Tribomètres haute/basse température (1000°C)
Tribomètres haute/basse température (1000 °C) - ToronTribo™ HLT
Le tribomètre haute/basse température évalue les performances de frottement et d'usure sur une plage thermique exceptionnellement large. Il est utilisé par les laboratoires de matériaux, les fabricants de joints d'étanchéité et les développeurs de composants travaillant avec des lubrifiants, des métaux, des plastiques, des revêtements, du caoutchouc et des céramiques. Le ToronTribo™ HLT presse deux faces planes l'une contre l'autre sous une pression de contact contrôlée et les fait tourner l'une contre l'autre, reproduisant ainsi le contact face à face des joints mécaniques, des rondelles de butée et des interfaces de frottement de type embrayage.
L'appareil de test couvre une plage de températures de -150 °C à 1000 °C, permettant aux ingénieurs d'évaluer un même couple de matériaux, des conditions cryogéniques aux hautes températures, au cours d'un seul programme de test. La force normale est réglable sur deux plages : de 50 à 5000 N ou de 100 à 10 000 N, avec une force de frottement maximale de 500 N et une vitesse de broche jusqu'à 2000 tr/min. La durée du test est programmable de 1 seconde à 9 999 minutes, ce qui permet de réaliser aussi bien des tests de sélection rapides que des études de durée de vie prolongées.
Les fabricants de joints mécaniques, les laboratoires de recherche sur les matériaux et les développeurs de composants utilisent le ToronTribo™ HLT pour caractériser le comportement des matériaux et lubrifiants candidats sous contact rotatif prolongé, face à face, dans des conditions de température extrêmes. Sa large compatibilité avec les matériaux (métaux, plastiques, caoutchouc, céramiques et revêtements) permet de réaliser des essais comparatifs sur des classes de matériaux très différentes, le tout sur une seule et même plateforme.
Tribomètres haute/basse température (1000 °C) - Applications ToronTribo™ HLT
Le ToronTribo™ HLT prend en charge l'évaluation du frottement et de l'usure pour les contacts rotatifs face à face sur une plage de températures exceptionnellement large.
- Essais des matériaux de faces d'étanchéité mécanique : évalue le comportement au frottement et à l'usure des paires de matériaux de faces d'étanchéité dans des conditions représentatives des joints d'étanchéité d'équipements rotatifs.
- Recherche sur les matériaux pour composants cryogéniques : évalue les performances des matériaux à des températures descendant jusqu’à -150 °C pour les composants fonctionnant en service cryogénique ou à basse température.
- Essais de revêtements et de céramiques à haute température : caractérise la résistance à l’usure des revêtements et des matériaux céramiques à des températures allant jusqu’à 1 000 °C.
- Développement de matériaux de garniture d'embrayage et de frein : études du frottement et de l'usure des matériaux de garniture composites et polymères sous contact prolongé.
- Essais d'étanchéité en caoutchouc et élastomère : évalue le comportement à l'usure des matériaux en caoutchouc et élastomère utilisés dans les applications d'étanchéité rotatives.
- Sélection des matériaux pour rondelles de butée et surfaces d'appui : comparaison des matériaux candidats pour les applications de butées et de rondelles sous contact axial.
- Criblage des matériaux pour températures extrêmes : soutient la recherche nécessitant une plateforme de test unique pour évaluer un matériau dans des conditions de températures extrêmes, cryogéniques et élevées.
Tribomètres haute/basse température (1000 °C) - Caractéristiques principales du ToronTribo™ HLT
Le ToronTribo™ HLT combine une plage de température exceptionnellement large avec un contrôle flexible de la charge et de la vitesse pour les essais de contact frontal.
- Plage de températures exceptionnelle : de -150 °C à 1000 °C, couvrant les tests cryogéniques et à haute température sur une seule plateforme.
- Deux plages de force normale : offre des options de charge de 50 à 5 000 N ou de 100 à 10 000 N pour répondre à différentes exigences de pression de contact.
- Compatibilité étendue avec les matériaux : teste les lubrifiants, les métaux, les plastiques, les revêtements, le caoutchouc et la céramique dans la même configuration de contact des faces.
- Rotation à grande vitesse : atteint des vitesses de broche jusqu'à 2 000 tr/min pour évaluer le contact des faces sous différentes vitesses de glissement.
- Capacité de force de frottement élevée : mesure les forces de frottement jusqu’à 500 N, adaptée aux conditions de charge de contact de surface exigeantes.
- Contrôle temporel étendu : les programmes permettent de tester la durée des tests de 1 seconde à 9 999 minutes, prenant en charge aussi bien les tests de dépistage courts que les études de port de longue durée.
Théorie et méthode
Les essais de frottement et d'usure en bout de face évaluent les matériaux selon une géométrie de contact face à face, où deux surfaces planes, généralement annulaires, sont pressées l'une contre l'autre sous charge axiale, l'une des surfaces tournant par rapport à l'autre. Contrairement à une configuration de contact ponctuel ou linéaire, cette géométrie répartit la charge sur une surface de contact plus large, similaire aux conditions rencontrées à l'intérieur d'un joint mécanique, d'une rondelle de butée ou d'un disque d'embrayage pressé contre sa surface d'appui. Du fait de la rotation continue de l'ensemble de la surface de contact, l'usure tend à se répartir plus uniformément sur cette surface que lors d'essais de contact ponctuel, même si les variations de température et de pression peuvent engendrer des irrégularités d'usure.
Le ToronTribo™ HLT applique ce principe grâce à une broche rotative qui plaque une face contre une contre-face fixe soumise à une charge axiale contrôlée. Un système de chauffage et de refroidissement maintient la chambre d'essai à la température cible. L'instrument couvrant une plage de températures de -150 °C à 1000 °C, il est possible de tester un même couple de matériaux dans des régimes thermiques très différents, révélant ainsi l'influence de la dilatation thermique, des changements de phase ou du ramollissement du matériau sur le frottement et l'usure au niveau du contact entre les faces.
La température influe considérablement sur les performances des contacts en bout de surface, car la plupart des matériaux de contact, qu'ils soient métalliques, polymères, en caoutchouc ou en céramique, voient leurs propriétés mécaniques se modifier significativement sur une large plage de températures. Un matériau performant à température ambiante peut devenir cassant à des températures cryogéniques ou perdre en résistance à haute température, modifiant ainsi l'usure du contact et la quantité de chaleur générée à l'interface. Réaliser des essais sur toute la plage de températures pertinente pour une application, plutôt qu'à une seule température de référence, permet aux ingénieurs d'avoir une vision plus complète du comportement d'un joint, d'une rondelle ou d'un matériau de friction dans ses conditions réelles d'utilisation.
Tribomètres haute/basse température (1000 °C) - Spécifications techniques du ToronTribo™ HLT
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Plage de force normale | 50 à 5000 N, ou 100 à 10 000 N |
| Vitesse maximum | 2,000 rpm |
| Force de frottement maximale | N 500 |
| Plage de réglage de l'heure | 1 seconde à 9,999 minutes |
| Gamme de mesure de température | Température ambiante à 1000 °C ; -150 °C à température ambiante |
| Forme de paire de friction | paire de frottement de face d'extrémité |