تحديد خصائص الضغط الشديد (EP) لشحم التشحيم باستخدام طريقة آلة الكرات الأربع
(وفقًا لمعايير ASTM D2596 وISO 20623 وDIN 51350-4)
المقدمة:
يُستخدم اختبار آلة الكرات الأربع (Four-Ball Machine) لتحديد خصائص الضغط الشديد (Extreme Pressure – EP) لشحوم التشحيم، حيث يقيس قدرة الشحم على تحمل الأحمال العالية ومنع التآكل تحت ظروف الضغط المرتفع. هذا الاختبار مهم لتقييم الأداء في المحامل، التروس، والأنظمة الميكانيكية المعرضة لأحمال عالية.
1. المعايير المعتمدة:
- ASTM D2596 – تحديد حمولة اللُّحام للشحوم باستخدام آلة الكرات الأربع.
- ISO 20623 – قياس خصائص الضغط الشديد للزيوت والشحوم.
- DIN 51350-4 – اختبار قوة التحميل القصوى باستخدام آلة الكرات الأربع.
2. الأجهزة والمعدات المطلوبة:
✅ آلة الكرات الأربع (Four-Ball EP Test Machine).
✅ كرات فولاذية قياسية بقطر 12.7 مم (½ بوصة).
✅ ميزان لقياس قوة التحميل (kgf أو N).
✅ جهاز ميكروسكوب لقياس قطر التآكل (Wear Scar Diameter).
✅ زيت تنظيف ومذيب لإزالة أي بقايا من الكرات.
3. طريقة الاختبار وفقًا لـ ASTM D2596:
أ) تحضير العينة والجهاز:
- وضع ثلاث كرات فولاذية جديدة في وعاء التثبيت السفلي.
- غمر الكرات بشحم التشحيم المراد اختباره لضمان تغطية سطح التلامس بالكامل.
- تثبيت الكرة الرابعة في المغزل العلوي للجهاز، بحيث تضغط عموديًا على الكرات الثلاث السفلية.
- ضبط درجة الحرارة وفقًا لمواصفات الاختبار (عادة عند 25°C ± 5°C).
ب) تطبيق الأحمال وزيادتها تدريجيًا:
- تشغيل الجهاز عند سرعة دوران ثابتة (تُحدد وفقًا للمواصفة، غالبًا 1760 ± 40 دورة/دقيقة).
- تطبيق حمولة ابتدائية (مثل 100 كجم) لمدة 10 ثوانٍ، ثم زيادتها تدريجيًا حتى يحدث اللحام بين الكرات.
- تسجيل أعلى حمولة يمكن تحملها دون حدوث لحام (Load-Wear Index – LWI).
ج) قياس النتائج:
- بعد الاختبار، يتم إزالة الكرات وتنظيفها باستخدام مذيب مناسب.
- قياس قطر البصمة (Wear Scar Diameter – WSD) باستخدام الميكروسكوب.
- تسجيل حمولة اللحام (Weld Load – kgf أو N) وهي النقطة التي يحدث عندها الاندماج (Welding) بين الكرات.
4. تحليل النتائج:
| المعامل | التفسير |
|---|---|
| قطر البصمة (WSD, mm) | كلما قل القطر، زادت مقاومة الشحم للتآكل. |
| مؤشر تحمل الحمل (LWI, kgf) | مؤشر على قدرة الشحم على تحمل الضغط بدون حدوث تلف. |
| حمولة اللحام (Weld Load, kgf) | كلما زادت، زادت مقاومة الشحم للاحتكاك والضغط الشديد. |
قيم نموذجية لأنواع الشحوم المختلفة:
| نوع الشحم | قطر البصمة (WSD, mm) | حمولة اللحام (kgf) |
|---|---|---|
| شحوم متعددة الأغراض | 0.4 – 0.6 | 160 – 200 |
| شحوم الضغط العالي (EP) | 0.3 – 0.5 | 200 – 315 |
| شحوم صناعية عالية الأداء | 0.2 – 0.4 | 315 – 400+ |
5. أهمية الاختبار:
✅ يضمن اختيار الشحم المناسب للمعدات المعرضة لضغط شديد.
✅ يحدد قدرة الشحم على تقليل التآكل وحماية المكونات الميكانيكية.
✅ يساعد في تطوير شحوم ذات أداء متفوق في التطبيقات الصناعية.
هل تحتاج إلى معلومات إضافية حول الاختبار أو تفسير النتائج؟ 😊
اترك تعليقاً