ГОСТ 27640-88

Группа Т51

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИОННЫЕ И СМАЗОЧНЫЕ

Методы экспериментальной оценки коэффициента трения


Engineering materials and lubricants.
Methods of experimental evaluation of friction coefficient

ОКСТУ 0023

Дата введения 1989-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

ИСПОЛНИТЕЛИ

И.И.Карасик, д-р техн. наук (руководитель темы); В.В.Трушин; Н.Н.Самойлова; О.И.Любушкин; М.Н.Добычин; М.А.Броновец, канд. техн. наук; К.С.Ляпин, канд. техн. наук; О.В.Карагиоз, канд. техн. наук; Н.М.Михин, д-р техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.03.88 N 707

3. ВЗАМЕН ГОСТ 23.202-78, ГОСТ 23.203-78, ГОСТ 23.214-83

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

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. СУЩНОСТЬ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ

1.1. Предусматриваются следующие методы испытаний.

1.1.1. Испытания с 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.

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 (метод 4.3).

Сущность метода состоит в соударении свободно падающего с заданной высоты 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 () 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 метода 4.3 - в соответствии с черт.3.

Схема испытаний по определению адгезионной составляющей коэффициента трения

1 - вращающийся образец; 2, 3 - плоские контробразцы

Черт.1

Схема испытаний по оценке коэффициента трения при ударе

Черт.2

Образцы для испытаний по оценке коэффициента трения при ударе

Неподвижный образец

1 - исследуемая поверхность


Подвижный образец в виде кольца

1 - исследуемая поверхность

Черт.3

2. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для оценки адгезионной составляющей коэффициента трения (метод 4.1) рекомендуется установка ОТ-1 (с измерительным устройством), описание которой приведено в приложении 1.

Для оценки трения качения (метод 4.2) рекомендуется установка (с измерительным устройством), приведенная в приложении 2.

Испытательная установка должна обеспечивать:

получение вакуума при давлении в рабочей камере не более 10 Па безмасляными средствами откачки;

арретирование колеблющегося маятника до амплитуды не менее 1 рад;

измерение коэффициента трения качения в диапазоне от 10 до 10 при температуре (293±10) К с погрешностью не более 10%.

Колеблющееся тело маятника (черт.7) должно обладать массой (0,8±0,1) кг, обеспечивать период колебаний (3,8±0,2) с, линейную скорость перемещения пятна контакта в пределах 2·10 до 1·10 м/с, настройку положения равновесия в пределах 2·10 рад с погрешностью не более 1·10 рад. Система измерения углов колебаний должна обеспечивать измерение углов в диапазоне 0,021 рад с погрешностью не более 5%.

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 обеспечивать 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 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 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.

2.2. 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 не более 450 единиц по ГОСТ 2999-75. Толщина контробразца в соответствии с таблицей.

Отклонения твердости контробразца в одной серии испытаний должны быть не более 5% среднего значения. Шероховатость рабочих поверхностей образца и контробразца =0,160,32 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.