ГОСТ ИСО 7905-4-99
Группа Г16
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ. УСТАЛОСТЬ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
Испытания полувкладышей из металлического многослойного подшипникового материала
Plain bearings. Bearing fatigue. Tests on haef-bearings of a metallic multilayer bearing material
МКС 21.100.10
ОКП 41 8250
Дата введения 2000-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол N 15 от 28 мая 1999 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Беларусь | Госстандарт Беларуси |
Грузия | Грузстандарт |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 7905-4-95 "Подшипники скольжения. Усталость подшипников скольжения. Часть 4: Испытания полувкладышей из металлического многослойного подшипникового материала"
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 14 декабря 1999 г. N 510-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 7905-4-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения предела выносливости при усталости полувкладышей из многослойных подшипниковых материалов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ ИСО 7905-3-99. Подшипники скольжения. Усталость подшипников скольжения. Испытание гладких полос из металлического многослойного подшипникового материала.
3 Образцы для испытания
В качестве образцов для испытания используют готовые полувкладыши. Как результат условий нагружения главные напряжения локализуются в верхней части подшипника. Не допускаются механические повреждения поверхности образца или повреждения вследствие коррозии до и в процессе испытания.
Преимуществом этого метода испытания является наличие остаточных напряжений, связанных с процессом производства подшипников.
4 Методы испытаний
Схема испытания приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема испытания
1 - корпус; 2 - гидравлический цилиндр; 3 - передаточный вал; 4 - уплотнение; 5 - камера для образца; 6 - лента нагревателя; 7 - испытательная жидкость; 8 - полувкладыши; 9 - навесное зажимное устройство; 10 - камера нагрузки; 11 - ролики на радиальной линии; 12 - поворотное зажимное устройство
Рисунок 1 - Схема испытания
Образцы крепят за один конец, а через свободный конец передают нагрузку, контролируемую по усилию или перемещению, приложенных радиально с эксцентриситетом относительно линии разъема. Нагрузка должна изменяться от растяжения к сжатию в пределах рабочей поверхности. Для оценки зависимости от средних напряжений дополнительно могут быть приложены предварительные напряжения растяжения или сжатия. Испытательное оборудование располагают в камере, содержащей смазку при заданной температуре с точностью ±2 °С. Испытания могут быть проведены альтернативно в среде воздуха при заданной температуре с точностью ±2 °С.
Напряжения при изгибе измеряют с помощью тензодатчика на основе подшипника в верхней его части (средней периферической длине). Требуемое напряжение в антифрикционном слое может быть рассчитано, если известны толщины стальной основы и антифрикционного слоя и модули Юнга.
Альтернативно радиальное усилие в закрепленном конце может быть измерено с помощью камеры нагрузки или рассчитано по теории консольной балки, а нагружение в антифрикционном слое рассчитано в соответствии с приложением А.
Эти значения критически зависят от толщин стальной основы и антифрикционного слоя, которые определяются с помощью микрошлифов после испытаний. Частота испытания должна составлять 50-80 Гц. Обнаружение трещины осуществляют с помощью метода проникающих красителей или с помощью микроскопа.
Амплитуда нагружения контролируется усилием , где
- среднее усилие,
- амплитуда усилия,
- угловая скорость,
- время, или перемещением
, где
- среднее перемещение,
- амплитуда перемещения. Для обнаружения возникновения трещины в более толстых слоях может быть использована обработка данных тензодатчиков, чтобы определить начало разрушения (ГОСТ ИСО 7905-3).
5 Оценка и представление результатов
Напряжения предела выносливости должны быть представлены в форме кривых при предварительно определенной температуре (±2 °С) относительно детального описания подшипникового материала. Испытание для получения этой кривой прекращают при циклах нагружения 50х10
. Напряжение предела выносливости может быть оценено при заданном числе циклов, например 3х10
, 10х10
, 25х10
или 50х10
. Образец, не подвергшийся разрушению при усталостном испытании до заданного предела, указывают в отчете.
Вследствие разброса результатов испытания и статистического характера предела усталости рекомендуется полученные результаты оценивать на основе статистического метода.
Напряжения предела выносливости могут быть представлены также с помощью диаграммы Хейга, на которой амплитуду напряжений указывают относительно среднего напряжения.
Металлографическое исследование должно обеспечить детальное описание механизма разрушения, коррозионного повреждения и диффузии в результате термических эффектов.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). ОЦЕНКА НАПРЯЖЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
А.1 Система полувкладышей описана на рисунке А.1 через радиальный размер , толщину
и связана с модулем Юнга
МПа и номинальным напряжением
.
Рисунок А.1 - Система вкладыша
Рисунок А.1 - Система вкладыша
Оценка напряжений для двухслойного подшипника дана на рисунке А.2. Аппроксимация для напряжения в антифрикционном слое трехслойного подшипника также показана на рисунке А.2.
Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках
Рабочая поверхность (антифрикционный слой)
Аппроксимация для напряжения в рабочем антифрикционном слое:
Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках
Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках (продолжение)
Основа подшипника
Аппроксимация для напряжения в рабочем антифрикционном слое:
Рисунок А.2 - Оценка напряжений в двух- и трехслойных подшипниках (продолжение)
А.2 Ниже приведены условные обозначения:
- коэффициент напряжения на основе подшипника; | ||||
- 3 коэффициента на наружной стороне основы подшипника с | ||||
| - коэффициент напряжения на поверхности антифрикционного слоя; | |||
- 3 коэффициента на поверхности антифрикционного слоя с | ||||
- ширина подшипника, мм; | ||||
- коэффициент напряжения на основе подшипника; | ||||
- 3 коэффициента на наружной стороне основы подшипника с | ||||
- коэффициент напряжения на поверхности антифрикционного слоя; | ||||
- 3 коэффициента на поверхности антифрикционного слоя с | ||||
- модуль Юнга, МПа; | ||||
- безразмерный модуль Юнга | ||||
- модуль Юнга, стальная основа подшипника, МПа | ||||
- модуль Юнга, антифрикционный слой, Па; | ||||
- модуль Юнга для рисунка А.2, МПа | ||||
- модуль Юнга, рабочий антифрикционный слой, Па; | ||||
- радиальное усилие, Н; | ||||
- наружный радиус стальной основы подшипника, мм; | ||||
- радиус поверхности раздела между основой подшипника и антифрикционным слоем, мм; | ||||
- радиус рабочей поверхности (толщина рабочего антифрикционного слоя незначительна), мм; | ||||
- общая толщина подшипника, мм; | ||||
- безразмерная общая толщина (см. рисунок А.1); | ||||
- толщина стальной основы, мм; | ||||
- безразмерная толщина стальной основы (см. рисунок А.1); | ||||
- время, с; | ||||
- напряжение, Па; | ||||
- безразмерное напряжение | ||||
- напряжение предела выносливости, Па; | ||||
- номинальное напряжение, Па; | ||||
- напряжение на наружной стороне основы подшипника, МПа; | ||||
- безразмерное напряжение в стальной основе подшипника; | ||||
- напряжение на поверхности антифрикционного слоя, МПа; | ||||
- безразмерное напряжение, поверхность антифрикционного слоя; | ||||
- напряжение в рабочем антифрикционном слое, Па; | ||||
- безразмерное напряжение, рабочий антифрикционный слой; | ||||
- средний радиус, мм; | ||||
- коэффициент Пуассона, стальная основа подшипника; | ||||
- коэффициент Пуассона, антифрикционный слой; | ||||
- коэффициент Пуассона, рабочий антифрикционный слой. |
А.3 Пример
Приведенные данные для полувкладыша:
30 мм;
210х10
МПа;
69x10
МПа;
22х10
МПа;
100 Н;
51,50 мм;
49,10 мм;
48,52 мм.
Предполагается, что поскольку рабочий антифрикционный слой Pb Sn 11 относительно тонкий (0,02 мм), то он не влияет на напряжения в других слоях.
А.3.1 Расчет связанных размеров (см. рисунок А.1):0,06;
0,8;
1,38.
A.3.2 Расчет номинального напряжения (см. рисунок А.1):111,1 МПа.
А.3.3 Расчет или считывание коэффициентов ,
(см. рисунок А.2)
Рабочая поверхность:0,016;
0,495;
-0,086;
0,033.
0,339.
-0,079.
Основа подшипника:1,572;
-0,296;
0,049;
-0,440.
-0,095.
0,034.
A.3.4 Расчет коэффициентов ,
Рабочая поверхность:0,535;
0,350.
Основа подшипника:1,257;
-0,506.
А.3.5 Расчет безразмерного напряжения
Рабочая поверхность: 0,556.
Основа подшипника: 1,227.
А.3.6 Расчет действительного напряжения
Рабочая поверхность: 61,8 МПа.
Основа подшипника: 136,3 МПа.
А.3.7 Аппроксимирование для напряжения в рабочем антифрикционном слое: 19,7 МПа.