4-Ball Wear Tester (4-Kugel-Apparat)

4-Kugel-Apparat mit regelbarer Belastungseinrichtung, Inline-Drehmomentmessung für EP, Verschleißuntersuchungen von Fetten, Ölen und Schmiermitteln

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Broschüre

4-Kugel-EP-Verschleißprüfmodul auf der MFT-5000-Plattform

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Technische Daten zum 4-Kugel-Apparat-Modul

Modulfunktionen:

Programmierbare Belastungseinrichtung mit geschlossenem Regelkreis bis zu 10.000 N (keine Totgewichte)
-35°C bis 200°C (optional bis 400°C)
Automatisierte EP- und Verschleißprüfungen
In-line Drehmomentmessung, Akustoemission, Messung der Normalkraft
Erfüllt ASTM-, DIN- und ISO-Normen

Der 4-Kugel-Apparat wird verwendet, um die Hochdruckeigenschaften (EP), die Gutlast, die Schweißkraft, die Reibungszahl, den Kalottendurchmesser und den Last-Verschleißindex (LWI) von formulierten Schmierstoffen und verschleißmindernde Additive für Schmierfette und Öle zu bestimmen.

Dieser 4-Kugel-Apparat der nächsten Generation für den MFT-5000 ist eine hervorragende Option, um mehrere Standardtests mit dem 4-Kugel-Apparat auf derselben Plattform durchzuführen. Der Prüfstand verfügt über geschlossene Regelkreise für die Normalkraft. Dadurch kann mithilfe von Motoren eine Belastung von bis zu 10.000 N aufgebracht werden (ohne Verwendung von Totgewichten). 4-Kugel-Verschleiß- oder 4-Kugel-EP-Tests sind automatisierbar und sehr einfach durchzuführen.

Aus dem Inline-Drehmoment, den Reibungs- und Akustoemissions-Signalen werden die Testergebnisse automatisch berechnet. Mit dem Prüfgerät erstellt man auch schnell andere Screening-Methoden. Beispielsweise durch Aufbringen linearer Belastungen anstelle von Stufenlasten.

Hohe Vielseitigkeit, großer Temperatur- und Prüfbereiche, vollautomatisch und computergesteuert – all das macht diesen Vierkugel-Apparat besonders, äußerst wiederholgenau und sehr benutzerfreundlich.

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4-ball tester setup on MFT-5000 tribometer

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The MFT-5000 Tribometer

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Eine Fülle an Standardtests

ASTM D2266, D4172, ASTM D2596, ASTM D2783, BS EN ISO 20623, BS ISO 26422, CEC L-45-A-99, DIN 51 350, IP 23.

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Prüfung der Verschleißschutzeigenschaften

Diese Prüfung bewertet die Schmierfähigkeit von Fetten oder Ölen. Die Prüfung wird unter relativ milden Prüfbedingungen durchgeführt. Beispielsweise 392 N bei 75 °C und 1200 U/min für 1 Stunde nach ASTM. Über den Kalottendurchmesser der Kugel wird die Schmierfähigkeit des Schmierstoffs bewertet. Der Durchmesser der Verschleißkalotten an jeder der drei unteren Kugeln wird in zwei Richtungen gemessen, die im Winkel von 90° zueinander liegen. Der Durchschnitt aus sechs Messungen wird als Verschleißdurchmesser für den 4-Kugel-Test angegeben. Die 4-Kugel-Apparat liefert während des Verschleißtests hochgradig reproduzierbare Ergebnisse, da die Auflagekraft und das Drehmoment in Echtzeit präzise gesteuert werden.

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Hochdruckeigenschaften (EP)

Der 4-Kugel-EP-Test dient zur Prüfung der Schmiereigenschaften von Schmierstoffen (Ölen und Fetten) unter Extremlastbedingungen. Die obere Kugel dreht sich für kurze Zeit mit hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung. Beispielsweise 1770 U/min, 3000 N und 10 s. nach ASTM oder 1450 U/min, 3000 N und 60 s. nach DIN. Die Belastung wird schrittweise erhöht, erfordert neue Kugeln, bis der Schmierstoff versagt. Die maximal verfügbare Belastung beträgt bis zu 10.000 N. Das Versagen wird durch das Verschweißen der vier Kugeln, sichtbaren Rauch, einen sofortigen Anstieg der Reibungszahl oder des Drehmoments festgestellt. Der Test wird bei Auftreten des Versagens automatisch gestoppt. Die Schmierstoffe werden anhand ihrer Fähigkeit bewertet (Gutlast), den Test ohne Versagen (Fressen) zu „bestehen“.

Testdaten vom 4-Kugelaparat und deren Analyse

Schneller Screeningtest zur Bestimmung der Hochdruckeigenschaften

Graph of extreme pressure test under constant load ramp rate showing load (blue, up to 4000 N), torque (green, in Nm), and acoustic emission (pink, a.u.) over time up to 350 seconds. Load increases linearly, while torque and acoustic emission remain low until around 250 seconds, where both rise sharply. A red line indicates Oil #1 failure point near 2800 N

Figure 1

Bild 1 zeigt die Ergebnisse eines neuen Tests mit kontinuierlich ansteigender Belastung. Der Test wurde so konfiguriert, dass eine linear steigende Belastung von 400 N bis 4000 N angewendet wurde. Das parallel mitgemessene akustische Signal (violett) zeigt, dass der Funktionsverlust sogar etwas früher als bei etwa 2800 N beginnt. Die Gutlast auf Basis der Reibungszahl (grün) beträgt 2800 N. Ein vollständiges Versagen, das zu einer Verschweißung führte, wurde bei etwa 3600 N beobachtet. Während des Tests wurde die Reibungszahl in Echtzeit gemessen und mit hoher Präzision aufgezeichnet.

Ball scar image using 3D microscope from Rtec Instruments

Figure 2

Bild 2 zeigt das 3D-Bild der Kugelkalotte. Das 3D-Bild wurde mit dem Rtec Universal Profilometer erstellt. Das Profilometer zeigt sowohl den volumetrischen Verschleißbetrag als auch den Durchmesser der Kalotte an, die an rotierenden oder stationären Kugeln unter Verwendung verschiedener Testmethoden erzeugt wurden.