Testeur RCF à bille sur disque
Testeur RCF à bille sur disque - ToronTribo™ RCF BoD
Le banc d'essai de fatigue par contact bille-disque (RCF) évalue la résistance à la fatigue de contact et le comportement à la rupture des composants à contact ponctuel. Il est utilisé par les fabricants de roulements, les laboratoires de matériaux et les développeurs de lubrifiants. Le banc d'essai ToronTribo™ RCF BoD met en contact une bille en acier ou en céramique avec un plateau de butée rotatif afin de simuler un mouvement de roulement, de glissement ou un mouvement combiné de roulement et de glissement. Il reproduit ainsi les contraintes de contact ponctuel auxquelles sont soumis les roulements à billes et les composants similaires en service. Les opérateurs ajustent la température, la charge, la vitesse et le matériau du couple de frottement pour évaluer le comportement d'un matériau ou d'un traitement de surface candidat sous des contraintes de contact répétées.
Le système couvre une plage de charge de 20 à 2 000 N avec une résolution d'affichage de 1 N et une plage de vitesse de 300 à 3 000 tr/min, maintenue à ±1 % de la pleine échelle. La température est contrôlée de la température ambiante jusqu'à 200 °C et la durée des essais est programmable de 1 à 99 999 minutes, permettant ainsi des essais de dépistage rapides et des études de fatigue prolongées sous lubrification à l'huile. Un système de contrôle automatique surveille et enregistre les données d'essai tout au long de chaque cycle, sans nécessiter la présence constante d'un opérateur.
Les fabricants de roulements, les développeurs de lubrifiants et les laboratoires de recherche sur les matériaux utilisent le ToronTribo™ RCF BoD pour déterminer la durée de résistance à la corrosion par piqûres et à la fissuration par fatigue des billes en acier, des billes en céramique et des matériaux de butée sous contrainte de roulement et de glissement par contact ponctuel. Le test est compatible avec des échantillons de butée de 35 mm ou 52 mm de diamètre et des billes de 5 à 12.7 mm de diamètre, correspondant aux dimensions courantes des composants de roulements.
Testeur RCF à bille sur disque - Applications RCF BoD de ToronTribo™
Le ToronTribo™ RCF BoD prend en charge l'évaluation de la fatigue par contact de roulement pour les composants et matériaux à contact ponctuel utilisés dans les roulements et les systèmes mécaniques de précision.
- Qualification des matériaux des roulements à billes : évaluation de la durée de vie en fatigue et de la résistance à la corrosion par piqûres des billes en acier et en céramique sous contrainte de roulement simulée par contact ponctuel
- Essais de butée et de rondelle : évalue la résistance à la fatigue de contact des matériaux de butée utilisés dans les applications de support de charge axiale
- Sélection de lubrifiants et d'additifs : compare l'influence de différentes huiles et formulations d'additifs sur la durée de vie en fatigue par contact ponctuel sous des conditions de charge et de vitesse contrôlées.
- Évaluation du revêtement de surface et du traitement thermique : quantifie les améliorations de la résistance à la fatigue obtenues grâce aux traitements de surface, à la cémentation ou aux revêtements appliqués aux composants à billes ou à disques.
- Recherche sur les composants de roulements en céramique : essais de comportement en fatigue des billes en céramique contre des butées en acier ou en céramique pour les applications de roulements hybrides et entièrement en céramique
- Développement d'instruments et d'actionneurs de précision : évaluation de l'usure et de la durée de vie en fatigue des petits composants à contact ponctuel utilisés dans les mécanismes de précision
- Recherche en science des matériaux et analyse des défaillances : étudie les mécanismes d’amorçage des fissures de fatigue et de piqûres sous contraintes répétées de roulement et de glissement par contact ponctuel.
Testeur RCF Ball-on-Disk - ToronTribo™ RCF BoD Caractéristiques principales
Le ToronTribo™ RCF BoD combine un contrôle précis de la charge et de la vitesse avec une surveillance automatisée pour les essais de fatigue par contact ponctuel.
- Large plage de charge : couvre de 20 à 2000 N avec une résolution d'affichage de 1 N pour un contrôle précis de la contrainte de contact ponctuelle
- Tests à haute vitesse : fonctionne de 300 à 3 000 tr/min, avec une précision de ±1 % de la pleine échelle pour des conditions de test constantes.
- Essais à haute température : jusqu’à 200 °C, permettant l’évaluation de la fatigue dans des conditions thermiques modérées pertinentes pour le service des roulements.
- Contrôle temporel étendu : les programmes permettent de tester la durée des tests de 1 à 99 999 minutes, prenant en charge aussi bien les tests de dépistage courts que les études de fatigue de longue durée.
- Surveillance et enregistrement automatiques : enregistre en continu les données de test sous contrôle automatique, réduisant ainsi le besoin d’une supervision constante de l’opérateur.
- Compatibilité flexible avec les échantillons : accepte les échantillons de butée de 35 mm ou 52 mm de diamètre et les billes de 5 à 12.7 mm de diamètre, y compris les billes en acier et en céramique.
- Essais de lubrification à l'huile : fonctionnement sous lubrification à l'huile pour reproduire les conditions de film typiques du fonctionnement réel des roulements.
Théorie et méthode
La fatigue par roulement par contact ponctuel se développe lorsqu'une bille, en contact avec une surface plane ou courbe, crée une zone de contact réduite et concentrée qui supporte la totalité de la charge appliquée. Contrairement au contact linéaire d'un essai rouleau sur rouleau, ce contact ponctuel engendre une contrainte locale plus élevée pour une charge donnée, concentrant les contraintes de cisaillement sous la zone de contact. Les chargements répétés, dus au roulement de la bille sur la même piste de la plaque de butée, provoquent une variation cyclique de ces contraintes sous-jacentes. Après un nombre suffisant de cycles, des fissures de fatigue s'amorcent sous la surface et se propagent vers le haut, finissant par former des piqûres en surface.
Le banc d'essai ToronTribo™ RCF reproduit ce mécanisme en pressant une bille contre une plaque de butée rotative sous une force normale contrôlée, tandis que la plaque tourne à une vitesse prédéfinie. Selon le rapport des vitesses de la bille et de la plaque, le contact subit un roulement pur, un glissement pur ou une combinaison des deux, permettant ainsi aux ingénieurs d'adapter l'essai aux conditions cinématiques réelles du roulement ou du composant visé. La lubrification à l'interface forme un film mince qui peut séparer partiellement les surfaces de la bille et de la plaque, réduisant le contact direct entre les aspérités et prolongeant la durée de vie en fatigue par rapport à un contact ponctuel non lubrifié.
La durée de vie en fatigue par piqûres étant très sensible aux contraintes de contact, les ingénieurs utilisent ce test pour classer les matériaux de billes et de plaques, les traitements de surface et les lubrifiants candidats dans des conditions de contact ponctuel contrôlées et reproductibles, avant de procéder à des essais à grande échelle sur des roulements. La comparaison du nombre de cycles avant rupture dans différentes conditions d'essai fournit les données de durée de vie en fatigue nécessaires pour prédire le comportement d'un matériau ou d'un lubrifiant en service réel.
Testeur RCF bille-disque - Spécifications techniques du ToronTribo™ RCF BoD
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Gamme de charge | 20 à 2,000 N |
| Résolution d'affichage de la force de test | N 1 |
| Plage de réglage de la vitesse | 300 à 3,000 tr / min |
| Précision du contrôle de la vitesse | ±1% pleine échelle |
| Plage de température | Température ambiante jusqu'à 200 ° C |
| Intervalle de temps | 1 à 99,999 min |
| Mode de contrôle | Contrôle automatique avec surveillance et enregistrement automatiques |
| Taille de l'échantillon de plaque de butée | φ35 mm ou φ52 mm |
| Plage de diamètre de la bille | φ5 à φ12.7 mm (acier ou céramique) |
| milieu lubrifiant | Huile |