标准规范下载简介

GB／T 40118-2021 滑动轴承 流体动压和混合润滑条件台架试验.pdf

滑动轴承 流体动压和混合润滑条件 台架试验

本文件规定了轴承和（或）材料开发过程中，流体动压或混合润滑条件下径向滑动轴承台架试验 要求。 本文件适用于单层和多层径向滑动轴承在静态和动态加载下的性能测试。 本文件不适用于涡轮转子振动和稳定性计算所需的径向轴承润滑膜动态性能测试。 注：以本文件为基础进行试验需建立更为详细的试验程序

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 ISO4378（所有部分） 滑动轴承术语、定义、分类和符号（Plainbearings一Terms，definitions， classification and symbols)

NB／T 31127-2017标准下载ISO4378（所有部分)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 磨损率wearrate 单位时间内的磨损量。 3.2 磨损强度wearintensity 磨损量与磨损发生长度或体积的比值。

下列符号适用于本文件，见表1。

GB/T401182021/ISO62812020

流体动压或混合润滑条件下运行的径向滑动轴承台架试验的目标是获得下列轴承性能参数，这些 参数可作为轴承设计和应用中的关键变量（见ISO4378各部分标准）。 a）磨合性。 b）耐磨性。 c）轴承与轴颈材料之间的相容性（抗粘附能力）。 d）嵌人性（嵌入外来颗粒的能力）。 抗轴领划伤和磨料磨损性能。 f 顺应性。 g） 形变能力（抗压强度）。 h) 耐蚀性[气穴腐蚀（气蚀），流体冲蚀，颗粒磨蚀丁。 1） 静态承载能力。 动态承载能力（疲劳强度）。 k）摩擦特性。 1） 润滑剂流量特性。 m）温升特性。 上述轴承性能中，第一组a)～h)主要取决于规定条件下滑动材料的机械及摩擦学性能。第二 组i)～m），主要取决于流体动力学变量，因此也取决于： 一黏度（作为温度、压力和剪切速率的函数）； 一润滑膜中的能量耗散（剪切热和热耗散）； 一 轴承及轴颈的弹性变形和热变形，以及因此导致的润滑膜厚度变化（热弹流润滑）。 测定这些轴承性能（或测试目标），需要润滑条件能够实现边界润滑、混合润滑或流体动压润滑这三 种润滑模式。某些情况下，可能需要在混合润滑和流体动压润滑两种润滑条件之间随时间反复切换。 注：自前还没有针对上述全部轴承性能的特定试验方法。 图1为代表归一化速度的无量纲数U/F"与径向轴承摩擦因数f之间的典型关系，其中n，U和 F*分别表示润滑剂动力黏度、滑动速度和单位轴承宽度的轴承载荷（F·=F/B）。图1给出了边界润 滑、混合润滑及流体动压润滑三种润滑模式，并定性地给出了这些重要参数之间的依赖关系。

在试验台中研究轴承往往比在实际工况中更具实效性。轴承试验台的设计宣尽可能模拟实际工况 所有相关特性参数（如几何、动力学、流体动力学、热学、热动力学特性等）。 另外，对试验台有以下建议。 机械结构简单。 b 试验轴承便于安装和拆卸；轴承和轴承座的位置明确；最好可以在现场监测试验轴承。另外， 出于安全考虑和允许在破坏性损伤发生前检查滑动表面，试验台应配有紧急制动装置。 ） 试验轴承尺寸明确。 d 具有良好的尺寸稳定性，轴挠度小。试验台应有足够的刚度和固有频率。然而，在特殊情况 下，为了模拟实际应用的运行工况，可能需要改变尺寸稳定性或轴的挠度。 e 适当的供油条件。润滑剂流经轴承间隙时应精确模拟实际工况，试验台周向及轴向的润滑剂 供应位置应与实际工况相同。 润滑条件明确且可通过试验验证。 g 试验台和实际工况中，层流或紊流模式应是相同的。 试验台宜尽可能重现实际工况中的温度和应力范围。 应使用适当的测量技术或设备。

图2和图3所示为一般类型的径向滑动轴承试验台。图2a)和图2b)描绘了轴颈的转动方式，两 的组合也可能发生。实际工况中，可能出现转动以外的其他轴颈运动方式，如：倾斜、弯曲、轴向、圆锥运 动以及它们的组合运动。另外，轴承自身可能会代替轴颈或与轴颈一起转动、摆动甚至移动，如曲柄铺 轴承一样。任何情况下，轴颈相对于轴承的运动应该是已知的（可测量的）。但对测试而言，恒定的轴强 转速和轴颈相对轴承平行运动是最简单也是最好的

GB/T401182021/ISO6281:2020

图3轴承载荷模式示例

图3轴承载荷模式示例（续）

GB/T40118—2021/ISO6281.2020

GB/T401182021/ISO6281:2020

实际试验程序取决于要确定的特性。为确保在试验台获得的结果在实际工况适用，并确保在不同 试验台获得结果之间相互兼容，建立试验条件是非常重要的。 以下就获取第5章a)～m)所列轴承特性的试验程序及结果评价予以说明。7.2～7.9中给出的轴 承特性主要由轴承材料自身的机械和摩擦学特性决定，在某些情况下，可通过适当的材料试验获得定性 结果，只有在轴承试验台进行试验，才能对其进行定量评价。为保证试验结果的再现性，在逐级增加或 减小轴承载荷或苟刻的运行条件有规定时，应使试验轴承在每一步都达到热平衡状态。试验过程中，需 着重注意试验轴承自身的变化情况，即使运行状态看上去没有发生变化，如磨损、外来颗粒嵌入、护散、 化学反应和润滑剂衰变等因素造成轴承变化，则应进行检测并在试验报告中记录。

应在给定运行条件下，从滑动表面最初状态开 量轴承表面形貌、粗糙度、摩擦力矩、磨损率或 度变化，或润滑剂和（或）轴承温度的变化。通过这些变量随时间的特征变化，可确定磨合的完成 磨合完成所需时间越短，磨合性越好。

应逐级增加轴承运行条件的苛刻程度，直到磨损发生。磨损可能是机械磨损或机械化学磨损。机 械磨损可能是粘着磨损、咬粘、划伤或划痕、磨料磨损、疲劳磨损、剥落、气穴磨损、腐蚀磨损或微动磨损。 机械化学磨损可能是氧化磨损、微动腐蚀和电腐蚀。磨损开始时的运行条件越恶劣，磨损率和（或）磨损 强度越小，耐磨性越好，

7.4轴承和轴颈材料之间的适应性（抗粘附能力

逐级增加轴承运行条件的苛刻程度（如提高进油温度、轴承载荷、滑动速度）的过程中，宜测量摩擦 力矩和（或）润滑剂与轴承温度，并检查是否发生粘附。粘附开始发生时的运行条件越苛刻，或滑动表面 由粘附造成的损伤越轻，则适应性越好，抗粘附能力越强，

7.5嵌入性（外来颗粒嵌入）

已知硬度、 在规定时间嵌人轴承表面一定数量和深 来颗粒，在规定运行条件下，测量轴颈表面的损伤程度。轴承表面嵌入的外来颗粒数量越多、嵌 或外来颗粒造成的轴颈损伤越小，则嵌人性越好

7.6轴颈抗划伤和抗擦伤能力

应逐级增加轴承运行条件的苛刻程度，检查轴颈上出现的划伤（严重划痕）或擦伤。损伤并始出 运行条件越苛刻，轴颈划伤或擦伤程度越轻（或磨损率和磨损强度越小），则轴颈抗划伤和抗擦伤售 好。

应在规定运行条件下逐级增加轴承载荷，使轴承特定部位受到较高的局部载荷或边缘载荷，轴承日 现弹性或塑性变形以适应轴颈的形状。轴承在没有出现其他损坏的前提下变形越大，或滑动表 对轴颈的适应程度越高，则顺应性越好。

7.8形变能力（抗压强度）

应在规定运行条件下逐级增加轴承载荷，直至接近轴承材料的抗压强度。轴承变形程度越大， 能力越好。

7.9耐蚀性[气穴腐蚀（气蚀），流体冲蚀，颗粒磨

轴承应在规定腐蚀条件 试所需时间越久或滑动距离 越长，运行条件越产苛（如更高的轴 则耐蚀性越好。耐蚀性也可通过给定时间 区间内，测量腐蚀所造成的轴 行测量

应在给定运行条件下逐级增加轴承载荷。当一个变量（如最小润滑膜厚度、最大润滑膜压力、最大 轴承应力或应变、最高轴承温度或润滑膜温度、最大轴承损坏程度）达到其允许极限时，即得到轴承静载 荷能力，载荷值越高越好。

7.11动载荷能力（疲劳

7.13润滑剂流量特性

应逐级改变运行条件（如轴承载荷、滑动速度、润滑剂压力和温度），同时测量润滑剂和轴承的 试过程中温升越小，温升性能越好。

验结果。若已给定试验台（8.2)和测量设备（8.3），则8.4至8.6中所列项目为自变量（广义地讲，试验台 和测试装置也可认为是自变量）。自变量包括：试验轴承和轴颈（8.4），润滑剂及供油方式（8.5），运行或 试验条件（8.6）。其中运行条件可包括：轴承载荷、滑动速度、供油条件和试验环境。 8.7中所列项目为因变量或试验结果，如：油膜压力、油膜温度和油膜厚度，轴承应力、轴承应变、轴 承变形和轴承温度，以及损坏和磨损率等。

GB/T40118—2021/ISO6281:2020

应根据第5章的试验目标a)～m)选用8.2至8.6中所列自变量。这些自变量应与8.7中 结果和 8.8中试验评述一起记录下来，

应视情况给出以下信息： a) 试验台名称或型号； b) 试验台工作原理和示意图； c) 加载方式； d) 主要尺寸和设计极限（如载荷和速度）； e) 试验轴承的位置和数量； D) 重复性和再现性； g) 驱动电机的功率、速度和控制方法； h) 紧急制动方法和说明； i) 辅助设备； C 各变量的测量位置

下列测量设备应根据需要选用。应了解测量设备的工作原理、说明、适用范围、精度与不确定度、线 性和滞后、分辨率、响应频率以及其他相关性能，试验前后应及时检查测量设备的输入输出关系，并记录 试验结果

8.3.2直自变量测量设备（自变量可能随时间变

测量设备测量变量如下： a) 轴承载荷； 滑动速度或转速； c) 供油温度； d) 供油压力； e) 外界空气温度和轴承周围的气流速度。

8.3.3因变测量设备（因变量可能随时间变化）

因变量测量设备（因变量可能随时间变化） 测量设备测量变量如下： a） 润滑膜厚度（厚度分布和最小厚度）； b） 润滑膜温度（温度分布，最高温度和平均温度）； c） 泄油温度； d） 润滑剂流量； e） 润滑剂压力（压力分布和最大压力）； f 轴承和轴承座温度； g） 轴承应力或应变（最大值）； h）车 轴承磨损和损坏； 摩擦力矩。 注：可采用机械探针或润滑剂X射线荧光分析对磨损进行连续测量。金相检验可用来测量滑动表面的物理损

粗精度测量设备，还可

应视情况给出试验轴承和轴颈的以下信

8.4.2.1轴承所有功能层的材料性能

包括如下信息： a）名称； b）化学成分； c）制造方法； d）材料金相组织； e）机械性能（硬度、抗拉强度、剪切强度、伸长率、弹性模量、泊松比）； f）热学性能（热胀系数、热导率、传热系数）。 2.2尺寸、加工方法和表面粗糙度（见ISO4288) 包括如下信息： a）内径； b）外径； c）轴承座内径和外径； d）轴承座过盈配合； e）轴承壁厚； f）轴承每个材料层的厚度； g）轴承有效宽度； h）试验前后的轴承间隙（半径或直径间隙）； 轴承内表面加工和处理方法； j 如果可能，给出轴向和周向的表面粗糙度； k) 轴承内表面圆度和圆柱度； 1) 轴承座外表面面积和性能（用于热学分析）

包括如下信息： a）名称； b）化学成分； ) 制造方法； d）材料金相组织； e）机械性能（硬度、抗拉强度、剪切强度、伸长率、弹性模量、泊松比）； f）热学性能（热膨胀系数、热导率、传热系数)。

8.4.3.1材料性能

包括如下信息： a）名称; b）化学成分； c）制造方法； d）热处理； e）金相组织； f) 机械性能（硬度）； g）热学性能（热膨胀系数、热导率）

GB/T40118—2021/ISO6281.2020

8.4.3.2尺寸、加工方法和表面粗糙度

包括如下信息： a)直径; b)长度; c) 试验运行中允许的挠度； 试验运行中允许的不对中； e) 表面加工方法，加工方向和表面处理； f) 表面粗糙度； g) 圆度和圆柱度

8.5润滑剂及供油方式

应视情况给出润滑剂的以下相关信息： a) 型号； 生产者和产品名称； c) 说明书； d) 添加剂成分和浓度； e) 酸度/碱度； f 密度（见ISO3675）； g) 润滑剂热学性能（比热，热导率）； h) 黏度/温度关系（见ISO3448）； i) 黏度/压力关系，轴承单位面积载荷大时； 黏度/剪切速率关系，这种关系不可忽略时（长链分子添加剂）； k） 污染物（外来颗粒和磨料，它们的材料、尺寸、硬度、强度、数量）

8.5.2润滑剂供油方式

应视情况给出润滑剂供应方式的以下相关信息： a） 润滑类型（喷雾润滑、油环润滑、压力润滑等）； b） 润滑剂导人轴承间隙的方式（润滑油孔、油穴或润滑油槽；它们的数量、尺寸和位置）； C 过滤（筛孔尺寸）； d 润滑剂用热交换器（如果使用了热交换器，给出容量和其他技术参数）

应视情况给出润滑剂供应方式的以下相关信息： a） 润滑类型（喷雾润滑、油环润滑、压力润滑等）； b） 润滑剂导人轴承间隙的方式（润滑油孔、油穴或润滑油槽；它们的数量、尺寸和位置）； C 过滤（筛孔尺寸）； d）润滑剂用热交换器（如果使用了热交换器，给出容量和其他技术参数）

8.6运行条件（试验条件）

滑动速度条件： a）转速；速度递增或递减，速度递变量和时间间隔 b）最大和最小滑动速度，间歇时间

供油茶件： a）供油温度。 b）供油压力。 c）润滑剂总量，在油池中的保存时间或循环频率。 d）油池中润滑剂的温度（加热或冷却过程中)

环境温度和气压等因素通常根据大气条件而定。然而快速干道工程爆破施工组织设计，试验中环境条件可能发生变化，因此作为自 变量考： a）环境温度； b）环境气压和湿度； c）周围气流速度； d）外来颗粒； e)振动和冲击。

8.7.2流体动压参数（包括预估结果）

应给出以下详细信息： 预估最小润滑膜厚度； 预估周向和轴向的润滑膜厚度分布； 预估最小润滑膜厚度随时间的变化（函数）； 预估最大润滑膜压力； 预估周向和轴向的润滑膜压力分布； 预估最大润滑膜压力随时间的变化（函数）； g）预估轴承材料最大静应力、应变和形变； h） 预估轴承材料最大动应力、应变和形变，以平均值和振幅形式给出； 预估润滑膜温度（分布，最大值和平均值）； 预估轴承材料和轴承座温度（最大值）； k）预估摩擦损失热与耗散热平衡关系；

GB/T401182021/ISO6281:2020

1）润滑剂流量； m）摩擦力矩或摩擦因数；

m）摩擦力矩或摩擦因数； n）摩擦力矩或摩擦因数随时间的变化。 8.7.3轴承性能评价 可在下列定性定量评价方式中选取一项或多项对轴承抗磨损或损坏性能进行评价（其他基于轴承 生能等级的定量评价也可使用）： a） 确定磨损或损坏类型及其原因； b 自测评价磨损或损坏程度； C 发生转移的材料质量或体积； d 功能尺寸的改变，如壁厚； e 磨损率或单位时间内的磨损分布； f 测试持续时间（载荷循环次数）； g 达到的测试条件（如最大单位载荷、最大滑动速度、轴承最大工作温度、最小摩擦力）。 对不同试验条件下获得的定性或定量试验结果进行直接比较，需要仔细思考。因为尽管名义上使 用的是同样的试验台，但流体动压轴承在流体动压或混合润滑条件下的运行过程复杂，细微的试验条件 差别也可能对定性或定量结果造成重大影响。考虑不同试验条件的影响，不同试验台测试所得的趋势 和材料性能可能会有不同。

8.7.3轴承性能评价

JJG(黑) 06-2018 燃油加油机油气回收装置检定规程.pdfGB/T401182021/ISO6281.2020

GB/T40118—2021/ISO6281.2020