Подшипники скольжения. Усталость подшипников скольжения. Испытания полувкладышей из металлического многослойного подшипникового материала

ГОСТ ИСО 7905-4-99

Группа Г16

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ. УСТАЛОСТЬ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

Испытания полувкладышей из металлического многослойного подшипникового материала

Plain bearings. Bearing fatigue. Tests on haef-bearings of a metallic multilayer bearing material

МКС 21.100.10
ОКП 41 8250

Дата введения 2000-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол N 15 от 28 мая 1999 г.)

За принятие проголосовали:

Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 7905-4-95 "Подшипники скольжения. Усталость подшипников скольжения. Часть 4: Испытания полувкладышей из металлического многослойного подшипникового материала"

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 14 декабря 1999 г. N 510-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 7905-4-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

     1 Область применения
     

Настоящий стандарт устанавливает метод определения предела выносливости при усталости полувкладышей из многослойных подшипниковых материалов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ ИСО 7905-3-99. Подшипники скольжения. Усталость подшипников скольжения. Испытание гладких полос из металлического многослойного подшипникового материала.

3 Образцы для испытания

В качестве образцов для испытания используют готовые полувкладыши. Как результат условий нагружения главные напряжения локализуются в верхней части подшипника. Не допускаются механические повреждения поверхности образца или повреждения вследствие коррозии до и в процессе испытания.

Преимуществом этого метода испытания является наличие остаточных напряжений, связанных с процессом производства подшипников.

4 Методы испытаний

Схема испытания приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема испытания

1 - корпус; 2 - гидравлический цилиндр; 3 - передаточный вал; 4 - уплотнение; 5 - камера для образца; 6 - лента нагревателя; 7 - испытательная жидкость; 8 - полувкладыши; 9 - навесное зажимное устройство; 10 - камера нагрузки; 11 - ролики на радиальной линии; 12 - поворотное зажимное устройство

Рисунок 1 - Схема испытания

Образцы крепят за один конец, а через свободный конец передают нагрузку, контролируемую по усилию или перемещению, приложенных радиально с эксцентриситетом относительно линии разъема. Нагрузка должна изменяться от растяжения к сжатию в пределах рабочей поверхности. Для оценки зависимости от средних напряжений дополнительно могут быть приложены предварительные напряжения растяжения или сжатия. Испытательное оборудование располагают в камере, содержащей смазку при заданной температуре с точностью ±2 °С. Испытания могут быть проведены альтернативно в среде воздуха при заданной температуре с точностью ±2 °С.

Напряжения при изгибе измеряют с помощью тензодатчика на основе подшипника в верхней его части (средней периферической длине). Требуемое напряжение в антифрикционном слое может быть рассчитано, если известны толщины стальной основы и антифрикционного слоя и модули Юнга.

Альтернативно радиальное усилие в закрепленном конце может быть измерено с помощью камеры нагрузки или рассчитано по теории консольной балки, а нагружение в антифрикционном слое рассчитано в соответствии с приложением А.

Эти значения критически зависят от толщин стальной основы и антифрикционного слоя, которые определяются с помощью микрошлифов после испытаний. Частота испытания должна составлять 50-80 Гц. Обнаружение трещины осуществляют с помощью метода проникающих красителей или с помощью микроскопа.

Амплитуда нагружения контролируется усилием , где - среднее усилие, - амплитуда усилия, - угловая скорость, - время, или перемещением , где - среднее перемещение, - амплитуда перемещения. Для обнаружения возникновения трещины в более толстых слоях может быть использована обработка данных тензодатчиков, чтобы определить начало разрушения (ГОСТ ИСО 7905-3).

5 Оценка и представление результатов

Напряжения предела выносливости должны быть представлены в форме кривых при предварительно определенной температуре (±2 °С) относительно детального описания подшипникового материала. Испытание для получения этой кривой прекращают при циклах нагружения 50х10. Напряжение предела выносливости может быть оценено при заданном числе циклов, например 3х10, 10х10, 25х10 или 50х10. Образец, не подвергшийся разрушению при усталостном испытании до заданного предела, указывают в отчете.

Вследствие разброса результатов испытания и статистического характера предела усталости рекомендуется полученные результаты оценивать на основе статистического метода.

Напряжения предела выносливости могут быть представлены также с помощью диаграммы Хейга, на которой амплитуду напряжений указывают относительно среднего напряжения.

Металлографическое исследование должно обеспечить детальное описание механизма разрушения, коррозионного повреждения и диффузии в результате термических эффектов.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). ОЦЕНКА НАПРЯЖЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

А.1 Система полувкладышей описана на рисунке А.1 через радиальный размер , толщину и связана с модулем Юнга МПа и номинальным напряжением .

Рисунок А.1 - Система вкладыша

Рисунок А.1 - Система вкладыша

Оценка напряжений для двухслойного подшипника дана на рисунке А.2. Аппроксимация для напряжения в антифрикционном слое трехслойного подшипника также показана на рисунке А.2.

Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках

Рабочая поверхность (антифрикционный слой)

Аппроксимация для напряжения в рабочем антифрикционном слое:

Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках

Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках (продолжение)

Основа подшипника

Аппроксимация для напряжения в рабочем антифрикционном слое:

Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках (продолжение)

А.2 Ниже приведены условные обозначения:

А.3 Пример

Приведенные данные для полувкладыша:

30 мм;

210х10 МПа;

69x10 МПа;

22х10 МПа;

100 Н;

51,50 мм;

49,10 мм;

48,52 мм.

Предполагается, что поскольку рабочий антифрикционный слой Pb Sn 11 относительно тонкий (0,02 мм), то он не влияет на напряжения в других слоях.

А.3.1 Расчет связанных размеров (см. рисунок А.1):

0,06; 0,8; 1,38.

A.3.2 Расчет номинального напряжения (см. рисунок А.1):

111,1 МПа.

А.3.3 Расчет или считывание коэффициентов , (см. рисунок А.2)

Рабочая поверхность:

0,016; 0,495; -0,086;

0,033. 0,339. -0,079.

Основа подшипника:

1,572; -0,296; 0,049;

-0,440. -0,095. 0,034.

A.3.4 Расчет коэффициентов ,

Рабочая поверхность:

0,535;

0,350.

Основа подшипника:

1,257;

-0,506.

А.3.5 Расчет безразмерного напряжения

Рабочая поверхность: 0,556.

Основа подшипника: 1,227.

А.3.6 Расчет действительного напряжения

Рабочая поверхность: 61,8 МПа.

Основа подшипника: 136,3 МПа.

А.3.7 Аппроксимирование для напряжения в рабочем антифрикционном слое: 19,7 МПа.