PL118884B1

PL118884B1 - Method of and apparatus for measurement of lubricationg properties of lubricantsazyvajuhhikh sredstv

Info

Publication number: PL118884B1
Application number: PL1977202856A
Authority: PL
Inventors: Czeslaw Kajdas; Jozef Nita; Krzysztof Krawczyk
Original assignee: Politechnika Swietokrzyska
Priority date: 1977-12-10
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1981-11-30
Also published as: US4311036A; GB2009946A; NL7811870A; DE2853128A1; PL202856A1; FR2411413A1; GB2009946B

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.04.1983 118884 Int. Cl.3 G01N 19/02 CZYTELNIA Urzedu Patentowano Twórcy wynalazku: Czeslaw Kajdas, Józef Nita, Krzysztof Krawczyk Uprawniony z patentu: Politechnika Swietokrzyska, Kielce (Polska) Sposób i uklad do pomiaru wlasnosci smarnych srodków smarowych Ptnzedniioteim wynalazku jest sposób i uklald clo pomiaru wlasnosci smarnych srodków smarowych rozumianych jalko wlasnosci praeciiwteurcdowe, prze- ciwzuzyciowe, przeciwzatarcijowe, umozliwiajace okreslenie rodzaju tarcia oraz dokladny i szybki pomdiar wszystkich istotnych parametrów charak¬ teryzujacych te wlasnosci. iDotycihczas znanych jest wiele sposobów pomia^ ru wlasnosci smarnych srodków smarowych, które najczesciej dotychczas realizowane sa przez urza¬ dzenia takie jak: aparat czterokulowy, maszyna Timikena, maszyna Almen-Wielandia, maszyna Am- fslera oraz urzadzenie typu SAE.Najczesciej stosowany jeslt znany z PN-76/C- -04147 sposób badania wlasnosci smarnych olejów i smarów, który polega na tyim, ze w probierczym wzorcowym wezle tarcia skladajacym sie z czte¬ rech kul pracujacych w obecnosci badanej sub¬ stancji smarowej, w okreslonej temperaturze i o- kreslonej stalej predkosci obrotowej nadaje sie stale obciazenie w tym wezle utrzymujac je przez 10 sekund i mierzy sie srednice skazy kul. Cykl powtarza sie dla róznych obciazen, az do uzyska¬ nia zespawania kul. Srednica skazy kul i obcia¬ zenie ich zespawania sa miara wlasnosci smar¬ nych badanej substancji smarowej.Sposób ten realizuje aparat czterokuloiwy, w którym trzy kule sa unieruiohomiione i zanurzone w badanej substancji smarowej; czwarta zaimoco^ iwana jest w uchwycie wprawianymi w ruch obro¬ towy silnikiem elektrycznym posrednio poprzez przekladnie zebata o zmiennym przylozeniu. Ku¬ la obroitowa jest obciazana poprzez dzwignie przy pomocy stopniowego zadajnika i trze o pozostale trzy kule. Wielkosc sily tarcia i zuzycie kulek zaleza od przylozonego obciazenia testujacego oraz od predkosci obrotowej kulki, od rodzaju srodka smarowego i jego temperatury. Urzadzenie to u- mozMjwiia pomiar jedynie srednicy skazy i obcia¬ zenia zestpawania kul.Wada urzadzenia jest zmienna powiiea^chnia sty¬ ku elementów tracych w trakcie prowadzenia ba¬ dan, co uniemozliwia okreslenie nacisków jedno¬ stkowych, jak równiez granic wystepowania po¬ szczególnych rodzajów tarcia.Cefliem wynalazlku jest opracowanie sposobu i u- kladu do pomiaru wlasnosci smarnych srodJków smarowych pozbawionych wymienionych wad, a zapewniajacych badania wlasnosci smarnych w pelnym zakresie tarcia, tj. od tarcia plynnego do tarcia technicznie suchego. Ponadto sposób i u- rzadzenie maja zapewnic programowanie wymu¬ szen testujacych srodek smarowy w sposób linio¬ wy. Cel ten spelnia sposób i uklad wedlug wyna¬ lazku.Istota wynalazku polega na tym , ze w probier¬ czym wzorcowymi wezle tarcia, pracujacym w o^ kreslonych warunkach temperatury i nacisków 118 8843 118 884 4 jednostkowych w obecnosci badanego srodka smaro¬ wego, dokonuje sie zmiany w sposób liniowo-ma- lejacy predkosci poslizgu przy pomocy zadajmika i stabilizatora oraz prowadzi sie równoczesna re¬ jestracje przyrostu temperatury pod powierzchnia tarcia przy pomocy miernika i riejeisitratora, sily /tarcia przy pomocy miernika i rejestratora oraz rezystancji elektrycznej w strefie tarcia przy po^ mocy rniernika i rejestratora, przy czym szybkosc poslizgu obniza sie przy pomocy zadajnika i sta¬ bilizatora do wartosci graniczonej minimalnej, od- powiadajacej stanowi gdy rezystancja elektryczna strefy tarcia oraz sila tarcia osiagna wartosci wy¬ stepujace przy tarciu suchym.Sposób wedlug wynalazku moze byc zreaUizio^ waflfyyta/k, ze w probierczym wzorcowym wezle itarcjiaY pracujacym w okreslonych warunkach tem- penaitury i szybkosci poslizgu w obecnosci bada¬ nego srodka smarowego dokonuje sie zmiany w sposób liniowo^narastajacy nacisków jednosiko- wyah przy pomocy zadajnika oraz prowadza sde równoczesna rejeistracje przyrostu temperatury pod powderzchioia tarcia przy pomocy miernika i rejestratora, sMy tarcia przy pomocy miernika i rejestratora oraz rezystancji eOiektryicznej w stre¬ fie tarcia przy pomocy miernika i rejestratora, (przy czym zwiejksaa sie przy pomoce zadajnika na¬ ciski jednostkowe do< wartosci granicznej maksy¬ malnej, odpowiadajacej stanowi gdy rezystancja i sila tarcia osiagna wartosci wystepujace przy tarciu suchym.Na podstawie tak otrzymanych wyników ocenia sie w jaikim stopniu badana substancja smarowa zmniejsza opory tarcia, zuzycie charakteryzowane ubytkiem maisy elementów wezla tarcia, jak prze- ciwdaala zacieraniu przy wysokich oJbciazenoacfi oraz okreslai sie graaadce wyistEpciwansa nastepu¬ jacych rodzajów tarcia: plynnego, mieszanego i gflanacapeflo. fiposób wedlug wynata&u reafeiuje uklad do pcoaaaru wlasnosci amaarnych srodków smarowych z sespaftem zodawawma i stabiBkacjii parametrów o- raa; zespolem pomiariu i rejeMracji parametrów .który zawiera aeaepót weefta tarcia z probiercza wweawa fara trajca wykonana w posfcaei znanego skojarzenia, tzn. z obrotowego wafleowegu pierscie¬ nia: i dwóch, przeciwlegle uasMesaewcrjch preeerw- próbetk. Obrotowy pierscieni osadMay jest na wal¬ ku sSInika napectowego. Obydwie: jismra^ófaki ©- sadzone sa w uchwytach,, które ^ Jwdei umieszczo¬ ne sa w izolacyjnych prowadfbkaeh. Ucftwyty przeciwpróbek maja mozliwosc ruchu wzdJui. wla¬ snych osi lecz niie moga sie wokól ndchi obra¬ cac Prowadnice izolacyjne osadzone 8% w korpusie, który sklada sie z komory wewnejtonejj zawiera¬ jacej badany srodek smarowy i z komoty ae- wnetrznej zawierajacej ciecz termostatujaca. Sil¬ nik napedu próbki obrotowej zwiazany jest z kor¬ pusem za pomoca lozyska kulkowego orac polv czony jest z tym korpusem poprzez element spre- zyniuijacy, na którym naklejone sa czujniki tenso- ni0falyKz£Me do pomiaru sily tarcia.Objfdw* lacluwyfty przeciwpróbek w (zejsciach wyistajacycih na zewnatrz prowadnic izolacyjnych zakonczone sa wkladkami izolacyjnymi, w otwo¬ ry któryioh wprowadzone sa obnofliiaaoe ma walec zakonczenia srub z gwiimtem zewnetrznym. Sruby * te wkrecone sa w konce dynamomotru wykonane¬ go w ksztalcie podkowy,, przy czym na jednej ze srub zamocowane jest pokretlo do recznej regu¬ lacji naprezania dynamometru, a druga sruba na¬ pedzana jest poprzez przekladnie slimatowa za potmoea siWka skokowego. Do jednej; z pirzeoiw- próbek poprzez uchwyt tej przeciwpróbki wpro¬ wadzony jest tuz pod powierzchnia tarcia czujnik temperaitury. Inny czujnik umieszczony jest w srodku smarujacym i sluzy do okreslania i ewen¬ tualnej stabilizacji jego temperatury.Zastosowanie rozwiazania wedlug wynalazku pozwala na bardzo szybka ocene wlasnosci smar¬ nych srodków smarowych, która uzyskuje sie w wyniku jednej tyfllko próby przeprowadzonej w 20 sposób bardzo prosty.Ponadto mozliwe jest wyznaczenie granic po¬ szczególnych rodzajów tarcia oraz okreslenie wla¬ snosci smarnych dla poEacaegókiych rodzajów tar¬ cia. Istotne znaczenie ma fakt, iz do przeprowa¬ dzenia badania wymagana jest bardzo mala ilosc badanego srodka smarowego rzedu 50 ml.Rozwiazanie wedlug wynaflaztou ze wzgfredu rra duza rozdzielczosc pomiarowa umozliwiia inter¬ pretacje zjawisk fizykochemicznych w strefie tar¬ cia w obecnosci badanego srodka smarowego.Plrzedrmioit wynalazku jest ukazany na przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu, fig. 2 sohe- mait zespolu wezla tarcia A zawierajacego pare traca, pracujaca przykladowo w obecnosci oleju pi^zeMat*riowiego Hipaf-l;J.Przyklad I. Zespól wezla tarcia A ufcteucfei wedlug wynalazku zawiera probierczy wzorcowy 4a wezel tarcia o scisle uafcafcorryeh paralmeltrach, ta- ikich jak: wymiary, Masy chropowatosci powierzch¬ ni tracych, rodzaj} maiteriialu rtp.Ogólnie znana para traca sklada sie z próbki obrotowej* 1 wyflaoinaffieg w/ ksztalcie pierscienia i 4i cisadztfinej. na walku silnika mapedowedo 2 acaz z dwóch psrreciwpróbek 3* w jednej z nich utniesz- czony jest eaujroik teantperatutry 4; przecibs^próbka & osadzone sa w uchwytach & Do próbtoi obrotowej 1 i jednej z dwóch pczecówpróbek & doprowadao- M ne sa przewody pomiarowe miernika i rejestra¬ tora rezystancji elektrycznej w strefie tarcia V* Uchwyty 5 maja rnozfldwosc ruchu wzdluz wla¬ snych osi lecz, nie moga sie wokól nich. obracac i sa umieszczone w prowadnicach izolacyjnych 6 55 osadzonych w korpusie T% który sklada sia z ko¬ mory wewnetrznej, 8 zawierajacej badany srodek ismairowy 9» w którym umieszczony jest czujnik itemperaitury 10 i z komory zewnetrznej 11 za- wieraiiajcej ciecz termiotstatujaca 12. 60 SJkadk napadu 2 umocowany jeat da korpuau 7 za pomoca lozyska kubkowego 12 oraz papraet element sprezysty U z na4degon$imi na nte tffter sornetrarni 15. Obydwa uchwyty 5 przeciwpróbek 3 w czesciach wystajacych na zewnatrz prowadnic M izolacyjnych. 6X zakonczone sa wkladkami izolacyj-5 11S8S4 nymi 16. Wkladki te posiada- w osi uchiwytówr 5 niepraeloiaw* otwory,, w które ^wprowadzone sa obrobione na watec kanoe- snuto 1T z gwintem ze¬ wnetrznym, za pomoca którego wkrecane sa one w dynamometr podkowiasty 18 w jego obydwóch koncach, przy czyim na jednej ze srub 17 zamo- cowane jest pokretlo 20 do recznej regulacji na¬ prezenia dynamometru, a druga sruba 17 polaczo¬ na jest z przekladnia slimakowa 21, napedzana za pomoca silnika skokowego 22. Na dynamomeftrze podkowisistyni 18 naikleijone sa tenisometry 19 slu¬ zace do pomiaru obciazenia w wezle taireda.IDo jednej z przecdwipróbeik 3 poprzez uchwyft 5 tej praecdwpróbki wprowadzony jest czujnik 4 temperatury mierzonej pod powierzchnia tarcia, a inny czujnik ternparatiiiry 10 umieszczony jest w srodku smarowym 9. Badany srodek smarowy 9 doprowadza sie do komary wewnetrznej 8 poprzez wlew 23 a odprowadza poprzez zajwór 24.W zespole wezla tarcia A zawierajacym pro¬ bierczy wzorcowy wezel tarcia, pracujacy w tem¬ peraturze 293 K okreslonej za pomoca zadajnika i stabilizatora temperatury srodka smarowego I i obciazeniu 100 MNi/m1 okreslonym za pomoca au¬ tomatycznego zadajndka nacisków w wezle tarcia II, dokonuje sie zmiany w sposób liniowo-madeja- cy predkosci poslizgu od wairitosci 3 m/sak do war¬ tosci 0,05 myteek za pomoca zadajnilka i stabiliza¬ tora predkosci poslizgu III.Jednoczesnie mierzy sie i rejestruje rezystancje elektryczna w strefie tarcia za pomoca miernika i rejestratora rezystancji elektrycznej w strefie tarcia IV, która w tych warunkach zmienia sie w granicach od 3 Mfi do 100 O, a ponadto mie¬ rzy sie i rejestruje sile tarcia za pomoca mierni¬ ka i rejestratora sily tarcia V, która zmienia sie w granicach od 18 N do 30 N, jak równiez mie¬ rzy sie i rejestruje przyrost tempera/tury pod po¬ wierzchnia tarcia za pomoca miernika i rejestra¬ tora przyrostu temperatury pod powierzchnia tar¬ cia VI, który zmienil sie w tych warunkach od 343 K do 303 K.Przyklad II. W zespole wezla tarcia A za¬ wierajacym probierczy wzorcowy wezel tarcia, pracujacy w temperaturze 293 K okreslonej za po¬ moca zadajnilka i stabilizatora temperatury srodka smarowego I i przy poslizgu L mdsek okreslanym za pomoca zadajnilka i stabilizatora szybkosci po¬ slizgu III dokonuje sie zmiany nacisków jedno¬ stkowych w zakresie od 0 do 400 MNto* w sposób liniowo-narajstaijacy za pomoca auitomatycznego za- dajndika nacisków w wezle tarcia II. Jednoczesnie mierzy sie i rejestruje rezystancje elektryczna w strefie tarcia za pomoca miernika i rejestratora rezystancji elektrycznej w strefie tarcia IV, która w tych warunkach zmienia sie w zakresie od 3 M& do 10 Qy a ponadto mierzy sie i rejestruje sile tarcia za pomoca miernika i rejestratora sily tar¬ cia V, która zmienia sie w zakresie od 0 do 24 N, jak równiez mierzy sie i rejestruje przyrost tem¬ peratury pod powierzchnia tarcia za pomoca mier¬ nika i rejestratora przyrostu temperatury pod pon wierzchnia tarcia VI, który zmienil sie w tych warunkach od 293 K do 373 K. PL PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru wlasnosci smarnych srodków smarowych, znamienny tym, ze w probierczym wzorcowym wezle tarcia, pracujacym w okreslo¬ nych warunlkach temperatury i nacisków jedno¬ stkowych w obecnosci badanego srodka smarowe¬ go przy pomocy zadajnilka i stabilizatora doko¬ nuje sie zmiany w sposób liniowoHmalejacy pred¬ kosci poslizgu oraz prowadzi sie równoczesna re¬ jestracje przyrostu temperatury pod powierzch¬ nia tarcia przy pomocy miernika i rejestratora, si¬ ly tarcia przy pomocy miernika i rejestratora oraz rezystancji elektrycznej w strefie tarcia przy po¬ mocy miernika i rejestratora, przy czym szybkosc poslizgu obniza sie przy pomocy zadajnika i sta¬ bilizatora do wartosci granicznej minimalnej, od¬ powiadajacej stanowi gdy rezystancja elektryczna strefy tarcia oraz sila tarcia osiagna wartosci wy¬ stepujace przy tarciu suchym.

2. 12. Sposób pomiaru wlasnosci smarnych srodków smarowych, znamienny tym, ze w probierczym wzorcowym wezle tarcia, pracujacym w okreslo¬ nych warunkach temperatury i szybkosci poslizgu w obecnosci badanego srodka smarowego dokonu¬ je sie zmiany w sposób liniowo-aiarastajacy naci¬ sków jednostkowych przy pomocy zadajnilka oraz prowadzi sie równoczesna rejestracje przyrostu temperatury pod powierzchnia tarcia przy po¬ mocy miernika i rejestratora, sily tarcia przy po¬ mocy miernika i rejestratora oraz rezystancji e- lektryoznej w strefie tarcia przy pomocy mierni¬ ka i rejestratora, przy czym zwieksza sie przy pomocy zadajnika naciski jednostkowe do wartosci granicznej maksymalnej, odpowiadajacej stanowi gdy rezystancja i sila tarcia osiagna wartosci wy¬ stepujace przy tarciu suchym.

3. Uklad pomiarowy wlasnosci smarnych srod¬ ków smarowych z zespolem zadawania i stabili¬ zacji parametrów, zespolem pomdaru i rejestracji parametrów, znamienny tym, ze zawiera ze^dl wezla tarcia (A) w którym obrotowa próbka (1) w ksztalcie pierscienia osadzona jest na walku sil¬ nika (2) napedzajacego ta próbke, a dwie przeciw- ipróbki (3), w jednej z których umieszczony jest czujnik temperatury (4), umocowane sa w uchwy¬ tach (5), które umieszczone sa w prowadnicach izolacyjnych (6) osadzonych w korpusie (7) skla¬ dajacym sie z komory wewnetrznej (8), zawiera¬ jacej badany srodek smarny (9), w którym u- mieazczony jest czujnik temperatury (10) i z ko¬ mory zewnetrznej (11) zawierajacej ciecz termo¬ statujaca (12), przy czyim obudowa silnika (2) po¬ laczona jest z korpusem (7) za pomoca lozyska .kulkowego (13) oraz za pomoca elementu sprezy¬ stego (14), na którym naklejone sa tenisometry (15), a jednoczesnie obydwa uchwyty (5) przeciwpróbek (3) w swoich czesciach wystajacych na zewnatrz prowadnic izolacyjnych (6) zakonczone sa wklad¬ kami izolacyjnymi (16), posiadajacymi znajdujace sie w osi uchwytów (5) nieprzelotowe otwory, do których wprowadzone sa konce srub (17), wkreco¬ ne w konce dynamometru (18) wykonanego w 10 19 2* SS 30 31 40 48 50 55 6011S 884 ksztalcie podkowy z umieszczonymi na nim tenso- metrami (19), przy czym na jednej ze srub (17) zamocowane jest pokretlo (20) recznej regulacji 8 naprezenia dymaimoimetnu (18), a druga sruba (17) napedzana jest popnzez pinzeklaidnie slimalkowa (21) za pomoca silnika skokowego (22). r—-—i 1 1 1 ' 1 1 1 h I ! n IV IL 111 1 u • ni [ Tl"" A 1 1 iI U i i ! i| J |L l .j L 1 v J VI Fig. 1 2 \A .15 Aa /y* 10 2A 19^-18 16 17 21 22 Fig-2 DN-3, zam. 654/82 Cena 100 zl PL PL