4.7 Некоторые особенности испытания смазочных материалов

Рациональный цикл испытаний смазочных материалов включает в себя оценку их противоизносных, противозадирных и антифрикционных свойств на лабораторных приборах или установках с испытательными образцами простой геометрической формы (плоскости, цилиндры, сферы), на имитирующих машинах с образцами в виде серийных деталей машин или специально изготовленными аналогичными деталями (зубчатые колёса, детали поршневой группы двигателя внутреннего сгорания, подшипники скольжения или качения и др.) и непосредственно в реальных узлах машин и механизмов в условиях эксплуатации.

При испытаниях в условиях эксплуатации действует достаточно большое число разнообразных факторов, и иногда бывает трудно выделить наиболее важные. Для получения достоверных результатов испытания должны быть длительными и проводиться параллельно не нескольких однотипных машинах, что требует много времени и средств. Поэтому в большинстве случаев эксплуатационные испытания смазочных материалов являются заключительным этапом испытательного цикла после лабораторных, модельных и стендовых испытаний.

Стендовые испытания на имитирующих машинах также длительны и дорогостоящи и применяются в основном для определения противозадирных и противоизносных свойств масел для зубчатых колёс, комплексного испытания моторных масел на одно- и многоцилиндровых установках, стендах подшипников качения и скольжения.

Лабораторные испытания на специальных приборах и машинах трения не требуют большой затраты времени и в большей мере позволяют изменять условия на поверхности трения, оказывающие влияние на трибо-технические характеристики смазочных материалов. Условия испытания на них иногда отличаются от действительных условий работы смазочных материалов в реальных машинах, однако, удобства лабораторных испытаний (контроль нагрузки, скорости, температуры, возможность изменения силы трения, износа, малый объём исследуемого смазочного материала) способствовали их широкому развитию, особенно для разработки новых присадок и смазочных композиций.

Основной отличительной чертой различных типов лабораторных испытательных машин и приборов при оценке смазочных материалов является геометрия номинального контакта поверхностей трения их рабочих элементов, определяющая величину номинальных удельных нагрузок в месте смазочного контакта. В существующих машинах и приборах для испытания смазочных материалов приняты следующие схемы трения:

контакт поверхностей трения по площади (вал и цилиндрический подшипник, скользящие плоские поверхности и др.); линейный контакт трущихся поверхностей (цилиндр и плоскость,контакт цилиндров по образующей). Данная схема моделирует условия работы зубчатых колёс и роликовых подшипников;

точечный контакт (контактирование двух сфер, шара и плоскости,цилиндров с взаимно перпендикулярными осями). При испытании смазочных материалов применяются различные критерии для оценки триботехнических' характеристик:

потери на трение, определяемые по величине момента, силы или коэффициента трения; нагрузка, при которой достигаются критические условия на поверхности трения (заедание, задир) или достигается заданная величина силы трения или температуры; величина износа поверхностей трения, определяемая при нормированных условиях опыта по нагрузке, скорости, температуре; температурный критерий, основанный на представлении о разрушении смазочного слоя в трущемся контакте. Критериями температурной стойкости смазочных материалов при трении приняты критическая температура разрушения граничных смазочных слоев, определяемая по резкому изменению коэффициента трения и по скачкообразному его изменению.