Разработан Академией наук Украинской ССР.

Исполнители: В.Н. Клименко, И.М. Федорченко, В.В. Пушкарев, В.В. Полотай, А.Е. Кущевский, М.М. Симонович.

Внесен Академией наук Украинской ССР: вице-президент И.К. Походня.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.09.1985 N 3004.

Настоящий стандарт устанавливает метод испытаний антифрикционных порошковых материалов с целью оценки их триботехнических свойств при трении с ограниченной подачей смазки.

Сущность метода заключается в определении зависимости износа и силы трения сопряженных поверхностей образца материала и контробразца от скорости скольжения и силы нагружения и вычислении их интенсивности изнашивания и коэффициента трения.

Метод не распространяется на материалы с твердостью менее НВ 20 и более НВ 150.

1.1. Образцы для испытаний по форме и размерам должны соответствовать черт. 1.

1.2. Метод отбора образцов указывают в нормативно-технической документации на конкретный материал или изделие.

1.3. Образцы для испытания не должны быть предварительно пропитаны смазочными или другими жидкостями.

1.4. Контробразец по форме и размерам должен соответствовать черт. 2. Контробразец должен быть изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88 и термообработан до твердости 42 - 45 HRC.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

2.1. Испытательная установка, предназначенная для определения триботехнических свойств, должна обеспечивать:

частоту вращения вала n с установленным на нем контробразцом от 8 до 24 , определяемую с погрешностью не более 5%;

радиальное биение наружной поверхности контробразца не более 5 мкм;

силу прижатия Р испытуемого образца к контробразцу от 100 до 1000 Н. Погрешность определения силы не более 5%;

непрерывную регистрацию линейного износа испытуемого образца и контробразца величиной от 5 мкм и более. Погрешность регистрации износа при вращающемся вале испытательной установки должна быть не более 5 мкм. Масштаб записи на ленте регистрирующего прибора должен быть не менее 1000:1;

непрерывную регистрацию силы трения от 0,5 до 250 Н. Погрешность измерения силы трения при вращающемся вале испытательной установки должна быть не более 4%. Регистрирующая система записи силы трения на диаграммную ленту должна иметь цену деления не более 0,5 Н/мм. Порог чувствительности системы записи силы трения должен быть не более 0,5 Н.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

Принципиальная схема испытаний приведена на черт. 3.

Схема и описание узла трения испытательной установки приведены в рекомендуемом Приложении 1.

2.2. Смазочное устройство с объемом масла не менее 50 см3 приведено на черт. 4.

2.3. Алмазный круг 2720-0030 по ГОСТ 16167-80 (отверстие круга расточено по черт. 2).

2.4. Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 200 г, с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г по ГОСТ 24104-88.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

2.5. Масло индустриальное И-20 по ГОСТ 20799-75.

2.6. Жидкости для промывки образцов:

бензин по ГОСТ 443-76;

ацетон по ГОСТ 2603-79;

спирт этиловый по ГОСТ 18300-87.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

3.1. Испытуемый образец устанавливают в держатель. На вал машины устанавливают алмазный круг.

3.2. Предварительную обработку поверхности трения образца проводят алмазным кругом при частоте вращения вала 8 и силе прижатия образца к кругу 10 Н до устранения следов предыдущей обработки поверхности образца, устанавливаемого визуально.

3.3. Образец в держателе после предварительной обработки последовательно промывают бензином, ацетоном и спиртом, затем высушивают на воздухе.

3.4. Контробразец последовательно промывают бензином, ацетоном и спиртом, высушивают на воздухе. Определяют массу контробразца с погрешностью не более 0,0005 г.

3.5. Устанавливают на вал машины взамен алмазного круга контробразец и после установки смазочного устройства (см. черт. 4) таким образом, чтобы его фитиль касался поверхности трения контробразца, приступают к приработке.

3.6. Приработку осуществляют при частоте вращения вала 8 и силе прижатия образца к контробразцу 100 Н до обеспечения касания не менее 90% поверхности образца, устанавливаемой визуально.

4.1. Испытания состоят из отдельных опытов, проводимых при сочетаниях скоростей скольжения и нагрузок в последовательности, указанной в таблице.

Испытания повторяют не менее трех раз с заменой образцов, контробразцов и масла в смазочном устройстве.

Нагружение образца должно производиться при вращающемся контробразце.

4.2. В начале испытаний износ образца и контробразца записывают непрерывно. После максимального отклонения стрелки записывающего прибора в процессе разогрева испытательной системы установки непрерывную запись проводят не менее 15 мин. Затем непрерывную запись прекращают и периодически, через каждые 60 мин, проводят запись в течение 1 мин.

Пример записи прибора, периодически регистрирующего износ в опыте, приведен на черт. 5.

4.3. После каждого испытания с определенным сочетанием нагрузок и скоростей контробразец, снятый с вала машины, и фитиль, вынутый из смазочного устройства, последовательно промывают бензином, ацетоном и спиртом и высушивают на воздухе.

4.4. Определяют массу контробразца с погрешностью не более 0,0005 г.

4.5. Запись силы трения при испытании производят сначала непрерывно, а затем периодически одновременно с записью линейного износа. Прибор, регистрирующий силу трения с целью записи линии начала отсчета, включают за 1 мин до включения привода испытательной установки. Пример записи прибора, периодически регистрирующего силу трения, приведен на черт. 6.

4.6. Испытания по определению износа и силы трения при каждом сочетании скоростей скольжения и нагрузок следует считать законченными при соблюдении любого из следующих условий:

суммарный линейный износ образца и контробразца превышает 30 мкм;

сила трения превышает 50 Н;

суммарный линейный износ образца и контробразца составляет менее 5 мкм на пути трения 20 км.

5.1. Суммарную линейную интенсивность изнашивания образца и контробразца (I) вычисляют по формуле

где а - расстояние между линией начала отсчета на ленте регистрирующего прибора и линией записи износа в конце испытания (см. черт. 5), мм;

М - масштаб записи регистрирующего прибора;

D - диаметр контробразца, мм;

n - частота вращения контробразца, ;

t - продолжительность испытания, мин.

Устанавливают положение линии начала отсчета линейного износа:

на участке диаграммной ленты (см. черт. 5) регистрирующего прибора с непрерывной записью износа в начальный период испытаний находят точку максимального отклонения, вызванного разогревом испытательной системы установки;

через найденную точку проводят прямую параллельно продольной линии диаграммной ленты.

5.2. Линейную интенсивность изнашивания контробразца () вычисляют по формуле

где - масса контробразца до испытания, г;

- масса контробразца после испытания, г;

В - ширина образца, мм;

D - диаметр контробразца, мм;

n - частота вращения контробразца, ;

t - продолжительность испытания, мин;

- плотность материала контробразца, г/см3;

К - коэффициент, учитывающий взаимное перекрытие сопряженных поверхностей образца материала и контробразца.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

Коэффициент К определяют по формуле , где В - ширина образца, мм; D - диаметр контробразца, мм.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

5.3. Линейную интенсивность изнашивания образца () вычисляют по формуле

где I - суммарная линейная интенсивность изнашивания образца и контробразца;

- линейная интенсивность изнашивания контробразца.

5.4. Массу износа контробразца менее 0,002 г в расчетах линейной интенсивности изнашивания не учитывают.

5.5. Значение интенсивности изнашивания рассчитывают для каждого результата испытаний, полученного при заданных скоростях скольжения и нагрузках, приведенных в таблице.

5.6. Коэффициент трения (f) вычисляют по формуле

где b - расстояние между линией начала отсчета записи на ленте регистрирующего прибора и линией записи силы трения в конце испытания, мм (см. черт. 6);

N - цена деления системы записи силы трения, Н/мм;

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 27.08.1991 N 1395)

Р - нагрузка на образец, Н.

5.7. За оценку интенсивности изнашивания образца и контробразца и коэффициента трения принимают средние арифметические значения испытаний не менее трех образцов.

5.8. Результаты испытаний записывают в протокол, форма которого приведена в рекомендуемом Приложении 2.

Узел трения (см. чертеж) состоит из корпуса 3, в котором подвижно на подшипниках смонтирован вал 11. На конце вала закрепляют подвижный контробразец 4. На корпусе 3 подвижно на подшипниках смонтирована каретка 2, ось качания которой совпадает с осью вращения вала 11. Каретка 2 зафиксирована от поворота при помощи упора каретки 12, взаимодействующей с динамометрической пружиной 1. Деформация динамометрической пружины 1 контролируется датчиком линейных перемещений 13, закрепленного на стойке 14. На кронштейне каретки 10 в направляющих 6 установлен суппорт 7 с возможностью радиального перемещения относительно оси вала 11. На суппорте 7 закреплен неподвижный образец 5, который находится во взаимодействии с подвижным контробразцом 4. В отверстии суппорта 7 свободно расположен в радиальном направлении стержень 8, один конец которого свободно упирается в тыльную сторону образца 5, а второй в датчик линейных перемещений 9, закрепленный на выступе кронштейна 10. Стержень 8 изготовлен из материала с малым коэффициентом термического расширения.

Включают привод вращения вала 11, суппорт 7 с образцом 5 прижимают с заданной силой к контробразцу 4. Сила трения, возникающая между неподвижным образцом 5 и подвижным контробразцом 4, стремится повернуть каретку 2. О силе трения судят по стреле прогиба динамометрической пружины 1, измеряемой датчиком линейных перемещений 13.

Износ образца и контробразца определяют с помощью датчика линейных перемещений 9. Назначение стержня 8 заключается в снижении влияния деформации и теплового расширения суппорта на результаты измерения износа.