ГОСТ 27640-88
Скачать документ
Формат .docx · доступно зарегистрированным пользователям
Издание официальное
Методы экспериментальной оценки коэффициента
трения
Engineering materials and lubricants.
Methods of experimental evaluation of friction coefficient
Дата введения 01.01.89
Настоящий стандарт распространяется на методы экспериментальной оценки коэффициента трения при различных видах контактного взаимодействия конструкционных и смазочных материалов, используемых в трущихся сопряжениях.
Стандарт не распространяется на методы оценки коэффициентов трения в сопряжениях из пористых материалов с диаметром пор более 0,2 мм.
1 1. Предусматриваются следующие методы испытаний.
1.1 1. Испытанияс целью оценки адгезионной составляющей коэффициента трения твердых тел при трении без смазывания и с нанесенным на их поверхность смазочным материалом при комнатной температуре (метод 4.1)
Сущность метода состоит во вдавливании образца сферической формы, выполненного из более твердого материала исследуемого сочетания трущихся материалов в направлении нормали к поверхности плоского контробразца силой, вызывающей пластическую деформацию последнего, приведении образца во вращении относительно оси, направленной по нормали к поверхности контробразца, измерении момента сил трения, развиваемых в контакте образца с контробразцом, разгружении образцов и измерении размеров отпечатков на контробразце; затем испытание повторяют при другой силе и по результатам измерений определяют параметры прочности адгезионной связи, по которым оценивают коэффициент трения.
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1988
1.1.2 Испытания с целью оценки коэффициента трения качения в зоне контакта шаровой опоры с плоской поверхностью из материалов, используемых в опорах качения (метод 4 2).
Сущность метода состоит в измерении затухающих во времени амплитуд свободных колебаний маятника в результате контакта шаровой опоры с плоской поверхностью испытуемых образцов
1.1.3 Испытания с целью оценки коэффициента трения материалов и покрытий для узлов трения при ударе (метод4.3).
Сущность метода состоит в соударении свободно падающего с заданной высоты Н вращающегося с требуемой частотой вокруг горизонтальной оси образца с горизонтальной плоскостью неподвижного образца, измерении длины и соответствующей продолжительности полета вращающегося образца в результате отскока от неподвижного, по которым вычисляют коэффициент трения.
Испытания по методу 4.3 реализуются в 2 видах: при различных высотах падения (Н) образца в виде кольца (метод 4.3.1.1 ) и при фиксированной высоте падения (// = 5000 ±0,5 мм) образца в виде шара (метод 4.3.1.2).
Схема испытаний для метода 4.1 — в соответствии с черт 1 Установка для метода испытаний 4.2 — в соответствии с рекомендуемым приложением 2. Схема испытаний для метода4.3 — в соответствии с черт 3.
Схема испытаний по определению адгезионной составляющей коэффициента
трения
I — вращающийся образец; 2,3 — плоские контробразцы
Черт. 1
Схема испытаний по оценке коэффициента трения при ударе
2-6473
Образцы для испытаний по оценке коэффициента трения при ударе
Неподвижный образец
1 - исследуемая поверхность
Подвижный образец в виде кольца
1 - исследуемая поверхность
Для оценки коэффициента трения при ударе (метод 4.3) рекомендуется импульсный трибометр, описание которого приведено в приложении 4.
Установка проведения испытаний по методу 4.3 (черт. 2) должна состоять из приспособления для фиксации неподвижного образца, механизма раскручивания и сброса вращающегося образца, устройств для измерения длины и продолжительности полета вращающегося образца.
Приспособление для фиксации неподвижного образца должно обеспе чивать его жесткое крепление в положении, обеспечивающем горизонтальное расположение исследуемой поверхности и возможность перемещения образца в горизонтальной плоскости после каждого соударения для смещения центров площадок контактирования последующих соударений подвижного и неподвижного образцов.
Механизм раскручивания и сброса вращающегося образца должен включать привод вращения образца, измерительное устройство для контроля частоты вращения, приспособление освобождения вращающегося образца для падения.
Устройство для измерения длины полета вращающегося образца должно содержать стол, измерительная плоскость которого находится в плоскости исследуемой поверхности неподвижного образца.
Испытательная установка должна обеспечивать вращение образца с регулируемой частотой от 300 до 1000 мин’1 с погрешностью поддерживания заданной частотой не более 2% от требуемой величины частоты.
Устройство контроля частоты вращения образца должно обеспечивать контроль частоты вращения в диапазоне от 300 до 1000 мин 1 с погрешностью не более 0,2 % от измеряемой величины.
Измерение длины полета вращающегося образца с погрешностью не более 0,5 мм.
Измерение продолжительности полета вращающегося образца должно производиться с погрешностью не более 1 % от измеряемой величины.
Примечание. Допускается заменять устройство для измерения длины полета образца приспособлением для измерения максимальной высоты Н, (черт. 2) с погрешностью не более 0,5 мм.
1.2. В общем случае технологию изготовления образцов, шероховатость их исследуемых поверхностей и смазочные материалы выбирают в требуемом сочетании.
При испытаниях по методу 4.1 вращающийся образец (черт. 1) выполняют из материала не менее чем в 1,5 раза более твердого исследуемого сочетания трущихся материалов.
Плоские контробразцы из материала твердостью HV не более 450 единиц но ГОСТ 2999 75. Толщина Н контробразца в соответствии с таблицей.
I*
Материал контр образца
Твердость HV
Толщина Н, мм не менее
Нагрузка, Н
Пр одолжительность выдержки под нагруз- кой, с
1-е нагружение
2-е наг- руже- мне
1-е нагружение
2-е нагружение
Черные ме-
140-450
4
300
30000
5
10
таллы
Менее 140
6
100
10000
5
10
Цветные ме
таллы, их
Не менее
130
6
300
30000
5
30
сплавы
(медь, ла-
35-130
9
100
10000
10
30
тунь, бронза и 1.Д.)
8-35
6
30
2500
20
60
Отклонения твердости контробразца в одной серии испытаний долж ны быть не более 5 % среднего значения. Шероховатость рабочих поверх ностей образца и контробразца Rz = 0,16 4-0,32 мкм.
При испытаниях по методу 4.2, в качестве опор качения 4 (черт. 7)
используют стальные шары по ГОСТ 3722—81 11-й степени точности, группы Н, диаметром 12,3 мм из стали марки ШХ 15 по ГОСТ 801—78. Плоские образцы 9 (черт. 7) изготавливают из исследуемого материала в виде прямоугольных пластин и крепят прижимом 10 к верхней площадке кронштейна 1. -
При испытаниях по методу 4.3 используется неподвижный образец (черт. 3) из исследуемого материала, твердость которого по Виккерсу должна быть не менее чем в 1.5 раза меньше твердости материала вращающегося образца.
Вращающийся образец выполняется в виде шара по ГОСТ 3722—81 11-й степени точности, группы Н, диаметром 10 мм из стали марки ШХ15 по ГОСТ 801-78 и в виде кольца (черт. 4) из исследуемого материала.
При проведении сравнительных испытаний по методу 4.3.1 используют неподвижные образцы с шероховатостью исследуемой поверхности Rz - = 0,32 4- 0,16 мкм.
Промывочные жидкости:’бенэйн по ГОСТ 443—76, ацетон по ГОСТ 2603—79, спирт по ГОСТ 5962—67.
Протирочный материал — отбеленная хлопчатобумажная бязь по ГОСТ 11680—76
3.1. Подготовка к испытаниям по методу 4.1
3.1.1 . Образцы и контробразцы промывают последовательно в бензине и ацетоне и высушивают на воздухе.
3.1.2 Смазочный материал наносят на предварительно очищенную поверхность контробразца поливом (жидкие смазочные материалы) или с помощью шпателя (пластичные смазочные материалы). В последнем случае толщина смазочного материала должна быть достаточной для его визуального обнаружения.
Примечание. Допускается наносить смазочный материал на поверхность контробразцов после закрепления их в испытательной установке до приведения образцов в соприкосновение. Образцы выдерживают при комнатной температуре в течение 30-40 мин.
3.2. . Подготовкак испытаниям по методу 4.2
3.3. 2.1. Закрепляют испытуемые образцы прижимом 10 к площадке кронштейна 11 (см. черт. 7).
3.4. 2. Протирают последовательно бязью, смоченной в бензине, ацетоне и спирте, шаровые опоры 4 и рабочую поверхность образцов 9.
3.5. 2.3. Снимают с арретира диск 8, опуская колеблющееся тело маятника шаровыми опорами 4 на испытуемые образцы 9.
3.6. .4 Устанавливают грузами 6 колеблющееся тело маятника таким образом, чтобы флажок 7 расположился симметрично относительно фотодиодов 12.
3.7. .5 Арретируют колеблющееся тело маятника, герметизируют рабочий объем и откачивают вакуумную систему до давления не выше 10 2 Па.
3.8. 6. Рассчитывают интервал времени то между импульсами с фотодиодов 12, соответствующий начальной амплитуде колебаний ао по фор муле:
то = 1,21 arc sin (0,0128 К1/3),
где Е — модуль Юнга материала испытываемого образца, Па.
3.9. . Подготовкак испытаниям по методу 4.3.
3.9.1 . Перед проведением испытаний вращающийся образец и рабочую поверхность неподвижного образца промывают последовательно в бензине и ацетоне. После промывки, при необходимости, на исследуемую поверхность образца наносят смазочный материал.
3.9.2 Устанавливают и закрепляют неподвижный образец.
3.9.3 3.3. Устанавливают вращающийся образец в механизме для раскручивания и сброса. Механизм раскручивания и сброса устанавливают на высоте, обеспечивающей расстояние Н от исследуемой поверхности неподвижного образца до нижнего края вращающегося образца (см. черт. 2).
4.1. Метод оценки адгезионной составляющей коэффициента трения
4.1.1 Образец и контробразцы устанавливают в испытательной установке (см. черт. 1), принимая меры предосторожности для сохранения смазочного материала на поверхности контробразца.
Взаимная установка образ
