GB T 11144-2007 润滑液极压性能测定法 梯姆肯法.pdf
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1、ICS 75080E 30 a园中华人民共和国国家标准GBT 11 1442007代替GBT 111441989润滑液极压性能测定法 梯姆肯法Standard test method for measurement of extreme-pressure prosperties oflubricating fluids(Timken method)2007-07-17发布 200801-01实施宰瞀鹃鬻瓣警糌赞星发布中国国家标准化管理委员会促1”前 言GBT”1442007本标准修改采用美国试验与材料协会标准ASTM D278201润滑液极压性能测定法 (梯姆肯法)。本标准根据ASTM D27
2、8201重新起草。为便于比较,在附录G中列出了本标准章条编号与AsTM D278201章条编号的对照一览表。为了更适合我国国情,在采用ASTM D278201时,本标准做了一些修改。本标准与ASTMD278201的主要差异如下:删除了ASTM D278201引用标准中没有被本标准直接引用的标准,引用了的标准采用我国相应的现行标准。为使用方便,对于ASTM D278201还做了下列编辑性修改:对AsTM D278201重复性和再现性的文字表述,按我国的习惯进行了修改;一将ASTM D278201附录X23“重复性和再现性极限”编人正文第12章“精密度”省略了ASTM D278201中有关对精密度
3、说明的内容;省略了ASTM D278201中第13章“关键词”。本标准代替GBT 11144-1989(润滑油极压性能测定法(梯姆肯试验机法)。本标准与GBT 111441989的主要差异如下:标准名称有变化,由润滑油极压性能测定法(梯姆肯试验机法)变为润滑液极压性能测定法梯姆肯法本标准在378士28的试验温度下,适合于测定在40 0C时黏度不高于5 000 mm2s的试样;GBT 111441989版适合于测定在378。C时黏度不高于5 400mm。s的试样;本标准试验方法的精密度为:在OK负荷不低于667N(151bf)时,重复性为不大于平均值的30,再现性为不大于平均值的74GBT 11
4、144一1989版的精密度为:重复性不大于2个负荷级,再现性为不大于4个负荷级。本标准的附录A、附录B、附录c为规范性附录,附录D、附录E、附录F和附录G为资料性附录。本标准由中国石油化工集团公司提出。本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会(sACTc 280)归口。本标准主要起草单位:中国石油天然气股份有限公司润滑油研究开发中心。本标准主要起草人:雷爱莲、颉敏杰、蔡继元、吴静。本标准首次发布为:GBT 111441989。润滑液极压性能测定法梯姆肯法GBT 1 1 144-20071范围11本标准规定了使用梯姆肯极压试验机测定润滑液承载能力的方法。本标准适用于评价润滑液的极压性能。注:
5、本标准适合测定黏度在40C下低于5 000 mm。s的试样。测定较高黏度的试样,参照91中的注2。12本标准中采用国际单位制单位。但本标准用的设备采用的是英制单位,因此,当涉及到试验设备和试件,保留了英制单位。13本标准涉及某些有危险的材料、操作和设备,但是无意对与此有关的所有安全问题都提出建议。因此,用户在使用本标准之前应建立适当的安全和防护措施,并确定有适用性的管理制度,详见附录c。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件
6、的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 686化学试剂丙酮SH 0114航空洗涤汽油SHT 0203润滑脂极压性能测定法(梯姆肯试验机法)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31极压添加剂extreme pressure(EP)additive能和接触的金属表面起反应形成一种高熔点无机薄膜以防止在高负荷下发生熔结、卡咬(或咬粘)、划痕或刮伤的添加剂。32润滑剂lubricant加到两相对运动表面间能减小摩擦、降低磨损的物质。33刮伤scoring在测定润滑剂承载能力的过程中,当润滑剂薄膜破裂,试块表面沿滑动方向产生宽而深的犁痕式破坏现象。34磨损wear指测定润
7、滑剂极压性能时,试件表面物质不断损失或产生残余变形的现象。35润滑剂承载能力load-carrying capacity of a lubricant通常指在给定试验条件下,润滑荆能承受使相互接触的表面不产生刮伤、卡咬或者金属间的表面熔结等破坏形式的最大负荷或压力。GBT 11 144200736372OK值OK value在测定润滑剂承载能力过程中,没有引起刮伤或卡咬时加在负荷杠杆砝码盘上的最大质量(重量)。刮伤值score value在测定润滑剂承载能力过程中,出现刮伤或卡咬现象时加在负荷杠杆砝码盘上的最小质量(重量)。注:当润滑油膜大量存在,试块上则得到光滑的磨痕。当油膜破裂,则发生刮伤
8、或试块的表面破坏,见图1。最简单且最容易辨认的刮伤形式是:试块上磨痕比较宽,且有犁痕产生,试环表面上有过量金属堆积,这种表面破坏的形式经常会遇到。但是也有如下的情况产生:磨痕表面比较光滑,但存在局部的破坏,即划痕延伸到磨痕之外,这种情况也视为刮伤。还有一种情况是:虽然在光滑的磨痕内有划痕产生,但未延伸到磨痕之外,这种情况不认为刮伤。图1 各种典型磨痕的试块GBT 11 144200738卡咬或表面熔结seizure or asperity welding试件摩擦表面间金属的局部熔结。在卡咬发生时,通常在试环表面出现条纹、摩擦磨损增加或者有异常的噪声和振动。在整个试验方法中,术语卡咬应理解为:一
9、般的卡咬或表面熔结。4方法概要41在开始试验前,试样需预热到378C土28。试验时,一个钢制试环紧贴着一个钢制试块转动。转动速度为12371 mrain077 mrain(40588ftmin土254ftmin),此速度相当:于轴速800 rmin+5 rmin。42需要确定的两个值:在旋转的试环和固定的试块之间的油膜破裂而引起卡咬或刮伤的最小质量(重量),即刮伤值。在旋转的试环和固定的试块之间的油膜不破裂而不引起卡咬或刮伤的最大质量(重量),即OK值。5意义与用途本方法广泛用于测定润滑液的极压性能。用户在确定规格值时应考虑方法的精密度和偏差。6试验装置61 梯姆肯试验机:详见附录A和图2。6
10、2试样供给装置:用于给试件提供试样,详见附录A。63加载装置;要求能以0907 kgs1361 kgs(2 Ibs3 Ibs)的均匀速率施加和卸除加载砝码。详见附录A。64显微镜:低倍数(50倍60倍),有足够的清晰度,且带有测微器,以便测量磨痕宽度,测量精度为士005 mm(0002 in)。65计时器:要有“分”和“秒”刻度度量。66温度计:水银棒式温度计,测量范围OC100,分度值为0IC。GBT 11 144-20074(a)图2梯姆肯试验机12 7GBT 1 1 14420077试剂与材料(b)AA图2(续)71丙酮:符合GBT 686的要求。72航空洗涤汽油:符合sH 0114的要
11、求。73试环:渗碳钢制,洛氏硬度HRC为5862。或维氏硬度HV为653756。试环宽度为1306 mm土005 ram(0514 in土0002 in),周长为15451 film士023 mm(6083 in士0009 in),直径为4922+o,o。2;ram(193R+。o。oo:in),最大半径偏心率为0013 mm(0000 5 in)。表面粗糙度为051 pm076,urn(20 trine30“in)CLA(轮廓算术平均偏差)。注;试环可由Falex公司提供零件号为F-25061。74 试块:渗碳钢制,洛氏硬度HRC为5862,或维氏硬度HV为653756。试块表面宽1232
12、mm士o05 ram(0485 in士0002 in),长为1905 mm土041 ram(0750 in士0016 in)。每个试块有四个试验表面,表面粗糙度为051 pmo76,um(20 pin30 pin)CLA(轮廓算术平均偏差)。注t试块可由Falex公司提供,零件号为FoZ5001。8仪器的准备81用航空洗涤汽油和丙酮依次清洗与试样接触的零部件,接着吹干。最后用约1 I的试样冲洗油路,然后排放干净。5GBT 11 144-200782选一套新试件,并用航空洗涤汽油清洗干净,接着用洁净绸布或过滤纸擦干。在安装试件时,先用丙酮擦拭干净,随后吹干。切忌用具有承载性能的溶剂如:四氯化碳擦
13、拭试件,以免影响试验结果。83仔细安装试验机,见图3,把试环装在主轴上,适当上紧,避免过紧而变形。按同样的要求,把试块装在试块架中。调整杠杆系统,使所有刀刃全部对准,使杠杆严格保持水平。将选定的砝码,放在加载装置的加载盘上,将加载盘上的弹簧挂在负荷杠杆末端的坡口上,要避免冲击试件。用试样涂抹试块和试环,慢慢用手或其他方法转动主轴几周,如果安装正确,覆盖在试验环上的试样将被涂拭均匀。注:建议用数字式检测器检查主轴上试环的径向跳动,不应大于o025 mm(0001 in)。9试验步骤滑动轴承试块巢图3试验机组件91将试样约3 L注入试验油箱,液面距顶部约76 ram(3 in),预热到378C士2
14、8C。注1:试样可采用浸没式加热,但为防止试样过热,可以用搅拌或试样循环的方式解决。也可事先将试样预热后,再注入试验油箱。注2:对于黏度在40c下高于5 ooo rBrgl2s的试样,通常不能在378士286C的温度下进行试验。因为在此温度下,试样的泵送性比较差。但从一些有限的试验结果表明t试样被加热到65 6C28进行试验,对OK值或刮伤值投有影响。本方法可以使用方法SHT 0203中润滑脂的进样器,在室温下测定高黏度的试样,但由于泄漏使得试样供给困难一些。92全开油箱出口阀,让试样流经试环进入油池,当油池半满时,启动电动机并试运转30 s。如果试验设备配有加速控制系统,启动电动机后均匀增加
15、速度,15 s达到800 rmini5 rrain,15 s完成试运转。93 30 s试运转之后,启动计时器且以89 Nstl33 Ns(2 lbfs3 lbfs)的加载速度施加一个比估计刮伤值小的负荷。在无法估计时,建议起始负荷为1334 N(30 lbf)。值得注意的是:负荷杠杆、弹簧重量及砝码盘不计人加载负荷。另外,即使选用了最低的起始负荷,也必须是266 N(6 lbf)的倍数。施加负荷后,以800 rmin士5 rmin的轴速运转10 min士15 s。94如果在负荷施加后有明显的刮伤迹象,如有异常震动、噪声等应立即停机,关闭试样出口阀,并卸掉负荷。因为深度刮伤产生高温,甚至会改变整
16、个试块的表面特性,导致试块报废。值得注意的是:在这种情况下,试验机和试块过热,避免直接接触。95如果不发生刮伤现象,让试验机运转10 min士l 5 S,然后转动加载装置旋钮卸掉负荷,同时关闭主轴电机和试样出口阀,移开负荷杠杆取出试块,在放大倍率为1的物镜下观察试块表面。只要磨痕出现任何刮伤或焊点,则试样在此一级负荷下失效。注;显微镜用于测定试块的磨痕宽度。96如果不发生刮伤,翻转试块,换上新试环,增加445 N(10 lbf)负荷,按照95重复试验,直至出现刮伤为止。然后再由刮伤负荷降低222 N(5 lbf),进行最后一次试验。6GBT 11 1442007注;每次进行完一级负荷的试验再进
17、行下级负荷试验时,应使油箱内的试样温度冷却到378C土28C。且在主轴温度低于656C士28C时安装新试环和翻转试块。因为深度刮伤产生高温,甚至会改变整个试块的表面特性,导致试块报废。97如果在1334 N(30 lbf)负荷下产生刮伤,减少266 N(6 lbf)进行试验,直到不出现刮伤,然后再增加133 N(3 lbf)负荷,进行最后一次试验。9。8如果某一级负荷的磨痕对于确定开始刮伤有疑问,则在此相同负荷下,重复试验。如果第二次试验产生刮伤,则这一级负荷为刮伤负荷。如果第二次试验不产生刮伤,则此负荷为不刮伤负荷。如果第二次试验仍产生疑问,不要简单地对这一负荷级做评价。可在高一级负荷下进行
18、试验借助高一级负荷试验结果确定有疑问一级负荷的结果。如果高一级负荷下是刮伤,则原先有疑问一级负荷也应判断为刮伤。10计算101根据实际需要,可计算试环和试块之间的接触压力。在OK值被确定之后,卸下试块,用航空洗涤汽油和丙酮清洗并吹干。用显微镜上的测微器测量OK值下的磨痕宽度,测准到005 mm(o002 in)。用式(1)或(2)计算接触压力ClC。=L(X+C)YZ或20(X+G)Z(1)或C2=981FL(X7+0454G)Y7Z 7(2)式中:c,接触压力,psi;G接触压力,MPa;L负荷杠杆力臂比,10;X加在砝码盘上的质量(重量),lb;G一负荷杠杆常数(数值在每台试验机的杠杆臂上
19、有标识);x 7加在砝码盘上的质量(重量),kg;y磨痕长,05 iny7磨痕长,127 mmIz磨痕的平均宽度,in;Z磨痕的平均宽度,mm。702为方便使用,以psi表示的接触压力详见表F1。11报告根据加在负荷杠杆臂末端砝码盘上的质量(重量),不包括砝码盘组件,报告OK值和刮伤值。报告值在13608 kg(30 lb)以上,应报告2268 kg(5 lb)的倍数。报告值在13608 kg(30 lb)以下,应报告1361 kg(3 lb)的倍数。12精密度按下述规定判断试验结果的可靠性(95置信水平):121重复性r同一操作者使用同一仪器,按照规定的正确方法测定同一试样,重复测定的两个结
20、果之差不超出下述值:r一30X (3)式中:X两次试验结果的平均值,kg(1b)。7GBT 1 11442007122再现性R不同的操作者使用不同的仪器,按照规定的正确方法测定同一试样,测定的两个结果之差不超出下述值:R一74X式中:x两次试验结果的平均值,kg(1b)。123置复性和再现性典型值为方便使用,表1给出了典型OK值的重复性和再现性极限。衰1 重复性和再现性典型值平均OK值 重复性 再现性kg(1b) kg(1b) kg(1b)6804(15) 2041(45) 4 990(11)13608(30) 4082(9) 9979(22)18144(40) 5443(12) 13608(
21、30)22680(50) 6804(15) 1 6783(37)27216(60) 8165(18) 19958(44)31752(70) 9525(21) 23 587(52)36287(80) 10886(24) 26762(59)附录A(规范性附录)梯姆肯极压试验机GBT 1 1 144-2007A1 梯姆肯极压试验机试验机主轴带动试环在静止的试块上转动,试环安装在水平主轴上,试块安装在试块架中。主轴由滚动轴承支撑,由15 kW的同步电动机驱动,转速为800 rmin+5 rmin。试验机必须刚性安装,以免因震动而影响试验结果。A11试块架一个楔型块将试块固定于试块架,试块架有一卡口将其
22、卡在主轴的滑动轴承上,试块架的底部安装在负荷杠杆的刀口上。A12试环主轴一个锁定螺母将试环安装在主轴上。试验机主轴径向跳动不应大于0013 mm。当试环装在主轴上时,径向跳动大于0025 mm,试验结果将受到影响,这将意味着主轴可能损坏,位替换。应定期检查试环及主轴的径向跳动。A13杠杆系统由负荷杠杆和摩擦力杠杆两组杠杆组成。负荷杠杆携带试块架并安装在摩擦力杠杆的刀1:1上。A14负荷杠杆常数负荷杠杆系统的力臂比是10,这意味着在砝码盘上加445 N(1 lbf)的力,在试块上将会产生445 N(10 lbf)的力,负荷杠杆和砝码盘的有效重量在杠杆臂上有标识。A15试样供给装置一个约3 785
23、 mL的油箱和能使试样自流到试件问去的管道系统,油箱装有加热器用于加热试样。试样流进油池由泵送回油箱。在油池出El装有一个孔径为149 btm的滤网和一块磁石,避免磨损颗粒进入泵内造成磨损。流到试环和试块上的润滑液的流动速率由油箱出口的三通阀控制。A16加载装置要求能自动、连续和均匀地给负荷杠杆增减负荷。加载速率是0907 kgs1361 kgs(2 lbs3 lbs)。用下列的程序可测量加载装置的加载速率。A161在加载盘上放一张纸,然后将4536 kg(10lb)或9072 kg(20lb)的砝码置于加载盘上,要求纸边缘必须暴露出来。A162启动加载盘。当开始加载时,同时启动计时器。A16
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