ISO 7905-4-1995 Plain bearings - Bearing fatigue - Part 4 Test on half-bearings of a metallic multilayer bearing material《滑动轴承 轴承疲劳强度 第3部分 多层金属滑动轴承材料的轴瓦试验》.pdf

1、NORME INTERNATIONALE Iso 7905-4 Premire dition 1995-02-01 Paliers lisses - Fatigue des paliers - Partie 4: Essai sur demi-coussinets en matriau antifriction mtallique multicouche Plain bearings - Bearing fatigue - Part 4: Tests on half-bearings of a metallk multilayer bearing material Numro de rfren

2、ce ISO 7905-4: 1995(F) ISO 7905-4: 1995(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comi

3、t membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bore troitement avec la Commission lectrotechnique international

4、e (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme inte

5、rnationale ISO 7905-4 a t labore par le comit techniques lSO/TC 123, Paliers lisses, sous-comit SC 2, Matriaux et lubrifiants, leurs propri ts, caractristiques, mthodes dessais et conditions dessais. LISO 7905 comprend les parties suivantes, prsentes sous le gnral Paliers lisses - Fatigue des palier

6、s: titre - Partie 7: Paliers dans les machines dessai et dans les applications en lubrification hydrodynamique - Partie 2: Essai dprouvettes cylindriques en matriau antifriction mtallique - Partie 3: Essai sur prouvettes plates en matriau antifriction mtallique multicouche - Partie 4: Essai sur demi

7、coussinets en matriau antifriction mtallique multicouche Lannexe A fait partie intgrante de la prsente partie de IISO 7905. Lannexe B est donne uniquement titre dinformation. 0 ISO 1995 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre repr

8、oduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun pro- cd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case postale 56 l CH-I 211 Genve 20 l Suisse Version franaise tire en 1996 Imprim en S

9、uisse NORME INTERNATIONALE ISO ISO 7905-4: 1995(F) Paliers lisses - Fatigue des paliers - Partie 4: Essai sur demi-coussinets en matriau antifriction mtallique multicouche 1 Domaine dapplication La prsente partie de IISO 7905 prescrit une mthode ade dtermination de la limite dendurance la fatigue de

10、s demi-coussinets en matriau antifriction mtallique multicouche. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente partie de IISO 7905. Au moment de la publication, les ditions

11、indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente partie de IISO 7905 sont invites rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre d

12、es Normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 4386-3:1992, Paliers lisses - Paliers lisses mtalliques multicouches - Partie 3: Contrle non des tructif par ressuage. ISO 7905-3: 1995, Paliers lisses - Fatigue des paliers - Partie 3: Essai sur prouvettes plates en matriau an tifric tion mta

13、llique multicouche. 3 prouvettes dessai Les prouvettes dessai doivent tre des demi-coussinets prts lemploi. Normalement, en raison des conditions de charge, les contraintes principales se situent sur le pourtour du coussinet. II convient de prendre garde, avant et pendant les essais, de ne pas endom

14、mager la surface, que ce soit de manire mcanique ou par corrosion. Lavantage de cette mthode est la prsence dune contrainte rsiduelle associe au procd de fabrication des coussinets. 4 Mthodes dessai Le principe dessai est illustr la figure 1. Lprouvette doit tre fixe lune de ses extrmits, lautre tan

15、t soumise une force ou un dplacement sexerant dans le plan radial au niveau du dpinage, vers le plan de joint. La charge doit varier de la tension a la compression sur la surface de roulement. En outre, une prcontrainte de traction ou de compression peut tre applique afin dvaluer une dpendance la co

16、ntrainte moyenne. Lquipement dessai se trouve, de prfrence, dans une chambre contenant un lubrifiant des niveaux fixes de temprature + 2 OC. Dautres essais peuvent tre raliss lair libre des niveaux fixes de temprature + 2 OC. ISO 7905-4: 1995(F) 0 ISO a F = F + FA x sin (w x t) r 1 Cadre 5 Logement

17、pour chantillon 9 Poutre de fixation pivotante 2 Cylindre hydraulique 6 Collier chauffant 10 Cellule de charge 3 Arbre de connexion 7 Fluide dessai II Rouleaux sur ligne radiale 4 Joint dtanchit 8 Demi-coussinet 12 Fixation avec point dappui .12 Figure 1 - Principe dessai 2 ISO ISO 7905-4: 1995(F) L

18、a contrainte de flexion peut tre mesure au moyen dune jauge de contrainte, sur la surface dengagement du demi-coussinet mi-longueur dveloppe. La contrainte requise dans la couche antifriction peut tre calcule si les paisseurs de celle-ci et du support en acier ainsi que les modules de Young sont con

19、nus. Dautre part, la force radiale F exerce sur lextrmit de fixation peut tre mesure au moyen dune cellule de charge ou calcule partir de la thorie de la poutre en porte-faux, et la valeur de la contrainte dans la couche antifriction calcule conformment lannexe A. Ces valeurs dpendent largement des

20、paisseurs de la couche antifriction et du support en acier qui doivent tre dtermines par des coupes micrographiques aprs les essais. La dtection des fissures doit tre effectue par la mthode par ressuage (voir ISO 4386-3) ou au microscope. Lamplitude doit tre contrle par la force (F) ou le dplacement

21、 (s). Pour dtecter des dbuts de fissures dans - des couches plus paisses, la rduction de la jauge de contrainte peut tre utilise pour dterminer lapparition des dfaillances, voir IISO 7905-3. 5 valuation et prsentation des rsultats dessai II convient de prsenter les contraintes limite dendurance sous

22、 forme de courbes Q-N des tempratures prdtermines (+ 2 OC), conformment une description dtaille du matriau antifriction. Normalement, les essais sur les courbes Q-IV sachvent, pour des raisons pratiques, 50 x 106 cycles de contraintes. La contrainte limite dendurance peut tre indique pour un nombre

23、spcifi de cycles, par exemple 3 x 106, 10 x 106, 25 x 106 ou 50 x 106. II convient didentifier dans le rapport toute prouvette ne prsentant aucune dfaillance pendant les essais de fatigue, pour une endurance spcifie. En raison de la diversit des rsultats dessai obtenus normalement dans la pratique e

24、t de la nature statistique de la limite de fatigue, il est recommand dvaluer les rsultats sur la base de mthodes statistiques. Une autre prsentation de la contrainte limite dendurance peut tre ralise au moyen du diagramme de Haigh qui reporte lamplitude de contrainte en fonction de la contrainte moy

25、enne. Un contrle mtallographique permettra de mettre en vidence de manire dtaille le mcanisme daltration, lattaque corrosive et la diffusion rsultant des effets thermiques. 3 ISO 7905-4: 1995(F) ISO * Annexe A (normative) valuation de contrainte A.1 valuation des contraintes Un systme de demi-coussi

26、net est dcrit la figure A.1 par les dimensions radiales 4, lpaisseur SI et rapporte au module de Young E2,0 = 50 x 103 MPa et la contrainte nominale onom. -F - I- r= (y3 + r-)x0,5 6xFx; %om = b x s* S* = 2 x r4 - r2 r4 + r3 4 = r4 - r2 r4 - r3 Figure A.1 - Systme de demi-coussinet La solution est in

27、dique la figure A.2 pour un coussinet deux couches. Elle sexplique delle-mme. Une -approximation pour la contrainte dans la couche de rodage dun coussinet trois couches est galement indique la figure A.2. 4 ISO A.2 Symboles ISO 7905-4:1995( F) Symbole 4 al,i A2 a2,i b 4 bl,i B2 b2,i E E” El E2 E2,o

28、E3 F r2 y3 r4 S S* Sl ST t 0 o* Oel %om 01 0; 02 02 a3 0; Dfinition coefficient de contrainte du support du coussinet 3 coefficients a la surface dengagement du coussinet, avec i = 0, 1, 2 coefficient de contrainte la surface de la couche antifriction 3 coefficients la surface de la couche antifrict

29、ion, avec i = 0, 1, 2 largeur du coussinet coefficient de contrainte du support du coussinet 3 coefficients la surface dengagement du coussinet, avec i = 0, 1, 2 coefficient de contrainte la surface de la couche antifriction 3 coefficients la surface de la couche antifriction, avec i = 0, 1, 2 modul

30、e de Young module de Young sans dimension, E* = Ez/E*, module de Young, support en acier, El = 210 x 103 module de Young, couche antifriction module de Young pour la figure A.2, E2,0 = 50 x 103 module de Young, couche de rodage force radiale rayon de linterface entre le support et la couche antifric

31、tion rayon de la surface de roulement (paisseur de la couche de rodage peu importante) rayon de la surface dengagement du coussinet en acier paisseur total du coussinet valeur sans dimension de lpaisseur totale, voir figure A.1 paisseur du support en acier valeur sans dimension de lpaisseur du suppo

32、rt en acier, voir figure A.1 temps contrainte valeur sans dimension de la contrainte, 0 = o/onom contrainte limite dendurance contrainte nominale contrainte la surface dengagement du coussinet valeur sans dimension de la contrainte la surface dengagement du coussinet en acier contrainte la surface d

33、e la couche antifriction valeur sans dimension de la contrainte, surface de la couche antifriction contrainte dans la couche de rodage valeur sans dimension de la contrainte, couche de rodage Unit mm MPa MPa Pa MPa Pa N mm mm mm mm mm S Pa Pa Pa MPa MPa Pa 5 ISO 7905-4: 1995(F) ISO * A.3 Exemple Don

34、nes pour le demi-coussinet: b=30mm El = 210 x 103 MPa E2 = 69 x 103 MPa E3 = 22 x 103 MPa F= 100 N r-2 = 49,lO mm -3 = 48,52 mm t-4 = 51,50 mm On suppose que la couche de rodage (PbSnl 1) est relativement mince (0,02 mm), elle naffecte pas les contraintes auxquelles sont soumises les autres couches.

35、 A.3.1 Pour calculer les dimensions affrentes Voir figure A.I. S* =0,06 s; =0,8 E* =II38 A.3.2 Pour calculer la contrainte nominale Voir figure A.I. onom = Ill,1 MPa A.3.3 Pour calculer ou lire les coefficients a et b Voir figure A.2. Surface de roulement: a20 = 0,016 b20 = 0,033 I a2 1 = 0,495 b211

36、 = 0,339 , du coussinet: a1 0 = 1,572 I bl,O = - 0,440 a1,1 = - 0,296 h,l = - 0,095 A.3.4 Pour calculer les coefficients A et B a2,2 = - 0,086 b2,2 = - 0,079 a1 2 = 0,049 b12 = 0,034 I Surface de roulement: A2 = 0,535 B2 = 0,350 Surface dengagement du coussinet: A2 = 1,257 B2 = - 0,506 ISO A.3.5 Pou

37、r calculer la valeur sans dimension de la contrainte Surface de roulement: o; =0,556 Surface dengagement du coussinet: o; =1,227 A.3.6 Pour calculer la contrainte relle Surface de roulement: 02 = 61,8 MPa Surface dengagement du coussinet: OI = 136,3 MPa A.3.7 Approximation pour la contrainte dans la

38、 couche de rodage 03 = 19,7 Mpa ISO 7905-4: 1995(F) 7 ISO 7905-4: 1995(F) W3 Surface de roulement (couche antifriction) Surf ace dengagement du coussinet 3 2 t 1 0 - rDr -1 -2 03 1 I I I 1 tr I I I I On4 b 2.1 f FL 02 2. 0 .N a” n -0,J I os 006 O,T W3 009 s,* - a2O =1,812 7-4,181 2s; +2,418 6 x sy2

39、I a2,1 = -0,942 2+4,9216xs; -3,906 9s; a22 =0,1525-1,1544x$ +1,0703sT I b, = I 1,551 l- 3,282 lx s; +1,730 9 xsy2 b2,l = -1,9947+6,5920xs; -4,5933xsy2 b, , 2 = 0,659 3 - 2,255 0 x s; + 1,664 7 x sy2 A, = a2,o + a2,1 x E; + a2,2 x EG2 B2 =b20 +b21 XE; +b, xEz2 I I I a; = A, + B2 x s* -0,8t“ “ “ “ “ “

40、 “ “ “ 0,s 05 02 03 0, s,* - aIo=5,3866-5,7096xsT +1,1765s I a1,1 = - 7,101 5 +13,962 5 xs; -6,819 0 x sT2 a12=2,6745-5,7995xsT +3,1475xsy2 I bl,O = -2,6739+5,7506xsT +3,6978xsi2 b,=2,2096- 6,615O xs; +4,6682xsy2 I 4,2 = -0,5900+1,9231x s; -1,4286x sy2 “2 A, = a1,0 + q,1 XE; + a1,2 x E2 B,=blo +b, X

41、E; +b12 xE;2 I I I 0; =A, + B, x s* OI * = OI x %om Approximation pour la contrainte dans la couche de rodage: 03 = 02 x E3/E2 Figure A.2 - valuation de la contrainte dans un coussinet deux ou trois couches 8 ISO 7905-4: 1995(F) Annexe B (informative) Bibliographie 1 ISO 3548: 1978, Paliers lisses -

42、 Demi-coussinets minces - Dimensions, tolrances et mthodes de contrle. 2 ISO 4378-l -l), Paliers lisses - . Termes, dfinitions et classification - Partie 1: Conception, matriaux pour paliers et leurs propri ts. 1) publier. (Rvision de IISO 4378-l :1983) 9 ISO 7905-4: 1995(F) ICS 21.100.10 Descripteurs: palier, palier lisse, essai, essai de fatigue. Prix bas sur 7 pages