Tribomètre à face d'extrémité haute vitesse
Tribomètre à face d'extrémité haute vitesse - ToronTribo™ HS
Le tribomètre à grande vitesse ToronTribo™ HS évalue le frottement de glissement et l'usure à des vitesses de rotation élevées. Il est destiné aux fabricants de joints d'étanchéité, aux laboratoires de matériaux et aux développeurs de composants travaillant avec des équipements rotatifs à grande vitesse. Le ToronTribo™ HS presse deux faces planes l'une contre l'autre sous une force normale contrôlée et les fait tourner l'une contre l'autre à des vitesses bien supérieures à celles des tribomètres classiques, reproduisant ainsi les conditions de glissement exigeantes rencontrées dans les joints d'étanchéité à grande vitesse et les composants de machines tournantes.
L'appareil applique une force normale de 20 à 2 000 N avec un couple de frottement maximal de 20 N·m et entraîne la broche de 100 à 5 800 tr/min grâce à une régulation de vitesse continue, assurant un contrôle précis de la vitesse sur toute la plage. La température de surface est surveillée jusqu'à 300 °C, tandis qu'un réservoir d'huile en circulation régule la température d'essai de la température ambiante jusqu'à 200 °C, permettant ainsi aux ingénieurs d'évaluer les conditions de contact combinant haute vitesse et température élevée. Le contrôle par micro-ordinateur intègre la technologie informatique industrielle, l'acquisition de données modulaire et la communication réseau. Le logiciel système surveille l'essai en temps réel et enregistre tous les paramètres et courbes pertinents tout au long du cycle.
Les fabricants de joints d'étanchéité, les chercheurs en matériaux et les concepteurs de composants utilisent le ToronTribo™ HS pour caractériser le comportement des matériaux de surface et des lubrifiants sous des vitesses de glissement supérieures à celles des équipements d'essai de surface standard. La combinaison d'une vitesse élevée et d'une température d'huile contrôlée le rend particulièrement adapté à l'évaluation de composants destinés aux machines tournantes à haut régime, pour lesquels les essais à vitesse standard ne permettraient pas de révéler l'usure en fonction de la vitesse.
Tribomètre à face d'extrémité haute vitesse - Applications ToronTribo™ HS
Le ToronTribo™ HS prend en charge l'évaluation du frottement et de l'usure pour les contacts rotatifs face à face fonctionnant à des vitesses de glissement élevées.
- Essais d'étanchéité mécanique à grande vitesse : évalue les performances du matériau de la face d'étanchéité sous des vitesses de glissement représentatives des équipements rotatifs à haut régime.
- Essais de matériaux pour composants de turbomachines : évalue la résistance à l’usure des matériaux utilisés dans les pompes, les compresseurs et les turbines fonctionnant à des vitesses de rotation élevées.
- Essais à grande vitesse sur les paliers et les faces de butée : caractérisation du comportement au frottement et à l'usure des matériaux des faces de butée dans des conditions de vitesse élevées
- Performance des lubrifiants à vitesse de glissement élevée : mesure les performances des lubrifiants et des systèmes de circulation d’huile à des vitesses de rotation élevées et à température contrôlée.
- Développement de joints d'étanchéité pour broches et arbres rotatifs : soutient le développement de matériaux d'étanchéité pour les applications à grande vitesse sur broches et arbres rotatifs.
- Recherche automatisée de données de test : soutient les programmes de recherche nécessitant une acquisition de données continue et surveillée par ordinateur sur des séries de tests à haute vitesse longues ou répétitives.
- Études de sensibilité à la vitesse des matériaux : analyse l’influence de la vitesse de glissement sur le coefficient de frottement et le taux d’usure, indépendamment des variations de charge ou de température.
Tribomètre à face d'extrémité haute vitesse - ToronTribo™ HS Caractéristiques principales
Le ToronTribo™ HS combine une large plage de vitesses progressives avec un contrôle de température intégré et une surveillance automatisée des données.
- Vitesse maximale élevée : atteint des vitesses de broche jusqu'à 5800 tr/min avec une régulation de vitesse continue pour un contrôle précis de la vitesse sur toute la plage de fonctionnement.
- Surveillance de la température de surface élevée : surveille la température de surface jusqu’à 300 °C, offrant une vision directe des conditions thermiques générées au contact.
- Contrôle de la température de l'huile de circulation : maintient la température de l'huile d'essai de la température ambiante jusqu'à 200 °C pour des conditions d'essai thermique contrôlées.
- Capacité de couple de frottement élevée : mesure le couple de frottement jusqu’à 20 N·m, adapté aux conditions de contact de surface à charge et vitesse élevées.
- Contrôle de processus par micro-ordinateur : intègre le contrôle informatique industriel, l’acquisition de données modulaire et la communication réseau pour une automatisation complète des tests.
- Surveillance et enregistrement en temps réel : suit et enregistre en continu les paramètres et les courbes de test tout au long de chaque essai, sans saisie manuelle des données.
Théorie et méthode
Les essais de frottement et d'usure en contact frontal évaluent les matériaux selon une géométrie de contact face à face, où deux surfaces planes sont pressées l'une contre l'autre sous une charge axiale, l'une d'elles tournant par rapport à l'autre. La vitesse de glissement à l'interface de contact est directement proportionnelle à la vitesse de rotation. Lorsque celle-ci augmente, le régime de contact peut évoluer d'une lubrification limite, où le contact direct entre les aspérités est prédominant, vers une lubrification mixte ou hydrodynamique, où un film fluide sépare progressivement les deux surfaces. Ce changement modifie à la fois le coefficient de frottement et le mécanisme d'usure en jeu ; c'est pourquoi la vitesse est une variable essentielle à contrôler précisément lors des essais de contact frontal.
La ToronTribo™ HS applique ce principe grâce à un variateur de vitesse continu qui atteint 5 800 tr/min, dépassant largement la plage de vitesses des trieuses de surface standard. Un capteur de couple mesure le frottement en continu à mesure que la vitesse augmente, permettant ainsi aux ingénieurs d'observer la transition entre les régimes de lubrification d'un couple de matériaux lorsque la vitesse de glissement s'accroît. Le réservoir d'huile en circulation maintient une température contrôlée à l'interface tout au long du processus, de sorte que toute variation du frottement ou de l'usure soit attribuable à la vitesse plutôt qu'à une élévation de température incontrôlée due à l'échauffement par frottement.
L'augmentation de la chaleur générée au niveau d'un contact glissant avec la vitesse et le frottement impose aux essais à haute vitesse des exigences accrues en matière de contrôle de la température par rapport aux essais à basse vitesse. Le suivi de la température de surface indépendamment de celle de l'huile de lubrification permet aux ingénieurs d'évaluer l'efficacité du système de lubrification à gérer la chaleur au contact lorsque la vitesse augmente. Cette information est essentielle pour la conception de joints et de composants rotatifs qui doivent maintenir leurs performances à des vitesses de rotation élevées et constantes.
Tribomètre à face d'extrémité haute vitesse - Spécifications techniques du ToronTribo™ HS
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Plage de force normale | 20 à 2000 N |
| Plage de vitesse de broche | Régulation de vitesse en continu de 100 à 5 800 tr/min |
| Plage de mesure de la température de surface | Température ambiante jusqu'à 300 ° C |
| Plage de contrôle de la température du réservoir d'huile de circulation | Température ambiante jusqu'à 200 ° C |
| Couple de frottement maximal | 20 N m |
| Taille d'échantillon standard | Diamètre extérieur de l'échantillon supérieur < Φ120 mm, diamètre intérieur < Φ110 mm ; diamètre intérieur de l'échantillon inférieur < Φ125 mm |