Testeur universel de friction et d'usure
Testeur universel de friction et d'usure - ToronTribo™ UFW
Le banc d'essai universel de frottement et d'usure évalue les performances de frottement et d'usure pour différentes configurations de contact (ponctuel, linéaire et surfacique) sur une plateforme unique. Il est destiné aux laboratoires de matériaux, aux fabricants de roulements et aux développeurs de lubrifiants. Cet instrument accepte les couples de frottement disque-broche, disque-bille, bague de butée et quatre billes, permettant ainsi de reproduire les mouvements de roulement, de glissement ou combinés roulement-glissement selon le type de contact étudié. Un servomoteur entraîne la broche avec une variation de vitesse continue, garantissant des conditions de test précises et reproductibles pour une large gamme de charges appliquées.
Les opérateurs ajustent la température, la charge, la vitesse, le matériau du couple de frottement, la rugosité et la dureté de la surface, et choisissent entre une lubrification nulle, par goutte à goutte ou par immersion dans l'huile afin de reproduire les conditions réelles d'utilisation. L'appareil de test atteint une force normale de 1 000 N, une vitesse de broche de 2 000 tr/min et une température de chauffe de 260 °C. Il est équipé d'un système d'arrêt manuel ou automatique pour un fonctionnement sans surveillance. Outre l'huile, il peut également utiliser l'air, l'eau, la boue et les suspensions abrasives pour les applications ne nécessitant pas de lubrification standard.
Les chercheurs en matériaux, les fabricants de roulements et de bagues, ainsi que les formulateurs de lubrifiants utilisent cet appareil pour tester des matériaux et des lubrifiants candidats sur de multiples géométries de contact, sans avoir recours à des machines dédiées. La combinaison de quatre types de couples de frottement sur une seule plateforme en fait un choix pratique pour les laboratoires nécessitant une large gamme d'essais tribologiques.
Testeur universel de friction et d'usure - Applications ToronTribo™ UFW
Le testeur universel de friction et d'usure permet d'évaluer la friction et l'usure dans tous les secteurs industriels, avec des géométries de contact et des conditions de lubrification variées.
- Essais de roulements et de bagues autolubrifiants : mesure le taux d’usure et le coefficient de frottement des matériaux autolubrifiants à l’aide de la configuration de rondelle de butée
- Plastique, caoutchouc et céramique Materials Testing: évalue la résistance à l'usure et la performance en fatigue des polymères, des élastomères et des céramiques dans diverses conditions de contact
- Recherche sur les métaux et les matériaux composites métalliques : évaluation de la résistance à l’usure et des propriétés de fatigue des métaux et des composites à matrice métallique sous contact de roulement et de glissement
- Tests de lubrifiants et de graisses : compare les performances de friction et d’usure des huiles et des graisses selon les configurations de contact broche-disque, bille-disque et quatre billes.
- Essais de contact des paliers de butée et des bagues : caractérisation du comportement à l'usure et au frottement des composants de la bague de butée et de la rondelle sous charge axiale
- Essais comparatifs multi-matériaux : évalue plusieurs matériaux ou revêtements candidats par rapport à un matériau de référence commun en utilisant une géométrie de contact constante.
- Recherche sur l'usure abrasive et non lubrifiée : étudie le comportement à l'usure des matériaux dans des conditions sèches, aqueuses, boueuses ou de suspensions abrasives, au-delà de la lubrification à l'huile standard.
Normes
Le testeur universel de friction et d'usure prend en charge les procédures de test conformes aux normes ASTM reconnues internationalement pour les tests de friction et d'usure des rondelles de butée et des dispositifs à broche sur disque ou à bille sur disque.
- ASTM D3702-94(2019) - Méthode d'essai normalisée pour la détermination du taux d'usure et du coefficient de frottement des matériaux en contact de frottement autolubrifié à l'aide d'une machine d'essai à rondelle de butée
- 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
Testeur universel de friction et d'usure - ToronTribo™ UFW Principales caractéristiques
Le testeur universel de friction et d'usure combine plusieurs géométries de contact avec un contrôle réglable de la charge, de la vitesse et de la lubrification.
- Quatre configurations de paires de friction : compatibles avec les systèmes à broche-disque, à bille-disque, à anneau de butée et à quatre billes, couvrant les contacts ponctuels, linéaires et de surface sur une seule plateforme.
- Entraînement de broche servo-commandé : offre un contrôle de vitesse continu jusqu’à 2 000 tr/min pour des conditions de test précises et répétables.
- Chargement haute capacité : applique une force normale jusqu'à 1000 N pour l'évaluation des matériaux soumis à une pression de contact élevée.
- États de lubrification sélectionnables : permet de basculer entre l’absence de lubrification, la lubrification par goutte à goutte et la lubrification par immersion dans l’huile afin de correspondre aux conditions de service réelles.
- Compatibilité étendue avec les milieux d'essai : réalise des essais dans l'air, l'huile, l'eau, la boue ou des milieux abrasifs au-delà du contact lubrifié standard.
- Essais à haute température : chauffe jusqu’à 260 °C, permettant l’évaluation de l’usure sous contraintes thermiques et mécaniques combinées.
- Contrôle d'arrêt manuel et automatique : arrête les tests manuellement ou automatiquement, prenant en charge un fonctionnement supervisé ou non supervisé
Théorie et méthode
Différentes géométries de contact engendrent des comportements de frottement et d'usure différents, même pour un même couple de matériaux, car la forme de la zone de contact détermine la répartition des contraintes à l'interface. Un système broche-disque ou bille-disque concentre le contact en un point ou sur une petite surface, générant une contrainte locale élevée pour une charge donnée. Une configuration avec bague ou rondelle de butée répartit la même charge sur une zone de contact annulaire, réduisant la contrainte locale mais introduisant un glissement circonférentiel continu. Une configuration à quatre billes ajoute de multiples contacts ponctuels simultanés, utile pour évaluer la résistance du film lubrifiant sous roulement et glissement combinés.
Le banc d'essai universel de frottement et d'usure utilise une broche servo-entraînée pour faire tourner le couple de frottement à une vitesse contrôlée, tandis qu'un système de chargement à force normale maintient la charge appliquée constante. Un capteur mesure le couple de frottement résultant, et le rapport entre ce couple et la charge appliquée, corrigé en fonction de la géométrie du contact, donne le coefficient de frottement. Comme l'entraînement de la broche et le système de chargement restent constants quel que soit le type de couple de frottement, le passage d'une configuration à disque-broche, à disque-bille, à bague de butée ou à quatre billes permet aux ingénieurs d'isoler l'effet de la géométrie du contact de celui du matériau ou du lubrifiant choisi.
L'état de lubrification influe également sur le frottement et l'usure : une immersion complète dans l'huile maintient un film continu à l'interface, tandis qu'une lubrification par égouttement ou un fonctionnement à sec permettent un contact plus direct entre les aspérités. L'utilisation d'une même paire de matériaux sous différents états de lubrification sur cette plateforme permet aux ingénieurs d'évaluer la sensibilité d'une combinaison donnée de matériaux et de lubrifiants à la qualité de la lubrification, une information essentielle pour la conception des composants et la planification de la maintenance.
Testeur universel de friction et d'usure - Spécifications techniques du ToronTribo™ UFW
| Paramètre | Spécifications |
|---|---|
| Force normale maximale | N 1000 |
| Couple de frottement maximal | 2.5 N m |
| Type de moteur de broche | Servo-moteur |
| Vitesse maximale de la broche | 2 000 tr/min, réglable en continu |
| Milieu de test | Air, huile, eau, boue, abrasifs et autres |
| Chauffage de la cuisinière | Température ambiante jusqu'à 260 ° C |
| Mode de contrôle d'arrêt | Manuel ou automatique |
| Formes de paires de frottement | Jeu à quatre billes, jeu de quilles sur disque, jeu de billes sur disque, anneau de poussée |