Badanie właściwości smarowych

Do określenia smarności czyli efektywność smarowania stosuje się aparat czterokulowy. Jego budowę i metodykę prowadzonych przy jego użyciu badań określa norma PN/C-04147. W 2017 zastąpiono ją normą PN-C-04362:2017-03.
Apart czterokulowy przeznaczony jest do wyznaczania właściwości przeciwzatarciowych, przeciwzużyciowych i przeciwtarciowych środków smarowych.
Za pomocą tego aparatu można oznaczyć:

• wskaźnik zużycia pod obciążeniem Ih – wskaźnik obliczony na podstawie wyników 10 biegów wykonanych przy kolejnych obciążeniach poprzedzających obciążenie zespawania [daN],
• obciążenia zespawania Pz – najniższe obciążenie nadane, przy którym nastąpi wyraźne zwiększenie oporów tarcia, wskazujące na przerwanie filmu smarującego czyli zespawanie obracającej się kuli z trzema kulkami nieruchomymi [daN],
• obciążenie zacierającego Pt - najniższe obciążenie nadane, przy którym nastąpi wyraźny wzrost oporów w węźle tarcia wskazujący na przerwanie warstewki smarującej, charakteryzujący się nagłym wzrostem wielkości średnic mierzonych skaz [daN],
• graniczne obciążenie zużycia Goz – obciażenie jednostkowe, określające nacisk w węźle tarcia przy stałym obciążeniu nadanym, obliczone na podstawie średniej średnicy skaz (d) powstałych na kulkach nieruchomych w czasie biegu aparatu pod tym obciążeniem.

Skojarzenie trące w tej maszynie jest utworzone z czterech kul o średnicy 12,7 mm (1/2”) ułożonych w formie czworościanu foremnego, wykonane są ze stali łożyskowej 62,7 HRC. Trzy kule są umieszczone w pojemniku w kształcie miseczki, do której jest wkładana badana substancja smarująca (ilość ok. 8 ± 2 cm³). Czwarta kula jest zamocowana w uchwycie. W czasie badania obraca się ona z prędkością 1450 obr/min, co odpowiada prędkości przesuwu trących powierzchni 0,55 m/s. Kule znajdujące się w miseczce są dociskane do kuli zamocowanej w uchwycie za pomocą dźwigni. Siła dociskająca (obciążenie zadane) jest zmieniana w sposób ciągły lub skokowy. Może ona dochodzić do 12 000 N.
Maszyna ma zamontowane urządzenia do termostatowania skojarzenia trącego w zakresie temperatury 233 … 573 K.

Według tej normy pierwszy pomiar wykonuje się przy obciążeniu nadanym 800 N, a następnie przy kolejnych obciążeniach wzrastających zgodnie z wytycznymi podanymi w normie. Po zakończeniu biegu mierzone są średnice powstałych na każdej kulce skaz w kierunku równoległym i prostopadłym o śladów tarcia. Mając te dane oblicza się wskaźnik zużycia i graniczne obciążenie zużycia ze wzorów podanych w normie.