極壓性能試驗是考察齒輪油負荷能力的重要試驗項目。試驗方法有：四球機試驗法、梯姆肯( Timken)試驗機法、FZG齒輪試驗機法、愛斯愛意(SAE)試驗機法、法萊克斯( Falex)試驗機法和阿爾門(Almen)試驗機法。
基本介紹
- 中文名：極壓性能試驗
- 試驗對象：考察齒輪油負荷能力
- 定義：考察齒輪油負荷能力的重要試驗項目
關於試驗,試驗方法,
關於試驗
極壓性能試驗是考察齒輪油負荷能力的重要試驗項目。試驗方法有：四球機試驗法、梯姆肯(Timken)試驗機法、FZG齒輪試驗機法、愛斯愛意(SAE)試驗機法、法萊克斯(Falex)試驗機法和阿爾門(Almen)試驗機法。
試驗方法
(1)四球機試驗法
我國採用的四球機試驗法標準為GB/T3142和SH/T0204。試驗使用四個直徑相同(12.7mm)的鋼球，上球由彈簧卡頭或用螺母固定在轉軸上，下三個球固定在裝有試油的油杯中，為試油所覆蓋。上一個球與下三個球形成點接觸。在進行試驗時，壓力使四個球緊湊成為錐體形狀。試驗時可以選擇軸向負荷（壓力）、轉速、時間和溫度等條件。一般情況下選擇轉速為1500r/min，負荷基數為392N，並以10.98N的算術級數遞增。在每一負荷下運轉10s(或60s)測定下面三個球磨斑的直徑，取平均值作為此負荷下的磨損。試驗負荷逐級增加至四個鋼球燒結到一起為止。在作曲線時，必須作滿20個級數。當392N以上的級數不滿20個級數就燒結時，則由392N以下的級數補滿。
國外用四球機試驗法所做的結果是：純礦物油的平均赫茲負荷為68.6～245N，中極壓齒輪油為294～392N，高極壓齒輪油為490～686N。
四球機的結構簡單易造，區分能力強，是（可根據負荷，磨跡，燒結點）測定試油的極壓性和抗磨性的方法之一，在我國套用較為廣泛，且磨跡直徑與齒輪實際使用中的磨損是有一定的相關性。
(2)梯姆肯(Timken)試驗機法
梯姆肯試驗機法是測定極壓性能的主要方法之一，其主要試件為鎳鉬鋼材料製作的圓環和長方體塊組成。圓環的直徑為49.2mm，寬12.7mm。鋼塊尺寸為12.7×12.7×19mm3。梯姆肯塊固定不動，梯姆肯環裝在一根心軸上，並以800r/min的速度與試塊的一面形成線接觸進行滑動。鋼塊放在一個槓桿的一端，此槓桿用來載入。試驗時，在一定的槓桿負荷下運轉10min，檢驗有無膠合，如無膠合，則稱通過該級的梯姆肯OK負荷，可再提高一級負荷試驗。梯姆肯OK負荷在一定程度上表明齒輪油在使用過程中極壓性能下降的程度。
據最近研究，普通條件下的梯姆肯試驗法（試油溫度52℃，轉速800r/min）評定雙fHl線齒輪油的抗擦傷性能與行車試驗的對應性不理想，而高速高溫梯姆肯試驗Timken試驗機(試油溫度95℃、轉速2000r/min)與行車試驗結果的對應性較好。
梯姆肯試驗法可以結合其他試驗方法來綜合評定齒輪油的極壓性能。有人對齒輪油進行梯姆肯評定做了分析：純礦物油的梯姆肯OK負荷為0～88.9N，中極壓齒輪油為88.9～266.7N，高極壓齒輪油高於266.7N。國內採用GB/T11144標準方法。
(3)FZG齒輪試驗機法
FZG齒輪試驗機法是以齒輪作為測試件，它對於測試各種極壓齒輪油是比較好的試驗方法。該方法是參照德國慕尼黑機械研究所研究的FZG的試驗方法。其試驗裝置模型。試驗時，將一對直齒輪浸沒在試驗油池(約為1200mL)中，並開始加熱至90℃。試驗齒輪在1450r/mm下運轉，所加負荷共分12級(98～15680N)每級運行15min。在各級試驗結束時，檢查齒輪的膠合痕跡，並稱量齒輪質量，確定因磨損而失掉的金屬量。無論哪級試驗，當質量損失達10mg或更多時，則判為失效。由於該試驗齒輪屬修正齒輪，齒輪的齒頂高較一般齒輪長，因此齒輪頂部出現較高的滑動速度。此試驗機便於測定從礦物油到極壓油幾乎所有齒輪油的失效負荷。
近來改進的FZG試驗機法預測車輛齒輪油的使用性能的研究結果表明，此試驗結果與行車試驗結果還有差別。從理論上講，FZG的主要缺點是無衝擊程式，另一個是齒形和雙曲線齒輪不同。雙曲線齒輪在運行中移動應力和滑動速度矢量使它對潤滑油的要求比其他形式的齒輪對於潤滑油的要求更苛刻。簡單地增加FZG直齒圓柱齒輪的速度或負荷，不易再現雙曲線齒輪的苛刻的工作情況。
以齒輪作為測試件的試驗機法很多，還有IAE、桑吞(Thornton)、殼牌、利德(Ryder)、西方齒輪等試驗機法。這些方法對於齒輪油的極壓負荷性能的測定，有一定的價值，但對評定結果需要採用幾種方法綜合評議。我國採用SH/T0306標準方法，潤滑劑承載能力測定法（CL-00齒輪機法）。它是一種測定試油的極壓抗磨性的相關性較好的實驗室試驗方法。
(4)愛斯愛意(SAE)試驗機法
試驗機有兩個相互線接觸，而迴轉方向相反的梯姆肯環，它們分別安裝在上下心軸上。一般情況下，使其中一軸的轉速為500r/min，而另一軸轉速是可控的，因此可以模擬輪齒嚙合的滾動與滑動。通過心軸施以壓力，起始值為89N（試油充滿試環所在的油箱內）。施加壓力後運轉30s，觀察試環有無膠合痕跡。試驗測定的結果是：礦物油低於556N負荷，極壓齒輪油為556～2447N。SAE試驗要求條件（心軸與梯姆肯環）精度高，試驗方法雖然具有齒輪運轉特有的兩個因素——滑動和滾動，但無衝擊負荷。試驗時迅速增加負荷可引起一些衝擊。
(5)法萊克斯(Falex)試驗機法
此機是用直徑6.4mm，長31.8mm的垂直旋轉的鉻合金鋼製作的軸和一對不動的帶V形槽(長12.7mm)的壓塊作為試驗元件。試件放在裝有試油的浴池中，鋼軸通過爪和棘輪施加壓力，同時通過棘輪圓盤顯示出磨損情況。通常根據試驗要求軸以290r/min、390r/min及750r/mm不同轉速條件旋轉，時間為2min，所施加的壓力是發生在膠合狀況以下。此試驗機可以評定齒輪油的抗磨性能。礦物油扭矩突變負荷少於3336N，極壓齒輪油為3336～20017N。此機可以測定油膜強度，但結果不夠理想。測定潤滑油極壓性和磨損性的方法，分別為SH/T0187-92和SH/T0188-92。
(6)阿爾門(Almen)試驗機法
此機中有一個直徑0.635cm的軸，夾持在兩個拼合的鋼軸承中。該軸放在試油中，以試驗條件600r/mm的速度旋轉，同時通過液壓系統給予壓力。
該試驗機測定結果是：礦物油為17.8—48.9N，極壓齒輪油為66.7—155.7N。由於試件製造比較困難，所以套用此法評定試油已不廣泛，但西方國家已有改進型阿爾門試驗機。
