Tribomètre linéaire alternatif
Tribomètre linéaire alternatif - ToronTribo™ LRT
Testeur de frottement et d'usure à mouvement alternatif linéaire
Le tribomètre linéaire alternatif ToronTribo™ évalue le frottement et l'usure des matériaux, revêtements et lubrifiants pour les laboratoires, les fabricants et les instituts de recherche. Il applique une force normale contrôlée tandis que l'éprouvette effectue un mouvement alternatif, rotatif ou annulaire, reproduisant ainsi les conditions de contact glissant et oscillant rencontrées dans les systèmes mécaniques réels. Les opérateurs suivent en temps réel la force de frottement, la force normale et la température de surface, ce qui permet de fonder les décisions relatives aux matériaux et aux revêtements sur des données mesurées et non sur des estimations.
L'instrument est compatible avec plusieurs configurations de couples de frottement, notamment broche-disque, bille-disque, anneau-bloc et pilier-tuile. Grâce à la possibilité de régler la force normale, la vitesse, la fréquence, la course et la durée du test, le ToronTribo™ LRT reproduit un large éventail de conditions de service, du simple glissement à l'usure abrasive sous forte charge. Sa plage de températures jusqu'à 600 °C permet aux ingénieurs d'évaluer la résistance des matériaux et des traitements de surface lorsque l'usure mécanique se combine aux contraintes thermiques.
Les équipes des secteurs automobile, aérospatial, mécanique et des sciences des matériaux utilisent cet appareil de test pour qualifier les métaux, les polymères, les céramiques, les revêtements et les graisses lubrifiantes avant leur mise en production. Chaque test génère une courbe continue de friction, de charge et de température, offrant aux ingénieurs une vision précise du comportement à l'usure tout au long du cycle de test. Le ToronTribo™ LRT offre aux laboratoires une plateforme unique couvrant plusieurs méthodes d'essai d'usure reconnues par l'ASTM.
Tribomètre linéaire alternatif - Applications ToronTribo™ LRT
Le ToronTribo™ LRT prend en charge les tests de friction et d'usure dans tous les secteurs d'activité, évaluant les matériaux, les revêtements et les lubrifiants sous contact glissant ou oscillant.
- Composants automobiles et de transmission : évalue l’usure et le frottement des segments de piston, des chemises de cylindre, des roulements et autres pièces mobiles du moteur sous des charges de service simulées.
- Développement de lubrifiants et de graisses : mesure des performances extrêmes de pression et anti-usure des huiles et des graisses à l’aide de la méthode d’oscillation linéaire haute fréquence SRV
- Évaluation des revêtements et traitements de surface : quantifie la résistance à l’usure des revêtements durs, des placages et des traitements de surface appliqués aux outils, aux matrices et aux composants de machines
- Industrie aerospatiale Materials Testing: évalue le comportement au frottement et à l'usure des alliages et des composites utilisés dans les assemblages aérospatiaux soumis à des charges et des températures élevées
- Essais de composants en polymères et en plastique : mesure le taux d’usure et le coefficient de frottement des plastiques techniques utilisés dans les bagues, les joints et les ensembles de glissement.
- Recherche sur les céramiques et les matériaux avancés : caractérise la résistance à l’usure des céramiques et des matériaux durs utilisés dans les outils de coupe, les roulements et les revêtements résistants à l’usure.
- Recherche en métallurgie et science des matériaux : soutient la recherche académique et industrielle sur les mécanismes de frottement, les transitions des modes d’usure et la compatibilité des paires de matériaux.
Normes
Le ToronTribo™ LRT prend en charge les procédures de test alignées sur les normes tribologiques ASTM et DIN reconnues internationalement, couvrant les méthodes de test de type broche sur disque, bille sur disque, mouvement alternatif linéaire et graisses et lubrifiants SRV.
- ASTM B611-13 - Méthode d'essai normalisée pour la détermination de la résistance à l'abrasion sous contrainte élevée des matériaux durs
- ASTM D5706 - Méthode d'essai normalisée pour la détermination des propriétés extrême pression des graisses lubrifiantes à l'aide d'une machine d'essai à oscillation linéaire haute fréquence (SRV).
- ASTM D5707 - Méthode d'essai normalisée pour la mesure des propriétés de frottement et d'usure des graisses lubrifiantes à l'aide d'une machine d'essai à oscillation linéaire haute fréquence (SRV).
- ASTM D6425 - Méthode d'essai normalisée pour la mesure des propriétés de frottement et d'usure des huiles lubrifiantes extrême pression (EP) à l'aide d'une machine d'essai à oscillation linéaire haute fréquence (SRV).
- ASTM D7217 - Méthode d'essai normalisée pour la détermination des propriétés d'extrême pression des films liés solidement à l'aide d'une machine d'essai à oscillation linéaire haute fréquence (SRV).
- ASTM D7421 - Méthode d'essai normalisée pour la détermination des propriétés extrême pression des huiles lubrifiantes à l'aide d'une machine d'essai à oscillation linéaire haute fréquence (SRV).
- ASTM G99-23 - Méthode d'essai normalisée pour les essais d'usure et de frottement avec un appareil à broche sur disque ou à bille sur disque
- ASTM G133-05 - Méthode d'essai normalisée pour l'usure par glissement bille-plan en mouvement alternatif linéaire
- DIN 50324:1992-07 - Tribologie, Essais de frottement et d'usure, Essai sur modèle réduit pour le frottement de glissement des solides (Système bille-disque)
Tribomètre linéaire alternatif - Caractéristiques principales du ToronTribo™ LRT
Le ToronTribo™ LRT combine plusieurs géométries de test, des paramètres réglables et une surveillance en temps réel sur une seule plateforme.
- Tests de mouvement multimodes : intègre les mouvements alternatifs, rotatifs et annulaires sur une seule plateforme, permettant aux opérateurs d’évaluer différents mécanismes d’usure sans changer d’équipement.
- Configurations multiples de paires de friction : prend en charge les configurations broche-disque, bille-disque, anneau-bloc et pilier-tuile pour s’adapter à une large gamme de géométries de test et de combinaisons de matériaux.
- Capacité de force élevée : applique une force normale jusqu'à 1000 N pour l'évaluation de l'usure et du frottement dans des conditions de charge exigeantes.
- Fonctionnement à haute vitesse et haute fréquence : atteint des vitesses de rotation jusqu'à 2000 tr/min et des fréquences d'oscillation jusqu'à 200 Hz pour des essais d'usure accélérés.
- Tests sur une large plage de températures : fonctionne de la température ambiante jusqu'à 600 °C, permettant l'évaluation de l'usure des matériaux et des revêtements destinés aux services à haute température
- Acquisition de données en temps réel : enregistre en continu la force de frottement, la force normale et la température, et trace chaque paramètre sous forme de courbe en direct pendant l’essai.
- Paramètres de test réglables : la force normale, la vitesse, la fréquence, la course et la durée du test sont configurables par l’utilisateur pour reproduire des conditions de service spécifiques.
- Configuration personnalisable : des paramètres de force, de vitesse et de déplacement de plus grande capacité sont disponibles pour les applications nécessitant des plages de test étendues.
Théorie et méthode
L'essai d'usure par frottement linéaire alternatif évalue le comportement de deux surfaces en contact soumises à un mouvement de glissement répété. Un échantillon, généralement une bille, un axe ou une pointe cylindrique, exerce une pression sur un échantillon inférieur sous l'effet d'une force normale contrôlée, tandis qu'un mécanisme d'entraînement déplace ce dernier sur une course fixe à une fréquence déterminée. Chaque passage génère du frottement entre les deux surfaces, et la résistance résultante est mesurée en continu lors du balayage de la trace d'usure par le point de contact.
Le ToronTribo™ LRT applique ce principe grâce à un étage alternatif servo-commandé, associé à des capteurs de force et de température. Lorsque la fréquence et la course augmentent, la vitesse de glissement au point de contact varie de façon sinusoïdale, modifiant ainsi la transition entre les régimes de lubrification limite et mixte. Cette variation de vitesse est essentielle à la méthode SRV (de l'allemand Schwingung Reibung Verschleiß, signifiant oscillation, frottement, usure), qui utilise une oscillation linéaire à haute fréquence pour évaluer les performances en extrême pression et anti-usure des huiles et graisses lubrifiantes dans des conditions simulant celles des composants alternatifs d'un moteur.
Au-delà du mouvement alternatif, les configurations rotatives et à bloc annulaire du testeur étendent la même plateforme de contrôle de la force et de la température aux géométries de contact broche-disque, bille-disque et anneau-bloc. Chaque géométrie produit une forme de trace d'usure et une distribution de pression de contact différentes, permettant aux ingénieurs de sélectionner la configuration qui représente le mieux l'interface mécanique étudiée. La comparaison du volume d'usure, du coefficient de frottement et de la température de surface entre ces configurations permet d'identifier l'association de matériaux et la stratégie de lubrification qui offrent la meilleure résistance à l'usure dans l'application visée.
Tribomètre linéaire alternatif - Spécifications techniques du ToronTribo™ LRT
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Force normale maximale | 1000 N (capacité personnalisable) |
| Vitesse de rotation maximale | 2000 tr/min (personnalisable pour une capacité supérieure) |
| Fréquence d'oscillation maximale | 200 Hz |
| Force de frottement alternative maximale | 100 N (capacité personnalisable) |
| Couple de rotation maximal | 4.7 N·m (personnalisable pour une capacité supérieure) |
| Déplacement alternatif maximal (course) | 12 mm (personnalisable pour une capacité supérieure) |
| Formation de paires de frottement alternatif | Balle sur disque, quille sur disque, pilier-tuile |
| Formes de paires de frottement rotatives | Balle sur disque, quille sur disque |
| Forme de paire de frottement annulaire | Bloc annulaire |
| Plage de température | Température ambiante à 600 °C (personnalisable pour des capacités supérieures) |
| Méthode d'essai des graisses lubrifiantes | Méthode d'oscillation linéaire haute fréquence SRV (ASTM D5706, D5707, D6425, D7217, D7421) |