GB/T 3142-2019 润滑剂承载能力的测定 四球法
本标准规定了采用四球极压试验机测定润滑剂承载能力的方法，包括最大无卡咬负荷（P_B）、烧结负荷（P_D）和综合磨损值（ZMZ）三项指标的测定。
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适用范围
本标准规定了采用四球极压试验机测定润滑剂承载能力的方法，包括最大无卡咬负荷（P_B）、烧结负荷（P_D）和综合磨损值（ZMZ）三项指标的测定。 本标准适用于润滑剂。在实际应用中，可根据润滑剂的不同用途选用不同的评定指标。 不适用：现有资料未提供明确不适用条款。
方法原理
四个钢球按正四面体排列，上球以 1 450 r/min±50 r/min 的转速旋转，下面三个球用油盒固定在一起，通过杠杆或液压系统由下而上对钢球施加负荷。在试验过程中四个钢球的接触点都浸没在润滑剂中。每次试验时间为 10 s，试验后测量油盒内任何一个钢球的磨斑直径。按规定的程序反复试验，直到求出代表润滑剂承载能力的评定指标。
主要仪器
四球极压试验机： a）核心部位如图 2 所示； b）主轴转速为 0 r/min~3 000 r/min，负荷范围为 59 N~9 810 N； c）应有钢性耐震结构。四球机摩擦部件（上部钢球）的径向摆差，在离钢球最低点 3.5 mm 处测得的数值不超过 0.02 mm。四球极压试验机应每年用参考油脂标定（见附录 A），并检验其补偿线的可靠性（参见附录 B）。 注：最好不要在同一台四球机上既做极压试验又做磨损试验，以免影响磨损试验的灵敏度。 显微镜：装有测微计的直读式显微镜或自动精密测量仪器。读数值精确到 0.01 mm。 计时器：精确至 0.1 s。 摩擦力记录仪：能直接记录摩擦力变化的仪器。
试剂与标准物质
### 4.1 试剂 清洗剂：符合 GB 1922—2006 中的 1 号溶剂油。警示——易燃，有害健康。 石油醚：符合 GB/T 15894—2008 中沸程为 60 ℃~90 ℃ 的石油醚。警示——易燃，有害健康。 ### 4.2 材料 钢球：四球机专用试验钢球。材质符合美国 ANSI 标准中 E-52100 铬合金钢球或符合 GB/T 308.1—2013 中高碳铬轴承钢钢球，直径 12.7 mm，硬度为 HRC 61~66。 参考油脂：规格要求见附录 A 中的表 A.1。
关键条件
室温：25 ℃±5 ℃。 主轴转速：1 450 r/min±50 r/min。 空转时间：启动电机空转 2 min~3 min。 试验时间：每次 10 s。 负荷范围：59 N~9 810 N。 负荷级别：表 1 列出 1~23 级，对应负荷 P/N 为 59、78、98、128、157、196、235、314、392、491、618、785、981、1 236、1 570、1 962、2 453、3 090、3 924、4 905、6 082、7 848、9 810（注：〔原文不清〕中部分数值疑点见第 13 节）。 测定烧结负荷时应将油盒拧紧至扭矩至少为 85 N，保证试验中下球不滚动。
计算与结果
赫兹直径 D_H 计算（式 1）：D_H = 4.08×10⁻³ P_m^(1/3) 式中：D_H——赫兹直径，单位毫米（mm）；P_m——静负荷，单位为牛顿（N）。 校正负荷 P校 计算（式 2）：P校 = P · D_H / D 式中：P——实际负荷。若用杠杆式四球机，则 P 为所加总重量（砝码和砝码盘）乘以杠杆臂比，单位牛顿（N）；D_H——赫兹直径，单位为毫米（mm）；D——实测磨斑直径，单位为毫米（mm）。 综合磨损值 ZMZ 计算（式 3）：ZMZ = (A₁ + A₂ + B/2) / (A + B/2)（注：〔原文不清〕中公式呈现为 “ZMZ-1+B/2_A，+A，+B/2”，疑有噪声，〔待核〕（〔原文不清〕）） 式中：A——当 P_D 大于 3 924 N 时，A 为 3 090 N 及小于 3 090 N 的 9 级校正负荷的总和；当 P_D 小于或等于 3 924 N 时，A 为 10 级校正负荷的总和；B——当 P_D 大于 3 924 N 时，B 为从 3 924 N 开始直至烧结以前的各级校正负荷的算术平均值，当 P_D 小于或等于 3 924 N 时，B 为 0；A₁——P_B 点以前，即补偿线上的那部分校正负荷的总和；A₂——P_B 点以后，3 090 N 以前的那部分校正负荷的总和。 结果报告： 最大无卡咬负荷：报告 P_B 的值，单位为牛顿（N）。 烧结负荷：报告 P_D 的值，单位牛顿（N）。 综合磨损值：根据式（3）计算并报告 ZMZ，单位为牛顿（N）。 报告：取两次重复测定的算术平均值作为测定结果。
质量控制
总则：如果试验结果符合补偿线，则按下述规定来判断结果的可靠性（95% 置信水平）。 重复性 r：同一操作者，在同一实验室，使用同一仪器，对同一试样进行测定所得的两个连续试验结果之差不应大于下列数值： a）P_B——平均值的 15%； b）P_D——一个负荷等级； c）ZMZ——平均值的 10%。 再现性 R：不同操作者，在不同实验室，使用不同的仪器，按照相同的方法，对同一试样分别进行测定得到的两个单一、独立的试验结果之差不应大于下列数值： a）P_B——平均值的 30%； b）P_D——一个负荷等级； c）ZMZ——平均值的 25%。 注：本标准未建立不服从平均补偿线（整个负荷-磨损曲线都在平均补偿线之上）的润滑剂的精密度。 偏差：由于本标准中最大无卡咬负荷、烧结负荷和综合磨损值均是由本标准定义的，因此本标准方法无偏差。
引用文件
GB/T 308.1—2013 滚动轴承 球 第1部分：钢球 GB 1922—2006 油漆及清洗用溶剂油 GB/T 15894—2008 化学试剂 石油醚 GB/T 1.1—2009（前言中提及，标准起草规则）
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