SH/T 0756-2005 手动变速箱油热安定性评定法(循环耐久试验法)
本标准规定了用马克循环试验机评定重负荷手动变速箱油高温热安定性的试验方法。
证据说明:本页内容依据起源标物库内该标准原文整理(标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕),个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
本标准规定了用马克循环试验机评定重负荷手动变速箱油高温热安定性的试验方法。 1.2 适用于评定手动变速箱油的高温热安定性。 1.3 变速箱在高速、低速之间连续切换运行,通过测定变速箱同步器在失效前的换档循环次数来评定润滑油品的性能。 1.4 本标准试验结果与卡车变速箱实际使用结果之间的相关性尚未建立。本试验程序能够区分开使用于同一型号变速箱的润滑油的质量。 1.5 要求用户建立适当的安全和健康措施,制定有效的规章制度,确保试验安全运行。 不适用范围:现有资料未提供明确列出的不适用条款。
方法原理
每一次试验运行之前对变速箱总成进行分解。所有零部件,包括变速齿轮箱、试验油循环及加热系统,都要彻底清洗。使用一套新的同步器总成,包括已检测过的换档拨叉、摩擦盘和导向盘,重新组装变速箱。更换其他发生磨损或损伤的零部件。 4.2 在试验台上安装组装好的变速箱。 4.3 按清洗步骤用试验油清洗变速箱和润滑油循环系统。 4.4 放掉清洗后的润滑油,量取规定的试验油加入变速箱。 4.5 启动变速箱使其在低速下运转,使试验油温度达到试验规定值。 4.6 变速箱在低速和高速之间自动循环运行,当同步器发生两次非同步换档或达到试验要求的周期时试验结束。每小时记录一次从高速到低速时的循环次数。 4.7 拆解变速箱取出试验件,测量换档拨叉和摩擦盘的磨损量,并进行沉积物评价得出试验结论。
主要仪器
试验设备采用马克循环试验机。该设备使用的仪表和材料应符合表1的性能、规格要求。 6.2 试验变速箱:Mack T2180,零件号 IIKBA51431(见图1)。用作试验变速箱前需拆除及安装一些部件,列于表2。 6.3 变速箱与动力源的联接:变速箱以电机为动力源,电机通过皮带和传动轴与变速箱联接,带动变速箱旋转(见图2)。 6.4 驱动系统:电机通过皮带驱动传动轴,传动轴与变速箱输出轴连接带动变速箱旋转。换挡拨叉通过气动活塞推动同步器工作。传动轴轴端的万向节与变速箱输出轴输出端的花键相连接,传动轴与变速箱输出轴形成一个夹角(见图2)。 6.5 试验油循环系统:试验油加热器系统加热试验油至 121℃±2.7℃(250℉±5℉),并在试验过程中保持该温度。试验油循环系统总容积 19.9 L。变速箱中润滑油的液面位置在回油孔的下边沿。布局见图3,机油加热器见图4。 6.6 回油孔:指油品在流经热交换器后回流时经过的位于复合变速箱上的小孔,位置和大小见图5。 6.7 空气压力控制器:变速箱换档靠气压施加到换档活塞上推动活塞运动来实现,空气压力由电磁阀控制,电磁阀的开启、闭合速率每分钟 5 个循环,循环次数由计数器记录,空气供给和控制系统见图6。 6.8 仪器仪表:传感器和显示器能够监控如下参数:6.8.1 试验油温度;6.8.2 中间轴转速;6.8.3 传动轴转速;6.8.4 空气压力(系统压力);6.8.5 空气压力(换档过程中的动态变化);6.8.6 滑行时间。 6.9 热电偶的位置:两个测量点,一是在变速箱主壳体的底部沿着中心线向前 203 mm 处钻孔安装热电偶,热电偶插入试验油深度 38 mm,测量变速箱油池温度;二是在加热器出口处安装一个热电偶测量加热器中的试验油温度。安装位置见图7。 表1 试验台架组件(名称 | 制造商 | 零件号): 显示仪表:传动轴转速(Newport,P-6031D20D);中间轴转速(Newport,P-6031D20D);换档时间(Newport,P-6031D20D);惯性滑行时间(Newport,P-6031D20D);控制显示仪(Newport,原文零件号〔待核〕(〔原文不清〕));温度控制器(Fedington,5EN-Al);温度指示器(Onmen,INF-0-0-0-0-JF);循环计数器(The-Electric,P2-1006-115AC);循环计时表(Murphy,H5BB-B-AC101-240);T/C选择开关(U.S. Gag,33112);油压测量表(Norgren,A-20EO, 0-30psi);供气计量表(Asco,P440, 0-160);空气调节器(Eleenn,RO-8-300 RNMA);换档线圈(S妇,8317G35, 3-way solenoid);转速传感器(Penn,3010AN);12V供电器(Potter & Brumfield,SIS-12-017);气压开关(Potter & Brumfield,P61;原文零件号〔待核〕(〔原文不清〕));继电器-A.C.(Potter & Brumfield,KUP14A15);继电器-D.C.(Potter & Brumfield,KUP14A15) 机械组件:空气管线(Mack,101AX24R, 3/8in OD);试验油循环泵(Browns & Shar,No.2);加热器组件(Chromalox,MOT330A, 220v, 1);试验油管线(A即呷up,EC-350, No.12);U型万向节叉(Mack,1710 Series, 38MU3413M);传动轴(RockweU,1710 Series, 52in collapsed);驱动电机(General Electric,25 Induction Motor, 1760r/min) 高速记录系统:压力转换器(Sensot,A-5/1034, 0-100psi);示波器(As n.,Dash 4) 注:图1中方括弧「」的标识见表2。 表2 试验前需拆除或安装的零件: 需要拆卸的零件:围栏、拨叉、弹簧和主变速箱换档套上的球【A】;主变速箱总成【B】;主轴齿轮和止推垫片;中间轴总成;滑动离合器;副变速箱【C】;离合器分离器;活塞和拨叉分离器;钟状曲轴箱【D】;所有与离合器相关的部件;轴;万向节 需要添加的零件:转速传感器插头(37KC12)和垫圈(37AX419);联接到调节阀上的延长管,1/8NPI和换档阀连接孔(63AX3466);用组合钢制缸盖更换铸铁活塞气缸盖【E】 注:表2中方括弧「」中的字母,表示在图1中的位置。
试剂与标准物质
试验油:本试验需要 45.4 L 试验油。 7.2 航空洗涤汽油:符合 SH 0114,用于清洗试件。 7.3 煤油:符合 GB 253,用于清洗试验油循环系统。 参比油(10.2):本试验方法采用两种参比油,即通过参比油(高质量油)和失败参比油(低质量油)。 纯度/配制细节:现有资料未提供。
关键条件
表6 试验条件: 传动轴速度:750 r/min ± 10 r/min 循环速率:6 s ± 0.3 s(高速);6 s ± 0.3 s(低速) 空气压力:621 kPa ± 4 kPa 试验油温度:121℃ ± 2.7℃ 11.2.1 将空气压力设置为 621 kPa。开启驱动电机带动传动轴转速达到 750 r/min,同时变速箱在低速状态下运行。打开试验油加热器。 11.2.2 变速箱在低速档运行,不进行换档,对试验油进行预热,加热试验油使试验油温度升至 121℃±2.7℃。 11.2.3 当试验油温度达到 121℃±2.7℃操作温度时,试验机将自动开启换档循环器,试验开始计时。 6.5 试验油循环系统总容积 19.9 L;加热温度 121℃±2.7℃(250℉±5℉)。 6.7 电磁阀开启、闭合速率每分钟 5 个循环。
计算与结果
确定试验结果: 12.1 通过与失败标准:同步器失效时的换档循环次数是润滑油性能的评价准则,试验以同步器发生两次非同步换档时的循环次数为试验结果。试验油的通过与失败标准由试验规格的要求确定。 12.2 拨叉磨损:测量变速箱拨叉磨损,并在试验结束后报告此结果(见附表C.2)。 12.3 试验的有效性:按照附录C计算试验有效性,如果试验操作参数的偏差百分比、试验过程中的停机时间以及平均循环时间均在附录C中的要求范围之内,则判定试验操作有效。 附录B 试验有效性和偏差范围: B.1.1 停机时间:B.1.1.1 升温阶段——对停机次数和时间没有要求;B.1.1.2 试验阶段(无论试验长短):(a) 停机不超过 15 min——不计停机次数,但要报告;(b) 超过 15 min 的停机次数不得超过三次;(c) 总停机时间不得超过 16 h。 B.1.2 试验条件偏差:B.1.2.1 为保证试验的有效性,关键操作参数的偏差应严格控制:试验油温度 2.0%;换档空气压力 2.0%;传动轴转速 5.0%。 B.1.2.2 操作参数的百分比偏差计算方法:公式(B.1),式中:△i—超出标准偏差范围的值;△t—超出标准偏差的试验参数的运行时间;s—试验参数的标准偏差;t—总的试验时间。 B.1.2.3 试验关键操作参数的偏差不得超过以下范围:试验油温度 2.0%;换档空气压力 2.0%;传动轴转速 5.0%。 B.1.2.4 假设一例如下:总试验时间 200 h;试验油温度 (250℉±5℉):259℉ 1h;试验油温度 (250℉±5℉):244℉ 6h;换档空气压力 (90psi±2psi):93psi 2h;传动轴转速 (750r/min±10r/min) 读数没有超过规定范围。 B.1.2.5 试验油温度计算:公式(B.2),结果 1.0%。 B.1.2.6 空气压力计算:公式(B.3),结果 0.50%。 B.1.3 平均循环时间:B.1.3.1 试验平均一个循环时间在 12.5±0.65 之间的试验被判定为有效。公式(B.4),式中:t—每个循环的平均时间;n—试验的总循环个数;t—总试验时间。B.1.3.2 一次换档循环时间——是指完成一个从低转速到高转速又回到低转速时的完整的换档所使用的时间,一般是 12.5 s(原文数值〔待核〕(〔原文不清〕))。
质量控制
精密度:按下述规定判定试验结果的可靠性(95%置信水平)。 14.1.1 试验精密度是建立在四个试验台架上完成的五个通过油试验的基础上的,试验台架不同精密度不同,研究报告提供了用于进行试验精密度计算的原始数据。 14.1.2 表7列出了在四个试验台架上进行的五次通过参比油试验和两次失败参比油试验的精密度试验结果,最新的精密度数据可以从 ASTM TMC 获得。 14.2 偏差: 14.2.1 在同一实验室,采用同一批同步器组件和两个通过参比油来确定同步器的失效循环次数。在实验室的每一个台架上完成的通过参比油的最近五次试验结果的平均值的偏差率约为 ±19%。 14.2.2 在不同实验室中完成的通过参比油的十次试验结果的平均值的偏差约为 16000 次循环。因为参比油数据只来源于两个实验室,所以无法确定该试验方法的再现性规律。 14.2.3 该试验程序不计算偏差,只确定试验的换档次数。 表7 参比油精密度试验结果(1993年4月): 通过参比油(5次试验): 试验台架 A:62978, 68675, 64709, 74618, 85703;平均循环失效数 71301;标准偏差/s 9234;偏差率/% 13.0 试验台架 B:62560, 82255, 69959, 65132, 66837;平均循环失效数 69349;标准偏差/s 7699;偏差率/% 11.1 试验台架 C:77696, 86207, 99140, 72336, 87213;平均循环失效数 84518;标准偏差/s 10233;偏差率/% 12.1 试验台架 D:68419, 99142, 97824, 79471, 98557;平均循环失效数 88682;标准偏差/s 14017;偏差率/% 15.8 四个台架综合值:78463;标准偏差/s 10556;偏差率/% 13.0 失败参比油(2次试验): 试验台架 A:23530, 23566, 21880, 25104, 33260, 29239, 27325, 33638, 23548, 23442, 31249, 30482(原文数据排列〔待核〕(〔原文不清〕))
引用文件
GB 253 煤油 SH 0114 航空洗涤汽油 注:凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
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