Testeur de micropitting
Testeur de micropitting - ToronTribo™ MP
Le banc d'essai de micropitting ToronTribo™ MP étudie la fatigue par micropitting des matériaux de contact de roulement. Il est destiné aux fabricants d'engrenages, aux producteurs de roulements et aux développeurs de lubrifiants travaillant avec des contacts de roulement et de roulement-glissement sous fortes charges. Le ToronTribo™ MP presse un rouleau d'essai central contre les surfaces de contact sous des conditions de charge et de glissement contrôlées, reproduisant ainsi le contact en film mince et à lubrification mixte que l'on rencontre entre les dents d'engrenage en prise et les éléments de roulement. La configuration de contact à trois surfaces permet d'obtenir un grand nombre de cycles de contact par essai, réduisant ainsi la durée des essais par rapport aux bancs d'essai de fatigue à contact unique.
Le banc d'essai couvre une plage de contraintes de contact jusqu'à 3 500 MPa avec une précision d'indication de force de ±1 % et un rapport de glissement-roulement réglable indépendamment de 0 % (roulement pur) à 200 % (glissement pur). La vitesse de rotation est réglable en continu de 5 à 3 000 tr/min, et des configurations de contact linéaire et ponctuel sont disponibles pour s'adapter aux différentes géométries d'engrenages et de roulements. La lubrification par circulation d'huile avec mesure de la température permet aux ingénieurs d'évaluer l'influence de la formation du film lubrifiant sur la résistance à la micropitting dans des conditions thermiques réalistes.
Les fabricants d'engrenages et de roulements, les formulateurs de lubrifiants industriels et automobiles, ainsi que les laboratoires de recherche sur les matériaux utilisent le ToronTribo™ MP pour évaluer la résistance à la piqûration et à la micropiqûration des huiles pour engrenages et des lubrifiants industriels. L'arrêt d'urgence manuel et l'arrêt automatique déclenchés par le temps, le nombre de tours, le couple de frottement, le signal de vibration ou la température de l'huile protègent le banc d'essai lors des essais prolongés à cycles élevés.
Testeur de micropitting - Applications ToronTribo™ MP
Le ToronTribo™ MP prend en charge l'évaluation de la micropitting et de la fatigue de contact de roulement pour les engrenages, les roulements et les lubrifiants qui les protègent.
- Développement d'huiles pour engrenages industriels : sélection d'huiles candidates pour engrenages en fonction de leur résistance à la micropitting sous des conditions contrôlées de rapport de glissement-roulement et de contrainte de contact.
- Qualification des lubrifiants pour boîtes de vitesses d'éoliennes : évalue les lubrifiants destinés aux boîtes de vitesses d'éoliennes, où la faible épaisseur du film lubrifiant et les cycles de service élevés font de la micropitting un mode de défaillance important.
- Essais des matériaux et lubrifiants pour roulements : évalue la résistance des combinaisons acier/lubrifiant aux micropiqûres sous contact de roulement et de roulement-glissement.
- Essais de lubrifiants pour transmissions automobiles : contribuent au développement d’huiles pour engrenages de boîtes de vitesses et de différentiels soumis à un contact mixte roulement-glissement entre les dents d’engrenages.
- Développement de lubrifiants pour véhicules à énergies nouvelles : évaluation de lubrifiants formulés pour les chaînes de traction des véhicules électriques et hybrides dans des conditions de contact de roulement à haute vitesse.
- Évaluation des traitements de surface des engrenages et des roulements : compare l’influence des revêtements, de la cémentation et d’autres traitements de surface sur l’amorçage et la progression des micropiqûres.
- Recherche en science des matériaux et mécanismes de défaillance : étudie comment la contrainte de contact, le rapport de glissement et le régime de lubrification interagissent pour induire l’accumulation de dommages par micropitting
Testeur de micropitting - ToronTribo™ MP Principales caractéristiques
Le ToronTribo™ MP combine une configuration à triple contact avec un rapport de glissement et un contrôle de lubrification réglables indépendamment.
- Configuration de contact à trois surfaces : génère un grand nombre de cycles de contact par test, réduisant ainsi le temps nécessaire pour atteindre des dommages de micro-piqûres mesurables.
- Rapport de glissement-roulement réglable indépendamment : permet de régler le contact de glissement de 0 % (roulement pur) à 200 % (glissement pur), s’adaptant ainsi à une large gamme de conditions cinématiques d’engrenages et de roulements.
- Essais de contact à haute contrainte : atteint des niveaux de contrainte de contact jusqu’à 3 500 MPa pour l’évaluation des matériaux et des lubrifiants sous des charges de contact de roulement exigeantes.
- Prise en charge de la géométrie à double contact : bascule entre les configurations de contact linéaire et de contact ponctuel pour s'adapter aux différentes conceptions d'engrenages et de roulements.
- Lubrification par circulation d'huile avec surveillance de la température : maintient et mesure la température de l'huile pendant la lubrification par circulation pour des conditions de test thermique réalistes.
- Large plage de vitesses continues : fonctionne de 5 à 3000 tr/min, prenant en charge les protocoles de test de micropitting à basse vitesse et accélérés.
- Protection complète contre l'arrêt automatique : arrête automatiquement les tests en fonction du temps, du nombre de tours, du couple de friction, du signal de vibration ou de la température de l'huile, en plus de l'arrêt d'urgence manuel.
Théorie et méthode
La micropitting se développe dans les contacts de roulement et de roulement-glissement fonctionnant sous un film d'huile mince et en régime de lubrification mixte, conditions que l'on retrouve fréquemment entre les dents d'engrenages et à l'intérieur des roulements. Lorsque le film lubrifiant séparant deux surfaces en contact s'amincit par rapport à la rugosité de surface, les aspérités individuelles des surfaces opposées entrent en contact de manière répétée sous charge. Chacun de ces contacts à l'échelle micrométrique subit son propre cycle de contrainte et, après un nombre suffisant de cycles, de petites fissures de fatigue s'amorcent en surface et se propagent pour former les piqûres superficielles caractéristiques qui définissent le phénomène de micropitting.
Le ToronTribo™ MP reproduit ce mécanisme grâce à une configuration de contact à trois surfaces. Un rouleau d'essai central entre en contact simultanément avec plusieurs surfaces de contact sous l'effet d'une force normale contrôlée. Le banc d'essai actionnant indépendamment le rouleau et les surfaces de contact, il est possible de régler le rapport de glissement, du roulement pur au glissement pur, permettant ainsi aux ingénieurs d'adapter l'essai aux conditions cinématiques d'un engrenage ou d'un contact de palier spécifique. Cette configuration à triple contact multiplie également le nombre de cycles de contrainte générés par tour, accélérant l'accumulation des micro-piqûres par rapport à un banc d'essai à contact unique.
L'épaisseur du film lubrifiant par rapport à la rugosité de surface, souvent exprimée par l'épaisseur spécifique du film ou rapport lambda, est l'un des facteurs les plus déterminants du risque de micro-piqûres. En faisant fonctionner un même couple de matériaux sous différentes combinaisons de vitesse, de température et de glissement, l'épaisseur du film lubrifiant au point de contact varie, permettant ainsi aux ingénieurs de déterminer la sensibilité d'une huile pour engrenages ou d'un lubrifiant pour roulements aux conditions de film mince où le risque de micro-piqûres augmente. Ce test s'avère donc particulièrement utile pour évaluer les formulations d'additifs extrême pression et les traitements anti-usure conçus spécifiquement pour protéger contre les micro-piqûres plutôt que contre le grippage ou l'usure importante.
Testeur de micropitting - Spécifications techniques du ToronTribo™ MP
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Plage de force normale | 0 à 3500 MPa (contrainte de contact) |
| Erreur dans l'indication de force normale | ≤ ± 1% |
| Rapport de glissement-roulis | De 0 % (roulement pur) à 200 % (glissement pur), réglable librement |
| Plage de vitesse | De 5 à 3 000 tr/min, en continu |
| Erreur d'indication de vitesse | ≤ ±10 tr/min |
| Méthodes de contact | Contact linéaire et contact ponctuel |
| milieu de friction | Lubrification à l'huile (circulation, température d'huile mesurable, vitesse réglable) |
| Modes d'arrêt | Manuel (bouton d'arrêt d'urgence) ; automatique (temps, nombre de tours, couple de friction, signal de vibration, température d'huile) |