ĆW 6. aparatu czterokulowego dotycząą oceny własno. ci smarnych olejów i smarów zgodnie z zaleceniami Polskiej Normy [8].

Transkrypt

1 ĆW 6 POMIAR TRWAŁOŚCI TRWAŁOŚCI WARSTWY GRANICZNEJ OLEJÓW I SMARÓW WYBRANA METODA BEDAŃ. BEDA Badania laboratoryjne przeprowadzane za pomocą pomoc aparatu czterokulowego dotycząą oceny własno własności ci smarnych olejów i smarów zgodnie z zaleceniami Polskiej Normy [8]. OPIS STANOWISKA BADAWCZEGO Stanowisko laboratoryjne przeznaczone do badań bada trwałości trwało warstwy granicznej olejów i smarów przedstawiono na rys.8.9. a) b) Rys Schemat stanowiska do badania trwałości ci warstwy granicznej olejów i smarów: a) aparat czterokulowy, b) uchwyty badanych kul; 1 silnik elektryczny, 2 zespół mocujący kulki, 3 ramięę układu obciąŝającego, obci 4 obciąŝnik, 5 podstawa aparatu czterokulowego, czterok 6 uchwyt kulki górnej, 7 uchwyt kulek dolnych, 8 ruchoma kulka górna, 9 nieruchome kulki dolne, 10 pierścień dociskowy. WyposaŜone one jest ono w [4,8,9,10]: aparat czterokulowy, kulki stalowe, wykonane ze stali łoŝyskowej ło yskowej w 0 klasie dokładności d o średnicy rednicy 1/2" i tolerancji grupy selekcyjnej 0,8 µm,

2 sekundomierz umoŝliwiający odczyt czasu z dokładnością do 0,1 s, mikroskop pomiarowy wyposaŝony w skalę, umoŝliwiającą wykonanie pomiaru średnic skaz z dokładnością do 0,01 mm, benzynę ekstrakcyjną o własnościach zgodnych z zaleceniami normy, naczynia do przechowywania i nabierania substancji smarujących, instrukcję obsługi stanowiska. Jak widać na rysunku 8.9 silnik elektryczny 1 połączony jest z wałem napędzającym uchwyt 6 kulki górnej 8. Zespół obciąŝający wraz z obciąŝnikami 4, którego połoŝenie jest regulowane 3 względem punktu podparcia dźwigni obciąŝającej umoŝliwia zmianę nacisku na kulki dolne 9. Elementami badawczymi są trzy kule unieruchomione w uchwycie dolnym, umieszczone w miseczce 7 zawierającej badaną substancję smarującą, dociskane do czwartej kulki zamocowanej w uchwycie obrotowym. Siła docisku wytwarzana jest za pomocą zespołu obciąŝającego. ObciąŜenie nadane P, działające na układ czterech badanych kulek, moŝe zawierać się od 0 do 800 kg. Kulka górna obraca się z prędkością n = 1450 ± 50 obr./min.. Badanie trwałości warstwy granicznej olejów i smarów polega na pomiarze średnic śladów zuŝycia powstałych na powierzchniach trzech badanych nieruchomych kulek dla poszczególnych wartości obciąŝenia nadanego P. OPIS REALIZACJI BADAŃ Program realizacji badań laboratoryjnych własności smarnych olejów i smarów zawiera wyznaczenie: - wartości obciąŝenia niezacierającego P n, - wartości obciąŝenia zespawania P z, - wartości wskaźnika zuŝycia pod obciąŝeniem I h. PRZYGOTOWANIE STANOWISKA DO WYKONYWANIA BADAŃ Przed rozpoczęciem oznaczania wartości wskaźników I h i P z naleŝy wykonać następujące czynności przygotowawcze: 1) Do kaŝdego biegu testowego wybrać cztery nowe kulki. Kulki, uchwyty mocujące kulek, końcówkę wrzeciona maszyny czterokulowej oraz wszystkie elementy stykające się z badanym środkiem smarnym umyć w rozpuszczalniku, celem usunięcia z wymienionych elementów śladów olejów, smarów lub substancji ochronnych. Wybór rozpuszczalnika zaleŝy od rodzaju substancji. 2) Umyte elementy wysuszyć w strumieniu powietrza. Umytych i wysuszonych elementów nie naleŝy dotykać rękami. 3) Sprawdzić wizualnie stan powierzchni kulek i stan powierzchni uchwytu utrzymującego kulki.

3 4) Trzy kulki umieścić w uchwycie dolnym, natomiast kulkę czwartą wraz z jej uchwytem zamocować we wrzecionie aparatu. 5) Uchwyt kulek dolnych napełnić badanym środkiem smarnym w ilości 8 ± 2 cm 3 o temperaturze 20 ± 5 C, tak, aby nie powstały w nim pęcherzyki powietrza. W przypadku badania smarów plastycznych napełnić uchwyt kulek dolnych środkiem smarnym przed umieszczeniem w nim kulek. Po zamocowaniu dolnych kulek usunąć nadmiar wyciśniętego smaru. 6) Uchwyt umieścić w aparacie i obciąŝyć węzeł obciąŝeniem nadanym P = 80 kg, unikając gwałtownych zmian obciąŝenia, mogących spowodować deformacje powierzchni kulek. ObciąŜenie nadane P [kg] obciąŝenie węzła tarcia nadane przez układ obciąŝający aparatu czterokulowego [8]. 7) Sprawdzić prawidłowość współpracy elementów węzła tarcia przez pokręcenie uchwytem kulek dolnych. SPOSÓB WYKONANIA BADAŃ W celu realizacji oznaczenia wartości wskaźników I h i P z naleŝy: 1) Wykonać czynności przygotowawcze podane w punkcie ) Uruchomić silnik napędowy aparatu czterokulowego na czas 10 ± 0.2 s, przy czym nie brać pod uwagę czasu biegu od włączenia silnika do osiągnięcia prędkości obrotowej 1450 ± 50 obr/min. i wyłączenia silnika do zatrzymania aparatu. 3) Po zakończeniu pierwszego biegu odciąŝyć węzeł tarcia, zdemontować uchwyty kulek, kulki dolne umyć w rozpuszczalniku i osuszyć. 4) Zmierzyć mikroskopem pomiarowym średnice powstałych skaz w kierunku równoległym i prostopadłym do śladów tarcia. 5) W przypadku, gdy krawędzie skaz są zakryte wytartym materiałem, naleŝy je przed pomiarem oczyścić. 6) Obliczyć i zapisać w tabeli 8.1 wartość średnią średnicy skaz d i porównać ją z wartością skompensowaną średnicy skaz d s. Średnia średnica skaz d [mm] średnia arytmetyczna wyników pomiarów średnic śladów zuŝycia ciernego (skaz), wykonanych w kierunku równoległym i prostopadłym do kierunku poślizgu badanych kulek (nieruchomych) [8]. Skompensowana średnica skaz d s [mm] wartość znormalizowana średniej średnicy skaz powstałych na powierzchni kulek nieruchomych obciąŝonych siłą P w obecności czynnika smarującego, powstałych w biegu, podczas którego nie nastąpi zatarcie lub zespawanie badanych kulek [8]. 7) JeŜeli średnia wartość średnicy skaz d przy obciąŝeniu nadanym P = 80 kg nie przewyŝsza wartości skompensowanej średnicy skaz d s więcej niŝ o 5%, naleŝy wykonać bieg przy kolejnym wyŝszym obciąŝeniu nadanym.

4 8) JeŜeli średnia wartość średnicy skaz d przy obciąŝeniu nadanym P = 80 kg przewyŝsza więcej niŝ 5% wartości skompensowanej średnicy skaz d s, następny bieg badawczy przeprowadzić przy kolejnym niŝszym obciąŝeniu nadanym. 9) Kontynuować biegi aŝ do wyznaczenia największego obciąŝenia niezacierającego P n, stosując w kaŝdym biegu zestaw nowych kulek. Największe obciąŝenie niezacierające P n największe obciąŝenie nadane P, przy którym średnia średnica skaz d nie przewyŝsza więcej niŝ 5% skompensowanej średnicy skaz d s [8]. 10) Po wyznaczeniu obciąŝenia niezacierającego P n wykonać kolejno biegi przy rosnących obciąŝeniach zgodnie z tabelą 8.1, aŝ do zespawania kulek i natychmiast wstrzymać bieg silnika. Objawy zespawania kulek: zwiększony hałas w węźle tarcia z równoczesnym wydobywaniem się dymu, gwałtowny wzrost momentu tarcia i zadziałanie wyłącznika bezpieczeństwa. 11) Powtórzyć bieg przy obciąŝeniu, przy którym nastąpiło zespawanie. JeŜeli przy powtórnym biegu zespawanie nie nastąpi, przeprowadzić następny bieg przy kolejnym wyŝszym obciąŝeniu nadanym. Za obciąŝenie zespawania P z przyjąć obciąŝenie, przy którym dwukrotnie stwierdzono zespawanie kulek. 12) Wykonać 10 biegów dla kolejnych obciąŝeń poprzedzających obciąŝenie zespawania P z, pomijając wartości obciąŝeń niŝszych od wyznaczonej wartości obciąŝenia niezacierającego P n. 13) JeŜeli dla danego środka smarnego nie wystąpi zespawanie kulek, wówczas za obciąŝenie zespawania P z naleŝy przyjąć obciąŝenie nadane, dla którego średnia wartość średnicy skaz d powstałych na nieruchomych kulkach osiągnie wartość 4 mm. 14) JeŜeli przy najwyŝszym obciąŝeniu nadanym P = 800 kg nie nastąpiło zespawanie kulek i średnia wartość średnicy skaz d nie osiągnęła wartości 4 mm, naleŝy przyjąć: obciąŝenie zespawania - powyŝej 800 kg, a wskaźnik zuŝycia pod obciąŝeniem I h obliczyć przyjmując, Ŝe obciąŝenie zespawania P z = 800 kg. 15) Wypełnić tabele pomiarową.

5 Tabela 8.1. Tabela pomiarowa [8] ObciąŜenie nadane P [kg] Średnia średnica skaz d [mm] Skompensowana średnica skaz d s [mm] Iloczyn P*D h [kgmm] 6 0,95 8 1, , , , , , , , , , , , , , , , , ObciąŜenie skorygowane P s [kg] ObciąŜenie zespawania P z [kg] Wskaźnik zuŝycia pod obciąŝeniem I h [kg] OBLICZENIE WARTOŚCI OBCIĄśENIA SKORYGOWANEGO P S I WSKAŹNIKA ZUśYCIA POD OBCIĄśENIEM I H, 1) ObciąŜenie skorygowane P s [kg], obliczyć dla poszczególnych biegów aparatu w zakresie obciąŝeń między największym obciąŝeniem niezacierającym P n i obciąŝeniem zespawania P z wg wzoru: P Dh Ps = (8.5) d gdzie: P [kg] - obciąŝenie nadane w danym biegu, D h [mm] - średnica skaz Hertza, 3 D h = 0, 0873 P (8.6) d [mm] - średnia średnica skaz zmierzona na kulkach nieruchomych.

6 2) Wskaźnik zuŝycia pod obciąŝeniem I h [kg] obliczyć, wg wzoru: 1 Ps 3 I h = Ps 1 + Ps 2 + (8.7) 10 2 gdzie: P s1 [kg] - suma obciąŝeń skorygowanych P s dla kolejnych obciąŝeń nadanych nie większych niŝ 315 kg, a większych od największego obciąŝenia niezacierającego P n, P s2 [kg] - suma obciąŝeń skorygowanych P s dla obciąŝeń nadanych nie większych od największego obciąŝenia niezacierającego P n, uzupełniających liczbę obciąŝeń skorygowanych P s do dziesięciu, wymaganych do obliczenia wskaźnika zuŝycia pod obciąŝeniem I h, obliczona z pomiarów lub odczytana z tabeli 8.2 na podstawie wyznaczonych w danym badaniu wartości P n i P z, P s3 [kg] - średnia arytmetyczna obciąŝeń skorygowanych P s dla obciąŝeń nadanych większych od 315 kg. Tabela 8.2. Suma obciąŝeń skorygowanych P s2 [kg] w zaleŝności od wartości największego obciąŝenia niezacierającego P n oraz obciąŝenia zespawania P z [8] P n P z [kg] [kg] ,8 325,8 370, ,7 215,8 260,5 296,7 325,3 346,9 364, ,6 127,7 172,4 208,6 237,2 259,2 276, ,1 100, ,6 187,1 204,7 218,8 230,4 239,3 246, ,7 80,9 109, ,6 162,7 174,3 183,2 190, ,2 64,8 86,4 103, ,6 138,6 145, ,6 50,2 67,7 81,8 93,4 102,4 109, ,6 39,1 53,2 64,8 73,8 81, ,6 31,6 43,2 52,2 59, ,1 25,7 34, ,6 20,6 27, ,3 8 7,4

7 Wynik oznaczania wartości wskaźnika zuŝycia pod obciąŝeniem I h i obciąŝenia zespawania P z, Za wynik oznaczania obciąŝenia niezacierającego P n naleŝy przyjąć wartość największego obciąŝenia nadanego P, przy którym średnia wartość średnicy skaz d nie przewyŝsza więcej niŝ 5% wartości skompensowanej średnicy skaz d s. Za wynik oznaczania obciąŝenia zespawania P z naleŝy przyjąć wartość obciąŝenia nadanego P, przy którym co najmniej w dwóch biegach stwierdzono zespawanie kulek. Za wynik oznaczania wskaźnika zuŝycia pod obciąŝeniem I h naleŝy przyjąć średnią arytmetyczną wyników co najmniej dwóch oznaczeń nie róŝniących się między sobą więcej niŝ 10 kg. ZASADY OPRACOWANIA WYNIKÓW BADAŃ. Opracowanie wyników badań powinno zawierać: a) cel badań, b) rysunek i opis stanowiska badawczego, c) charakterystykę badanego środka smarnego, d) tabelę z wynikami badań, e) wynik końcowy oznaczania wartości wskaźnika zuŝycia pod obciąŝeniem I h i obciąŝenia zespawania P z, f) ocenę wyników badań i wnioski końcowe.