ISO/TR 9993:1989

Plain bearings — Testing of the tribological behaviour of bearing materials for oil lubrication application — Running-in under mixed lubrication conditions

Paliers lisses — Essai de propriétés tribologiques des matériaux pour paliers lubrifiés à l'huile — Aptitude au rodage dans des conditions de lubrification en régime mixte

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 13-Dec-1989
• Withdrawal Date: 13-Dec-1989
• ICS: 21.100.10 - Plain bearings
• Technical Committee: ISO/TC 123/SC 2 - Materials and lubricants, their properties, characteristics, test methods and testing conditions
• Drafting Committee: ISO/TC 123/SC 2 - Materials and lubricants, their properties, characteristics, test methods and testing conditions
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 28-Oct-1999

Relations

• Revised: ISO 7148-2:1999 - Plain bearings — Testing of the tribological behaviour of bearing materials — Part 2: Testing of polymer-based bearing materials
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

IS0
TECHNICAL
TR 9993
REPORT
First edition
1989-12-01
Plain bearings - Testing of the tribological
behaviour of bearing materials for oil lubrication
Running-in under mixed
application -
lubrication conditions
Paliers lisses - Essai de propriMs tribologiques des mat&iaux pour paliers IubrifGs
- Aptitude au rodage dans des conditions de lubrifica Ition en regime mixte
;Z l’huile
Reference number
ISO/TR 9993 : 1989 (E)

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ISO/TR 9993: 1989 (E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 technical committees. Each member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
The main task of IS0 technical committees is to prepare International Standards. In
exceptional circumstances a technical committee may propose the publication of a
technical report of one of the following types:
when the necessary support within the technical committee cannot be
- type 1,
obtained for * the publication of an International Standard, despite repeated efforts;
-
type 2, when the subject is still under technical development requiring wider
exposure;
-
type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from
that which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for
example).
Technical reports are accepted for publication directly by IS0 Council. Technical
reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication, to
decide whether they can be transformed into International Standards. Technical
reports type 3 do not necessarily have to be reviewed until the data they provide are
considered to be no longer valid or useful.
ISO/TR 9993, which is technical report of type 2, was prepared by Technical Com-
mittee ISO/TC 123, Plain bearings.
Annex A of this Technical Report is for information only.
0 IS0 1989
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any
means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in
writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
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ISO/TR 9993 : 1989 (E)
Introduction
The surfaces of a journal and a bearing in the bearing designed for operation under
hydrodynamic lubrication conditions are not always fully separated with a continuous
oil film forming a hydrodynamic film. It causes severe wear and could cause bearing
seizure. Wear of the bearing and the likelihood of its seizing are determined by a
relative period of bearing operation under insufficient lubrication conditions, and by
the relation of the friction surface areas operating under fluid and boundary lubrication
and under direct contact.
The ability of a bearing to form a hydrodynamic and boundary oil film is ensured by its
design and by the bearing material antifriction (tribological) properties, but mainly by
their running-in ability. The higher the running-in ability and running-in time, the
shorter the period of operation under alternating load during which mixed lubrication
takes place and the greater is the range of the loads which ensure hydrodynamic and
boundary effects.
. . .
III

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ISO/TR 9993: 1989 (E)
TECHNICAL REPORT
- Testing of the tribological behaviour
Plain bearings
of bearing materials for oil lubrication application -
Running-in under mixed lubrication conditions
4 Definitions
1 Scope
This Technical Report specifies a test procedure for evaluating
4.1 running-in : Process of changing the rubbing surfaces
the running-in ability of bearing materials under mixed lubri-
geometry as well as the physical and mechanical properties of
cation conditions.
material surface layers during the initial period of friction,
It does not apply to materials of hardness less than 10 HB and
usually displaced under constant outside conditions as a
with overlay thickness less than 0,02 mm.
decrease of friction force, temperature and wear intensity.
The test procedure helps to compare the running-in ability
bearing material + mating surface
of the tested system,
4.2 running-in ability: The property of the bearing material
material + lubricating oil, with the other combinations of the
to reduce friction force, temperature and wear intensity during
above components to help choose a system with the required
the running-in period.
properties of serviceability.
4.3 hydrodynamic running-in ability: The property of the
2 Normative reference
bearing material to restore or to maintain a hydrodynamic oil
film during the running-in period.
The following standard contains provisions which, through
reference in this text, constitute provisions of this Technical
Report. At the time of publication, the edition indicated was
4.4 hydrodynamic index of running-in ability, RH: The
valid. All standards are subject to revision, and parties to
ratio
agreements based on this Technical Report are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent edition of
P2
the standard indicated below. Members of IEC and IS0 main-
Pl
tain registers of currently valid International Standards.
IS0 468 : 1982, Surface roughness - Parameters, their values
where p1 and p2 are pressure values corresponding to the
and general rules for specifying requirements.
minimum of a function of a coefficient of friction and pressure
at loading rates Cl = 2 x 105 Pa/min and C2 = 5 x 102
Pa/min respectively.
3 Symbols and units
See table 1.
It characterizes the ability of materials to form a hydrodynamic
oil film during friction under mixed lubrication conditions.
Table 1
Unit
Symbol Description
Sliding velocity m/s
5 Principle
-
Coefficient of friction
T
Normal force N
F”
A rotating cylindrical specimen and a stationary specimen made
Pa
Pressure
P
of the tested bearing material are immersed in an oil bath
T OC
Oil bath temperature
oil
heated up to the preset temperature. A rotating specimen is
Pa/min
c Loading rate
brought up to the preset angular frequency. A load is applied to
= 2 x 105 Pa/min
Cl
the specimen at low and high speeds until seizure occurs. A
= 5 x 102 Pa/min
C2
coefficient of friction is constantly recorded during loading.
-
R Temperature ratio constants
HTI a
The running-in ability of the bearing alloys is evaluated from the
-
Hydrodynamic index of running-in ability
RH
value of the appropriate coefficient of friction.
1

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ISO/TR 9993 : 1989 (E)
6 Equipment and materials The dimensions of the stationary specimen are shown on figure 2.
Surface roughnesses R, and R, should correspond as far as poss-
ible t
...

RAPPORT IS0
TECHNIQUE TR 9993
Première édition
1989-1 2-01
Paliers lisses - Essai de propriétés tribologiques
des matériaux pour paliers lubrifiés à l'huile -
Aptitude au rodage dans des conditions de
lubrification en régime mixte
Plain bearings - Testing of the tribological behaviour of bearing materials for oil
- Running-in under mixed lubrication conditions
lubrication application
Numéro de référence
ISO/TR 9993 : 1989 (F)

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ISO/TR 9993 : 1989 (FI
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I'ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux. L'ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CE11 en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques de I'ISO est d'élaborer les Normes interna-
tionales. Exceptionnellement, un comité technique peut proposer la publication d'un
rapport technique de l'un des types suivants:
- type 1: lorsque, en dépit de maints efforts au sein d'un comité technique,
l'accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d'une Norme interna-
tionale;
-
type 2: lorsque le sujet en question est encore en cours de développement
technique et requiert une plus grande expérience;
- type 3: lorsqu'un comité technique a réuni des données de nature différente de
celles qui sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant
comprendre des informations sur l'état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l'acceptation du Conseil
de IWO. Les rapports techniques des types 1 et 2 font l'objet d'un nouvel examen trois
ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement de leur transfor-
mation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas
nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées vala-
bles ou utiles.
L'ISO/TR 9993, rapport technique du type 2, a ét6 élaboré par le comité technique
ISOITR 123, Paliers lisses.
L'annexe A du présent Rapport technique est donnée uniquement à titre d'infor-
mation.
O IS0 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 CH-121 1 Genève 20 Suisse
Imprimé en Suisse
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ISO/TR 9993 : 1989 IF)
Introduction
Les surfaces du tourillon et du coussinet d’un palier conçu pour fonctionner dans des
conditions de lubrification hydrodynamiques ne sont pas toujours suffisamment écar-
tées par la pellicule continue d’huile que constitue le film hydrodynamique. II en résulte
une usure grave qui peut entraîner le grippage du palier. L’usure et la probabilité de
grippage sont fonction de la période relative de fonctionnement dans des conditions de
lubrification insuffisante ainsi que du rapport de superficie entre les surfaces de frotte-
ment fonctionnant aussi bien dans des conditions de lubrification en régime fluide ou
limite qu’en contact direct.
La capacité d‘un palier à former une pellicule hydrodynamique et une couche limite
d‘huile est assurée d’une part par sa conception et d’autre part par les propriétés anti-
friction Itribologiques) du matériau du palier, mais surtout par son aptitude au rodage.
Plus cette aptitude est grande et le temps de rodage long, moins le palier fonctionnera
sous charge alternée dans des conditions de lubrification mixte et plus grande sera la
plage des charges assurant I’hydrodynamisme et les effets aux limites.
0
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ISO/TR 9993 : I989 (FI
RAPPORT TECHNIQUE
Paliers lisses - Essai de propriétés tribologiques des
matériaux pour paliers lubrifiés à l'huile - Aptitude au
rodage dans des conditions de lubrification en régime
mixte
1 Domaine d'application 4 Définitions
Le présent Rapport technique prescrit un mode opératoire
Pour les besoins du présent Rapport technique, les définitions
d'essai de l'aptitude au rodage des matériaux de paliers dans
suivantes sont applicables.
des conditions de lubrification mixte.
4.1 rodage: Phénomène de transformation de la géométrie
II n'est pas applicable aux matériaux dont la dureté est inférieure
des surfaces de contact et des propriétés physiques et mécani-
à 10 HB et l'épaisseur de revêtement inférieure à 0,02 mm.
ques des couches superficielles du matériau pendant les pre-
miers instants de frottement, se traduisant généralement dans
Le mode opératoire d'essai aide à comparer l'aptitude au
des conditions extérieures constantes par une diminution de la
rodage du système essayé: matériau antifriction du
force de frottement, de la température et du degré d'usure.
palier + matériau conjugué + huile de lubrification, avec
d'autres combinaisons des composantes ci-dessus pour facili-
ter le choix d'un système présentant les qualités requises d'apti-
4.2 aptitude au rodage: Capacité du matériau antifriction à
tude à l'emploi. atténuer la force de frottement, l'échauffement et l'intensité de
l'usure pendant la période de rodage.
2 Référence normative
4.3 aptitude au rodage hydrodynamique: Capacité du
matériau antifriction à réformer ou à conserver le film d'huile
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la
référence qui en est faite, constituent des dispositions valables hydrodynamique pendant le rodage.
pour le présent Rapport technique. Au moment de la publica-
tion, i'édition indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette
4.4 indice d'aptitude au rodage hydrodynamique, RH:
à révision et les parties prenantes des accords fondés sur le pré-
Rapport
sent Rapport technique sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer l'édition la plus récente de la norme indiquée
ci-après. Les membres de la CE1 et de I'ISO possèdent le regis-
. tre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.
où pl et p2 sont les valeurs de pression correspondant au mini-
IS0 468 : 1982, Rugosité de surface - Paramètres, leurs valeurs
mum de la fonction du coefficient de frottement et de la pres-
et les règles générales de la détermination des spécifications.
sion aux taux de charge Cl = 2 x IO5 Pa/min et C2 = 5 x 102
Pa/ min respectivement.
3 Symboles et unités
Cet indice caractérise l'aptitude d'un matériau à former un film
Voir tableau 1. d'huile hydrodynamique dans les cas de frottement en régime
de lubrification mixte.
Symbole Paramètre Unité
5 Principe
U
Vitesse de glissement m/s
Un échantillon cylindrique qui tourne et un échantillon fixe en
-
Coefficient de frottement
f
matériau antifriction à tester sont plongés dans un bain d'huile
Force normale N
F,
à une température prédéterminée. L'échantillon qui
chauffé
Pression Pa
p
tourne est amené en rotation à la fréquence angulaire prééta-
Température du bain d'huile OC
Toi,
blie. Une charge est alors appliquée à l'échantillon, à faible
C
Taux de charge Pa/min
vitesse et à vitesse élevée, jusqu'à ce que survienne un grip-
= 2 x 105 Pa/min
Cl
page. Pendant la mise en charge on enregistre en continu le
= 5 x 102 Pa/min
c2
coefficient de frottement. L'aptitude au rodage des alliages
-
Constantes de rapport de température
R,,, U
antifriction est évaluée en fonction de la valeur du coefficient de
-
Indice d'aptitude au rodage hydrodynamique
R,
frottement en question.
1

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ISO/TR 9993 : 1989 (FI
L'échantillon fixe doit être tel que représenté à la figure 2. Ses
6 Appareillage et matériaux
paramètres de rugosité de surface Ra et R, doivent corre
...