in real friction units.
Известны лабораторные машины, предназначенные для определения смазочных свойств материалов, имеющие узел трения с линейным контактом рабочих элементов. Это различные варианты роликовых машин. Рабочий узел таких машин позволяет имитировать условия работы целого ряда механизмов: зубчатых передач, роликовых подшипников, кулачковых механизмов, фрикционных передач, вариаторов качения и т.д. Роликовые машины имеют ряд положительных качеств. Они позволяют проводить исследования со скольжением при различных нагрузках, реализуемых путем смены нагрузочных роликов. Однако, сами ролики, как правило, являются нестандартными деталями, что создает трудности получения нужного количества идентичных по качеству образцов и связанный с этим разброс результатов. Основным же недостатком рассматриваемых роликовых машин является невысокая точность испытаний, обусловленная сложностью определения нагрузки при ее ступенчатом изменении и невозможности обеспечения постоянства скорости ее нарастания [SU №567117, G01N 3/56].Known laboratory machines designed to determine the lubricating properties of materials, having a friction unit with linear contact of working elements. These are various options for roller machines. The working unit of such machines allows simulating the operating conditions of a number of mechanisms: gear drives, roller bearings, cam mechanisms, friction drives, rolling variators, etc. Roller machines have a number of positive qualities. They make it possible to carry out studies with sliding under various loads, realized by changing the load rollers. However, the rollers themselves, as a rule, are non-standard parts, which creates difficulties in obtaining the required number of samples of identical quality and the resulting variation in results. The main disadvantage of the roller machines under consideration is the low test accuracy due to the difficulty of determining the load with its stepwise change and the impossibility of ensuring the constancy of its rate of increase [SU # 567117,
Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является четырехшариковая машина трения (ЧШМ), состоящая из металлического корпуса с установленными на нем электродвигателем со встроенным электромагнитным тормозом и ручным растормаживающим устройством, ограничителем, выключающим электродвигатель при превышении определенного крутящего момента (ограничительThe closest in technical essence and taken as a prototype is a four-ball friction machine (CFM), consisting of a metal case with an electric motor installed on it with a built-in electromagnetic brake and a manual release device, a limiter that turns off the electric motor when a certain torque is exceeded (limiter
предельного крутящего момента), испытательным узлом, состоящем их трех неподвижных нижних и одного верхнего вращающегося шариков, рычага для создания осевых нагрузок в узле трения, гиредержателя для установки гирь (узел нагружения) [Машина трения четырехшариковая ЧМТ-1. Руководство по эксплуатации. НМЕК.441131.001 РЭ. ОАО РНТП «Нефтехиммашсистемы», г. Рязань, 2008.limiting torque), a test unit consisting of three fixed lower and one upper rotating balls, a lever for creating axial loads in the friction unit, a weight holder for installing weights (loading unit) [Four-ball friction machine ChMT-1. Manual. HMEK.441131.001 RE. JSC RNTP "Neftekhimmashsystems", Ryazan, 2008.
В процессе испытаний на ЧШМ испытуемый смазочный материал используют для смазки шариков, один из которых (верхний) вращается с помощью электродвигателя в контакте с тремя другими (нижними) закрепленными шариками, погруженными в испытуемую смазку. Нагрузку прикладывают к шарикам посредством дисковых гирь, помещаемых на рычаг. Выполняют серию испытаний, дискретно повышая нагрузку, пока не произойдет сваривание шариков, фиксируют нагрузку сваривания, отключают машину и измеряют диаметры пятен износа на шариках. По полученным данным оценивают трибологические свойства испытуемого материала.In the course of tests on the BSM, the test lubricant is used to lubricate balls, one of which (upper) is rotated by an electric motor in contact with three other (lower) fixed balls immersed in the test grease. The load is applied to the balls by means of disc weights placed on the arm. A series of tests is performed, discretely increasing the load until the balls are welded, fix the welding load, turn off the machine and measure the diameters of the wear spots on the balls. The data obtained are used to evaluate the tribological properties of the test material.
Таким образом, применение ЧШМ позволяет предсказывать трибологические свойства масел и смазок прогнозировать износ трущихся деталей без проведения дорогостоящих эксплуатационных испытаний простым и воспроизводимым способом. Метод применяется для оценки трибологических свойств масел и смазок в действующих отечественных (ГОСТ 9490) и в ряде зарубежных нормативов.Thus, the use of CSM makes it possible to predict the tribological properties of oils and greases to predict the wear of rubbing parts without performing expensive operational tests in a simple and reproducible way. The method is used to assess the tribological properties of oils and lubricants in the current domestic (GOST 9490) and in a number of foreign standards.
Основным недостатком описанной конструкции ЧШМ является дискретность (прерывность) нагружения испытуемого узла, что несоответствует современным требованиям, предъявляемым к лабораторно-стендовым испытаниям смазочных материалов, работающих в реальных узлах трения в большинстве случаев в условиях непрерывно изменяющихся динамических нагрузок, невозможность регулирования оборотов двигателя, а также длительность получения результата (в конце испытаний).The main disadvantage of the described design of the BSM is the discreteness (discontinuity) of the loading of the tested unit, which does not meet modern requirements for laboratory bench tests of lubricants operating in real friction units in most cases under conditions of continuously changing dynamic loads, the impossibility of regulating engine speed, as well as the duration of the result (at the end of the test).
Технический результат - повышение достоверности и скорости получения результата при одновременном расширении перечня определяемых показателей за счет обеспечения возможности непрерывного (безступенчатого) динамического нагружения испытуемого узла, изменения оборотов двигателя и регистрации определяемых параметров непосредственно в ходе испытания.The technical result is an increase in the reliability and speed of obtaining the result while simultaneously expanding the list of determined indicators by providing the possibility of continuous (stepless) dynamic loading of the test unit, changing the engine speed and registering the determined parameters directly during the test.
Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство, содержащее четырехшариковую машину трения с электродвигателем, испытательным узлом, ограничителем предельного крутящего момента и узлом нагружения, соединенным с испытательным узлом посредством рычага, согласно изобретению, установка дополнительно содержит датчик силы трения, программный блок управления последовательностью операций, регулятор оборотов электродвигателя и источник сжатого воздуха, а узел нагружения выполнен в виде пневмоцилиндра, шток которого связан с большим плечем рычага, надпоршневая полость пневмоцилиндра соединена с источником сжатого воздуха пневмопроводом с установленным в нем электропневматическим преобразователем давления в надпоршневой полости, при этом регулятор оборотов двигателя, электропневматический преобразователь давления в надпоршневой полости, ограничитель предельного крутящего момента и датчик силы трения подключены к соответствующим входам программного блока управления последовательностью операций, соответствующие управляющие выходы которого соединены с регулятором оборотов электродвигателя и с исполнительным механизмом электропневматического преобразователя давления в надпоршневой полости пневмоцилиндра.The specified technical result is achieved in that the known device containing a four-ball friction machine with an electric motor, a test unit, a limit torque limiter and a loading unit connected to the test unit by means of a lever, according to the invention, the installation additionally contains a friction force sensor, a program control unit for the sequence of operations , an electric motor speed regulator and a source of compressed air, and the loading unit is made in the form of a pneumatic cylinder, the rod of which is connected to a large lever arm, the above-piston cavity of the pneumatic cylinder is connected to a compressed air source by a pneumatic line with an electro-pneumatic pressure converter installed in the above-piston cavity, while the engine speed controller , an electro-pneumatic pressure transducer in the above-piston cavity, a limit torque limiter and a friction force sensor are connected to the corresponding inputs of the program control unit. The range of operations, the corresponding control outputs of which are connected to the speed controller of the electric motor and to the actuator of the electro-pneumatic pressure converter in the above-piston cavity of the pneumatic cylinder.
На фиг. 1 представлена блок-схема установки для оценки трибологических характеристик смазочных материалов;FIG. 1 shows a block diagram of an installation for evaluating the tribological characteristics of lubricants;
фиг. 2 - графические зависимости силы трения (Fтр) от нагрузки (р); для смазок: «а» - ЦИАТИМ-221, «б» - ЦИАТИМ-201 и «в» - Литол-24.fig. 2 - graphical dependences of the friction force (Ftr) on the load (p); for lubricants: "a" - CIATIM-221, "b" - CIATIM-201 and "c" - Litol-24.
Установка для оценки трибологических свойств смазочных материалов содержит: 1 - программный блок управления последовательностью операций; 2 - источник сжатого воздуха; 3 - электропневматический преобразователь давления в надпоршневой полости пневмоцилиндра; 4 -пневмоцилиндр; 5 - рычаг; 6 - ЧШМ; 7 - испытательный узел (не отличается от рабочего узла ЧШМ); 8 - электродвигатель; 9 - регулятор оборотов электродвигателя; 10 - датчик силы трения; 11 - ограничитель предельного крутящего момента;The installation for evaluating the tribological properties of lubricants contains: 1 - a program block for controlling the sequence of operations; 2 - source of compressed air; 3 - electro-pneumatic pressure transducer in the above-piston cavity of the pneumatic cylinder; 4 - pneumatic cylinder; 5 - lever; 6 - BShM; 7 - test unit (does not differ from the working unit of the BSM); 8 - electric motor; 9 - electric motor speed regulator; 10 - friction force sensor; 11 - limiter of the limiting torque;
Все узлы установки реализованы на стандартных деталях и схемах.All units of the installation are based on standard parts and diagrams.
Узел нагружения представляет собой рычаг 5, приводимый в действие пневмосистемой. В состав пневмосистемы входят известные компоненты: источник сжатого воздуха (компрессор) 2, нагрузочный пневмоцилиндр 4, электропневматический преобразователь давления в надпоршневой полости пневмоцилиндра 3 (например, типа ER 104-5 011/2Х Camozzi с рабочим диапазоном 0-5 барThe loading unit is a
[https://www.camozzi.ru/images/pdi2015/series_er100.pdf,27.02.2020]).[https://www.camozzi.ru/images/pdi2015/series_er100.pdf,27.02.2020]).
Программный блок управления последовательностью операций с программным обеспечением по поддержанию заданных параметров и обработке результатов 1 состоит из программируемого логического контроллера (например, ПЖ 150 [WWW.owen.ru, 27.02.2020]), подключенного к электропневматическому преобразователю давления 3, частотному преобразователю 9 (например, типа Micromaster 420 Simens, регулируемый диапазон 0-3000 об/мин [https://www.automaticasystem.ru/templates/autosystem/docs/manual_micromaste r_420.pdf, 27.02.2020]), ограничителю предельного крутящего момента 11 (концевой выключатель), датчику 10 силы трения (например, типа ЛИР-19А с измерительным усилием не более 2Н, дискретностью индикации 0,1 мкм [https://www.skbis.ru/catalog/linear/gauge/lir-19а, 27.02.2020]).The software block for controlling the sequence of operations with the software for maintaining the set parameters and processing the
Данная установка позволяет проводить испытания как в статическом режиме нагружения и скоростей скольжения, так и в динамическом.This installation allows testing both in the static loading mode and sliding speeds, and in the dynamic one.
Установка работает следующим образом (динамический режим).The installation works as follows (dynamic mode).
С помощью программного блока управления последовательностью операций 1, в который, например, посредством компьютера, вводится программный код с заданными программами непрерывного изменения нагрузки и частоты вращения электродвигателя 8, генерируются управляющие сигналы, поступающие на электропневматический преобразователь давления 3 в надпоршневой полости пневмоцилиндра 4 и частотный регулятор оборотов двигателя 9. Они, в свою очередь, поддерживают необходимую частоту вращения верхнего шарика испытательного узла 7 и давление в пневмоцилиндре 4, приводящее в действие рычаг 5. Датчик силы трения 10 фиксирует соответствующие параметры и передает их программируемому блоку управления последовательностью операций 1, где происходит регистрация и обработка входных сигналов и передача полученных данных посредством обратной связи на регистрирующее устройство (не показано), например, в память компьютера для отображения на мониторе.With the help of the program control unit of the sequence of
Статический режим работы установки отличается от динамического тем, что программируемый блок управления последовательностью операций в соответствии с программой обеспечивает дискретное, ступенчатое изменение нагрузки на испытательном узле так, как это имеет место в прототипе под действием грузов.The static mode of operation of the installation differs from the dynamic one in that the programmable control unit for the sequence of operations in accordance with the program provides a discrete, stepwise change in the load on the test unit as it occurs in the prototype under the action of the weights.
Для оценки точности измеряемых параметров произведены сравнительные испытания смазок Литол-24, ЦИАТИМ 201, Щ1АТИМ-221 в статическом режиме на разработанном устройстве и на известной установке ЧШМ в объеме ГОСТ 9490 по показателям: диаметр пятна износа (Dи); критическая нагрузка (Рк), нагрузка сваривания (Рс) и индекс задира (Из).To assess the accuracy of the measured parameters, comparative tests of Litol-24, TsIATIM 201, Shch1ATIM-221 greases were carried out in static mode on the developed device and on the well-known ChShM installation in the amount of GOST 9490 in terms of: wear scar diameter (D and ); critical load (P k ), welding load (P s ) and seizure index (I z ).
Пример 1. Смазки Литол-24, ЦИАТИМ 201, ЦИАТИМ-221 (статический режим).Example 1. Lubricants Litol-24, CIATIM 201, CIATIM-221 (static mode).
В блок управления последовательностью операций 1 вводили программный код с заданными программами ступенчатого изменения нагрузки в соответствии рядом нагрузок по ГОСТ 9490 и постоянной частотой вращения электродвигателя 8. В испытательный узел 7 ЧШМ 6 помещали четыре стальных шарика, три из которых погружали в чашку и один устанавливали в цангу, закрепленную в шпинделе машины. В чашку с тремя шариками закладывали испытуемую смазку, после чего шарики неподвижно фиксировали. Чашку устанавливали в ЧШМ 6 и производили пуск установки. В соответствие с предварительно введенным в блок управления последовательностью операций 1 программным кодом был запущен электродвигатель 8 с постоянной частотой вращения 1475 мин-1, поддерживаемой частотным регулятором оборотов двигателя 9. Одновременно в надпоршневую полость пневмоцилиндра 4 из источника сжатого воздуха 2 посредством пневмопровода подавалось воздух под давлением, регулируемым электропневматическим преобразователем давления 3 и обеспечивающим, путем воздействия на шток цилиндра и связанного с ним рычага 5, ступенчато изменяющуюся нагрузку на испытательном узле 7. Достижение нагрузки сваривания фиксировали ограничителем предельного крутящего момента 11 с подачей соответствующего сигнала на блок управления последовательностью операций 1, по сигналу с которого был отключен электродвигатель 8 и снята нагрузка с узла нагружения 7. Показатели трибологичесих свойств (Рк, Рс) определяли по окончании измерения и вносили в таблицу 1.In the control unit of the sequence of
Пример 2. В условиях примера 1 проводили испытания трибологических свойств смазок Литол-24, ЦИАТИМ 201, ЦИАТИМ-221 на устройстве - прототипе (Машина трения четырехшариковая ЧМТ-1) путем ступенчатого нагружения рычага металлическими гирями в соответствии с рядом нагрузок по ГОСТ 9490.Example 2. Under the conditions of example 1, the tribological properties of Litol-24, TsIATIM 201, TsIATIM-221 lubricants were tested on a prototype device (Four-ball friction machine ChMT-1) by stepwise loading of the lever with metal weights in accordance with a number of loads according to GOST 9490.
Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице 1.The results of the comparative tests are presented in table 1.
Как видно из представленных результатов сравнительных испытаний, полученные значения оценочных показателей близки (расхождения всех определяемых показателей не превышают допустимые по ГОСТ 9490), что свидетельствует об адекватности измерений на предлагаемой установке измерениям на ЧШМ в статическом режиме.As can be seen from the presented results of comparative tests, the obtained values of the estimated indicators are close (the discrepancies of all determined indicators do not exceed the allowable ones according to GOST 9490), which indicates the adequacy of measurements on the proposed installation to measurements on a CSM in a static mode.
Пример 3. В условиях примера 1 проводили испытания смазок Литол-24, ЦИАТИМ 201, ЦИАТИМ-221 в динамическом режиме нагружения.Example 3. Under the conditions of example 1, the lubricants Litol-24, CIATIM 201, CIATIM-221 were tested in a dynamic loading mode.
В блок управления последовательностью операций 1 вводили программный код с заданными программами непрерывного динамического изменения нагрузки и частоты вращения электродвигателя 8. В испытательный узел 7 ЧШМ 6 помещали четыре стальных шарика, три из которых погружали в чашку и один устанавливали в цангу, закрепленную в шпинделе машины. В чашку с тремя шариками закладывали испытуемую смазку, после чего шарики неподвижно фиксировали. Чашку устанавливали в ЧШМ 6 и производили пуск установки. В соответствие с предварительно введенным в блок управления последовательностью операций 1 программным кодом был запущен электродвигатель 8 с постоянной частотой вращения 1475 мин-1, поддерживаемой частотным регулятором оборотов двигателя 9. Одновременно в надпоршневую полость пневмоцилиндра 4 из источника сжатого воздуха 2 посредством пневмопровода подавался воздух под давлением, регулируемым электропневматическим преобразователем давления 3 и обеспечивающим, путем воздействия на шток цилиндра и связанного с ним рычага 5, равномерно возрастающую со скоростью 100 Н/сек нагрузку на испытательном узле 7. Значения силы трения на шариках замерялись датчиком силы трения 10 и поступали на блок управления последовательностью операций 1 для обработки и передачи в виде графической зависимости от величины нагрузки на монитор. Достижение нагрузки сваривания фиксировали ограничителем предельного крутящего момента 11 с подачей соответствующего сигнала на блок управления последовательностью операций 1, по сигналу с которого был отключен электродвигатель 8 и снята нагрузка с узла нагружения 7. Показатели трибологичесих свойств (Рк, Рс, Fтp средняя, Fстp) определяли по графику силы трения (Фиг. 2) непосредственно в процессе измерения.In the control unit of the sequence of
Результаты определения трибологических характеристик пластичных смазок на разработанной установке в динамическом режиме в сравнении с определением на ЧШМ представлены в таблице 2.The results of determining the tribological characteristics of greases on the developed installation in the dynamic mode in comparison with the determination on the BSM are presented in Table 2.
Как видно из таблицы, при проведении испытаний в динамическом режиме, на примере показателей Рк и Рс, возрастает точность определения за счет бесступенчатого нагружения, а также становится возможным определение дополнительных показателей - силы трения при различных нагрузках (в таблице представлены значения усредненной Fтp при рабочих нагрузках 150-400Н) и силы страгивания (Fcтp).As seen from the table, when tested in dynamic mode, the example parameters P k and P s, increasing the accuracy of determination due stepless loading, and it becomes possible to define additional parameters - the frictional force at different loads (in the table shows the average F TP at working loads of 150-400N) and breakaway force (F ctp ).
Проведенные исследования трибологических характеристик пластичных смазок показали, что в диапазоне нагрузок 150-400Н испытательный узел работает в установившемся режиме трения без задира при испытаниях большинства марок смазок. Поэтому для оценки антифрикционных свойств пластичных смазок в этом режиме трения был выбран показатель средняя сила трения в диапазоне нагрузок 150-400Н.Studies of the tribological characteristics of greases have shown that in the load range of 150-400N the test unit operates in a steady friction mode without scuffing during testing of most brands of greases. Therefore, to assess the antifriction properties of greases in this friction mode, the average friction force in the load range of 150-400N was chosen.
Сила страгивания (Fстp) является важнейшей пусковой характеристикой пластичных смазок, определяющей возможность начала движения, особенно в условиях низких температур Арктики и Крайнего Севера.The breakaway force (F stp ) is the most important starting characteristic of greases, which determines the possibility of starting movement, especially in low temperatures in the Arctic and the Far North.
На фиг. 2 представлены графики зависимости силы трения от нагрузки при линейной скорости скольжения 0,3 м/с, скорости возрастания нагрузки 100 Н/сек и начальной нагрузке 100 Н для смазок ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-221 и Литол-24.FIG. 2 shows the graphs of the dependence of the friction force on the load at a linear sliding speed of 0.3 m / s, a load increase rate of 100 N / s and an initial load of 100 N for CIATIM-201, CIATIM-221 and Litol-24 lubricants.
На графиках можно видеть характерные области работы смазочных материалов в узле трения полезной модели.The graphs show the characteristic areas of the operation of lubricants in the friction unit of the utility model.
Нагрузка 100-150 Н (для смазки ЦИАТИМ-221) - область страгивания. Несмотря на невысокую нагрузку, сила трения в первый момент времени проведения испытания возрастает, по сравнению со значениями при более высоких нагрузках в установившемся режиме, чему соответствует пик в начале кривой. На графиках для смазочных материалов, граничная пленка которых не обладает достаточной несущей способностью для предотвращения задира (ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-221), пик, характеризующий скачек силы трения в момент пуска машины выражен отчетливее, чем на графике смазки Литол-24, что свидетельствует о лучших пусковых свойствах последней при указанном режиме трения, так как именно значение силы трения страгивания характеризует пусковые свойства смазочных материалов.Load 100-150 N (for CIATIM-221 grease) - starting area. Despite the low load, the friction force at the first moment of the test time increases, compared with the values at higher loads in the steady state, which corresponds to the peak at the beginning of the curve. On the graphs for lubricants, the boundary film of which does not have sufficient bearing capacity to prevent scuffing (TsIATIM-201, TsIATIM-221), the peak characterizing the jump in the friction force at the moment of starting the machine is more pronounced than on the graph of Litol-24 lubricant, which indicates about the best starting properties of the latter at the specified friction mode, since it is the value of the starting friction force that characterizes the starting properties of lubricants.
Нагрузка 150-450 Н (для смазки ЦИАТИМ-221) - установившийся режим трения, при котором обеспечивается требуемая скорость подачи смазочного материала в зону трения, восстанавливается сплошность граничного смазочного слоя и стабилизируется сила трения. Незначительное ее увеличение может быть связано с изменением микрогеометрии поверхности в результате процессов изнашивания и носит равномерный характер. Средняя величина силы трения на этом отрезке может быть выбрана в качестве характеристики противоизносных свойств смазочных материалов.Load 150-450 N (for CIATIM-221 lubricant) - steady-state friction mode, at which the required rate of lubricant supply to the friction zone is provided, the continuity of the boundary lubricant layer is restored and the friction force is stabilized. Its slight increase can be associated with a change in the surface microgeometry as a result of wear processes and is uniform. The average value of the friction force in this segment can be chosen as a characteristic of the antiwear properties of lubricants.
Нагрузка 450-525 Н (для смазки ЦИАТИМ-221) - задир. Для определения несущей способности пленки смазочного материала принят оценочный показатель Рк. В динамическом режиме нагружения это значение нагрузки, предшествует нагрузке сваривания, при которой наблюдается увеличение силы трения более чем на 5 Н при изменении нагрузки на величину не более 50 Н, и/или за 1 сек. На графиках явление задира проявляется пиком, характеризующим резкий скачок силы трения.Load 450-525 N (for CIATIM-221 grease) - scuffing. To determine the bearing capacity of the lubricant film, an estimated indicator P k is adopted. In the dynamic loading mode, this value of the load precedes the welding load, at which an increase in the friction force is observed by more than 5 N when the load changes by no more than 50 N, and / or for 1 sec. On the graphs, the scuffing phenomenon is manifested by a peak characterizing a sharp jump in the friction force.
Нагрузка 525-1275 Н (для смазки ЦИАТИМ-221). После достижения критической нагрузки площадь пятна износа нижних шариков кратно увеличивается, падает удельная нагрузка, вследствие чего ускоряется подача смазочного материала в зону трения и восстанавливается сплошность граничного смазочного слоя, сила трения при этом резко снижается. Однако, изменение шероховатости, произошедшие в момент задира, меняют условия трения и значения силы трения не возвращаются к уровню предыдущего установившегося режима. Работоспособность и долговечность узла трения в условиях значительных изменений линейных размеров деталей реальных машин, изменения шероховатостей, температурного режима, трибопревращений в смазке может оцениваться этим отрезком графика работы смазочного материала в узле трения полезной модели.Load 525-1275 N (for CIATIM-221 grease). After reaching the critical load, the area of the wear spot of the lower balls increases several times, the specific load decreases, as a result of which the supply of lubricant to the friction zone is accelerated and the continuity of the boundary lubricant layer is restored, while the friction force decreases sharply. However, the change in roughness that occurred at the moment of seizure changes the friction conditions and the values of the friction force do not return to the level of the previous steady state. The efficiency and durability of the friction unit under conditions of significant changes in the linear dimensions of parts of real machines, changes in roughness, temperature conditions, and tribotransformations in the lubricant can be assessed by this segment of the lubricant's work schedule in the friction unit of a utility model.
Сваривание шариков выражается в последнем скачке силы трения на графиках, при котором ограничитель сварки отключает двигатель. Например, Рс для смазки ЦИАТИМ-221 составляет 1326 Н.The welding of the balls is the last jump in the frictional force in the graphs where the welding stop shuts down the motor. For example, for a P-221 CIATIM lubricant is 1326 N.
Поскольку регистрация экспериментальных данных производится графически непосредственно в ходе испытаний, время получения результата значительно сокращается.Since the registration of experimental data is carried out graphically directly during testing, the time to obtain a result is significantly reduced.
Из представленных данных следует, что применение изобретения позволяет проводить испытания в непрерывно изменяющихся режимах нагрузок и скоростей скольжения в процессе исследования антифрикционных свойств масел и пластичных смазок, тем самым моделируя режимы работы реальных узлов трения при эксплуатации, а также дополнительно определять силу трения для любых нагрузочных интервалов и силу страгивания для различных смазочных материалов.From the presented data, it follows that the application of the invention makes it possible to carry out tests in continuously changing modes of loads and sliding speeds in the process of studying the antifriction properties of oils and greases, thereby simulating the operating modes of real friction units during operation, and also to additionally determine the friction force for any load intervals and breakaway force for various lubricants.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны, позволяет достичь сверхсуммарного эффекта повышения точности и скорости измерений трибологических свойств масел и пластичных смазок при одновременном расширении границ метода определения с использованием ЧШМ и, следовательно, решить поставленную задачу.Thus, the stated set of essential features, each of which is necessary, and all together are sufficient, makes it possible to achieve a super-cumulative effect of increasing the accuracy and speed of measurements of the tribological properties of oils and greases, while simultaneously expanding the boundaries of the determination method using FSM and, therefore, to solve the problem posed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122128A RU2740874C1 (en) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | Apparatus for evaluating tribological properties of lubricating materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122128A RU2740874C1 (en) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | Apparatus for evaluating tribological properties of lubricating materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740874C1 true RU2740874C1 (en) | 2021-01-21 |
Family
ID=74213043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020122128A RU2740874C1 (en) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | Apparatus for evaluating tribological properties of lubricating materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740874C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002286608A (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Tokyo Seimitsu Sokki Kk | Friction and wear testing machine for artificial joint |
US6715336B1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-04-06 | Npoint, Inc. | Piezoelectric force motion scanner |
RU43974U1 (en) * | 2004-10-11 | 2005-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУ ВПО "ТГАСУ") | LOADING DEVICE TO FRICTION MACHINE |
RU2381481C1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-02-10 | Открытое акционерное общество "Точприбор" | Machine for testing of materials for friction and wear |
CN209182184U (en) * | 2018-11-19 | 2019-07-30 | 长安大学 | A kind of high-speed friction testing machine |
-
2020
- 2020-06-29 RU RU2020122128A patent/RU2740874C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002286608A (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Tokyo Seimitsu Sokki Kk | Friction and wear testing machine for artificial joint |
US6715336B1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-04-06 | Npoint, Inc. | Piezoelectric force motion scanner |
RU43974U1 (en) * | 2004-10-11 | 2005-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУ ВПО "ТГАСУ") | LOADING DEVICE TO FRICTION MACHINE |
RU2381481C1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-02-10 | Открытое акционерное общество "Точприбор" | Machine for testing of materials for friction and wear |
CN209182184U (en) * | 2018-11-19 | 2019-07-30 | 长安大学 | A kind of high-speed friction testing machine |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Four-ball friction machine ChMT-1. Manual. HMEK.441131.001 RE. JSC RNTP "Neftekhimmashsystems", Ryazan, 2008. * |
Машина трения четырехшариковая ЧМТ-1. Руководство по эксплуатации. НМЕК.441131.001 РЭ. ОАО РНТП "Нефтехиммашсистемы", г. Рязань, 2008. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9581534B2 (en) | Tribometer | |
US6971257B1 (en) | Machine for testing wear, wear-preventative and friction properties of lubricants and other materials | |
US10281388B2 (en) | Tester to estimate co-efficient of friction and determine properties of a sample lubricant | |
Szczerek et al. | A method for testing lubricants under conditions of scuffing. Part I. Presentation of the method | |
RU2709444C1 (en) | Device for measuring friction force | |
Baron et al. | The parameter correlation of acoustic emission and high-frequency vibrations in the assessment process of the operating state of the technical system | |
RU2740874C1 (en) | Apparatus for evaluating tribological properties of lubricating materials | |
US4311036A (en) | Method and device for testing lubricating properties of lubricating means | |
RU2763855C1 (en) | Installation for evaluation of low-temperature properties of grease lubricants for heavy-loaded sliding friction units | |
Horng | Studies of tribological behavior and separation between surfaces at initial boundary lubrication | |
US4133200A (en) | Apparatus for testing lubricants | |
RU2808556C1 (en) | Device for determining antiscuffing and antifriction properties of lubricants | |
JP2008151691A (en) | Method and apparatus for measuring characteristics of wet lubricant | |
Sun | Study on Lubrication and Friction Performance of Grease Lubricated Sliding Bearings | |
CN2208703Y (en) | Four-ball type lubricant testing machine | |
JP5519102B2 (en) | Test method for determining oil separability of lubricating grease and test apparatus for performing the same | |
Bol'shakov et al. | Laboratory tribotests of thin carbon coatings in lubricants. | |
RU2777395C1 (en) | Method for evaluating the integrated efficiency of a lubricating coolant | |
Paleu et al. | Experimental investigation on wear resistance of a new cutting fluid using a four ball tribometer–optimization of additive percent | |
CN111665158B (en) | Dynamic loading-based joint bearing liner tribological performance evaluation method | |
Spânu et al. | A comparation of standardized methods for lubrication failure determination | |
Mihailidis et al. | Wear and smearing resistance of black iron mixed oxide coated steels | |
RU2596630C1 (en) | Method of evaluation of antiwear properties of fuels for jet engines | |
Deleanu et al. | SR EN ISO 20623-A standard for tribological evaluation of lubricants that may bust innovation | |
Marienčík et al. | The tribological characteristics of the sliding bearing |