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机械测试

在往复测试中生成Stribeck曲线

评估润滑剂粘度或润滑剂添加剂套件的变化的影响,或表面粗糙度的效果

术语stribeck曲线用于描述一个图表,显示了通常跨越边界,混合和流体动力学方案的条件下液体润滑剂的摩擦特性。每个制度都是由膜厚度与表面粗糙度或λ比的比率定义的(图1)。这种曲线通常用于评估润滑剂粘度或润滑剂添加剂包装或表面粗糙度的影响的影响。生成Stribeck曲线的主要要求是可以将其吸引到收敛间隙中的流体,从而产生压力增加以支撑负载(​​图2)。

历史/传统测试几何形状

瑟斯顿的经典作品1,马滕斯2,stribeck3和赫尔4是使用日志含有几何形状完成的,该几何形状具有上述所有要求(图3)。仪器携带的测试允许在一系列相对速度和/或负载范围内评估摩擦。在Stribeck曲线中,绘制摩擦系数(COF)的关键参数称为HERSEY编号。HERSEY编号是从速度(m/s)获得动态粘度(PA∙S=N∙S/M2)的无量纲数,除以轴承的单位长度(N/M)的负载。

图1:Stribeck曲线的示意图。
图2.期刊轴承的融合差距。

获得stribeck曲线的最简单方法和最常用的方法(只要一种具有适当的收敛差距几何形状)是将两个变量保持固定(例如负载和粘度),并在适当的范围内改变第三个变量(例如,速度)因此,接触界面穿过浅腹接触区域(边界)以及全流体膜分离(流体动力学)。在实验室中,这是最容易以单向方式进行的,使用针对旋转磁盘(POD)在洪水润滑下的旋转磁盘(POD),而销末端接触几何形状产生了融合的间隙。

互动运动的曲线曲线生成

然而,最近,使用往复测试模式评估润滑剂摩擦特性已经引起了极大的兴趣。这种测试钻机有时被称为高频往复钻机(HFRR)或SRV型测试。(SRV是德语表达式Schwingung ReibungVerschleiß的首字母缩写,这意味着摩擦和磨损)。如何使用往复测试模式的一个示例是模拟汽车发动机中气缸中活塞环的润滑条件。

图3.几何形状产生流体动力压力和提升。
图4. UMT Tribolab。

在往复式模式下开发Stribeck曲线的挑战是在逆转之前长期发展足够长的速度,以建立达到流体动力润滑方案所需的压力和膜厚度。本注释使用高频往复运动的条件下,使用抛光的圆柱销钉的几何形状与高度抛光的平板相对于高度抛光的平板进行了测试。为这bob电竞安全吗项工作设置了配备加热高速往复阶段的布鲁克UMT Tribolab(图4)。

在这样的高频回报钻机(HFRR)中,30 Hz条件的平均速度为0.42 m/sec,最大速度为0.59 m/sec,足够高,足以达到流体动力润滑方案。标准圆柱销钉销(直径为9.5毫米x 15.5毫米长,粗糙度为19 µm Ra)在旋转的自我对准固定器中固定,并在高度抛光的52100钢板(0.013 µm RA)上装载。图5A显示了测试室中的样品。作为圆柱形销钉侧和平板的替代方案,也可以使用由实际组件制成的样品(图5B)。

图5.(a)圆柱形针与抛光钢板。(b)活塞环和气缸衬里段。
图6.使用往复测试模式生成的Stribeck曲线。数据由Argonne National Lab的G. Ramirez和A. Erdemir提供。

中风长度固定为7 mm,所有测试的载荷在20 N处固定,并且频率从0.1 Hz到30 Hz的变化。使用了三种不同的粘度多α烯烃(PAO),即PAO-2,PAO-10和PAO-40(仪表板数字是指100°C时CST的粘度)。在室温下进行测试。图6显示了这三种粘度润滑剂的测试所产生的Stribeck曲线。

其他标准回报测试功能

尽管目前尚无用于生成Stribeck曲线的标准公开测试方法,无论是在往复运动还是单向运动中,但可以使用相同的往复运动进行下样品的相同往复运动。通过将圆柱体侧样品交换为球或平钉,并调整频率和/或中风长度,可以使用同一设置来运行以下标准ASTM-,DIN-或ISO--发行的回报测试:

ASTM D5706-11:标准测试方法,用于使用高频,线性振荡(SRV)测试机确定润滑油脂的极端压力特性

ASTM D5707-11:使用高频,线性振荡(SRV)测试机测量润滑油脂的摩擦和磨损特性的标准测试方法

ASTM D6425:测量摩擦和磨损特性的标准测试方法

ASTM D6079-11:高频往复钻机(HFRR)评估柴油燃料润滑性的标准测试方法

ASTM D7688-11:通过视觉观察评估高频往复钻机(HFRR)评估柴油燃料润滑的标准测试方法

ASTM D7594-11:标准测试方法,用于使用高频,线性振荡(SRV)测试机在高赫兹(Hertzian)接触压力下在高赫兹(Hertzian

ASTM D7755-11:确定的标准实践高频,线性振荡(SRV)测试机使用的标准测试件上的磨损体积

ASTM G133-10:线性往复的标准测试方法

ASTM G203-10:确定往复式摩擦系统摩擦能量耗散的标准指南

ASTM G206-11:测量活塞环节段磨损量的标准指南,反换磨损测试的平面优惠券

DIN 51834:确定摩擦和磨损润滑油数据

ISO 12156-1:2006:柴油燃料 - 使用高频往复钻机(HFRR)评估润滑性,第1部分:测试

作者

史蒂夫·谢弗(Steve Shaffer)博士
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参考

  1. 瑟斯顿(Thurston),罗伯特·H(Robert H.
  2. Martens,Adolf,Schmieröluntersuchungen[石油研究],Mitteilungen AusdenKöniglichenTechnisschen Versuchsanstalten Zu Berlin,ErgänzungsheftIII [从柏林的皇家技术测试机构中释放,III II III II II II II II II II II II III],JULIUS SPRINGER,BERLIUS SPRINGER,BERLIUS,1 -1-18888888888888888888888。
  3. Stribeck, Richard, Die Wesentlichen Eigenschaften der Gleit- und Rollenlager [the main characteristics of the sliding and roller bearings], Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure [Journal of the Association of German Engineers] 36 (Band 46), 1902, 1341– 48,1432–38和1463 –70。
  4. Hersey,Mayo,《水平期刊轴承润滑定律》,华盛顿科学院杂志,1914年,第4期。
  5. 摩擦学和润滑工程师学会 - www.stle.org