Evaluation of wear rate on material vane of hydraulic pump by standard ASTM G 77

Abstract

En el desarrollo de la investigación se evaluó la rata de desgaste en los materiales (bronce C93700 y resina fenólica reforzada con fibras de Aramida) de las paletas de una bomba hidráulica de referencia BLACKMER ML, bajo el método estándar ASTM G77- 2010, “Ranking Resistence of Materials to Sliding Wear Using Block-on-Ring Wear Test”. A partir de un análisis experimental del contacto par tribológico probetas “block on ring” bajo cinco niveles de carga (5, 10, 15, 20 y 25 N), se obtuvo datos de entrada esenciales para el cálculo del comportamiento y coeficiente de desgaste, el método de cálculo se adaptó a la geometría de las paletas, a las condiciones dinámicas, a las condiciones de carga y ampliado por la inclusión de la lubricación parcial en el desarrollo experimental, en general en los dos materiales después de ensayados predomino el desgaste adhesivo. Para analizar el comportamiento del desgaste calculado con los resultados experimentales, se simularon por elementos finitos en “solidWorks” las condiciones de carga estática sobre la paleta, se analizó el comportamiento de los esfuerzos y se relacionó con la tasa de desgaste para predecir la vida útil; se tomaron los registros históricos de falla MTBF “mean time between failre” (tiempo medio entre fallas) por modo de falla de desgaste, se realizó un análisis estadístico de estos datos, lo que permitió generar una curva de supervivencia la cual sirvió para evaluar el resultado de los ensayos y cálculos de la vida útil de las paletas. En el caso particular del bronce la vida útil calculada para las paletas se ajustó a la curva de supervivencia generada por los históricos de falla, el criterio de vida de las paletas de bronce se puede aplicar como herramienta en la gestión de mantenimiento de las bombas hidráulicas BLACKMER ML, pudiendo programar con antelación la intervención de cambio de paletas.

Abstract. In developing research rate wear on the material (bronze C93700 and phenolic resin reinforced with aramid fibers) of the blades of a hydraulic pump, reference BLACKMER ML, under the standard method ASTM G77-2010, “Ranking Resistence of Materials to Sliding Wear Using Block-on-Ring Wear Test”, was evaluated. From an experimental analysis of specimens contact tribological pair "block on ring" load under five levels (5, 10, 15, 20 and 25 N), input key data for calculating the coefficient and wear behavior was obtained the calculation method was adapted to the geometry of the blades, to dynamic conditions, load conditions and expanded by the inclusion of partial lubrication experimental development in general in the two materials tested after predominance adhesive wear. To analyze the behavior of wear calculated with the experimental results were simulated by finite elements "SolidWorks" the conditions of static load on the vane, the behavior of efforts was analyzed and related to the wear rate to predict the lifetime ; historical records of MTBF fault it took for failure mode of wear, a statistical analysis of these data was performed, allowing generate a survival curve which was used to evaluate the results of tests and calculations of the lifetime of the vanes. In the particular case Bronze lifetime calculated for the paddles was adjusted to the survival curve generated by historical fault, the criterion of life bronze blades can be applied as a tool in managing maintenance of hydraulic pumps BLACKMER ML and can be programmed in advance intervention shift paddles.