DIN 51834-4-2012 Testing of lubricants - Tribological test in the translatory oscillation apparatus - Part 4 Determination of friction and wear data for lubricating oils with the c.pdf

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1、Juni 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin,

2、gestattet.ICS 75.100!$y“1888661www.din.deDDIN 51834-4Prfung von Schmierstoffen Tribologische Prfung im translatorischen Oszillations-Prfgert Teil 4: Bestimmung von Reibungs- und Verschleimessgren frSchmierle mit der Zylinderrolle-Ebene-GeometrieTesting of lubricants Tribological test in the translat

3、ory oscillation apparatus Part 4: Determination of friction and wear data for lubricating oils with the cylindricalroller-disk geometryEssais des lubrifiants Essais tribologiques dans lappareil translation-oscillation Partie 4: Dtermination de proprits de frottement et dusure des huiles lubrifiantes

4、 avecla gomtrie rouleau cylindrique-disqueAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 13 SeitenDIN 51834-4:2012-06 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Kurzbeschreibung 6 5 Bezeichnung 6

5、6 Gerte und Chemikalien . 6 7 Probenahme 7 8 Vorbereitung 7 9 Durchfhrung der Prfung 7 9.1 Einbau der Prfkrper in die Prfkammer . 7 9.2 Prflauf 8 9.2.1 Beginn des Prflaufs 8 9.2.2 Beendigung des Prflaufs . 8 10 Auswertung . 9 10.1 Bestimmung des Verschleibetrages der Prfkrper Zylinderrolle/Prfscheib

6、e 9 10.2 Ermittlung der Reibungszahlen . 10 10.3 Tribologische Belastbarkeit . 10 10.4 Anzahl der Prfungen 11 11 Angabe der Ergebnisse 11 12 Przision 11 12.1 Allgemeines . 11 12.2 Wiederholbarkeit, r . 11 12.3 Vergleichbarkeit, R 11 Literaturhinweise . 13 DIN 51834-4:2012-06 3 Vorwort Dieses Dokumen

7、t wurde vom Unterausschuss NA 062-06-61-03 UA Tribologische Prfung von Schmierstoffen“ des Arbeitsausschusses NA 062-06-61 AA Prfung von Schmierlen, sonstigen len und Paraffinen“ im Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des Normenausschusses Materialprfung (NMP) ausgearbeitet. Es wird

8、auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 51834, Prfung von Schmierstoffen Tribologische Prfung im translatorischen Oszillations-Prfgert bes

9、teht aus: Teil 1: Allgemeine Arbeitsgrundlagen Teil 2: Bestimmung von Reibungs- und Verschleimessgren fr Schmierle Teil 3: Bestimmung des tribologischen Verhaltens von Werkstoffen im Zusammenwirken mit Schmierstoffen Teil 4: Bestimmung von Reibungs- und Verschleimessgren fr Schmierle mit der Zylinde

10、rrolle-Ebene-Geometrie DIN 51834-4:2012-06 4 Einleitung DIN 51834-4 deckt fr die tribologische Charakterisierung einen Pressungsbereich unterhalb dessen der DIN 51834-2 ab, indem die Kugel durch eine Zylinderrolle substituiert wurde (siehe Bild 1). Die Kugel-Ebene-Geometrie deckt unter FN= 200 N/300

11、 N hertzsche Pressungen oberhalb der FZG-Kraftstufe 12 nach DIN ISO 14635-1 ab. ANMERKUNG Es wird darauf hingewiesen, dass es homologe ASTM-Prfnormen gibt. Bild 1 Animation der Kontaktsituation mit der Prfausrichtung DIN 51834-4:2012-06 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zur Prfung

12、von Schmierlen mit Wirkstoffen P nach DIN 51502, international auch EP-Schmierle genannt, bei translatorischen oszillierenden Relativbewegungen, fest. Dies wird erreicht durch vergleichende Untersuchungen des Einflusses von Schmierlen auf Verschleibetrge und Reibungs-zahlen des Tribosystems Zylinder

13、rolle-Scheibe (siehe Abschnitt 6) im translatorischen Oszillations-Prfgert (im Folgenden nur Oszillations-Prfgert genannt). Die Bewertung der bertragbarkeit von Versuchs-ergebnissen auf die Praxisanwendung oder mit Prfverfahren mit vergleichbaren Pressungen hat gesondert zu erfolgen. 2 Normative Ver

14、weisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 5402-1, Wlz

15、lager Wlzlagerteile Teil 1: Zylinderrollen DIN 50602, Metallographische Prfverfahren Mikroskopische Prfung von Edelsthlen auf nichtmetallische Einschlsse mit Bildreihen DIN 51502, Schmierstoffe und verwandte Stoffe Kurzbezeichnung der Schmierstoffe und Kennzeichnung der Schmierstoffbehlter, Schmierg

16、erte und Schmierstellen DIN 51631:1999-04, Spezialbenzine Siedegrenzenbenzine Anforderungen DIN 51750-1, Prfung von Minerallen Probenahme Teil 1: Allgemeines DIN 51750-2, Prfung von Minerallen Probenahme Teil 2: Flssige Stoffe DIN 51834-1:2010-11, Prfung von Schmierstoffen Tribologische Prfungen im

17、translatorischen Oszillations-Prfgert Teil 1: Allgemeine Arbeitsgrundlagen DIN EN ISO 683-17, Fr eine Wrmebehandlung bestimmte Sthle, legierte Sthle und Automatensthle Teil 17: Wlzlagersthle DIN EN ISO 4259, Minerallerzeugnisse Bestimmung und Anwendung der Werte fr die Przision von Prfverfahren DIN

18、EN ISO 6508-1, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach Rockwell Teil 1: Prfverfahren (Skalen A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 51834-1. DIN 51834-4:2012-06 6 4 Kurzbeschreibung Die in der Prfkammer des Oszillations-Prfgertes ein

19、gebauten Prfkrper werden mit dem zu prfenden Schmierl benetzt (Stahlscheibe und Stahlzylinderrolle) und bei vorgegebener Prfkraft Fnmit der vorgege-benen Prffrequenz und dem vorgegebenen Schwingungsweg s bei der vorgegebenen Prftemperatur mechanisch beansprucht. Die Reibungskrfte Ffwerden kontinuier

20、lich durch ein Piezokraftmesselement gemessen; dementsprechend werden die Reibungszahlen f als Spitzenwerte bestimmt und zeitabhngig aufgeschrieben. In den SRV Modellen III1)und 41)knnen die Reibungskraftverlufe als Hysteresen ber der Hubposition dargestellt werden. Nach der vorgegebenen Prfdauer t

21、werden die Verschleibetrge d1und l1an der Zylinderrolle sowie d2und l2an der Prfscheibe ermittelt. Falls Fressverschlei bzw. eine adhsive Verschleierscheinungsform auftritt, ist der Prflauf vorzeitig zu beenden; es wird dann nur die Prfdauer t notiert. Die Prfparameter werden in Tabelle 1 zusammenge

22、fasst. 5 Bezeichnung Beispiel fr eine Bezeichnung der Prfkraft von Schmierlen mit dem translatorischen Oszillations-Prfgert nach dieser Norm (04) mit einer Prfkraft Fnvon 1 000 N (1000) bei einer Prftemperatur von 50 C (50). Prfung DIN 51834-04/1000/50 6 Gerte und Chemikalien 6.1 Translatorisches Os

23、zillations-Prfgert nach DIN 51834-12)6.2 Standardprfkrper Die Prfkrper werden aus Wlzlagerstahl 100Cr6H nach DIN EN ISO 683-17 hergestellt. 6.3 Grundprfkrper2)Scheibe: (24,0 0,5) mm Durchmesser, (7,8 0,1) mm Hhe. Die Scheiben aus 100Cr6H sind im Vakuum umgeschmolzen (en: Vacuum Arc Remelting, VAR),

24、geglht auf kugeligem Zementit (GKZ), mikroskopischer Reinheitsgrad (Gesamtsummenkennwert K) nach DIN 50602 K1 10 und gehrtet auf (62 1) HRC nach DIN EN ISO 6508-1. Die Oberflchen werden gelppt und sind frei von Lppmittelrckstnden. Der Bereich fr die Oberflchentopographie lautet: 0,5 m 4 mm mit einem

25、 Skalen-teilungswert von 0,005 mm je Teilstrich. 6.10 Ultraschallbad 6.11 Siedegrenzenbenzin nach DIN 51631:1999-04, Typ 2, mit den Grenzwerten von mindestens 80 C und hchstens 110 C fr den Destillationsverlauf. 7 Probenahme Nach DIN 51750-1 und DIN 51750-2. 8 Vorbereitung Die Prfkrper werden visuel

26、l auf sichtbare Beschdigungen oder Korrosion geprft. Einwandfreie Prfkrper werden unter Beachtung der entsprechenden Sicherheitsvorschriften mit Siedegrenzenbenzin etwa 5 min gereinigt. Wenn vorhanden, ist zustzlich die Reinigung in einem Ultraschallbad zu empfehlen. Nach dem Reinigungsgang sind die

27、 Prfkrper mit der Pinzette herauszunehmen und im Luftstrom zu trocknen, um diese unmittelbar danach dem Versuch zuzufhren. Es ist darauf zu achten, dass die Prf-flchen nicht beschdigt werden. Prfkrper (Scheibe und Zylinder) drfen mehrfach verwendet werden, solange eine Temperatur von 80 C in den vor

28、herigen Prfungen nicht berschritten wurde. Es muss darauf geachtet werden, dass in einer neuen Prfung eine noch nicht im Eingriff gewesene Flche verwendet wird. Scheiben drfen beidseitig verwendet werden, falls keine visuell sichtbaren Beschdigungen zu erkennen sind. 9 Durchfhrung der Prfung 9.1 Ein

29、bau der Prfkrper in die Prfkammer Siehe DIN 51834-1:2010-11, Bild 1. a) In den ausgebauten und mit Siedegrenzenbenzin gereinigten Gegenprfkrper-Halter (8) wird der Gegen-prfkrper (11; hier: Zylinderrolle) mit der Pinzette eingelegt. Die Befestigungsschraube wird nur leicht angezogen. b) Der Grundprf

30、krper (10) wird in den Grundprfkrper-Halter (4) eingebaut. Die Befestigungsschraube wird ebenfalls nur leicht angezogen. Danach werden mit der Einmalspritze oder der Messpipette etwa 0,3 ml Schmierl auf den Grundprfkrper gegeben. c) Der Gegenprfkrper-Halter (8) mit Gegenprfkrper (11) wird eingebaut.

31、 d) Eine Prfkraft Fnvon (50 1) N wird aufgebracht. e) Die Befestigungsschrauben am Grundprfkrper-Halter (4) und Gegenprfkrper-Halter (8) werden jeweils gelockert und anschlieend sofort mit dem Drehmoment-Schraubendreher mit 2,0 Nm bis 2,5 Nm angezogen. DIN 51834-4:2012-06 8 9.2 Prflauf 9.2.1 Beginn

32、des Prflaufs a) Der Prflauf ist )5(40+min nach Erreichen der Prftemperatur zu beginnen (automatischer Temperaturstart). b) Die gewnschten Parameter werden ber den Rechner eingegeben (Schwingungsweg: (2,00 0,01) mm; die Prfdauer t = 120,0 min; die Prffrequenz = 50 Hz; die Prftemperatur = +xx C). Der

33、Prflauf ist mittels der Funktion Automatischer Temp. Start“ )5(40+min nach Erreichen der Prftemperatur zu beginnen. c) Nach der Einlaufzeit von )30(10+s ist die Prfkraft Fnwhrend des Laufes z. B. auf (1 000 1) N zu erhhen. Die Bereiche der Prfparameter sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1 Zu

34、sammenfassung der Prfparameter Eigenschaft Anforderung Prffrequenz 50 Hz Schwingungsweg s (2,00 0,01) mm Prfkraft Fn50 N bis 2 000 N Prftemperatur 40 C bis +280 C Prfdauer t (120,0 0,1) min ANMERKUNG Das Modell SRV 4 ermglicht Prftemperaturen bis zu +350 C. 9.2.2 Beendigung des Prflaufs ANMERKUNG 1

35、Dem Arbeitskreis ist bekannt, dass bei ungeschmierten Werkstoffpaarungen auch ohne adhsive Verschleierscheinungen, je nach relativer Luftfeuchte, fr 100Cr6H Reibungszahlen zwischen 0,3 und 0,7 mglich sind. Da diese Norm auf geschmierte Tribosysteme angewandt wird, deuten Reibungszahlen f 0,2 auf ein

36、e mangelnde Schmierwirkung hin. Ebenso knnen in der Ein-/Anlaufphase (unter hohen Pressungen) periodisch auftretende Reibkraftspitzen mglicherweise dem adhsiven Verschlei zuzuordnen sein, jedoch ist aus Ringversuchen bekannt, dass bestimmte le bei geringeren Pressungen oder bei im Versuchsverlauf ab

37、nehmenden Pressungen selbstheilend“ schmieren, ohne dass am Versuchsende adhsive Erscheinungsformen in Verschleispuren und -marken optisch erkennbar sind. Nach Ablauf der Prfdauer t = (120,0 0,1) min wird der Prflauf durch den Zeitschalter automatisch beendet, es sei denn, die Reibungszahl f (Fressl

38、astkriterium) steigt spontan um f 0,2 mit einer Dauer von mindestens 20 s an oder ist grer als 0,35. In diesem Fall ist der Versuch von Hand abzuschalten. Falls dies nicht automatisch geschieht, ist der Versuch nicht zu werten. ANMERKUNG 2 In ASTM D 5706-10 und ASTM D 7217-10 sind Beispiele fr Reibk

39、raftverlufe mit einer auch einer innerhalb des Arbeitskreises DIN 51834“ diskutierten Interpretation hinsichtlich dem Vorliegen oder Nichtvorliegen adhsiver Verschleierscheinungen wiedergegeben. DIN 51834-4:2012-06 9 10 Auswertung 10.1 Bestimmung des Verschleibetrages der Prfkrper Zylinderrolle/Prfs

40、cheibe Die Verschleikalotte des ausgebauten und gereinigten Gegenprfkrpers und die Verschleispur auf dem Grundprfkrper werden mit einem Messmikroskop oder einer vergleichbaren Lngenmesseinrichtung auf 0,005 mm ausgemessen. Es werden die Kalottenlnge l1in Gleitrichtung sowie senkrecht dazu die Kalott

41、enbreite d1auf der Zylinderrolle (siehe Bild 2) und die Spurlnge l2sowie senkrecht dazu die Spurbreite d2auf der Scheibe als Verschleibetrge besser als 0,01 mm angegeben (siehe Bild 3). Die Kalottenbreite d1und die Spurbreite d2werden jeweils in der Mitte der Kalottenlnge l1und der Spurlnge l2gemess

42、en. Mae in Millimeter Legende l1Lnge der Verschleikalotte an der Zylinderrolle d1Breite der Verschleikalotte an der Zylinderrolle 1 Lngsachse, die durch die Schrgstellung in der Gleitrichtung um 10 schrggestellt ist 2 Gleitrichtung Bild 2 Verschleikalotte auf der Zylinderrolle Mae in Millimeter Lege

43、nde l2Lnge der Spur d2Breite der Spur 1 Lngsachse, die durch die Schrgstellung in der Gleitrichtung um 10 schrggestellt ist 2 Gleitrichtung Bild 3 Kontur der Verschleimarke auf der Prfscheibe DIN 51834-4:2012-06 10 10.2 Ermittlung der Reibungszahlen Aus den digitalen Aufzeichnungen des Rechners (sie

44、he Bild 4) sind mit einer Unsicherheit von 0,001 (siehe Abschnitt 11) folgende Reibungszahlen zu ermitteln: Die minimale Reibungszahl: fminDie maximale Reibungszahl: fmax (nach Erreichen der Prfkraft) Die Reibungszahlen nach 15 min, 30 min, 90 min und 120 min: f15, f30, f90und f120sowie fminund fmax

45、: fminfmaxf15f30f90f120Zylinderrolle Scheibe d1mm l1 mm d2mm l2 mm 0,067 0,114 0,068 0,069 0,088 0,088 Ggf. Hinweis auf stark schwankend“. Legende t Prfdauer in min l2Lnge der Spur l1Lnge der Verschleikalotte an der Zylinderrolle f Reibungszahl d2Breite der Spur d1Breite der Verschleikalotte an der

46、Zylinderrolle Bild 4 Beispiel fr die Aufzeichnung der Reibungszahlen und Auswertung der Verschleimarken und -kalotten 10.3 Tribologische Belastbarkeit Aus der Kalottenlnge l1und der Kalottenbreite d1an der Prfzylinderrolle wird in Verbindung mit der Prfkraft Fndie geometrische Pressung Pgeomin MPa a

47、m Versuchsende nach Gleichung (1) ermittelt, die ein Ma fr die tribologische Belastbarkeit der Prfpaarung in Wechselwirkung mit dem Schmierstoff darstellt und in Bild 4 und Tabelle 2 zustzlich angegeben werden kann. 11ngeom.dlFP = (1) DIN 51834-4:2012-06 11 10.4 Anzahl der Prfungen Das zu prfende Sc

48、hmierl ist mindestens einer Zweifachprfung zu unterziehen. 11 Angabe der Ergebnisse Abweichend von 9.1, Aufzhlung d) drfen Prfungen bei anderen konstanten Prfkrften in Inkrementen von 100 N, beginnend mit 100 N, durchgefhrt werden. Die Ergebnisse werden mit den Prftemperaturen nach Tabelle 2 wie folgt angegeben: Prfung DIN 51834-04/Fn/T Beispiele: Prfung DIN 51834-04/700/90 Prfung DIN 51884-04/1200/140 Prfung DIN 51834-04/1500/50 Die Ergebnisgr